DE102006032039A1 - Verfahren zur Herstellung von Methangas und Reaktor zu dessen Durchführung - Google Patents

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Herstellung von Methangas aus insbesondere Kohlendioxid enthaltenen Abgasen werden die Abgase vorzugsweise in mehreren in einem Modulverband geschalteter Holzvergaser aus Problembiomassen, wie aus Altholz, Bahnschwellen, Altreifen und dgl. durch deren Verschwelung erzeugt, während dann die Abgase durch einen Reaktor bzw. mehrere Reaktoren geleitet werden, die ein poröses Material enthalten, welches von einer mit Mikroben versetzten Nährlösung geflutet ist, wobei sich dabei das Kohlendioxid in Methan umwandelt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Methangas aus insbesondere Kohlendioxid enthaltenden Abgasen sowie einen Reaktor zur Durchführung des Verfahrens.
  • Methan ist ein farbloses, bläulich brennendes Gas mit einem Brennwert von etwa 40 MJ/m3. Es bildet sich bekanntlich durch Pyrolyse oder anaerobe bakterielle Zersetzung aus organischen Substanzen und ist deshalb wesentlicher Bestandteil z. B. von Erdgas, Raffineriegas, Kokereigas sowie Sumpf- und Klärgas. Als chemischer Rohstoff dient es z. B. zur Herstellung von Synthesegas für Ammoniak und Methanol sowie von Wasserstoff. Es ist also Bedarf an hochwertigem Methangas in Erdgasqualität vorhanden, wobei die bisher bekannten Herstellungsverfahren in der Regel aufwendig und teuer sind.
  • Die vorliegende Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, ein kostengünstiges Verfahren zur Herstellung von Methangas sowie einen Reaktor zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, welches auf preiswerte Ausgangsstoffe zurückgreifen kann und gleichzeitig als Ergebnis ein Methangas in Erdgasqualität gewährleistet.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in einfacher Weise dadurch gelöst, dass insbesondere Kohlendioxid enthaltende Abgase durch einen Reaktor durchgeleitet werden, der ein poröses Material enthält, welches von einer mit Mikroben versetzten Nährlösung geflutet ist.
  • Hierbei können die Abgase aus unterschiedlichen Quellen stammen, wie von Verbrennungsmotoren, Kläranlagen, herkömmlichen Biogasanlagen usw.
  • Die vorliegende Erfindung hebt jedoch besonders auf speziell erzeugte Abgase ab, und zwar mittels bekannter Holzvergaser erzeugter Abgase, die mit geeigneter Biomasse beschickt werden.
  • Dabei schlägt die Erfindung vorteilhaft mehrere in einem Modulverband geschalteter Holzvergaser vor, in die unterschiedliche Biomassen oder dgl. gefüllt und unter Sauerstoffmangel verschwelt werden. Hier können auch gut sogenannte Problembiomassen, wie Altholz, Bahnschwellen, Altreifen und dgl. zum Einsatz kommen, deren Beseitigung möglicherweise noch honoriert wird. Wichtig ist jedoch hierbei, dass diese Biomassen in relativ kleinen Materialgrößen (etwa Fingernagelgröße) vorher zerkleinert werden, wodurch die Stoffströme optimiert werden können.
  • Bevorzugt kommen bei der vorliegenden Erfindung drei Gruppen von Holzvergasern zum Einsatz, wobei andere Gruppierungen durchaus auch möglich sind.
  • Diese in einem Modulverbund geschalteten Holzvergaser setzen sich aus drei Zweiergruppen von Holzvergasern zusammen, und zwar werden in der ersten Gruppe vorzugsweise ligninhaltige Biomassen bis zur Aktivkohle (Holzkohle) verschwelt und dann die hier erzeugte Aktivkohle als Aktivkohlefilter in die zweite Gruppe der Holzvergaser eingebaut. Zusätzlich hierzu werden dann vorteilhaft noch vorzugsweise zerkleinerte Altreifen in der zweiten Gruppe der Holzvergaser verschwelt.
  • In der dritten Gruppe der im Modulverbund geschalteten Holzvergaser wird ebenfalls von der ersten Gruppe stammende Aktivkohle als Filter und Ruß sowie abermals als Zusatzbiomasse zerkleinerte Altreifen verwendet, wobei dann der Inhalt dieser Holzvergaser bis zu dessen mineralischen Bestandteilen (Asche) verschwelt wird.
  • Die kohlendioxidhaltigen Abgase der vorzugsweise drei Gruppen. von Holzvergasern werden jeweils durch einen Reaktor zur Herstellung von Methangas geleitet, wobei auch nur ein derartiger Reaktor denkbar ist, der dann entsprechend groß dimensioniert werden muss.
  • Insbesondere bei Abgasen mit einem erhöhten Kohlendioxidanteil, ist es vorteilhaft, dass diese zirkulär durch die Reaktoren geführt werden und zwar so lange bis ein gewünschter Methangehalt (z. B. über 90%) erreicht wird.
  • Für die Nährlösung in den Reaktoren werden zweckmäßigerweise als Mikroben ein Mehtanosarcinastamm und/oder ein Bakterium Thermoautotrophicum verwendet, während als poröses Material in dem Reaktor bzw. in den Reaktoren Koks und hier vorzugsweise Braunkohle-Industriekoks verwendet wird, da dieser eine sehr große Oberfläche besitzt, was als Lebensraum für die Mikroben von großem Vorteil ist (1g = 220m2). Es ist aber auch möglich, Kohlenstoffmatten zu verwenden.
  • Ferner ist es für die Vermehrung der am Reaktorprozess beteiligten Mikroben von Vorteil, dass der Nährlösung destilliertes Wasser sowie ein Medium aus verschiedenen Mineralien, Vitaminen, Puffersystemen und geeignete Chemikalien zugegeben werden, wobei darauf geachtet werden muss, dass nach dem Einfüllen der Nährlösung in den Reaktor bzw. in die Reaktoren eine Umwälzung zu deren Vermischung erfolgt.
  • Der eigentliche Reaktorprozess erfordert zu Beginn eine Erwärmung der Nährlösung für die Mikroben auf eine Temperatur zwischen 50 und 60 °C, vorzugsweise von etwa 55°, wobei diese Temperatur beim Zuführen der kohlenoxydhaltigen Abgase in den Reaktor bzw. in die Reaktoren auf etwa eine Temperatur zwischen 68 und 80°C, vorzugsweise auf 70°C erhöht wird. Gleichzeitig muss ein geeigneter pH-Wert eingestellt werden, um optimale Milieubedingungen für die Mikroben zu schaffen. Bevorzugt ist hierbei ein pH-Wert von 6,5 vorgesehen.
  • Den für die Herstellung von hochwertigem Methangas bestens geeignete Reaktortyp besteht zweckmäßigerweise aus einem verschließbaren Tank mit mindestens einer Zu- und Abführung, wobei die Zuführung im Bereich des Tankbodens und die Abführung im Bereich des Tankdeckels angeordnet ist.
  • Ferner besitzt der Tank vorzugsweise in seinem unteren Drittel einen Gitterrost zur Aufnahme des porösen Materials, d. h. dem Koks und an seinem oberen Ende unterhalb der Abführung eine Sammelkammer für das erzeugte Methangas. Im Bereich dieser Sammelkammer ist es dann auch zweckmäßig, Messgeräte zur Messung der Methangehalte, pH-Werte und der Temperaturen vorzusehen.
  • Schließlich hat die Praxis gezeigt, dass zwischen der Zu- und Abführung aus dem Tank eine Verbindungsleitung angebracht wird, und zwar zu dem Zweck, dass damit einerseits die Möglichkeit geschaffen wird den flüssigen Reaktorinhalt umzuwälzen, d. h. zu durchmischen und andererseits das Gasgemisch aus Methan und Kohlendioxid – falls erforderlich- von der Sammelkammer abzusaugen und dann erneut durch den Tankinhalt zu leiten damit sich der Methangehalt des Gasgemisches weiter erhöht.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung; es zeigen:
  • 1 ein schematisch dargestelltes Konzept zur Herstellung von Methangas im Verbund von Holzvergasern mit Reaktoren und
  • 2 eine schematisch dargestellte Seitenansicht eines Reaktor zur Herstellung von Methangas (teilweise geschnitten).
  • Gemäß 1 sind in einem Modulverband paarweise Holzvergaser I, II, und III, IV sowie V, VI in einer Reihe angeordnet, die paarweise mit Reaktoren R1, R2, R3 in Verbindung stehen. Letztere sind wiederum an einen Verbraucher V angeschlossen.
  • In den einzelnen Gruppen von Holzvergasern wird aus Biomassen kohlendioxydhaltiges Abgas erzeugt, das den Reaktoren R1-R3 über Leitungen 1-3 zugeführt wird.
  • In der ersten Gruppe mit den Holzvergasern I und II wird im vorliegenden Beispiel eine ligninhaltige Biomasse bis zur Aktivkohle (Holzkohle) in bekannter Weise verschwelt. Eine derartige Biomasse wird z. B. aus alten Bahnschwellen gebildet, die hierfür vorher zerkleinert werden müssen, und zwar in Materialgrößen, die der Größe eines Fingernagels entspricht. Gleichzeitig ist dies eine gute Möglichkeit, um alte Bahnschwellen zu entsorgen.
  • Die in der ersten Gruppe mit den Holzvergaser I und II erzeugte Aktivkohle wird dann aus diesen ausgetragen, angedeutet durch die breiten Pfeile 4 und als Aktivkohlefilter in die zweite Gruppe mit den Holzvergasern III und IV eingebracht, angedeutet durch die breiten Pfeile 5, wobei hier dann zerkleinerte Altreifen zusätzlich eingebracht und verschwelt werden, was auch für deren Entsorgung sehr dienlich ist.
  • Schließlich werden in der dritten Gruppe mit den Holzvergasern V und VI, diesen Aktivkohle und Ruß sowie als Zusatzbiomasse zerkleinerte Altreifen zugeführt, angedeutet durch die breiten Pfeile 6, was dann bis zu deren mineralischen Bestandteile (Asche) verschwelt wird.
  • Entscheidend ist bei diesem Konzept die Erzeugung von kohlendioxidhaltigen Abgasen, die dann in Methangas umgewandelt werden sollen, d. h. die Holzvergaser I-VI können auch mit anderen Biomassen gefüllt werden als bei diesem Ausführungsbeispiel angegeben.
  • Die Abgase der drei Gruppen von Holzvergasern I, II und III, IV sowie V, VI gemäß 1 werden dann durch die Zuleitungen 1–3 den Reaktoren R1-R3 zugeführt und dort in Methangas umgewandelt, und zwar ist in 2 exemplarisch ein Reaktor R1 schematisch dargestellt, der wie folgt aufgebaut ist:
    Der erfindungsgemäße Reaktor R1 zur Erzeugung von Methangas hat die Form eines zylindrischen Tanks 10, der im Bereich seines Tankbodens eine Zuführung 11 und an seinem oberen Ende eine Abführung 12 aufweist.
  • Etwa im untern Drittel des Tanks 10 ist ein Rost 13 für die Aufnahme von porösen Materials 14 vorgesehen. Ferner besitzt der Tank 10 eine innenliegende Heizwendel 15 mit einem Zu- und Abfluss 16, 17. Der Tank 10 weist ferner einen verschließbaren Tankdeckel 18 auf, der zugleich eine Sammelkammer 19 für das erzeugte Methangas begrenzt.
  • Ferner sind im Bereich des Tankdeckels 18 Messgeräte zur Messung der Methangehalte, der pH-Werte und den Temperaturen vorgesehen, angedeutet bei 20 und 21, sowie ist zwischen der Zu- und Abführung 11, 12 eine Verbindungsleitung 22 an den Tank 10 angeschlossen.
  • Die Verbindungsleitung 22 besitzt eine Umwälzpumpe 23 sowie an ihrem oberen Ende einen Art Siphon 24, der an einem gestrichelt dargestellten Rohrabschnitt 25 angebracht ist. Der Rohrabschnitt 25 kann unter die Endöffnung – bezeichnet mit 26 – der Verbindungsleitung 22 geschwenkt werden (im einzelnen nicht dargestellt), und zwar mit dem Zweck, die im Tankinneren sich befindende Nährlösung – bezeichnet mit 27 im Umwälzverfahren mittels der Umwälzpumpe 23 zu vermischen, d. h. die eingesetzten Mikroben mit dem übrigen Medium.
  • Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Konzepts ist wie folgt Zur Vorbereitung der Herstellung von Methangas wird zuerst der Tank 10 jedes Reaktors R1-R3 bei geöffnetem Tankdeckel 18 mit dem porösen Material 14 in der Form von Braunkohle-Industriekoks gefüllt, wobei der Koks auf dem Gitterrost 13 aufliegt und zumindest die Hälfte des Tankvolumens einnimmt. Sodann wird der Tankdeckel 18 verschlossen und die Nährlösung 27 z. B. über die Abführung 12 in den Tank eingefüllt, und zwar soweit, dass noch eine genügend große Sammelkammer 19 für das zu erzeugende Methangas im oberen Teil des Tankes 10 verbleibt. Die Nährlösung 27 besteht dabei aus Wasser sowie einem Medium aus verschiedenen Mineralien, Vitaminen, Puffersystemen und geeigneten Chemikalien.
  • Dieses Medium kann dabei als Beispiel folgende Elemente enthalten:
    – Titriplex 1 (Nitrilotriacetic acid) 15,00 g
    – MgSO4 X 7 H2O 30,00 g
    – MnSO 4 X H2O 5,00 g
    – NaCL 10,00 g
    – FeSO 4 X 7 H2O 1,00 g
    – CoSO 4 X 7 H2O 0,18 g
    – CaCL 3 X 2 H2O 1,00 g
    – CuSO 4 X 5 H2O 0,10 g
    – KAI(SO4)2 X 12 H2O 0,10 g
    – H3BO3 0,10 g
    – ZnSO 4 X 7 H2O 1,80 g
    – Na2SO 4 x 2 H2O 0,10 g
    – Na2MoO4 4 X H2O 0,10 g
    – Na2SeO4 0,10 g
    – (NH4)2Ni(SO4) 2 X 6 H2O 2,80 g
    – H2O bidest. ad. 1000 ml
    pH 6,5 wird mit KOH-Plätzchen bzw. 5N KOH eingestellt, dabei wird die Lösung klar.
  • Sodann wird die Nährstofflösung 27 mittels der Heizwendel 15, die mit Dampf oder Warmwasser über den Zu- und Abfluss 16, 17 betrieben werden kann, auf etwa 55°C erwärmt und die Mikroben zugeführt, und zwar einen Methanosarcinastamm und ein Bakterium Thermoautotrophicum. Hierbei ist es zweckmäßig, mit Hilfe der bereits in ihrer Funktionsweise beschriebenen Umwälzpumpe 16 im Zusammenhang mit dem eingeschwenkten Rohrabschnitt 25 diese kurzfristig laufen zu lassen, damit sich die Mikroben und die Nährstofflösung zum einen gleichmäßig temperieren und zum anderen besser vermischen.
  • Schließlich werden die durch die in einem Modulverband angeordneten Holzvergaser I-VI erzeugten kohlendioxidhaltigen Abgase über die Zuleitungen 1-3 den Reaktoren R1-R3 zugeführt, und zwar wieder exemplarisch bei der Zuführung 11 des Tanks 10.
  • Durch die Zufuhr der Abgase und regelbar durch die Heizspirale 15 erhöht sich die Temperatur der Nährlösung 27 auf eine Temperatur zwischen 68°C und 80°C, vorzugsweise 70°C.
  • Die bei der Zuführung 11 in den Tank 10 einströmendenden Abgase der Holzvergaser durchströmen bzw. durchperlen den Inhalt des Tanks 10, und hierbei wird in einem Hochtemperaturmethanogeneseprozess bei einem eingestellten pH-Wert von vorzugsweise 6,5 Kohlendioxyd in Methan umgebaut, welches dann über die Abführung 12 dem jeweiligen Verbraucher zugeführt werden kann.
  • Für den Fall, dass bei einem erhöhten Kohlendioxidanteil der Abgase, dieser bei einem einmaligen Reaktordurchlauf noch nicht vollkommen in Methan umgewandelt sein sollte, können diese „Zwischenprodukte" zirkulär, d. h. über Endöffnung 26 via der Verbindungsleitung 22 mit Hilfe der Umwälzpumpe 23 erneut den Tankinhalt durchlaufen bis ein gewünschter Methangehalt (z. B. über 90%) erreicht ist.
  • Das mit der vorliegenden Erfindung erzeugte Biogas kann entweder in Flaschen abgefüllt oder sonstigen Verbrauchern wie Gasmotoren, Blockheizkraftwerken usw. zugeführt werden. In 1 mit den Pfeilen 1'-3' angedeutet. Umgekehrt können die Abgase wiederum der diversen Verbraucher V den Reaktor R1-R3 wieder zur Herstellung von Methangas zugeführt werden, was in 1 mit den Pfeilen 7-9 angedeutet ist.
  • Insgesamt ist mit der vorliegenden Erfindung ein wirtschaftliches Energiekonzept vorgelegt, welches den herkömmlichen Biogasprozess, der in der in der Regel 3-4 Wochen dauern kann, auf 2-3 Tage reduziert. Darüber hinaus ist das mit der Erfindung gewonnene Biogas von wesentlich besserer Qualität, und zwar bis zur Erdgasqualität. Ferner wird eine wesentlich höhere Biomassereduktion bis hin zu den mineralischen Bestandteilen erreicht. Schließlich ist es vorteilhaft eine schadstofffreie Kohlendioxidentsorgung von problematischen Biomassen, wie Altholz, Bahnschwellen, Altreifen usw. geschaffen zu haben, d. h. es findet in der Bilanz sogar ein Kohlendioxid-Recycling statt.
    • 1
    Zuleitung R1
    2
    Zuleitung R2
    3
    Zuleitung R3
    1'
    Ableitung
    2'
    Ableitung
    3'
    Ableitung
    4
    Pfeile für Austrag
    5
    Pfeile für Eintrag
    6
    Pfeile für Eintrag
    7
    Abgasrückführung
    8
    Abgasrückführung
    9
    Abgasrückführung
    10
    Tank
    11
    Zuführung
    12
    Abführung
    13
    Rost
    14
    poröses Material
    15
    Heizwendel
    16
    Zufluss
    17
    Abfluss
    18
    Tankdeckel
    19
    Sammelkammer
    20
    Messgerät
    21
    Messgerät
    22
    Verbindungsleitung
    23
    Umwälzpumpe
    24
    Siphon
    25
    Rohrabschnitt
    26
    Endöffnung
    27
    Nährlösung
    I-VI VI
    Holzvergaser
    R1-R3
    Reaktoren
    V-
    Verbraucher

Claims (29)

  1. Verfahren zur Herstellung von Methangas aus insbesondere Kohlendioxid enthaltenen Abgasen, gekennzeichnet durch eine Durchleitung der Abgase (11) durch einen Reaktor (10), der ein poröses Material (14) enthalt, welches von einer mit Mikroben versetzen Nährlösung (27) geflutet ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Abgase (11) von den. unterschiedlichsten Quellen, wie Verbrennungsmotoren, Kläranlagen, herkömmliche Biogasanlagen usw. zur Durchleitung durch den Reaktor (10) verwendet werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgase (11) in mindestens einem Holzvergaser (I) aus geeigneter Biomasse oder dgl. erzeugt werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in mehrere in einem Modulverband geschaltete Holzvergaser (I-VI) unterschiedliche Biomassen oder dgl. eingefüllt und unter Sauerstoffmangel verschwelt werden.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zum Befüllen der Holzvergaser (I-VI) Problembiomassen, wie aus Altholz, Bahnschwellen, Altreifen und dgl. zum Einsatz kommen.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Optimierung der Stoffströme die zu entsorgenden Biomassen in relativ kleine Materialgrößen (Fingernagelgröße) zerkleinert werde.
  7. Verfahren nach Anspruch 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass vorzugsweise drei Gruppen (I, II; III, IV; V, VI) von Holzvergasern zum Einsatz kommen.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gruppe vorzugsweise aus zwei Holzvergaser (z.B. I, II) gebildet wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Gruppe der Holzvergaser (I, II) vorzugsweise ligninhaltige Biomassen bis zur Aktivkohle (Holzkohle) verschwelt werden.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die in der ersten Gruppe der Holzvergaser (I, II) erzeugte Aktivkohle aus diesen ausgetragen und als Aktivkohlefilter in die zweite Gruppe der Holzvergaser (III, IV) eingebracht wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Gruppe der Holzvergaser (III, IV) vorzugsweise zusätzlich noch zerkleinerte Altreifen verschwelt werden.
  12. Verfahren nach Anspruch 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in der dritten Gruppe der Holzvergaser (V, VI) Aktivkohle als Filter und Ruß sowie als Zusatzbiomasse zerkleinerte Altreifen bis zu deren mineralischen Bestandteilen (Asche) verschwelt werden. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgase (1-3) der vorzugsweise drei Gruppen von Holzvergasern (I, II; III, IV; V, VI) jeweils durch einen Reaktor (R1, R2, R3) oder gemeinsam durch einen Reaktor zur Herstellung von Methangas geleitet werden.
  13. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass insbesondere bei einem erhöhten Kohlendioxidanteil der Abgase, dieses jeweils zirculär durch den Reaktor geführt wird bis ein gewünschter Methangehalt (z. B. über 90%) erreicht wird.
  14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Nährlösung (27) in dem Reaktor bzw. den Reaktoren (R1-R3) als Mikroben ein Methanosarcinastamm und/oder ein Bakterium Thermoautotrophicum verwendet werden.
  15. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass als poröses Material in dem Reaktor bzw. den Reaktoren (R1-R3) Koks, vorzugsweise Braunkohle-Industriekosks (14) verwendet wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass als Nährlösung (27) neben Mikroben destilliertes Wasser sowie ein Medium aus verschiedenen Mineralien, Vitaminen, Puffersystemen und geeignete Chemikalien in den Reaktor bzw. den Reaktoren (R1-R3) eingefüllt wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Einfüllen der Nährlösung (27) in den Reaktor bzw. den Reaktoren (R1-R3) eine Umwälzung (23) zur deren Vermischung erfolgt.
  18. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Nährlösung (27) auf eine Temperatur zwischen 50 und 60°C, vorzugsweise auf etwa 55°C erhitzt wird.
  19. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass beim Zuführen (1-3) der kohlenoxidhaltigen Abgase in den Reaktor bzw. in die Reaktoren (R1-R3) die Temperatur der Nährlösung (27) auf zwischen 68 und 80°C, vorzugsweise auf etwa 70°C erhöht wird.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung der optimalen Milieubedingungen für die Mikroben durch eine geeignete pH-Wert Einstellung erfolgt.
  21. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der bevorzugte pH-Wert bei etwa 6,5 liegt.
  22. Reaktor zur Herstellung von Methangas, insbesondere nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass dieser einen verschließbaren Tank (10) mit mindestens einer Zu- und Abführung (11, 12) aufweist.
  23. Reaktor nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung (11) im Bereich des Tankbodens und die Abführung (12) im Bereich eines Tankdeckels (18) angeordnet sind.
  24. Reaktor nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Tank (10) in seinem unteren Drittel einen Gitterrost (13) zur Aufnahme des porösen Materials (14) aufweist.
  25. Reaktor nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Tank (10) mindestens eine innenliegende Heizwendel (15) aufweist.
  26. Reaktor nach einem der Ansprüche 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Tank (10) an seinem oberen Ende unterhalb der Abführung (12) eine Kammer (19) zum Sammeln des erzeugten Methangases besitzt.
  27. Reaktor nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Tankdeckels (18) Messgeräte (20, 21) zur Messung der Methangehalte, der pH-Werte und der Temperaturen vorgesehen sind.
  28. Reaktor nach einem der Ansprüche 22 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Zu- und Abführung (11, 12) am Tank (10) eine Verbindungsleitung (22) vorgesehen ist.
  29. Reaktor nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verbindungsleitung (22) eine Umwälzpumpe (23) vorgesehen ist.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2138569A1 (de) * 2008-06-27 2009-12-30 Hans-Hermann Jacobs Verfahren zur Erzeugung eines verbrennungsmotortauglichen Mischgases und Vorrichtung hierfür
WO2015124131A1 (de) * 2014-02-20 2015-08-27 Hannelore Deger Verfahren zur vorbereitung von organischen abfällen
WO2015124136A1 (de) * 2014-02-20 2015-08-27 Oliver Deger Verfahren zur vorbereitung von organischen abfällen

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8678084B2 (en) 2011-08-05 2014-03-25 Baker Hughes Incorporated Reorienting annular debris barrier
CN112138535A (zh) * 2020-08-17 2020-12-29 周悦先 一种废气过滤装置的生物复合材料制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1118671A1 (de) * 2000-01-18 2001-07-25 Rebholz, Erich, Dr. med. Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen von methanhaltigem Biogas aus organischen Stoffen
DE10021383A1 (de) * 2000-05-03 2001-11-08 Wea Waste Energy Action Intern Verfahren und Vorrichtung zur vollständigen und schadstoffreien Konversion von Reststoffgemengen
DE10107712A1 (de) * 2001-02-19 2002-09-05 Robert Vit Vorrichtung und Verfahren zur energetischen Nutzung von Faulschlammvergasungsgas
DE10245469A1 (de) * 2002-09-28 2004-04-08 Ulrich Kittmann Verfahren zum Erzeugen elektrischer und thermischer Energie aus biogenen Reststoffen
DE10330375A1 (de) * 2002-08-02 2004-12-23 Actum Ag Verfahren zur Herstellung von Methan in einem Reaktor
EP1637585A1 (de) * 2004-09-17 2006-03-22 Michael Gürtner Verfahren zur Erhöhung der Gasausbeute einer Biogasanlage

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004035997A1 (de) * 2004-07-16 2006-02-02 Rühl, Bernhard Biogasanlage zur Bereitstellung von methanhaltigen Gasen

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1118671A1 (de) * 2000-01-18 2001-07-25 Rebholz, Erich, Dr. med. Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen von methanhaltigem Biogas aus organischen Stoffen
DE10021383A1 (de) * 2000-05-03 2001-11-08 Wea Waste Energy Action Intern Verfahren und Vorrichtung zur vollständigen und schadstoffreien Konversion von Reststoffgemengen
DE10107712A1 (de) * 2001-02-19 2002-09-05 Robert Vit Vorrichtung und Verfahren zur energetischen Nutzung von Faulschlammvergasungsgas
DE10330375A1 (de) * 2002-08-02 2004-12-23 Actum Ag Verfahren zur Herstellung von Methan in einem Reaktor
DE10245469A1 (de) * 2002-09-28 2004-04-08 Ulrich Kittmann Verfahren zum Erzeugen elektrischer und thermischer Energie aus biogenen Reststoffen
EP1637585A1 (de) * 2004-09-17 2006-03-22 Michael Gürtner Verfahren zur Erhöhung der Gasausbeute einer Biogasanlage

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2138569A1 (de) * 2008-06-27 2009-12-30 Hans-Hermann Jacobs Verfahren zur Erzeugung eines verbrennungsmotortauglichen Mischgases und Vorrichtung hierfür
WO2015124131A1 (de) * 2014-02-20 2015-08-27 Hannelore Deger Verfahren zur vorbereitung von organischen abfällen
WO2015124136A1 (de) * 2014-02-20 2015-08-27 Oliver Deger Verfahren zur vorbereitung von organischen abfällen

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