DE102006044353A1 - Fermenter for production of biogas from solid biomass and percolate, fitted with a flexible separator which is pressed down onto the fermentation residue to displace biogas before the residue is removed - Google Patents

Fermenter for production of biogas from solid biomass and percolate, fitted with a flexible separator which is pressed down onto the fermentation residue to displace biogas before the residue is removed Download PDF

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Abstract

A fermenter with a digestion tank (4) in a large container (2) for the production of biogas from solid biomass and percolate so that only a fermentation residue remains, in which the biogas in the tank (4) is displaced before emptying the residue by using a pressure difference between the tank (4) and an air space (3) to press a gastight separation layer onto the residue and keep it completely in the tank (4). An independent claim is included for a method for the production of biogas in a fermenter (1) as above, by filling the digestion tank (4) with biomass (5), sealing the tank (4) (airtight) and connecting it to a suction line (9), spraying the biomass with percolate (11), fermenting the biomass until it shrinks to a residue (15) and drawing off the biogas so as to produce a pressure difference as biogas production abates, leaving a separating layer on the fermentation residue (15) to displace the remaining biogas, admitting ambient air into the tank (4), opening the gate (8) to the tank (4), removing the residue (15) and refilling the tank (4) with fresh biomass (5).

Description

Die Erfindung betrifft einen Fermenter für die Erzeugung von Biogas aus fester Biomasse und Perkolat mit einem Faulraum in einem großen Behälter, wobei von der Biomasse nur ein Gärrest verbleibt.The The invention relates to a fermenter for the production of biogas from solid biomass and percolate with a digester in a large container, being of the biomass only one digestate remains.

Biogas wird in Biogasfermentern unter Sauerstoffausschluss im anaeroben Abbauprozess aus organischen Ausgangsstoffen, der Biomasse, gewonnen. Dazu wird mit Mikroorganismen kontaminiertes Wasser im Kreislauf auf Biomasse gesprüht, was den Vergärungsprozess bewirkt. Dieses Wasser wird Perkolat genannt. Das bei der Vergärung entstehende Biogas sammelt sich in dem Behälter, wird abgesaugt und zum Betrieb einer Energiegewinnungsanlage genutzt.biogas becomes anaerobic in biogas fermenters under exclusion of oxygen Degradation process from organic sources, the biomass recovered. For this purpose, contaminated with microorganisms water in the circulation sprayed on biomass, what the fermentation process causes. This water is called percolate. The resulting from the fermentation Biogas collects in the container, is sucked off and used to operate an energy production plant.

Bei der Biogasgewinnung wird zwischen Nass- und Trockenfermentation unterschieden. Bei der Nassfermentation werden in kurzen Intervallen mittels Pumpen und Dosiereinrichtungen mehrmals täglich kleinere Mengen Biomasse in den Fermenter eingebracht und eine entsprechende Menge Gärreste entnommen.at the biogas production is between wet and dry fermentation distinguished. In wet fermentation are at short intervals by means of Pumps and dosing devices smaller quantities of biomass several times a day placed in the fermenter and removed a corresponding amount of digestate.

Bei der Trockenfermentation wird Biomasse, die in stapelfähiger Form vorliegt, vergoren. Beispiele für solche Biomassen sind Stroh, Grasschnitt, Mist. Vorteile der Trockenfermentation sind eine höhere Energiedichte je cbm Biomasse als bei Nassfermentation und damit verbunden geringe Betriebskosten.at The dry fermentation becomes biomass, which in stackable form present, fermented. examples for such biomasses are straw, grass clippings, dung. Advantages of dry fermentation are a higher energy density per cbm biomass than in wet fermentation and associated low Operating cost.

Trockenfermenter sind üblicherweise als luftdicht verschließbare Gebäude mit großen Toren aufgebaut, durch die mit landwirtschaftlichen Maschinen, wie Frontiadertrecker oder Radlader, der Wechsel der Biomasse in dem Faulraum vorgenommen wird. Der gesamte Faulraum wird auf einmal befüllt, luftdicht verschlossen. Wenn die Biomasse nach mehrwöchiger Ausfaulzeit verbraucht ist, ist sie auf einen Gärrest mit einem kleinen Teil ihres Volumens zusammengesunken und der Raum darüber ist mit Biogas gefüllt.dry fermenter are common as airtight sealable building with big Gates built by those with agricultural machinery, such as Frontispiece tractor or wheel loader, the change of biomass in the Lazy room is made. The entire digester becomes at once filled, airtight locked. If the biomass consumed after several weeks of decay time is she is on a digestate with a small part of its volume slumped and the room about that is filled with biogas.

Wenn nun das Gebäude zum Entfernen des Gärrestes geöffnet wird, wird der Faulraum vorher belüftet. Das im Faulraum befindliche Biogas entweicht in die umgebende Atmosphäre. Dies ist sehr umweltschädlich. Auch bedeutet dies ein Verlust an Wirtschaftlichkeit, da bei jedem Belüftungsvorgang große Mengen an Biogas verloren gehen.If now the building to remove the digestate open is, the lavatory is previously ventilated. The one in the digester room Biogas escapes into the surrounding atmosphere. This is very harmful to the environment. Also This means a loss of efficiency, since with each ventilation process large quantities lost to biogas.

Außerdem ist das Biogas sehr leicht entzündlich. Beim Belüften des Faulraumes vor dem Öffnen der Tore bildet sich ein explosionsfähiges Gas-Luft-Gemisch, welches zeitweise den gesamten Faulraum ausfüllt und dann in die Umgebung abgegeben wird. Dies stellt ein stark erhöhtes Sicherheitsrisiko dar.Besides that is the biogas is very flammable. When ventilating the digester before opening the gates forms an explosive gas-air mixture, which at times filling the entire plumbing room and then into the surrounding area is delivered. This represents a greatly increased security risk.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Fermenter mit einem Faulraum für feste Biomasse anzugeben, bei dem beim Ausräumen des Gärrestes das Entweichen von Biogas vermieden wird.It Object of the invention is a fermenter with a digester for solid Indicate biomass, in which when removing the digestate the escape of Biogas is avoided.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, dass vor dem Ausräumen des Gärrestes das Biogas im Faulraum verdrängt wird, indem ein Druckgefälle zwischen dem Faulraum und einem Luftraum eine gasdichte Trennschicht formschlüssig über den Gärrest drückt und damit diesen komplett im Faulraum einschließt.Is solved this task in that before the removal of the digestate the biogas in the digester repressed is by adding a pressure drop between the digester and an airspace a gas-tight separation layer positively over the Digestate presses and complete with it in the digester room.

Ausführungsformen der Erfindung und Verfahren zum Betrieb des Trockenfermenters sind in den Unteransprüchen angegeben.embodiments of the invention and methods of operating the dry fermenter in the subclaims specified.

Der hier beschriebene Fermenter ist für die Vergärung von stapelfähiger Biomasse im Perkolationsverfahren geeignet. In den Faulraum des Fermenters wird die Biomasse eingebracht und es finden dort der Vergärungsprozess und die Bildung von Biogas statt. Die entstehenden Biogase werden abgesaugt. Der organische Anteil der Biomasse wird zu ca. 90% abgebaut, zurück bleibt ein Gärrest. Über diesem befindet sich im Faulraum Biogas, das vor dem Entfernen des Gärrestes entfernt werden muss. Dies wird mit einer geeigneten Trennschicht, die sich formschlüssig über den Gärrest legt, aus dem Faulraum verdrängt. Dabei wird die Trennschicht über ein Druckgefälle zwischen dem Druck im Faulraum und dem Druck über der Trennschicht bewegt,Of the Fermenter described here is for the fermentation of stackable biomass suitable in the percolation process. Into the digestion room of the fermenter the biomass is introduced and there find the fermentation process and the formation of biogas instead. The resulting biogas will be aspirated. The organic part of the biomass is degraded to about 90%, back remains a digestate. About this is located in the digester biogas, which is before removing the digestate must be removed. This is done with a suitable release layer, which form-fitting over the digestate lays out of the digroom. The release layer is over a pressure gradient moved between the pressure in the digester and the pressure above the separation layer,

Im Faulraum wird das Biogas über eine Absaugleitung abgesaugt. Die Absaugleitung und der Saugdruck sind vorteilhafterweise so dimensioniert, dass bei normaler Vergärung ein Überdruck entsteht und wenn nicht mehr genügend Biogas durch Vergärung erzeugt wird, im Faulraum ein Unterdruck herrscht.in the Lazy space will overflow the biogas sucked a suction. The suction line and the suction pressure are advantageously dimensioned so that at normal fermentation overpressure arises and if not enough Biogas through fermentation is generated in the digester a negative pressure prevails.

Die Trennschicht ist in einer Ausführungsform als flexible Membran ausgeführt, die über dem Faulraum unter der Decke des Behälters luftdicht angebracht ist und den Behälter in den Faulraum und einen Luftraum trennt. Die Membran verschließt den Faulraum luftdicht nach oben, so dass kein Biogas in den darüber liegenden Luftraum entweicht. Die Membran ist so hochdehnbar, dass sie sich formschlüssig auf den Gärrest ohne darunter liegende Gasblasen legen kann und den gesamten Raum auskleidet.The Release layer is in one embodiment designed as a flexible membrane, the above the air-rinse space under the ceiling of the container airtight is and the container into the plumbing room and an airspace separates. The membrane closes the digester airtight up, so that no biogas in the overlying Airspace escapes. The membrane is so highly stretchable that it can positive locking the digestate without underlying gas bubbles can lay and the entire room lining.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird die Trennschicht von Formkörpern gebildet, die am oberen Ende der Wände des Faulraumes angebracht sind. Vorteilhafterweise sind diese als dehnbare Foliensäcke ausgebildet.In another embodiment the invention, the separation layer of moldings is formed, which at the top End of the walls the digester room are attached. Advantageously, these are stretchable foil bags educated.

Diese werden durch das Druckgefälle aufgeblasen und deren Unterseite bildet damit eine formschlüssige Trennschicht über dem Faulraum. Der Innenraum der Foliensäcke ist günstigerweise mit der Umgebungsluft verbunden, so dass diese durch den Unterdruck im Faulraum aufgeblasen werden. Die Foliensäcke füllen den gesamten Raum oberhalb des Gärrestes aus und ihre Unterseite legt sich formschlüssig auf den Gärrest. Damit wird das gesamte Biogas aus dem Faulraum verdrängt.These are inflated by the pressure gradient and their underside thus forms a shape conclusive separating layer above the digester. The interior of the film bags is conveniently connected to the ambient air, so that they are inflated by the negative pressure in the digester. The foil bags fill the entire space above the digestate and their underside conforms to the digestate. Thus, the entire biogas is displaced from the digester.

Als Material für die hochdehnbare Folie der Membran wie auch der Foliensäcke hat sich Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk, auch EPDM, genannt, bewährt. Dieses Material ist hochdehnbar und für die im Faulraum auftretenden Stoffe unempfindlich.When Material for the highly elastic film of the membrane as well as the foil bags has Ethylene-propylene-diene rubber, also called EPDM, proven. This Material is highly elastic and for the substances occurring in the septic tank insensitive.

Der Behälter ist normalerweise ein Gebäude, das luftdicht verschlossen wird. Zum Einbringen der Biomasse und zum Ausräumen des Gärrestes ist ein großes Tor vorgesehen, so dass diese Arbeiten mit normalen landwirtschaftlichen Maschinen durchgeführt werden kann.Of the container is usually a building that is sealed airtight. For introducing the biomass and the clear out of the digestate is a big one Gate provided so that this work with normal agricultural Machines performed can be.

Im Faulraum sind oberhalb der Biomasse Düsen angebracht, aus denen das Perkolat auf die Biomasse gesprüht wird. Diese wird damit feucht gehalten und der Vergärungsprozess arbeitet.in the Foul space are attached above the biomass nozzles, from which the Percolate sprayed on the biomass becomes. This is kept moist and the fermentation process is working.

Das Perkolat wird durch Löcher im Boden wieder aufgefangen und wieder den Düsen zugeführt, so dass es im Kreislauf umgepumpt werden kann.The Percolate is through holes collected in the soil again and fed back to the nozzles, allowing it to cycle can be pumped.

Das Verfahren zur Herstellung von Biogas aus fester Biomasse in einem Fermenter wie vorstehend beschrieben läuft folgendermaßen ab:
Der Faulraum wird mit Biomasse gefüllt und dann luftdicht verschlossen,
das Perkolat wird über die Biomasse gesprüht und damit die feste Biomasse befeuchtet und der Vergärungsprozess in Gang gesetzt.The process for producing biogas from solid biomass in a fermenter as described above proceeds as follows:
The digester is filled with biomass and then sealed airtight,
The percolate is sprayed over the biomass, thereby moistening the solid biomass and initiating the fermentation process.

Das entstehende Biogas wird über eine Absaugleitung aus dem Faulraum abgezogen. Die Biomasse wird vergoren und schrumpft auf den Gärrest zusammen. Solange die Vergärung gut läuft, herrscht ein Überdruck im Faulraum. Bei nachlassender Biogasproduktion entsteht ein Unterdruck im Faulraum oder es wird ein Druckgefälle erzeugt. Die Trennschicht legt sich auf den Gärrest und verdrängt das restliche Biogas. Nun kann Umgebungsluft in den Faulraum gelassen werden, die sich nicht mehr mit Biogas vermischt. Es herrscht dann Normaldruck in dem Faulraum und die Trennschicht entfernt sich von dem Gärrest.The Biogas is being produced a suction removed from the digester. The biomass will fermented and shrinks on the digestate together. As long as the fermentation it is going on well, there is an overpressure in the septic tank. With decreasing biogas production creates a vacuum in the digester or a pressure gradient is generated. The separation layer lies down on the digestate and displaced the remaining biogas. Now ambient air can be left in the digester that are no longer mixed with biogas. It prevails then Normal pressure in the digester and the separation layer moves away from the Digestate.

Die Tore können nun gefahrlos geöffnet werden.The Goals can now open safely become.

Der Gärrest wird aus dem Faulraum entfernt und der Faulraum neu mit Biomasse befüllt.Of the digestate is removed from the digester and the digester is new with biomass filled.

In einer Ausführungsform des Verfahrens kann die Membran auch mit Überdruck in dem Luftraum auf den Gärrest gepresst und damit das Biogas verdrängt werden.In an embodiment of the method, the membrane can also with overpressure in the air space the digestate pressed and thus the biogas are displaced.

In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens kann die Membran auch mit Unterdruck in den Luftraum angehoben werden und damit Platz für den Wechsel der Biomasse geschaffen werden. Dann behindert die Membran nicht die notwendigen Arbeiten.In a further embodiment The process also allows the membrane to be under vacuum in the air be raised and thus room for the change of biomass be created. Then the membrane does not hinder the necessary work.

Wenn die Foliensäcke für die Trennschicht genutzt werden, blasen sie sich am Ende des Vergärungsprozesses selbsttätig durch den Unterdruck im Faulraum und den Normaldruck in ihrem Innenraum auf Sie können aber auch durch einen Überdruck in ihrem Innenraum aufgeblasen werden.If the foil bags for the Separating layer are used, they blow at the end of the fermentation process automatic by the negative pressure in the digester and the normal pressure in their interior You can but also by overpressure be inflated in their interior.

Das Verfahren zur Biogasherstellung wird weiter optimiert, indem aus mehreren Fermentern das Biogas parallel abgezogen wird. So kann in einem Fermenter die Biomasse gewechselt werden, während in den anderen Fermentern das Biogas weiter produziert wird. Die Unterbrechungen der Biogaserzeugung in den einzelnen Fermentern treten zeitversetzt auf und eine angeschlossene Energieerzeugungsanlage läuft kontinuierlich weiter.The Process for biogas production is further optimized by several fermenters the biogas is withdrawn in parallel. So can in a fermenter the biomass are changed while in the other fermenters continue to produce the biogas. The interruptions The biogas production in the individual fermenters occur with a time lag on and a connected power plant runs continuously further.

Der Unterdruck für das Absaugen des Biogases wird vorteilhafterweise direkt durch den Saugdruck in der Luftzufuhr eines Motors erzeugt. Diesem Motor wird damit das Biogas zugeführt und direkt zur Energiegewinnung genutzt. Dazu werden die Saugleitungen der beteiligten Fermenter parallel an das Luftzuführungsrohr des Motors angeschlossen, in dem durch den Motorbetrieb ein entsprechender Unterdruck herrscht. Die Stärke des Saugdruckes in den Fermentern und in dem Luftzuführungsrohr wird durch die Dimensionierung der Rohrdurchmesser und/oder durch Drosselklappen reguliert.Of the Negative pressure for The aspiration of the biogas is advantageously directly through the Suction pressure generated in the air supply of an engine. This engine will so that the biogas is fed and used directly for energy production. These are the suction lines the participating fermenter parallel to the air supply pipe connected to the engine in which by the engine operation a corresponding Negative pressure prevails. The strenght the suction pressure in the fermenters and in the air supply pipe is determined by the dimensioning of the pipe diameter and / or by Regulated throttle.

Die Ansaugleitung eines Fermenters kann beim Parallelbetrieb mehrere Fermenter auch beim offenen Tor während des Wechselns der Biomasse geöffnet bleiben. Etwas zusätzliche Luft im Luftzuführungsrohr des Motors schadet nicht.The Intake line of a fermenter can in parallel operation several Fermenters also remain open at the open gate while changing the biomass. Something extra Air in the air supply pipe the engine does not hurt.

Das Druckgefälle zur Bewegung kann auch mit einem nicht brennbaren Gas oder Gasgemisch erzeugt werden, so etwa den Verbrennungsabgasen des Motors.The pressure drop For movement can also be generated with a non-flammable gas or gas mixture such as the combustion exhaust gases of the engine.

Ausführungsformen der Erfindung sind in den Figuren beispielhaft dargestellt.embodiments The invention is illustrated by way of example in the figures.

1 zeigt einen Fermenter im Schnitt frisch befüllt. 1 shows a fermenter freshly filled on average.

2 zeigt den Fermenter am Ende des Prozesses. 2 shows the fermenter at the end of the Process.

3 zeigt einen Querschnitt eines Fermenters mit Foliensäcken. 3 shows a cross section of a fermenter with film bags.

4 zeigt den Fermenter aus 3 am Ende des Prozesses. 4 shows the fermenter 3 at the end of the process.

5 zeigt parallele Fermenter an einer Energieanlage. 5 shows parallel fermenter on a power plant.

In 1 ist ein Fermenter 1 dargestellt, der ein Gehäuse 2 und ein Dach 7 besitzt. Der Behälter ist durch das Tor 8 zugänglich, das den Behälter 2 luftdicht verschließt. In dem Behälter 2 ist die Membran 6 gespannt, die den Behälter in den Faulraum 4 und den darüber liegenden Luftraum 3 trennt. Die Biomasse 5 ist in dem Faulraum 4 eingebracht und wird über die Düse 12 mit Perkolat 11 besprüht. Das Perkolat 11 wird aus dem Vorratsbehälter 10 entnommen. Durch die Bodenöffnungen 13 und die Leitung 14 gelangt Perkolat wieder in den Vorratsbehälter 10 und wird im Kreislauf wieder verwendet.In 1 is a fermenter 1 shown, which is a housing 2 and a roof 7 has. The container is through the gate 8th accessible, the container 2 hermetically seals. In the container 2 is the membrane 6 looking forward to the container in the septic tank 4 and the overlying airspace 3 separates. The biomass 5 is in the digester room 4 is introduced and is via the nozzle 12 with percolate 11 sprayed. The percolate 11 gets out of the reservoir 10 taken. Through the bottom openings 13 and the line 14 Perkolat returns to the reservoir 10 and is reused in the cycle.

Das entstehende Biogas wird über das Absaugrohr 9 abgezogen.The resulting biogas is via the suction tube 9 deducted.

In 2 ist der gleiche Fermenter 1 wie in 1 mit Gehäuse 2 und Dach 7 dargestellt, in dem der Vergärungsprozess beendet ist. Die Biomasse ist zu dem Gärrest 15 zusammengesackt und die Membran 6 hat sich durch den Unterdruck aus dem Absaugrohr auf die obere Schicht des Gärrestes 15 gelegt. Der Faulraum 4 ist nun so klein wie der Gärrest 15 geworden und das Biogas ist abgesaugt. Nun kann der Faulraum belüftet werden und wenn das Tor 8 geöffnet wird, entweicht kein Biogas in die Umgebung.In 2 is the same fermenter 1 as in 1 with housing 2 and roof 7 in which the fermentation process has ended. The biomass is the digestate 15 collapsed and the membrane 6 has due to the negative pressure from the suction tube on the upper layer of the digestate 15 placed. The digester room 4 is now as small as the digestate 15 become and the biogas is sucked off. Now the digester can be vented and if the gate 8th is opened, no biogas escapes into the environment.

In 3 ist ein ähnlicher Fermenter 1 wie in 1 dargestellt, der ein Gehäuse 2 und ein Dach 7 besitzt. Die Biomasse 5 ist in dem Faulraum 4 eingebracht und wird über die Düsen 12 mit Perkolat 11 besprüht und der Vergärugsprozess läuft ab. In dem Behälter 2 sind leicht aufblasbare Foliensäcke 16 aufgehängt deren Innenraum mit der Außenluft verbunden ist. Sie können sich in dem Luftraum 3 über der Biomasse 5 ausdehnen, wenn durch die Biogasabsaugung über die Ansaugleitung 9 ein Unterdruck erzeugt wird.In 3 is a similar fermenter 1 as in 1 shown, which is a housing 2 and a roof 7 has. The biomass 5 is in the digester room 4 is introduced and is via the nozzles 12 with percolate 11 sprayed and the fermentation process is over. In the container 2 are easily inflatable foil bags 16 suspended whose interior is connected to the outside air. They can be in the airspace 3 over the biomass 5 expand when through the biogas suction through the intake pipe 9 a negative pressure is generated.

In 4 ist der gleiche Fermenter 1 wie in 3 mit Gehäuse 2 und Dach 7 dargestellt, in dem der Vergärungsprozess beendet ist. Die Biomasse ist bis auf den Gärrest 15 zusammengesackt und die Foliensäcke 16 haben sich durch den Unterdruck aus dem Absaugrohr 9 und dem Druck der Außenluft auf die obere Schicht des Gärrestes 15 gelegt. Der Faulraum 4 ist nun so klein wie der Gärrest 15 geworden und das Biogas ist abgesaugt. Nun kann der Faulraum belüftet werden und wenn das Tor 8 geöffnet wird, entweicht kein Biogas in die Umgebung.In 4 is the same fermenter 1 as in 3 with housing 2 and roof 7 in which the fermentation process has ended. The biomass is down to the digestate 15 collapsed and the foil bags 16 have gotten out of the suction tube due to the negative pressure 9 and the pressure of the outside air on the upper layer of the digestate 15 placed. The digester room 4 is now as small as the digestate 15 become and the biogas is sucked off. Now the digester can be vented and if the gate 8th is opened, no biogas escapes into the environment.

In diesem Zustand ist die Besprühung der Biomasse 5 über die Düse 12 zum Ende gelangt.In this condition is the spraying of the biomass 5 over the nozzle 12 come to the end.

In 5 ist der parallele Betrieb von Fermentern 1 an einer Energieerzeugungsanlage 20 dargestellt. Die Fermenter 1 sind über die Absaugleitungen 9 an das Luftansaugrohr 17, das mit einem Luftfilter 19 Außenluft ansaugt. Dabei entsteht ein Unterdruck in der Luftansaugeleitung 17, über den aus den einzelnen Fermentern 1 das Biogas absaugt und mit der Luft vermischt wird. Die Menge des angesaugten Biogases wird durch die Leitungsquerschnitte des Luftansaugrohrs 17 und der Ansaugeleitungen 9 bestimmt. Weiterhin kann dies über die Drosselklappen 18 eingestellt werden. Darüber kann auch die Ansaugeleitung 9 zu einem Fermenter 1 bei einem Wechsel der Biomasse verschlossen werden, während die anderen Fermenter 1 weiter arbeiten. Wenn der Wechsel der Biomasse in den Fermentern 1 zeitversetzt erfolgt, kann die Energieerzeugungsanlage kontinuierlich laufen.In 5 is the parallel operation of fermenters 1 at a power plant 20 shown. The fermenters 1 are over the suction lines 9 to the air intake pipe 17 that with an air filter 19 Aspirates outside air. This creates a negative pressure in the air intake line 17 , about the individual fermenters 1 the biogas sucks and is mixed with the air. The amount of biogas is sucked through the pipe cross-sections of the air intake pipe 17 and the intake pipes 9 certainly. Furthermore, this can be done via the throttle 18 be set. This can also be the intake pipe 9 to a fermenter 1 be closed at a change of biomass, while the other fermenter 1 continue to work. If the change of biomass in the fermenters 1 delayed, the power generation plant can run continuously.

11
Fermenterfermenter
22
Gehäusecasing
33
Luftraumairspace
44
Faulraumdigester
55
Biomassebiomass
66
Membranmembrane
77
Dachtop, roof
88th
Torgate
99
Absaugung Biogassuction biogas
1010
Perkolat-BehälterPercolate container
1111
Perkolatpercolate
1212
Düsejet
1313
Bodenöffnungenfloor openings
1414
Perkolat-LeitungPercolate line
1515
Gärrestdigestate
1616
Membransackmembrane bag
1717
Biogasleitungbiogas line
1818
Drosselklappethrottle
1919
Luftfilterair filter
2020
Generatorgenerator

Claims (23)

Fermenter für die Erzeugung von Biogas aus fester Biomasse und Perkolat mit einem Faulraum in einem großen Behälter (2), wobei von der Biomasse nur ein Gärrest verbleibt, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Ausräumen des Gärrestes das Biogas im Faulraum (4) verdrängt wird, indem ein Druckgefälle zwischen dem Faulraum (4) und einem Luftraum (3) eine gasdichte Trennschicht formschlüssig über den Gärrest drückt und damit diesen komplett im Faulraum einschließt.Fermenter for the production of biogas from solid biomass and percolate with a digester in a large container ( 2 ), leaving only one fermentation residue of the biomass, characterized in that before the digestion of the digestate the biogas in the digester ( 4 ) is displaced by a pressure gradient between the digester ( 4 ) and an airspace ( 3 ) presses a gas-tight separating layer positively over the digestate and thus encloses this completely in the digester. Fermenter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Biogas über eine Absaugleitung (9) abgesaugt wird.Fermenter according to claim 1, characterized in that the biogas via a suction line ( 9 ) is sucked off. Fermenter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Absaugleitung (9) so dimensioniert ist, dass im Faulraum (4) bei normalem Betrieb ein Überdruck vorhanden ist und bei nachlassender Biogasproduktion ein Unterdruck entsteht.Fermenter according to claim 2, characterized in that the suction line ( 9 ) is dimensioned so that in the digester room ( 4 ) in normal operation, an overpressure is present and in case of decreasing biogas production creates a negative pressure. Fermenter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennschicht durch eine flexible Membran (6) gebildet ist.Fermenter according to claim 1, characterized in that the separating layer is formed by a flexible membrane ( 6 ) is formed. Fermenter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (6) eine dehnbare Folie ist, die über dem Faulraum (4) unter der Decke (7) des Behälters luftdicht angebracht ist und den Behälter (2) in den Faulraum (4) und einen Luftraum (3) trennt.Fermenter according to claim 4, characterized in that the membrane ( 6 ) is a stretchable film, which above the digester ( 4 ) under the blanket ( 7 ) of the container is airtight and the container ( 2 ) into the digester room ( 4 ) and an airspace ( 3 ) separates. Fermenter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennschicht aus dehnbaren Formkörpern besteht, die am oberen Ende der Wände des Faulraumes (4) angebracht sind, durch das Druckgefälle aufgeblasen werden und damit eine formschlüssige Trennschicht über dem Faulraum (4) bilden.Fermenter according to claim 1, characterized in that the separating layer consists of expandable shaped bodies, which at the upper end of the walls of the digester space ( 4 ) are inflated, are inflated by the pressure gradient and thus a positive separation layer above the digester ( 4 ) form. Fermenter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Formkörper dehnbare Foliensäcke sind.Fermenter according to claim 6, characterized that the shaped body are stretchable film bags. Fermenter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Innere der Foliensäcke (16) an die Umgebungsluft angeschlossen istFermenter according to claim 7, characterized in that the interior of the film bags ( 16 ) is connected to the ambient air Fermenter nach Anspruch 4 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (6) oder die Foliensäcke (16) aus Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk hergestellt sind.Fermenter according to claim 4 or 7, characterized in that the membrane ( 6 ) or the foil bags ( 16 ) are made of ethylene-propylene-diene rubber. Fermenter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (2) ein luftdicht verschlossenes Gebäude mit einem Tor (8) zum Be- und Entladen ist.Fermenter according to claim 1, characterized in that the container ( 2 ) an airtight building with a gate ( 8th ) for loading and unloading. Fermenter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Faulraum (4) oberhalb der Biomasse (5) Düsen (12) für das Besprühen der Biomasse (5) mit Perkolat (11) angeordnet sind.Fermenter according to claim 1, characterized in that in the digester room ( 4 ) above the biomass ( 5 ) Nozzles ( 12 ) for spraying the biomass ( 5 ) with percolate ( 11 ) are arranged. Fermenter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Boden des Faulraumes (4) Löcher (13) für die Ableitung von Perkolat (11) eingelassen sind.Fermenter according to claim 1, characterized in that in the bottom of the digester ( 4 ) Holes ( 13 ) for the derivation of percolate ( 11 ) are admitted. Verfahren zur Herstellung von Biogas aus fester Biomasse in einem Fermenter (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – der Faulraum (4) mit Biomasse (5) gefüllt wird, – der Faulraum (4) luftdicht verschlossen und an eine Absaugleitung (9) angeschlossen wird, – die Biomasse (5) mit Perkolat (11) besprüht wird, – die Biomasse (5) vergoren wird und bis auf einen Gärrest (15) zusammenschrumpft – das entstehende Biogas aus dem Faulraum (4) abgezogen wird, – bei nachlassender Biogasproduktion ein Druckgefälle entsteht, – die Trennschicht sich auf den Gärrest (15) legt und das restliche Biogas verdrängt, – Umgebungsluft in den Faulraum (4) eingelassen wird, – das Tor (8) zum Faulraum (4) geöffnet wird, – der Gärrest (15) aus dem Faulraum (4) entfernt werden und – der Faulraum (4) neu mit Biomasse (5) befüllt wird.Process for the production of biogas from solid biomass in a fermenter ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that - the digested space ( 4 ) with biomass ( 5 ), - the digester ( 4 ) hermetically sealed and to a suction line ( 9 ), - the biomass ( 5 ) with percolate ( 11 ), - the biomass ( 5 ) is fermented and except for a digestate ( 15 ) shrinks - the resulting biogas from the digester ( 4 ) is subtracted, - in the case of decreasing production of biogas, a pressure gradient arises, - the separating layer affects the digestate ( 15 ) and displaces the remaining biogas, - ambient air into the digester ( 4 ), - the gate ( 8th ) to the digester ( 4 ), - the digestate ( 15 ) from the digester room ( 4 ) and - the digester ( 4 ) new with biomass ( 5 ) is filled. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass in den Luftraum (3) über der Membran (6) vor dem Ausräumen des Gärrestes (15) Überdruck eingeleitet wird.Method according to claim 13, characterized in that in the airspace ( 3 ) over the membrane ( 6 ) before emptying the digestate ( 15 ) Overpressure is initiated. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass in den Luftraum (3) über der Membran (6) bei dem Wechsel der Biomasse (5) Unterdruck eingeleitet und damit die Membran (6) angehoben wird.Method according to claim 13, characterized in that in the airspace ( 3 ) over the membrane ( 6 ) in the change of biomass ( 5 ) Negative pressure and thus the membrane ( 6 ) is raised. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Luftsäcke (16) durch die Umgebungsluft und den Unterdruck im Faulraum (4) aufblasen.A method according to claim 13, characterized in that the air bags ( 16 ) by the ambient air and the negative pressure in the digester ( 4 ) inflate. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Luftsäcke (16) durch Überdruck aufgeblasen werden.A method according to claim 13, characterized in that the air bags ( 16 ) are inflated by overpressure. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass aus mehreren Fermentern (1) das Biogas parallel abgezogen wird.Process according to claim 13, characterized in that several fermenters ( 1 ) the biogas is withdrawn in parallel. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Biomasse (5) in den Fermentern (1) zeitversetzt gewechselt wird.Method according to claim 18, characterized in that the biomass ( 5 ) in the fermenters ( 1 ) is changed with a time delay. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterdruck durch die Ansaugung eines Motors (20) zur Energiegewinnung erzeugt wird.A method according to claim 13, characterized in that the negative pressure by the intake of an engine ( 20 ) is generated for energy. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansaugleitungen (9) der Fermenter (1) an die Luftansaugeleitung (17) des Motors (20) parallel angeschlossen werden.Method according to claim 18, characterized in that the suction lines ( 9 ) the fermenter ( 1 ) to the air intake line ( 17 ) of the motor ( 20 ) are connected in parallel. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Saugdruck in den Ansaugleitungen (9) durch Drosselklappen (18) reguliert wird.A method according to claim 21, characterized in that the suction pressure in the Ansauglei tions ( 9 ) by throttle valves ( 18 ) is regulated. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckgefälle mit einem nicht brennbaren Gas oder Gasgemisch erzeugt wird.Method according to claim 13, characterized in that that the pressure gradient is generated with a non-combustible gas or gas mixture.
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