DE102007005786A1 - Rotations-Kondensations-Trocknungsanlage - Google Patents

Abstract

Herstellung von Wirtschaftsdünger durch Gärresttrocknung unter Verwendung der Primärenergie (Abgas) von BHKW's an Biogasanlagen.

Description

• Anwendungsgebiet:
• Die Erfindung betrifft eine verfahrenstechnische Anlage zur Trocknung von Gärresten nach der Fest-Flüssigtrennung aus einem anaeroben Fermentaonsprozess. Die benötigte Wärmeenergie wird aus der Primärabwärme des BHKW's entnommen.
• Stand der Technik:
• Aufwendige, grossvolumige Gärresttrocknungsanlage mit gewonnener Sekundärenergie nach dem BHKW.
• Nachteile des Standes der Technik:
• 1. Hohe Investitions- und Betriebskosten.
• 2. Die Sekundärenergie aus dem BHKW kann wirtschaftlicher als Pumpenwarmwasser für eine Gebäudebeheizung oder für Niedertemperatur-Trocknungen genutzt werden.
• 3. Keine volle Ausnutzung des BHKW-Abgases bei Energienutzung mit Abgaswärmetauschern wegen Taupunktunterschreitung und somit Versottung der Abgasanlage.
• Aufgabe der Erfindung:
• Die Rotations-Kondensations-Trocknungsanlage wird zur Herstellung von Wirtschaftsdünger aus Gärresten nach der Fest-Flüssigtrennung durch die Nutzung der Primärabwärme des BHKW's unter Berücksichtigung der chemischen und physikalischen Eigenschaften der primären Abwärme aus der Biogasverbrennung eingesetzt.
• Lösung der Aufgabe:
• Das sonst frei in die Atmosphäre geleitete Abgas der Biogasverbrennung im BHKW wird über ein Rohrnetz und einen entsprechend qualifizierten Ventilator in einen Verfahrensbehälter geleitet.
• Um Schichtungen des Tockengutes (Gärrest) im Verfahrensbehälter zu vermeiden, wird dieses über eine Rotationsmischvorrichtung kontinuierlich umgeschichtet.
• Durch die konsequente Ausnutzung der Abgasenergie wird das Trocknungsgut zeitgleich zum Verfahrensprozess der Biogasanlage getrocknet.
• Das in der ersten Trocknungssequenz anfallende, wasserdampfgesättigte Abgas wird über einen Wärmerückgewinnungstauscher kondensiert und abgekühlt. Dieser Wärmerückgewinner kann, wenn er nach dem Luft-Luft-Prinzip eingesetzt wird, zur Nachtrocknung des verarbeiteten Trockengutes (Pelletierung) und zu weiteren wärmegebundenen Verfahrenstechniken herangezogen werden. Die gleichen oder ähnlichen Aufgaben für wärmegebundene Verfahrenstechniken sind auch mit Wärmerückgewinnern nach dem Luft-Wasser-Prinzip zu erreichen. Da im zwangsläufig anfallenden Kondensat der prozentuale Anteil von Harnstoff, Nitrat und Ammonium unter 0,1 beträgt, kann dieses Kondensat dem anaeroben Fermentationsprozess ohne weitere Frischwasseranteile wieder zugeführt werden.
• Vorteile der Erfindung:
• Durch die Nutzung des sonst frei in die Atmosphäre geleiteten Abgas, hier Primärenergie genannt, wird durch diese Erfindung der Gesamtwirkungsgrad der Biogasanlage zur Stromerzeugung erheblich verbessert. Durch die Auslagerung der Taupunktunterschreitung des Abgases in die Rotations-Kondensations-Trocknungsanlage wird die Primärenergie optimal ausgenutzt. Weiter wird durch die Kondensatrückführung zum Brauchwasser kein Trinkwasser, bis auf Leckverluste und der Erstbefüllung, benötigt.
• Prinzipdiagramm eines Anlagenbeispiels unter Verwendung der Erfindung

  

1

BHKW-Abgaskamin

2

Wärmetauscher Abgas-Aussenluft

3

Misch- und Sicherheitsschnellschlussklappensystem

4

Hauptventilator

5

Haupttrockner-Rotationstrockner

6

Nachtrockner

7

Aussenluftventilator

8

Kondensationswärmerückgewinner Luft-Luft oder Luft-Wasser

• Beschreibung des Anlagenbeispiels unter Verwendung der Erfindung
• Warmes Abgas wird aus dem Abgaskamin Pos. 1 entnommen. Alternativ wird das Abgas zum einen bei hohen Temperaturen unter Beimischung von Aussenluft im Klappensystem Pos. 3 auf ein sicherheitsrelevantes Mass (Explosionsschutz) gebracht und zum anderen bei einem hohen Anteil von Wasserdampf im Abgas der Taupunkt im Wärmetauscher Pos 2 und dem Klappensystem Pos. 3 angehoben. Der Systemventilator Pos. 4 saugt das Abgas über die Anlagenkomponenten Pos. 2 und 3 aus dem Kamin Pos. 1 und fördert dieses in den Rotationstrockner Pos. 5. Aus dem Trockner Pos. 5 strömt das Abgas kontinuierlich weiter über den Wärmerückgewinner Pos. 8 ins Freie. Wird der Aussenluftventilator Pos. 7 in Gang gesetzt, so wird das Abgas im Wärmetauscher Pos. 8 aus dem Trockner Pos. 5 kondensiert. Es fallen Sommer wie Winter dem Taupunkt entsprechend große Kondensatwassermengen an, die dem anaeroben Fermentationsprozess zugeführt werden. Die dann im Wärmetauscher Pos. 8 erwärmte und relativ trockene Aussenluft wird danach dem Nachtrockner Pos. 6 zugeführt und bewirkt hier eine effektive Nachtrocknung der zu Pellets verarbeiteten Gärreste.
• Der oben aufgeführte und beschriebene Verfahrens- und Anlagenaufbau ist ein Beispiel einer Ausführung der Erfindung. Es schränkt nicht die in der Patentanmeldung gemachten Ausführungen ein.

Claims (9)

1. Herstellung von Wirtschaftsdünger durch Gärresttrocknung unter Verwendung der Primärenergie (Abgas) von BHKW's an Biogasanlagen.
2. Die Trocknung mittels Primärenergie in einem Mischtrockner mit innen rotierenden Umsetzern in unterschiedlichsten Achslagen und Rotationsrichtungen.
3. Die Trocknung in einem oder mehren Mischtrocknern mit innen rotierenden Umsetzern in unterschiedlichsten Achslagen und Rotationsrichtungen generell.
4. Die Trocknung von Gärresten mittels BHKW-Abgas unter Zumischung von Aussenluft.
5. Die Trocknung von Gärresten mittels BHKW-Abgas unter Nutzung eines Luft-Luft-Wärmetauschers.
6. Das Sequenztrocknungsverfahren mit der Reihenfolge BHKW-Abgaseinbringung in den Rotations-Mischtrockner und im Nachgang hieraus die Ausnutzung der Kondensationswärme mittels Wärmetauscher zur Trocknungsluftaufbereitung für den Nachtrocker des aufbereiteten Wirtschaftsdünger aus Gärresten.
7. Der Anspruch wie vor im Punkt 6 erhoben, gilt voll umfänglich als auch im Einzelnen für seine beschriebenen Verfahrenssequenzen und Anlagenbauteile.
8. Die alleinige Nutzung der chemischen und physikalischen Eigenschaften des BHKW-Abgases in Verbindung mit der chemischen Wertigkeit des Gärrestes.
9. Die Steurerung und Regelung sowie deren Einzelparameter für das Gesamttrocknungsverfahren und dessen Einzelsequenzen.