DE102007029749A1 - Plant for the production of biogas, comprises a fermenter into which a nutrient medium is introduced via an inlet opening and is fermented to produce biogas, a mixer mounted upstream of the fermenter, a heat exchanger and a cleaning unit - Google Patents

Plant for the production of biogas, comprises a fermenter into which a nutrient medium is introduced via an inlet opening and is fermented to produce biogas, a mixer mounted upstream of the fermenter, a heat exchanger and a cleaning unit Download PDF

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Abstract

The plant for the production of biogas, comprises a fermenter (2) into which a nutrient medium is introduced via an inlet opening (3) and is fermented to produce biogas, a mixer (10), which is mounted upstream of the fermenter and in which a gaseous medium (G) is miscible, heat exchanger (16) through which process heat required for the fermentation is introduced to the nutrient medium (M), and cleaning unit through which the filling quantity of the nutrient medium present in the fermenter is regulatable. The mixture of the nutrient medium and the gaseous medium is supplied to the fermenter. The plant for the production of biogas, comprises a fermenter (2) into which a nutrient medium is introduced via an inlet opening (3) and is fermented to produce biogas, a mixer (10), which is mounted upstream of the fermenter and in which a gaseous medium (G) is miscible, a heat exchanger (16) through which process heat required for the fermentation is introduced to the nutrient medium (M), and a cleaning unit through which the filling quantity of the nutrient medium present in the fermenter is regulatable. The mixture of the nutrient medium and the gaseous medium is supplied to the fermenter and has a low specific weight due to the gas admixed in the mixer. The gaseous medium thoroughly mixes the nutrient medium. The mixer has a first inlet over which the nutrient medium is introduced into the mixer, a second inlet over which the gaseous medium is introduced into the mixer, and a third inlet over which the nutrient medium taken from the fermenter is introduced to the mixer. The biogas plant has a gas pipeline through which the biogas obtained from a gas storage area of the fermenter is introduced to the second inlet of the mixer. A gas compressor and/or a gas pump (13) is connected upstream to the second inlet of the mixer. The fermenter has exit points for entirely or partially fermented nutrient medium present in the fermenter. The cleaning of the filling quantity is carried out through a regulation of supply and/or removal of the nutrient medium depending on the pressure of the biogas produced in the fermenter. An independent claim is included for a procedure for fermentation of nutrient medium in a fermenter.

Description

Die Erfindung betrifft eine Biogasanlage, die einen Fermenter aufweist, in den über eine Einlassöffnung ein Nährmedium einbringbar ist, durch dessen Fermentation Biogas erzeugbar ist.The The invention relates to a biogas plant having a fermenter, in the over an inlet opening a nutrient medium can be introduced, through the fermentation biogas is generated.

Eine derartige Biogasanlage ist bekannt. Zur Fermentation des Nährmediums ist es erforderlich, dass das im Fermenter befindliche Nährmedium durchmischt wird. Je nach dem eingesetzten Reaktortyp wird die Durchmischung des Nährmediums entweder durch ein im Reaktor angeordnetes Rührwerk (Rührkesselreaktor) bewirkt, oder es wird in einen so genannten Airliftreaktor ein Luftstrom eingebracht, der für eine entsprechende Durchmischung des im Reaktor befindlichen Nährmediums sorgt. In beiden Fällen sind also im Reaktor Einrichtungen erforderlich, die entweder mechanisch (Rührwerk) oder strömungsdynamisch (Airliftreaktor) für eine Bewegung des Nährmediums sorgen. Derartige Einrichtung verteuern aber in nachteiliger Art und Weise die Herstellungs-, Betriebs- und Wartungskosten einer bekannten Biogasanlage.A Such biogas plant is known. For fermentation of the nutrient medium It is necessary that the nutrient medium in the fermenter mixes becomes. Depending on the type of reactor used, the mixing of the nutrient medium either caused by an agitator (stirred tank reactor) arranged in the reactor, or it is introduced into a so-called airlift reactor, an air flow, the for one appropriate mixing of the nutrient medium in the reactor provides. In both cases So in the reactor facilities are required, either mechanically (Agitator) or fluid dynamic (Airlift reactor) for a movement of the nutrient medium to care. Such device but expensive in a disadvantageous way and the manufacturing, operating and maintenance costs of a known Biogas plant.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Biogasanlage der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass in einfacher Art und Weise eine Durchmischung des im Fermenter befindlichen Nährmediums erreicht wird.It Object of the present invention, a biogas plant of the beginning so-called type in such a way that in a simple manner a Mixing of the nutrient medium in the fermenter is achieved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass dem Fermenter eine Mischeinrichtung vorgeschaltet ist, in der das dem Fermenter zuzuführende Nährmedium und ein gasförmiges Medium vermischbar sind, und dass das derart gebildete Gemisch aus Nährmedium und gasförmigem Medium dem Fermenter zugeführt ist.These Task is inventively characterized solved, that the fermenter is preceded by a mixing device in which the to be supplied to the fermenter broth and a gaseous one Medium are miscible, and that the mixture thus formed from broth and gaseous Medium supplied to the fermenter is.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, dass vor dem Zuführen des Nährmediums in den Fermenter das Nährmedium in einer Mischeinrichtung mit einem gasförmigen Medium gemischt wird und das derart gebildete Stoff/Gas-Gemisch in den Fermenter eingebracht wird.The inventive method Provides that before feeding of the nutrient medium in the fermenter, the nutrient medium is mixed in a mixing device with a gaseous medium and introducing the thus formed substance / gas mixture into the fermenter becomes.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird in vorteilhafter Art und Weise eine sowohl für den mezophilen als auch den thermophilen Bereich geeignete Biogasanlage geschaffen, bei der keine im Inneren des Fermenters angeordneten Einrichtungen zur Durchmischung des Nährmediums mehr erforderlich sind. Das Einbringen des derartig mit dem gasförmigen Medium vermischten Nährmediums in den Fermenter bewirkt in vorteilhafter Art und Weise, dass im Fermenter ein Nährmedium-Strom ausgebildet wird, welcher eine Durchmischung des darin befindlichen Nährmediums bewirkt. Es ist daher nicht mehr erforderlich, Einrichtungen wie ein Rührwerk oder Luftdüsen im Fermenter vorzusehen. Dies bewirkt in vorteilhafter Art und Weise, dass hierdurch sowohl die Herstellungskosten des Fermenters und somit der Biogasanlage als auch deren Betriebs- und Wartungskosten reduziert werden.By the measures according to the invention will in an advantageous manner, both for mezophile and thermophilic area suitable biogas plant created in the no arranged inside the fermenter facilities for mixing of the nutrient medium more are needed. The introduction of the so with the gaseous medium mixed nutrient medium in the fermenter effected in an advantageous manner that in Fermenter a nutrient medium stream is formed, which is a thorough mixing of the therein nutrient medium causes. It is therefore no longer necessary to equip facilities a stirrer or air nozzles to provide in the fermenter. This causes in an advantageous manner, that thereby both the production cost of the fermenter and thus the biogas plant as well as their operating and maintenance costs become.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das zur Vermischung des Nährmediums verwendete gasförmige Medium das im Fermenter gewonnene Biogas ist. Eine derartige Maßnahme besitzt den Vorteil einer besonders kostengünstigen Betriebsweise.A advantageous development of the invention provides that the Mixing of the nutrient medium used gaseous Medium is the biogas produced in the fermenter. Such a measure has the advantage of a particularly cost-effective operation.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass aus dem Fermenter entnommenes, ganz oder teilweise fermentiertes Nährmedium zur Mischeinrichtung geleitet, dort mit dem in den Fermenter einzubringenden Nährmedium und dem gasförmigen Medium vermischt und wiederum in den Fermenter eingespeist wird. Eine derartige Vorgehensweise besitzt den Vorteil, dass hierdurch ein Umwälzbetrieb des Fermenters ermöglicht wird.A Further advantageous development of the invention provides that removed from the fermenter, wholly or partially fermented broth directed to the mixing device, there with the introduced into the fermenter broth and the gaseous Mixed medium and in turn fed into the fermenter. Such an approach has the advantage that thereby a circulating of the fermenter allows becomes.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Füllmenge des im Fermenter befindlichen Nährmediums regelbar ist. Vorzugsweise ist hierbei vorgesehen, dass die Füllmengenregelung durch eine Regelung der Zufuhr und/oder der Abfuhr des Nährmediums in Abhängigkeit vom Druck des im Fermenter erzeugten Biogases erfolgt. Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, dass hierdurch in einfacher Art und Weise der Druck des im Fermenter befindlichen Biogases unterhalb eines definierten Druckwertes gehalten werden kann.A Further advantageous development of the invention provides that the capacity of the nutrient medium in the fermenter is controllable. Preferably, it is provided that the filling quantity control by regulating the supply and / or the removal of the nutrient medium dependent on from the pressure of biogas produced in the fermenter. This approach has the advantage that this in a simple manner, the pressure of in the fermenter biogas below a defined pressure value can be held.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Druck unterhalb des atmosphärischen Drucks gehalten wird. Dies hat den Vorteil, dass hierdurch der Fermenter besonders einfach aufgebaut sein kann.A Further advantageous development of the invention provides that the pressure below the atmospheric Pressure is maintained. This has the advantage that thereby the fermenter can be particularly simple.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Further advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind dem Ausführungsbeispiel zu entnehmen, dass im Folgenden anhand der einzigen Figur erläutert wird. Es zeigt:Further Details and advantages of the invention are the embodiment can be seen that will be explained below with reference to the single figure. It shows:

1 eine schematische Darstellung einer Biogasanlage 1 a schematic representation of a biogas plant

In 1 ist nun eine allgemein mit 1 bezeichnete Biogasanlage dargestellt, die einen Fermenter 2 aufweist, dem über eine Zuführleitung 3 das im Fermenter 2 zu fermentierende Nährmedium M zuführbar ist. Durch die Fermentation des Nährmediums wird Biogas B erzeugt, welches sich in einem Gasspeicherbereich 2a des Fermenters 2 ansammelt und über eine Gasabführleitung 4 aus dem Fermenter 2 abführbar ist, indem Ventile 5a bzw. 5b entsprechend geöffnet bzw. geschlossen wird. Das aus dem Fermenter 2 abgeführte Biogas B wird entweder – wie hier – über eine Gasleitung 4a einem Verbraucher 6 zugeführt oder in ein externes Gasleitungssystem eingespeist. Eine derartige Biogasanlage 1 ist bekannt und muss daher nicht mehr weiter erläutert werden.In 1 is now a general with 1 designated biogas plant, which is a fermenter 2 having, via a feed line 3 that in the fermenter 2 to be fermented nutrient medium M can be fed. The fermentation of the nutrient medium biogas B is generated, which is located in a gas storage area 2a of the fermenter 2 accumulates and via a gas exhaust pipe 4 from the fermenter 2 is dissipatable by valves 5a respectively. 5b entspre opened or closed. That from the fermenter 2 discharged biogas B is either - as here - via a gas line 4a a consumer 6 fed or fed into an external gas line system. Such a biogas plant 1 is known and therefore need not be explained further.

Die hier beschriebene Biogasanlage 1 zeichnet sich nun dadurch aus, dass das dem Fermenter 2 zuzuführende Nährmedium M vor dessen Einspeisung mit einem gasförmigen Medium G vermischt wird. Dies besitzt den Vorteil, dass das in den Fermenter 2 eingebrachte Gemisch aus Nährmedium M und gasförmigem Medium G für eine Durchmischung des im Fermenter 2 befindlichen Nährmediums M sorgt, indem ein von einer Einlassöffnung 3' der Zuführleitung 3 ausgehender Nährmedium-Strom S erzeugt wird, der aufgrund seines durch die Gasbeimischung bewirkten geringeren spezifischen Gewichts in dem im Fermenter 2 befindlichen Nährmedium M aufsteigt und derart für eine Durchmischung desselben sorgt. Bei der beschriebenen Biogasanlage 1 sind daher in vorteilhafter Art und Weise keine Einrichtungen wie zum Beispiel ein Rührwerk, Strömungsleitflächen oder Lufteinlassdüsen für einen separat eingebrachten Luftstrom mehr erforderlich. Hierdurch reduzieren sich in vorteilhafter Art und Weise die Herstellungs-, Betriebs- und Wartungskosten der Biogasanlage 1 beträchtlich.The biogas plant described here 1 is characterized by the fact that the fermenter 2 to be supplied nutrient medium M is mixed with a gaseous medium G before its feed. This has the advantage that in the fermenter 2 introduced mixture of nutrient medium M and gaseous medium G for mixing in the fermenter 2 nutrient medium M provides, by one from an inlet opening 3 ' the supply line 3 outgoing nutrient medium flow S is generated, due to its caused by the gas admixture lower specific gravity in the fermenter 2 located nutrient medium M rises and so provides the same for a thorough mixing. In the described biogas plant 1 Therefore, in an advantageous manner, no facilities such as a stirrer, flow control or air inlet nozzles for a separately introduced air flow longer required. This reduces the production, operating and maintenance costs of the biogas plant in an advantageous manner 1 considerably.

Die Vermischung des in den Fermenter 2 einzubringenden Nährmediums M mit dem gasförmigen Medium G wird im hier beschriebenen Fall dadurch erreicht, dass der Einlassöffnung 3' für das Nährmedium M eine Mischeinrichtung 10 vorgeschaltet ist, der sowohl das Nährmedium M als auch das gasförmige Medium G zugeführt wird und diese beiden Komponenten dann in der Mischeinrichtung 10 miteinander vermischt werden. Das derart gebildete Gemisch aus Nährmedium M und gasförmigem Medium G wird dann über die Zuführleitung 3 von der Mischeinrichtung 10 zu der Einlassöffnung 3' des Fermenters 2 geleitet.The mixing of the in the fermenter 2 to be introduced nutrient medium M with the gaseous medium G is achieved in the case described here in that the inlet opening 3 ' for the nutrient medium M a mixing device 10 upstream of which both the nutrient medium M and the gaseous medium G is supplied and then these two components in the mixing device 10 be mixed together. The mixture of nutrient medium M and gaseous medium G thus formed is then supplied via the supply line 3 from the mixer 10 to the inlet opening 3 ' of the fermenter 2 directed.

Hierzu ist vorgesehen, dass die Mischeinrichtung 10 einen ersten Eingang 10a besitzt, über den das Nährmedium M der Mischeinrichtung 10 zuführbar ist. Das Nährmedium M ist im hier beschriebenen Fall Primärschlamm, der über eine erste Beschickungspumpe 31 dem ersten Eingang 10a der Mischeinrichtung 10 zugeführt wird. Dem Primärschlamm wird optional noch Überschussschlamm, der gegebenenfalls noch ein Co-Ferment enthält, über eine zweite Beschickungspumpe 32 zugeführt, wobei die Zufuhr von Primärschlamm und/oder Sekundärschlamm über Ventile 33a, 33b regelbar ist. Absperrventile 34a und 34b erlauben es, die Zufuhr von Primärschlamm zur ersten Beschickungspumpe 31 bzw. von Überschussschlamm zur zweiten Beschichtungspumpe 32 zu regeln.For this purpose, it is provided that the mixing device 10 a first entrance 10a possesses, over which the nutrient medium M of the mixing device 10 can be fed. In the case described here, the nutrient medium M is primary sludge, which via a first feed pump 31 the first entrance 10a the mixing device 10 is supplied. The primary sludge is optionally still excess sludge, which optionally still contains a co-ferment, via a second feed pump 32 supplied, wherein the supply of primary sludge and / or secondary sludge via valves 33a . 33b is controllable. Shut-off valves 34a and 34b allow the supply of primary sludge to the first feed pump 31 or from excess sludge to the second coating pump 32 to regulate.

Das gasförmige Medium G wird der Mischeinrichtung 10 über einen zweiten Eingang 10b zugeführt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das zur Vermischung des Nährmediums M verwendete gasförmige Medium G – zumindest teilweise – nicht von einer externen Gasquelle stammt, sondern dass hierzu das im Fermenter 2 gewonnene Biogas B verwendet wird. Zu diesem Zweck ist beim beschriebenen Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass das aus dem Gasspeicherbereich 2a des Fermenters 2 entnommene Biogas B dem zweiten Eingang 10b der Mischeinrichtung 10 zugeführt wird, indem eine mit einem Ventil 11 versehene Gasleitung 4b zu der Mischeinrichtung 10 geführt wird.The gaseous medium G becomes the mixing device 10 via a second entrance 10b fed. It is particularly advantageous if the gaseous medium G used for mixing the nutrient medium M does not originate - at least in part - from an external gas source, but rather that in the fermenter 2 obtained biogas B is used. For this purpose, it is provided in the described embodiment that the gas storage area 2a of the fermenter 2 taken biogas B the second entrance 10b the mixing device 10 is supplied by one with a valve 11 provided gas line 4b to the mixing device 10 to be led.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das gasförmige Medium G vor dem Einspeisen in die Mischeinrichtung 10 noch in einem Gasverdichter 12 verdichtet und über eine Gaspumpe 13 zur Mischeinrichtung 10 geführt wird, so dass das in der Mischeinrichtung 10 gebildete Gemisch aus Nährmedium M und gasförmigen Medium G mit einem hinreichend großen Druck in den Fermenter 2 eingespeist wird. Eine derartige Maßnahme besitzt den Vorteil, dass hierdurch das aus der Einlassöffnung 3' des Fermenters 2 austretende Gemisch aus Nährmedium M und gasförmigen Medium G, welches – wie bereits erwähnt – durch diese Mischung ein geringeres spezifisches Gewicht als das sonstige im Fermenter 2 befindliche Nährmedium M besitzt, durch diese Druckbeaufschlagung in einem noch besseren Maße aufsteigt und dadurch für eine noch bessere Durchmischung des im Fermenter 2 befindlichen Nährmediums M sorgt.It is preferably provided that the gaseous medium G before feeding into the mixing device 10 still in a gas compressor 12 compressed and via a gas pump 13 to the mixing device 10 is guided, so that in the mixing device 10 formed mixture of nutrient medium M and gaseous medium G with a sufficiently high pressure in the fermenter 2 is fed. Such a measure has the advantage that this from the inlet opening 3 ' of the fermenter 2 exiting mixture of nutrient medium M and gaseous medium G, which - as already mentioned - by this mixture a lower specific gravity than the other in the fermenter 2 located nutrient medium M has, by this pressurization rises to an even better extent and thereby for even better mixing of the fermenter 2 located nutrient medium M ensures.

Der Gasverdichter kann – falls erforderlich – ohne Zugabe des Nährmediums M zur Einspeisung des gasförmigen Mediums G verwendet werden. Hierdurch kann das im Fermenter 2 befindliche Nährmedium M, M' homogenisiert werden.The gas compressor can - if necessary - be used without addition of the nutrient medium M for feeding the gaseous medium G. This can be done in the fermenter 2 be located nutrient medium M, M 'homogenized.

Optional kann vorgesehen sein, dass zwischen dem Gasverdichter 12 und der Gaspumpe 13 ein Regelventil 14 angeordnet ist.Optionally, it can be provided that between the gas compressor 12 and the gas pump 13 a control valve 14 is arranged.

Der Fermenter 2 weist des weiteren mehrere Entnahmestellen 7a, 7b für ein ganz oder teilweise fermentiertes Nährmedium M', also beim beschriebenen Ausführungsbeispiel für einen aus einem eingespeisten Klärschlamm gewonnenen Faulschlamm, auf, so dass das fermentierte Nährmedium M' dann über eine oder mehrere Abfuhrleitungen 8a, 8b aus dem Fermenter 2 entnommen werden kann, indem entsprechende Ventile 9a, 9b geöffnet werden. Das fermentierte Medium M' wird dann über eine Entnahmeleitung 8c der Biogasanlage 1 entnommen, indem ein die Entnahmeleitung 8c öffnendes und sperrendes Ventil 9c betätigt wird.The fermenter 2 also has several sampling points 7a . 7b for a completely or partially fermented nutrient medium M ', ie in the described embodiment for a sludge obtained from a fed sewage sludge, so that the fermented nutrient medium M' then via one or more discharge lines 8a . 8b from the fermenter 2 can be taken by appropriate valves 9a . 9b be opened. The fermented medium M 'is then via a sampling line 8c the biogas plant 1 taken by a the sampling line 8c opening and locking valve 9c is pressed.

In dem hier beschriebenen Fall ist vorgesehen, dass der Mischeinrichtung 10 nicht nur das Nährmedium M – hier: der Klärschlamm – und das gasförmige Medi um G – hier: das durch die Fermentierung des Nährmediums M gewonnene Biogas B – zugeführt wird, sondern dass in vorteilhafter Art und Weise vorgesehen ist, dass der Mischeinrichtung 10 auch das aus dem Fermenter 2 über eine Leitung 8d entnommene, fermentierte Nährmedium M' über einen dritten Eingang 10c zugeführt wird, mit dem Nährmedium M und dem gasförmigen Medium G vermischt und dann das aus dem Nährmedium M und/oder dem rückgeführten, ganz oder teilweise fermentierten Nährmedium M' und dem gasförmigen Medium G zusammengesetzte Gemisch wiederum in den Fermenter 2 eingespeist wird. Eine derartige Vorgehensweise besitzt den Vorteil, dass hierdurch ein Umwälzbetrieb des Fermenters 2 ermöglicht wird, durch den eine verbesserte Durchmischung im Fermenter 2 befindlichen Nährmediums M, M' erzielbar ist. Die beschriebene Vorgehensweise erlaubt es, auf ein bei bekannten Anlagen erforderliches, zusätzliches Förderaggregat zu verzichten.In the case described here, it is provided that the mixing device 10 Not only the nutrient medium M - here: the sewage sludge - and the gaseous Medi to G - here: obtained by the fermentation of the nutrient medium M biogas B - is supplied, but that is provided in an advantageous manner that the mixing device 10 also from the fermenter 2 over a line 8d taken, fermented nutrient medium M 'via a third input 10c is fed, mixed with the nutrient medium M and the gaseous medium G and then the mixture composed of the nutrient medium M and / or the recirculated, completely or partially fermented nutrient medium M 'and the gaseous medium G again into the fermenter 2 is fed. Such a procedure has the advantage that thereby a circulating operation of the fermenter 2 is made possible by the improved mixing in the fermenter 2 located nutrient medium M, M 'can be achieved. The procedure described makes it possible to dispense with a required in known systems, additional delivery unit.

Um nun dem Fermenter 2 die für eine rasche Fermentation des zugeführten Nährmediums M benötigte Prozesswärme zuzuführen, ist bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass das aus dem Fermenter 2 entnommene Biogas B – wie bereits beschrieben – einem hier als Gasmotor 6' ausgebildeten Verbraucher 6 zur Gewinnung der für den Fermentationsprozess benötigten Wärme zugeführt wird. Der Gasmotor 6' ist über eine Zuführleitung 6a und eine Abführleitung 6b mit einem Wärmetauscher 16 verbunden, welcher die vom Gasmotor 6' erzeugte und über die Leitungen 6a, 6b zum Wärmetauscher 16 übertragenen Wärme an das rückgeführte Nährmedium M' abgibt und derart für einen Energieeintrag in den Fermenter 2 sorgt. Es ist aber auch möglich, anstelle des rückgeführten Nährmediums M' das der Biogasanlage 1 zugeführte Nährmedium M, also den Primärschlamm, auf die vorgenannte Art und Weise zu erwärmen. Auch ist es möglich, auf die vorstehend beschriebene Art und Weise der Gewinnung der Prozesswärme zur Beschleunigung der Fermentation des Nährmediums M zu verzichten und den Fermenter 2 mittels einer externen Quelle – zum Beispiel elektrisch, geothermisch, durch Verbrennung von fossilen Brennstoffen oder pflanzlichen oder thermischen Reststoffen, etc. – zu beheizen.To now the fermenter 2 supplying the required process heat for a rapid fermentation of the nutrient medium M supplied is provided in the described embodiment, that from the fermenter 2 taken biogas B - as already described - one here as a gas engine 6 ' trained consumer 6 is supplied to recover the heat required for the fermentation process. The gas engine 6 ' is via a supply line 6a and a discharge line 6b with a heat exchanger 16 connected to the gas engine 6 ' generated and over the lines 6a . 6b to the heat exchanger 16 transferred heat to the recirculated nutrient medium M 'emits and so for an energy input into the fermenter 2 provides. But it is also possible, instead of the recirculated nutrient medium M 'that of the biogas plant 1 supplied nutrient medium M, ie the primary sludge to heat in the aforementioned manner. It is also possible to dispense with the above-described manner of obtaining the process heat for accelerating the fermentation of the nutrient medium M and the fermenter 2 by means of an external source - for example, electrically, geothermally, by combustion of fossil fuels or vegetable or thermal residues, etc. - to heat.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass – wie in 1 schematisch angedeutet – die die Mischeinrichtung 10 mit dem Fermenter 2 verbindende Zuführleitung 3 in einem zur Reinigung des leeren Fermenters 2 bereits vorhandenen Mannloch angeordnet ist, so dass hierdurch eine einfache und kostengünstige Art und Weise die Beschickung des Fermenters 2 möglich ist, ohne dass hierbei teure Durchführungen durch die Wand des Fermenters 2 und/oder zusätzliche Anschlüsse erforderlich sind.It is preferably provided that - as in 1 indicated schematically - the mixing device 10 with the fermenter 2 connecting supply line 3 in one for cleaning the empty fermenter 2 already existing manhole is arranged so that thereby a simple and inexpensive way the feed of the fermenter 2 is possible without doing this expensive feedthroughs through the wall of the fermenter 2 and / or additional connections are required.

Die Ansammlung des durch die Fermentation des Nährmediums M gewonnenen Biogases B im Gasspeicherbereich 2a des Fermenters 2 bewirkt, dass hierdurch ein Überdruck aufgebaut wird. Dies hatte zur Folge, dass die bis jetzt verwendeten Fermenter 2 und somit die Biogasanlage 1 hinreichend drucksicher ausgeführt sein mussten, um den gesetzlichen Vorgaben, zum Beispiel der deutschen Druckbehälterverordnung, zu genügen. Darüber hinaus müssen die bekannten Fermenter 2 in der Regel behördlich genehmigt und regelmäßig durch Sachverständige geprüft werden. Die beschriebene Biogasanlage 1 erlaubt es nun, den Druck im Fermenter 2 unterhalb eines bestimmten Druckniveaus, zum Beispiel unterhalb des atmosphärischen Drucks zu halten, indem vorgesehen ist, dass durch eine entsprechende Regelung der Füllmenge F durch eine Änderung der Zufuhr des Nährmediums M und/oder der Abfuhr des Nährmediums M' der im Fermenter 2 herrschende Gesamtdruck unterhalb ein Bar gehalten wird. Hierzu wird mittels eines Gasdrucksensors 20 der Druck des im Fermenter 2 erzeugten Biogases B kontinuierlich, quasi-kontinuierlich oder zu gewissen diskreten Zeitpunkten erfasst und das vom Gasdrucksensor 20 erzeugte Sensorsignal einer Regeleinrichtung 30 zugeführt wird. Der Übersichtlichkeit halber sind in 1 die zu der Regeleinrichtung 30 laufenden und von ihr abgehenden Signalleitungen nicht gezeigt.The accumulation of the obtained by the fermentation of the nutrient medium M biogas B in the gas storage area 2a of the fermenter 2 causes an overpressure to build up as a result. As a result, the fermenters used so far 2 and thus the biogas plant 1 had to be sufficiently pressure-resistant to meet the legal requirements, for example, the German pressure vessel regulation, to meet. In addition, the known fermenter must 2 usually approved by the authorities and checked regularly by experts. The described biogas plant 1 it now allows the pressure in the fermenter 2 below a certain pressure level, for example below the atmospheric pressure, by providing that by a corresponding regulation of the filling quantity F by a change in the supply of the nutrient medium M and / or the removal of the nutrient medium M 'in the fermenter 2 prevailing total pressure is kept below a bar. For this purpose, by means of a gas pressure sensor 20 the pressure of the fermenter 2 generated biogas B detected continuously, quasi-continuously or at certain discrete points in time and that of the gas pressure sensor 20 generated sensor signal of a control device 30 is supplied. For the sake of clarity, in 1 the to the control device 30 current and outgoing signal lines not shown.

Ist nun der Druck des Biogases B in der Leitung 4 und somit im Fermenter 2 zu hoch, wird die Zufuhr des Nährmediums M reduziert und/oder es wird vermehrt das Nährmedium M' aus dem Fermenter 2 über die Leitungen 8a, 8b, 8c abgeführt. Hierdurch wird das Volumen des im Fermenter 2 befindlichen Nährmediums M, M' reduziert und dadurch der dem erzeugten Biogas B zur Verfügung stehende Gasspeicherbereich 2a erhöht, was in einer Absenkung des Gasdrucks im Fermenter 2 resultiert.Is now the pressure of the biogas B in the line 4 and thus in the fermenter 2 too high, the supply of the nutrient medium M is reduced and / or it is the nutrient medium M 'from the fermenter increased 2 over the wires 8a . 8b . 8c dissipated. This will increase the volume of the fermenter 2 located nutrient medium M, M 'and thereby reduces the biogas B available gas storage area 2a increases, resulting in a lowering of the gas pressure in the fermenter 2 results.

Ist der Gasdruck im Fermenter 2 – etwa infolge einer zu hohen Entnahme des Biogases B – zu gering, wird dem Fermenter 2 verstärkt Nährmedium M zugeführt und/oder im verringertem Maße Nährmedium M' aus dem Fermenter 2 entnommen, so dass der dem Gas G zur Verfügung stehende Gasspeicherbereich 2a des Fermenters 2 verringert und dadurch der Gasdruck erhöht wird. Es ist auch möglich, dem Fermenter 2 bereits fermentiertes Nährmedium M', welches über die Leitung 8c abgeführt wurde, wiederum über eine Leitung 8e zuzuführen, um die ohne Druckverlust mögliche Gasentnahmemenge kurzfristig zu erhöhen.Is the gas pressure in the fermenter 2 - For example, due to too high a removal of biogas B - too low, the fermenter 2 amplified fed nutrient medium M and / or to a lesser extent nutrient medium M 'from the fermenter 2 taken, so that the gas G available gas storage area 2a of the fermenter 2 decreases and thereby the gas pressure is increased. It is also possible to the fermenter 2 already fermented nutrient medium M ', which via the line 8c was discharged, again via a line 8e supply in order to increase the shortest possible gas withdrawal without loss of pressure.

Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die beschriebene Vorgehensweise eine verbesserte Durchmischung des Nährmediums M, M' im Fermenter 2 in einfacher Art und Weise erzielbar ist, wobei optional vorgesehen sein kann, dass durch eine entsprechende Regelung der Zufuhr und/oder der Abfuhr von Nährmedium M bzw. M' der im Fermenter 2 herrschende Gasdruck unter einem bestimmten Wert, vorzugsweise unter dem atmosphären Druck, gehalten werden kann. Die beschriebene Anlage zeichnet sich daher durch geringe Herstellungs-, Betriebs- und Wartungskosten aus und bedarf – wenn die letztgenannte Alternative realisiert wird – keiner behördlichen Genehmigung.In summary, it should be noted that the procedure described improved mixing of the nutrient medium M, M 'in fermenter 2 can be achieved in a simple manner, which may optionally be provided that by an appropriate control of the supply and / or the removal of nutrient medium M or M 'in the fermenter 2 prevailing gas pressure below a certain value, preferably under the atmospheric pressure, can be maintained. The plant described is therefore characterized by low manufacturing, operating and maintenance costs and requires - if the latter alternative is realized - no regulatory approval.

Claims (14)

Biogasanlage, die einen Fermenter (2) aufweist, in den über eine Einlassöffnung (3') ein Nährmedium (M) einbringbar ist, durch dessen Fermentation Biogas (B) erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass dem Fermenter (2) eine Mischeinrichtung (10) vorgeschaltet ist, in der das dem Fermenter (2) zuzuführende Nährmedium (M) und ein gasförmiges Medium (G) vermischbar sind, und dass das derart gebildete Gemisch aus Nährmedium (M) und gasförmigen Medium (G) dem Fermenter (2) zugeführt ist.Biogas plant, which is a fermenter ( 2 ) into which via an inlet opening ( 3 ' ) a nutrient medium (M) can be introduced, by the fermentation of which biogas (B) can be produced, characterized in that the fermenter ( 2 ) a mixing device ( 10 ), in which the fermenter ( 2 ) to be supplied nutrient medium (M) and a gaseous medium (G) are mixable, and that the thus formed mixture of nutrient medium (M) and gaseous medium (G) the fermenter ( 2 ) is supplied. Biogasanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischeinrichtung (10) einen ersten Eingang (10a) aufweist, über den der Mischeinrichtung (10) das Nährmedium (M) zugeführt ist.Biogas plant according to claim 1, characterized in that the mixing device ( 10 ) a first input ( 10a ), over which the mixing device ( 10 ) the nutrient medium (M) is supplied. Biogasanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischeinrichtung (10) einen zweiten Eingang (10b) aufweist, über den der Mischeinrichtung (10) das gasförmige Medium (G) zugeführt ist.Biogas plant according to claim 1, characterized in that the mixing device ( 10 ) a second input ( 10b ), over which the mixing device ( 10 ) the gaseous medium (G) is supplied. Biogasanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Biogasanlage (1) eine Gasleitung (12) aufweist, durch die aus einem Gasspeicherbereich (2a) des Fermenters (2) entnommenes Biogas (B) dem zweiten Eingang (10b) der Mischeinrichtung (10) zuführbar ist.Biogas plant according to one of the preceding claims, characterized in that the biogas plant ( 1 ) a gas line ( 12 ), through which from a gas storage area ( 2a ) of the fermenter ( 2 ) withdrawn biogas (B) the second input ( 10b ) of the mixing device ( 10 ) can be fed. Biogasanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem zweiten Eingang (10c) die Mischeinrichtung (10) ein Gasverdichter (12) und/oder eine Gaspumpe (13) vorgeschaltet ist.Biogas plant according to claim 3, characterized in that the second input ( 10c ) the mixing device ( 10 ) a gas compressor ( 12 ) and / or a gas pump ( 13 ) is connected upstream. Biogasanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischeinrichtung (10) einen dritten Eingang (10c) aufweist, über den ein dem Fermenter (2) entnommenes Nährmedium (M') der Mischeinrichtung (10) zuführbar ist.Biogas plant according to one of the preceding claims, characterized in that the mixing device ( 10 ) a third input ( 10c ), via which a fermenter ( 2 ) taken nutrient medium (M ') of the mixing device ( 10 ) can be fed. Biogasanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fermenter (2) eine oder mehrere Entnahmestellen (7a, 7b) für das im Fermenter (2) befindliche, ganz oder teilweise fermentierte Nährmedium (M') aufweist.Biogas plant according to one of the preceding claims, characterized in that the fermenter ( 2 ) one or more exit points ( 7a . 7b ) for in the fermenter ( 2 ), completely or partially fermented nutrient medium (M '). Biogasanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Biogasanlage (1) einen Wärmetauscher (16) aufweist, durch den dem Nährmedium (M; M') die zur Fermentation erforderliche Prozesswärme zuführbar ist.Biogas plant according to one of the preceding claims, characterized in that the biogas plant ( 1 ) a heat exchanger ( 16 ), through which the process medium heat required for fermentation can be supplied to the nutrient medium (M; M '). Biogasanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Biogasanlage (1) eine Regeleinrichtung (30) aufweist, durch welche die Füllmenge (F) des im Fermenter (2) befindlichen Nährmediums (M, M') regelbar ist.Biogas plant according to one of the preceding claims, characterized in that the biogas plant ( 1 ) a control device ( 30 ), through which the filling quantity (F) of the in the fermenter ( 2 ) nutrient medium (M, M ') is adjustable. Biogasanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung der Füllmenge (F) durch eine Regelung der Zufuhr und/oder Abfuhr des Nährmediums (M, M') in Abhängigkeit vom Druck des im Fermenter (2) erzeugten Biogases (B) erfolgt.Biogas plant according to one of the preceding claims, characterized in that the regulation of the filling quantity (F) by regulating the supply and / or removal of the nutrient medium (M, M ') as a function of the pressure in the fermenter ( 2 ) produced biogas (B) takes place. Verfahren zur Fermentation eines Nährmediums (M) in einem Fermenter (2) einer Biogasanlage (1), dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Zuführend des Nährmediums (M) in den Fermenter (2) das Nährmedium in einer Mischeinrichtung (10) mit einem gasförmigen Medium (G) gemischt wird und das derart gebildet Stoff/Gas-Gemisch in den Fermenter (2) eingebracht wird.Process for fermenting a nutrient medium (M) in a fermenter ( 2 ) of a biogas plant ( 1 ), characterized in that before feeding the nutrient medium (M) into the fermenter ( 2 ) the nutrient medium in a mixing device ( 10 ) is mixed with a gaseous medium (G) and the thus formed substance / gas mixture in the fermenter ( 2 ) is introduced. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das gasförmige Medium (G) der Mischeinrichtung (10) unter Druck zugeführt wird.A method according to claim 11, characterized in that the gaseous medium (G) of the mixing device ( 10 ) is supplied under pressure. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das gasförmiges Medium (G) als im Fermenter (2) erzeugte Biogas (B) verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the gaseous medium (G) as in the fermenter ( 2 ) produced biogas (B) is used. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischeinrichtung (10) aus dem Fermenter (2) entnommenes Nährmedium (M') zugeführt wird.Method according to one of claims 11 to 13, characterized in that the mixing device ( 10 ) from the fermenter ( 2 ) withdrawn nutrient medium (M ') is supplied.
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