DE102009025329B4

DE102009025329B4 - Gasaustausch zwischen Bioreaktoren

Info

Publication number: DE102009025329B4
Application number: DE102009025329A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Deuschl Denis De
Priority date: 2009-06-18
Filing date: 2009-06-18
Publication date: 2012-03-22
Anticipated expiration: 2029-06-19
Also published as: DE102009025329A1

Abstract

Verfahren zum Gasaustausch zwischen zwei oder mehreren Bioreaktoren, wobei Gas aus dem Gasraum eines Bioreaktors in den Gasraum eines oder mehrere weitere Bioreaktoren geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass – in allen Bioreaktoren der Gasdruck und in vorgegebenen Abständen der Gehalt des Gases an CH4, O2, CO2 und H2S ermittelt wird, – diese Messwerte an eine freiprogrammierbare Steuerung übermittelt werden, in der ein Vergleich mit vorgegebenen Sollwerten erfolgt, und – abhängig von den ermittelten Vergleichswerten die Steuerung von Absperrventilen in einer gemeinsamen Gasaustauschleitung zwischen den Bioreaktoren derart erfolgt, dass Gas aus einem der Bioreaktoren gezielt in einen oder mehrere andere Bioreaktoren geleitet wird.

Description

Der Gegenstand dieser Erfindung ist das gegenseitige Gasaustauschprinzip zwischen zwei oder mehreren Bioreaktoren.
Zur Würdigung des Standes der Technik sei erwähnt, dass aus folgenden Patenten
z. B. mit der Druckschrift: WO 2006/042551 A1
z. B. mit der Druckschrift: DE 103 54 406 A1
z. B. mit der Druckschrift: DE 20 2007 015 520 U1
z. B. mit der Druckschrift: DE 10157347 A1
Gasanalysetechnik, Biogasproduktion und Gasaustauschverfahren in verschiedenen Ausführungen bekannt sind.
Jedoch zielen diese Verfahren nicht darauf ab, Schwefelreduktionen und damit verbundene Effizienzsteigerungen anzustreben.
Des weiteren handelt es sich bei keiner der genannten Druckschriften um einen reinen Biogasaustausch. Vielmehr ist hier eine Weiterleitung des Biogases in einer Gesamtbiogasregelstrecke zu verstehen.
Andere Druckschriften beschreiben ein Verfahren in dem Biogas auf verschiedene Temperaturen verändert wird.
Alle erwähnten Druckschriften beziehen sich mehr auf die Biogasproduktion und nicht auf den reinen Austausch zwischen Bioreaktoren.
Gemäß der Erfindung wird ein Gasgemisch von einem Bioreaktor gezielt und programmgesteuert, sowie visuell angezeigt, in einen anderen oder in mehrere andere Bioreaktoren geleitet.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Gasaustausch zwischen zwei oder mehreren Bioreaktoren, wobei Gas aus dem Gasraum eines Bioreaktors in den Gasraum eines oder mehrere weitere Bioreaktoren geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass

– in allen Bioreaktoren der Gasdruck und in vorgegebenen Abständen der Gehalt des Gases an CH₄, O₂, CO₂ und H₂S ermittelt wird,
– diese Messwerte an eine freiprogrammierbare Steuerung übermittelt werden, in der ein Vergleich mit vorgegebenen Sollwerten erfolgt, und
– abhängig von den ermittelten Vergleichswerten die Steuerung von Absperrventilen in einer gemeinsamen Gasaustauschleitung zwischen den Bioreaktoren derart erfolgt, dass Gas aus einem der Bioreaktoren gezielt in einen oder mehrere andere Bioreaktoren geleitet wird.

Dieser Prozess dient besonders zur Entschwefelung eines „schlechten”, (– ein Bioreaktor mit hohem Schwefelanteil) Bioreaktors, durch Verteilung seines Inhaltes auf einen oder mehrere andere „gute”, (– ein Bioreaktor mit niedrigem Schwefelanteil) Bioreaktoren.
Diese Verteilung zwischen den Bioreaktoren wird vollautomatisch und Prozessüberwacht gesteuert. Dabei werden mit Hilfe von konstant abgefragten Messwerten wie H2S, Co2, Ch4 und O2 SPS-interne (Freiprogrammierte Steuerung) Vergleicher und Regelungsbausteine abgefragt und diese steuern den Austauschprozess. Über elektrisch gesteuerte Kugelhahnventile mit Stellmotor werden je nach Bedarf zwei oder mehrere Bioreaktoren miteinander ausgetauscht. Über eine kontinuierliche Druckmessung und Schwefelmessung in den Bioreaktoren. Wird der Zeitpunkt bestimmt, wann ein Bioreaktor bereit für den Austausch mit einem oder mehreren anderen ist. Gleichzeitig dient die Druckbestimmung im Bioreaktor als Sicherheitseinrichtung gegen Überdruck bei geschlossenen Gasentnahmeklappen und Bewetterungsklappen. Bevor ein Überdruck entsteht, werden automatisch die Bewetterungsklappen geöffnet und der Druck kann entweichen. Der Überdrucksollwert ist am Prozessleitsystem vom Betreiber vorwählbar, jedoch softwaremäßig auf einen fest eingestellten Überdruck verriegelt. Nach Erreichen der gewünschten Schwefelwerte wird der Gausaustausch gestoppt.
Das Beispiel wird anhand der Figur näher erläutert:
Nach erfolgter Wiederbefüllung eines Bioreaktors mit Biomasse, wird dieser Luftdicht verschlossen und in einen automatischen Perkolationsprozess/Gasprozess übergeben. Die Gasentnahmeleitung /GAE1, GAE2, ...) wird mittels Absperrventil (GV1, GV2, ...) geschlossen. Auch die Bewetterungsklappe (BW1, BW2, ...) wird mittels Absperrventil (BV1, BV2, ...) geschlossen. Die Gasaustauschleitung (GAL1, GAL2, ...) ist ebenfalls mittels Absperrventil (V1, V2, ...) geschlossen. Sofort nach Verschluss des Bioreaktors setzt die konstante Gasanalyse ein und ermittelt in den Bioreaktoren /F1, F'', ...) in fest vorgegebenen Abständen, CH4, O2, CO2, H2S und übermittelt diese Werte an die SPS. Im geschlossen Bioreaktor (F1, F2, ...) entsteht anfänglich noch wenig Gasmenge mit geringer Ausdehnung und geringem Druck. Ein Drucksensor (P1, P2, ...) ermittelt dabei in jedem Bioreaktor (F1, F2, ...) die Druckveränderung und übermittelt seine Werte konstant an die SPS. Durch die Messung von H2S im Gasgemisch und der Erfassung des Drucks im Bioreaktor, errechnet die SPS mit Hilfe von Vergleicher und Regelbausteinen einen Wert, bei dem dann, durch elektrotechnisch gesteuerte Absperrklappen und/oder Kugelhahnventile (V1, V2, ...) am jeweiligen Bioreaktor, der Gasaustausch zwischen zwei oder mehreren Bioreaktoren stattfindet.
Durch Sollwertvorgabe von H2S oder O2 im Bioreaktor kann der Betreiber den Prozess in eine vollautomatische Regelung durch die SPS übergeben. Erreichen die Gaswerte im Bioreaktor die gewünschten Sollwerte H2S, dann wird der Gausaustausch gestoppt, die Gasentnahmeleitung (GAE1, GAE2, ...) am betroffenen Bioreaktor geöffnet und der Regelprozess der Gasentnahme in das Gasgesamtsystem eingeleitet.

Claims

Verfahren zum Gasaustausch zwischen zwei oder mehreren Bioreaktoren, wobei Gas aus dem Gasraum eines Bioreaktors in den Gasraum eines oder mehrere weitere Bioreaktoren geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass – in allen Bioreaktoren der Gasdruck und in vorgegebenen Abständen der Gehalt des Gases an CH₄, O₂, CO₂ und H₂S ermittelt wird, – diese Messwerte an eine freiprogrammierbare Steuerung übermittelt werden, in der ein Vergleich mit vorgegebenen Sollwerten erfolgt, und – abhängig von den ermittelten Vergleichswerten die Steuerung von Absperrventilen in einer gemeinsamen Gasaustauschleitung zwischen den Bioreaktoren derart erfolgt, dass Gas aus einem der Bioreaktoren gezielt in einen oder mehrere andere Bioreaktoren geleitet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Gas aus einem Bioreaktor mit hohem Schwefelanteil in einen oder mehrere andere Bioreaktoren mit geringeren Schwefelanteilen geleitet wird.