DE102013108264A1 - biogas facility - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Biogaseinrichtung (10) mit einem Hydrolysebehälter (12), welcher zur Durchführung einer Hydrolyse an einem biologisch abbaubaren Substrat ausgebildet ist, wobei bei der Hydrolyse ein Kohlendioxid enthaltendes Hydrolysegas entsteht; und einer Kohlendioxidabführeinrichtung (16), welche es vermag, im Hydrolysegas enthaltenes Kohlendioxid aus dem Hydrolysebehälter (12) abzuführen. Vermittels der Abführeinrichtung (16) ist das abgeführte Kohlendioxid einem Energiegasbehälter (20, 24, 30) zugeführt oder zuführbar. Die Erfindung betrifft außerdem ein entsprechendes Verfahren.The present invention relates to a biogas device (10) with a hydrolysis container (12), which is designed to carry out a hydrolysis on a biodegradable substrate, wherein in the hydrolysis, a carbon dioxide-containing hydrolysis gas is formed; and a carbon dioxide discharge device (16) which is capable of removing carbon dioxide contained in the hydrolysis gas from the hydrolysis tank (12). By means of the discharge device (16), the discharged carbon dioxide is fed to or fed to an energy gas container (20, 24, 30). The invention also relates to a corresponding method.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Biogaseinrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer Biogaseinrichtung.The present invention relates to a biogas device and a method for operating a biogas device.

In Biogasanlagen oder Biogaseinrichtungen werden Substrate wie organische Materialien biologisch etwa durch Mikroorganismen, Bakterien und/oder Enzyme zersetzt und abgebaut. Dabei wird Biogas freigesetzt, welches insbesondere Methan enthält, das als hauptsächlich verwendbarer Energieträger im Biogas dient. Dabei entsteht, gegebenenfalls in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des zu zersetzenden Materials, ein dynamisches, biologisches Gleichgewicht zwischen unterschiedlichen Arten von Mikroorganismen wie Bakterien, die unterschiedliche Materialien abzubauen vermögen. Aufgrund der Komplexität der biologischen Prozesse und unterschiedlicher Ausgangssubstrate ist dabei der Methangehalt im Biogas zeitlich in der Regel nicht konstant und kann zum Teil beträchtlich variieren. Selbst wenn konstant gleichartiges Substrat in die Biogaseinrichtung zugeführt oder gefüttert wird, ist in der Regel die Zusammensetzung des erzeugten Biogases insbesondere bezüglich des Methangehaltes nicht konstant und variiert in nicht vorhersehbarer Weise. Ein konstanter Methangehalt kann jedoch bei Betrieb von das Biogas verbrennenden oder umsetzenden Motoren oder Energiequellen vorteilhaft sein. Eine Manipulation oder ein Eingriff in die bei der Erzeugung von Biogas in einer Biogaseinrichtung ablaufenden Prozesse kann allerdings zur Störung oder Zerstörung des Gleichgewichts führen, was die Produktion von Biogas erheblich beeinträchtigen kann. Eine Biogaseinrichtung kann sogar derart „umkippen“, dass sie ausgepumpt und vollständig neu gefüllt werden muss, so dass sich ein neues Gleichgewicht einstellen kann. Dieser Prozess kann jedoch mehrere Wochen andauern, in denen kein effizienter Betrieb einer Biogaseinrichtung durchgeführt werden kann. Ferner entstehen beim Substratabbau eine Vielzahl unterschiedlicher Neben- und Zwischenprodukte, die eine Auswirkung auf das biologische Gleichgewicht haben können.In biogas plants or biogas facilities substrates such as organic materials are biologically decomposed and degraded by microorganisms, bacteria and / or enzymes. This biogas is released, which contains in particular methane, which serves as the main usable energy source in biogas. This creates, optionally, depending on the composition of the material to be decomposed, a dynamic, biological balance between different types of microorganisms such as bacteria that are able to break down different materials. Due to the complexity of the biological processes and different starting substrates, the methane content in the biogas is usually not constant over time and can sometimes vary considerably. Even if a constant substrate of the same kind is fed or fed into the biogas device, the composition of the biogas produced, in particular with respect to the methane content, is generally not constant and varies unpredictably. However, a constant methane content may be beneficial in the operation of biogas burning or converting engines or energy sources. However, manipulation or interference with the processes occurring in the production of biogas in a biogas facility can lead to disruption or destruction of the equilibrium, which can significantly affect the production of biogas. A biogas facility can even "tip over" in such a way that it has to be pumped out and completely refilled so that a new equilibrium can be established. However, this process can continue for several weeks, during which no efficient operation of a biogas facility can be carried out. Substrate degradation also produces a variety of different by-products and intermediates that can affect the biological balance.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Lösung dafür zu finden, eine Biogaseinrichtung derart betreiben zu können, dass einerseits beim Substratabbau entstehende Produkte möglichst effizient genutzt werden und andererseits eine Steuerung des Methangehaltes des bereitgestellten Biogases ermöglicht wird. An object of the present invention is to find a solution for being able to operate a biogas device in such a way that, on the one hand, products resulting from substrate degradation are used as efficiently as possible and, on the other hand, a control of the methane content of the biogas provided is made possible.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche erfüllt. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.This object is achieved by the features of the independent claims. Advantageous embodiments and further developments emerge from the subclaims.

Im Rahmen dieser Beschreibung kann eine Biogaseinrichtung dazu ausgebildet sein, eine oder mehrere Phasen oder Schritte durchzuführen, um ein biologisch abbaubares Substrat abzubauen, etwa um ein als Energieträger verwendbares Biogas bereitzustellen, welches insbesondere Methan enthalten kann. Dabei kann Methan der wesentliche Energieträger sein, welcher etwa durch Verbrennung und/oder Umsetzung in einer katalytischen Reaktion, etwa in einer geeigneten Brennstoffzelle, nutzbare Energie bereitzustellen vermag. Die Biogaseinrichtung kann insbesondere zum anaeroben Abbauen von Substrat und/oder zum Abbauen mit Hilfe geeigneter Mikroorganismen wie Bakterien und/oder Enzyme vorgesehen sein. Der Abbau kann einen oder mehrere unterschiedliche Abbauphasen umfassen. Insbesondere kann eine Biogaseinrichtung mehrere Behälter oder Reaktoren umfassen, etwa einen oder mehrere Fermenter. Die Behälter und/oder Reaktoren können separat voneinander ausgebildet sein. Separat vorgesehene Behälter können derart ausgebildet sein, dass sich jeweils in den Behältern vorhandenes Substrat ausgebildete und/oder stehende Gassäulen, etwa über einen Abbauprozess durchlaufendem Substrat, sich nicht miteinander vermischen und/oder nicht ohne entsprechende Ansteuerung von Ventilen und/oder Schleusen und/oder Pumpen miteinander zu vermischen vermag. Jeder Behälter kann mindestens einen Substrateinlass und einen Substratauslass und/oder mindestens einen Gasauslass und gegebenenfalls einen Gaseinlass aufweisen. Ein Einlass oder Auslass kann jeweils manuell und/oder ansteuerbar zu öffnen und zu schließen sein. Es kann vorgesehen sein, dass die Biogaseinrichtung dazu ausgebildet ist, in unterschiedlichen Behältern unterschiedliche Phasen oder Abbauschritte durch unterschiedliche Arten von Mikroorganismen und/oder in unterschiedlichen Umgebungen und/oder Bedingungen durchzuführen, etwa bei unterschiedlichen pH-Werten. Dabei kann vorgesehen sein, dass ein Behälter oder Reaktor jeweils dazu ausgebildet ist, eine Phase oder mehrere Phasen des Abbaus durchzuführen. Ein Behälter kann allgemein dazu ausgebildet sein, ein Gas aufzunehmen und/oder zumindest zeitweise aufzunehmen und/oder durchzuleiten. Es ist vorstellbar, dass ein Behälter mindestens einen Aufnahmeraum für Gas und/oder mindestens eine zugeordnete Leitung und/oder mindestens einen Gaseinlass und/oder Gasauslass und/oder entsprechende Einrichtungen für Substrat aufweist oder als solche ausgebildet ist. Insbesondere können Leitungen, die zur Abfuhr von Gas aus einem Behälter dienen, etwa Biogasleitungen, als zum Behälter zugehörig angesehen werden und/oder als selbstständige Behälter angesehen werden, da sie einen Aufnahmeraum für durch sie strömendes oder in ihnen anstehendes Gas aufweisen. Separate Behälter können jeweils durch geeignete Einrichtungen wie etwa Leitungen und/oder Ventile und/oder Schleusen und/oder Pumpen und/oder andere Einrichtungen derart miteinander verbunden oder verbindbar sein, insbesondere fluidisch miteinander verbunden oder verbindbar sein, dass Substrat von einem Behälter in einen anderen Behälter überführbar ist. Dabei kann vorgesehen sein, dass Substrat aus einem Behälter, in welchem eine oder mehrere Abbauphasen durchgeführt werden, in einen anderen Behälter überführbar ist, in welchem zur Umwandlung in Biogas nachfolgend durchzuführende oder stattfindende Phasen durchgeführt werden. Das Überführen kann dabei manuell und/oder durch eine elektronische Steuereinrichtung steuerbar sein. Das Substrat kann allgemein eine Biomasse sein, welche sich durch Vergären und/oder anaeroben Bedingungen abbauen lässt. Das Abbauen des Substrats kann durch Mikroorganismen wie Bakterien erfolgen, die in Biogasreaktor vorhanden sein können. Dabei können verschiedene Arten von Mikroorganismen vorhanden sein, die unterschiedliche Ausgangsprodukte in Biogas und/oder Zwischen- oder Abfallprodukte umzuwandeln vermögen können. Insbesondere kann der Abbau von Substrat im Wesentlichen vier Phasen umfassen, in denen unterschiedliche Arten von Mikroorganismen unterschiedliche Umwandlungsprozesse von Material vornehmen. Die erste Phase kann eine Hydrolyse-Phase sein, die zweite Phase eine Versäuerungsphase oder Acidogenese, die dritte Phase kann eine essigsäurebildende Phase oder Acetogenese darstellen, während die vierte Phase eine Methanogenese oder methanbildende Phase sein kann, in welcher Methan hergestellt wird. Insbesondere in der zweiten oder dritten Phase können Säuren als Abbauprodukte entstehen, insbesondere organische Säuren wie Valerian-, Butter-, Propion- oder insbesondere Essigsäure. Während der Hydrolyse-Phase oder während der Hydrolyse-Phase und der Acidogenese-Phase kann ein Gas oder Gasgemisch entstehen, welches als Hydrolysegas bezeichnet werden kann. Das Hydrolysegas kann insbesondere Kohlendioxid (CO2) und/oder Schwefelwasserstoff (H2S) und/oder Wasserstoff (H2) und/oder Stickoxid und/oder Alkohole und/oder flüchtige Säurereste umfassen, die während der ersten und/oder zweiten Phase entstehen. Ein wichtiger Bestandteil oder der Hauptbestandteil des Hydrolysegases kann Kohlendioxid sein, welches insbesondere durch die erste Phase erzeugt werden kann. Das Kohlendioxid kann dabei in einem Gleichgewicht mit im Substrat vorhandener Kohlensäure stehen, die ausperlen kann, um als gasförmiges Kohlendioxid im Hydrolysegas aufzugehen. Ein Hydrolysebehälter kann allgemein einen Behälter bezeichnen, welcher zum Durchführen der Hydrolysephase und/oder der Acidogenesephase ausgebildet ist. Es können ein oder mehrere Hydrolysebehälter vorgesehen sein. Insbesondere kann ein Hydrolysebehälter derart ausgebildet und/oder betrieben oder betreibbar sein, dass in ihm im Wesentlichen nur die Hydrolysephase oder die Hydrolysephase und Acidogenesephase durchgeführt werden. In the context of this description, a biogas device may be designed to carry out one or more phases or steps in order to decompose a biodegradable substrate, for example to provide a biogas usable as an energy carrier, which may in particular contain methane. In this case, methane may be the essential energy carrier, which is able to provide usable energy, for example by combustion and / or conversion in a catalytic reaction, for example in a suitable fuel cell. The biogas device can be provided in particular for the anaerobic degradation of substrate and / or for degradation by means of suitable microorganisms such as bacteria and / or enzymes. The degradation may include one or more different stages of degradation. In particular, a biogas device may comprise a plurality of containers or reactors, such as one or more fermenters. The containers and / or reactors may be formed separately from each other. Separately provided containers may be designed such that in each case in the containers existing substrate formed and / or stationary gas columns, such as via a degradation process durchlaufendem substrate, do not mix and / or not without appropriate control of valves and / or locks and / or Can mix pumps with each other. Each container may have at least one substrate inlet and a substrate outlet and / or at least one gas outlet and optionally a gas inlet. An inlet or outlet may be manually and / or controllably opened and closed respectively. It can be provided that the biogas device is designed to carry out different phases or degradation steps in different containers by different types of microorganisms and / or in different environments and / or conditions, for example at different pH values. It can be provided that a container or reactor is in each case designed to carry out one or more phases of the degradation. A container may generally be configured to receive and / or at least temporarily receive and / or pass a gas. It is conceivable that a container has at least one receiving space for gas and / or at least one associated line and / or at least one gas inlet and / or gas outlet and / or corresponding devices for substrate or is designed as such. In particular, conduits used to remove gas from a container, such as biogas lines, may be considered to belong to the container and / or may be considered as stand-alone containers having a receiving space for gas flowing therethrough or being present therein. Separate containers may each be provided by suitable means such as conduits and / or valves and / or locks and / or pumps and / or other means be connected to each other or connectable, in particular fluidly connected to each other or connectable, that substrate from one container into another container can be transferred. It can be provided that the substrate from a container in which one or more degradation phases are carried out in another container can be transferred, in which to be carried out or taking place phases for conversion into biogas subsequently. The transfer can be controlled manually and / or by an electronic control device. The substrate may generally be a biomass which degrades by fermentation and / or anaerobic conditions. The degradation of the substrate may be by microorganisms such as bacteria that may be present in the biogas reactor. In this case, various types of microorganisms can be present that can convert different starting products into biogas and / or intermediate or waste products. In particular, degradation of substrate may include substantially four phases in which different types of microorganisms make different material conversion processes. The first phase may be a hydrolysis phase, the second phase an acidification phase or acidogenesis, the third phase may be an acetic acid-forming phase or acetogenesis, while the fourth phase may be a methanogenesis or methane-forming phase in which methane is produced. In particular, in the second or third phase, acids may arise as degradation products, in particular organic acids such as valeric, butyric, propionic or especially acetic acid. During the hydrolysis phase or during the hydrolysis phase and the acidogenesis phase, a gas or gas mixture can arise, which can be referred to as hydrolysis gas. The hydrolysis gas may in particular comprise carbon dioxide (CO 2 ) and / or hydrogen sulphide (H 2 S) and / or hydrogen (H 2 ) and / or nitric oxide and / or alcohols and / or volatile acid radicals which occur during the first and / or second phase arise. An important constituent or the main constituent of the hydrolysis gas can be carbon dioxide, which can be produced in particular by the first phase. The carbon dioxide may be in equilibrium with carbonic acid present in the substrate, which may bubble out to become gaseous carbon dioxide in the hydrolysis gas. A hydrolysis vessel may generally refer to a vessel configured to carry out the hydrolysis phase and / or the acidogenesis phase. One or more hydrolysis containers can be provided. In particular, a hydrolysis container can be designed and / or operated or operated in such a way that essentially only the hydrolysis phase or the hydrolysis phase and acidogenesis phase are carried out in it.

Dabei kann ein geeigneter pH-Wert eingestellt oder einstellbar sein, der im sauren Bereich liegen kann, beispielsweise etwa zwischen 3,5 bis 6,3. Es ist vorstellbar, dass jeweils mindestens ein Behälter zum Durchführen der dritten oder vierten Phase und/oder zum Durchführen der dritten und vierten Phase vorgesehen ist. Ein Behälter, der zum Durchführen der Methanogenesephase, also der vierten Phase, ausgebildet ist, kann allgemein als Methanogenesebehälter oder Fermenter bezeichnet sein. Ein solcher Behälter kann zum Durchführen der dritten Phase ausgebildet sein. Im Folgenden kann als Biogas oder Methanmischgas insbesondere ein Gas oder Gasgemischbezeichnet sein, welches in einem Methanogenesebehälter durch die vierte Phase, eventuell durch Mitwirkung einer oder mehrerer anderer Phasen, erzeugt wird, gegebenenfalls insbesondere durch die dritte und die vierte Phase. Biogas und/oder Methanmischgas kann ein Gas oder Gasgemisch sein, welches einen beträchtlichen Methangehalt aufweisen kann, der beispielsweise bei mindestens 10% liegen kann. In unterschiedlichen, insbesondere separat ausgebildeten, Behältern können unterschiedliche Bedingungen herrschen, insbesondere was Druck, Partialdrücke, Temperatur, pH-Wert insbesondere im Substrat. und andere Parameter betrifft. Der pH-Wert in einem Methanogenesebehälter kann unterschiedlich vom pH-Wert in einem Hydrolysebehälter eingestellt oder einstellbar sein und beispielsweise im neutralen Bereich und/oder etwa bei 6,8 bis 7,8 liegen. Das Einstellen des pH-Wertes kann allgemein das Überwachen des pH-Wertes umfassen. Ferner kann das Einstellen des pH-Wertes das Zuführen von Material, etwa Substrat und/oder einen Puffer, in den jeweiligen Behälter umfassen. Zum Einstellen und/oder Überwachen des pH-Wertes in einem Behälter kann jeweils eine geeignete Sensoreinrichtung vorgesehen sein, welche mit einer Steuereinrichtung verbunden oder verbindbar sein kann. In einer Variante kann mindestens ein Hydrolysebehälter vorgesehen sein, der zum Durchführen der ersten Phase, also der Hydrolyse, und der zweiten Phase, also der Acidogenese, ausgebildet ist, sowie mindestens ein Methanogenesebehälter, der zum Durchführen der dritten Phase, also der Acetogenese, und der vierten Phase, also der Methanogenese, ausgebildet sein kann. Die Behälter können jeweils separat voneinander ausgebildet sein. Es können insbesondere in dieser Variante Einrichtungen zum Überführen von Substrat und/oder Gas von dem mindestens einen Hydrolysebehälter zum mindestens einen Methanogenesebehälter vorgesehen sein. Es ist vorstellbar, dass eine Gassensoreinrichtung vorgesehen ist, welche es vermag, den Druck und/oder die Zusammensetzung des Gases im jeweiligen Behälter, etwa Hydrolysegas oder Gas in einem Methanogenesebehälter, also im Wesentlichen Biogas, und/oder mindestens einen Partialdruck von einer oder mehreren Komponenten des Gases, insbesondere Kohlendioxid oder, insbesondere in einem Methanogenesebehälter, Kohlendioxid und/oder Methan, und/oder Volumen und/oder Mengen des Gases und/oder einer oder mehrerer seiner Komponenten zu erfassen und/oder entsprechende Daten bereitzustellen. Eine Gassensoreinrichtung, welche entsprechende Daten bezüglich eines bestimmten Komponentengases erfasst und bereitstellt, kann etwa als Kohlendioxidsensoreinrichtung bezeichnet werden, wenn sie Daten bezüglich Kohlendioxid erfasst, oder als Methansensoreinrichtung, wenn sie Daten bezüglich Methan erfasst, usw. Eine Gasüberwachungseinrichtung zum Überwachen und/oder Steuern entsprechender Parameter kann jeweils eine oder mehrere geeignete Sensoreinrichtungen und/oder eine oder mehrere Steuereinrichtungen sowie geeignete, insbesondere durch die Steuereinrichtung ansteuerbare, fluidische Einrichtungen wie etwa mindestens eine Pumpe und/oder einen Lüfter und/oder eine oder mehrere Leitungen und/oder mindestens eine Ventileinrichtung und/oder mindestens ein Kompressor und/oder mindestens einen Gasablass oder Gaseinlass oder Ähnliches umfassen. Eine Biogaseinrichtung kann insbesondere mindestens einen Hydrolysebehälter wie einen Hydrolysereaktor umfassen, welcher zur Durchführung einer Hydrolyse oder einer Hydrolyse und einer Acidogenese eines biologisch abbaubaren Substrates ausgebildet und/oder vorgesehen sein kann. Die Biogaseinrichtung kann ein oder mehrere Gehäuse und/oder eine oder mehrere Behausung für den mindestens einen oder die mehreren Behälter aufweisen, etwa ein entsprechendes Gebäude. Es ist vorstellbar, dass die Biogaseinrichtung Zuleitungen und Ableitungen für Substrat und/oder Gas zu dem mindestens einen Hydrolysebehälter und/oder Methanogenesebehälter und/oder einem oder mehreren anderen Behältern, mindestens eine Steuereinrichtung zum Steuern des Betriebs der Biogaseinrichtung, einen oder mehrere Speicherbehälter für Substrat, usw. aufweist. Ein Behälter, welchem Substrat zugeführt oder zuführbar ist, um mindestens eine der ersten, zweiten, dritten oder vierten Phase zur Umwandlung und/oder zum Abbau zu durchlaufen, kann als Prozessbehälter bezeichnet werden. Ein als Hydrolysebehälter ausgebildeter Behälter kann dazu vorgesehen sein, mit organischer Masse oder Biomasse wie Gülle, Pflanzen, insbesondere Energiepflanzen, landwirtschaftlichen Produkten oder Bioabfällen gefüttert zu werden. Material, mit welchem ein Prozessbehälter, insbesondere ein Hydrolysebehälter gefüttert wird, kann allgemein als Substrat bezeichnet werden. Eine Steuereinrichtung kann eine elektronische Steuereinrichtung sein. Es ist vorstellbar, dass eine Steuereinrichtung einen oder mehrere Computer und/oder Mikroprozessoren und/oder Mikrokontroller und/oder integrierte Schaltkreise aufweist. Eine Steuereinrichtung kann geeignete Hardware und/oder Software und/oder Firmware umfassen. Allgemein kann jeder Sensoreinrichtung eine Steuereinrichtung zugeordnet sein, an welche sie Sensordaten zu übertragen vermag. Dabei können mehreren Sensoreinrichtungen jeweils eine gemeinsame Steuereinrichtung zugeordnet sein. Es ist vorstellbar, dass Steuereinrichtungen miteinander zur Datenübertragung und/oder Steuerung verbunden oder verbindbar sind. Eine oder mehrere der Steuereinrichtungen können dazu ausgebildet sein, Ventile und/oder eine oder mehrere Pumpen und/oder einen oder mehrere Kompressoren und/oder andere ansteuerbare Elemente der Biogaseinrichtung anzusteuern. Dazu können geeignete Steuerleitungen und/oder Steuerkanäle und/oder Versorgungsleitungen vorgesehen sein. Ein Energiegasbehälter kann allgemein ein Behälter sein, welcher zum Aufnehmen und/oder Erzeugen von Methan ausgebildet oder vorgesehen sein kann. Insbesondere kann ein Energiegasbehälter ein Prozessbehälter wie ein Methanogenesebehälter oder ein Speicherbehälter für Methan enthaltenes Biogas sein, etwa in einem Methanogenesebehälter erzeugtes Methan oder Biogas. Es ist auch vorstellbar, dass ein Energiegasbehälter einen Methanreaktor bezeichnet oder umfasst, welcher dazu ausgebildet ist, aus Ausgangsmaterialien wie Kohlendioxid und Wasserstoff oder anderen Energiegasen unter Druck und/oder Temperatur Methan zu erzeugen, insbesondere ohne dass der beschriebene biologische Abbau stattfindet. Es ist vorstellbar, dass ein Methanreaktor dazu ausgebildet ist, mit Kohlendioxid und/oder Wasserstoff aus einem Hydrolysebehälter versorgt zu werden. Es kann vorgesehen sein, dass ein Methanreaktor oder ein zum Speichern von Methan oder Biogas vorgesehener Behälter keine Einlass oder Auslass für Substrat aufweist. Ein Energiegasbehälter und/oder mindestens eine zugeordnete Leitung zur Zufuhr oder zum Ableiten von Gas kann eine Gassensoreinrichtung zum direkten oder indirekten Erfassen eines Gehaltes und/oder einer Menge und/oder eines Druckes, insbesondere eines Partialdruckes, und/oder eines Volumens und/oder eine Mengenstromes und/oder Volumenstromes eines Energiegases wie Methan und/oder Wasserstoff aufweisen. Insbesondere kann ein Methanogenesebehälter eine Methansensoreinrichtung aufweisen, welche es vermag, den Methangehalt des erzeugten Biogases zu erfassen. Alternativ oder zusätzlich kann eine solche Methansensoreinrichtung dem Methanogenesebehälter nachgeschaltet sein, etwa in einer Leitung für Biogas und/oder einer zugeordneten Biogasspeichereinrichtung. Als Substrat kann jede Art biologisch einsetzbaren Substrats vorgesehen sein, welches sich etwa in einer Biogaseinrichtung zu Methan fermentieren oder abbauen lässt. Umfasst sind insbesondere die so genannten Wirtschaftsdünger, beispielsweise Rinder- oder Schweinegülle, Hühner-/ Geflügelmist (HTK – Hühnertrockenkot), Festmist mit hohem Strohanteil (bis zu 20 % bzw. einem hohen C/N-Verhältnis von bis zu 16:1). Neben den Wirtschaftsdüngern können nachwachsende Rohstoffe sowie organische Reststoffe für die energetische Nutzung eingesetzt werden. Dazu zählen Mais/Maissilage, Getreide (Ganzpflanzensilage), beispielsweise Roggen, Triticale, Gras/Grassilage, Getreidekörner, Rüben (Zucker- oder Futterrüben), Rübenmus, insbesondere aber auch Landschaftpflegematerial (Laub, Grünschnitt) bzw. Paludikulturen (Schilf, Seggen, Rohrglanzgras). Einige dieser Substrate sind schwer umsetzbar, da sie hohe Anteile an Lignocellulose aufweisen. Beispielsweise musste bisher bei Einsatz von Grassilage oft darauf geachtet werden, dass die Trockensubstanz(TS)gehalte nicht zu hoch, nach Möglichkeit nicht oberhalb von 35 Gew.-% TS, liegen. Bei zu hohen TS-Gehalten steigen die Lignin- und Faseranteile, wodurch der Abbaugrad und somit die Methanausbeute bezogen auf die organische Trockenmasse bisher deutlich sanken. Weitere Rohstoffe zur energetischen Verwertung wären Ernterückstände aber auch agroindustrielle Reststoffe (Gemüse-/ Obstreste, Treber, Hefen, Molke etc.) sowie kommunale Abfälle (Schlachthof-/ Bioabfälle). In this case, a suitable pH value can be set or adjustable, which may be in the acidic range, for example approximately between 3.5 to 6.3. It is conceivable that in each case at least one container is provided for carrying out the third or fourth phase and / or for carrying out the third and fourth phase. A container, which is designed to carry out the methanogenesis phase, ie the fourth phase, can be generally referred to as a methanogenesis tank or fermenter. Such a container may be designed to carry out the third phase. In the following, the biogas or methane mixing gas may be in particular a gas or gas mixture which is produced in a methanogenesis tank by the fourth phase, possibly by the action of one or more other phases, if appropriate in particular by the third and the fourth phase. Biogas and / or mixed methane gas may be a gas or gas mixture, which may have a considerable methane content, which may for example be at least 10%. In different, in particular separately formed, containers different conditions prevail, in particular what pressure, partial pressures, temperature, pH, in particular in the substrate. and other parameters. The pH in a methanogenesis tank may be set differently from the pH in a hydrolysis tank or be adjustable and may be, for example, in the neutral range and / or at about 6.8 to 7.8. Adjusting the pH may generally include monitoring the pH. Further, adjusting the pH may include feeding material, such as substrate and / or a buffer, into the respective container. For adjusting and / or monitoring the pH in a container, a suitable sensor device can be provided in each case, which can be connected or connectable to a control device. In one variant, at least one hydrolysis tank can be provided, which is designed to carry out the first phase, ie the hydrolysis, and the second phase, ie acidogenesis, and at least one methanogenesis tank, which is used to carry out the third phase, ie acetogenesis, and the fourth phase, ie the methanogenesis, can be formed. The containers may each be formed separately from each other. In particular, in this variant, means for transferring the substrate and / or gas from the at least one hydrolysis tank to the at least one methanogenesis tank can be provided. It is conceivable that a gas sensor device is provided, which is capable of the pressure and / or the composition of the gas in the respective container, such as hydrolysis gas or gas in a methanogenesis, ie essentially biogas, and / or at least a partial pressure of one or more Components of the gas, in particular carbon dioxide or, in particular in one Methanogenesebehälter, carbon dioxide and / or methane, and / or volumes and / or quantities of the gas and / or one or more of its components to detect and / or provide appropriate data. A gas sensor device that detects and provides corresponding data regarding a particular component gas may be referred to as a carbon dioxide sensor device when detecting data regarding carbon dioxide or as a methane sensor device when detecting data regarding methane, etc. A gas monitor device for monitoring and / or controlling corresponding ones Parameter can in each case one or more suitable sensor devices and / or one or more control devices and suitable, in particular controllable by the control device, fluidic devices such as at least one pump and / or fan and / or one or more lines and / or at least one valve device and / or at least one compressor and / or at least one gas outlet or gas inlet or the like. A biogas device may in particular comprise at least one hydrolysis vessel, such as a hydrolysis reactor, which may be designed and / or provided for carrying out a hydrolysis or a hydrolysis and an acidogenesis of a biodegradable substrate. The biogas device may comprise one or more housings and / or one or more housing for the at least one or more containers, such as a corresponding building. It is conceivable that the biogas device supply lines and discharges for substrate and / or gas to the at least one hydrolysis and / or methanogenesis and / or one or more other containers, at least one control device for controlling the operation of the biogas device, one or more storage containers for substrate , etc. has. A container to which substrate is supplied or supplied to undergo at least one of the first, second, third, or fourth phases for conversion and / or degradation may be referred to as a process container. A container designed as a hydrolysis container may be intended to be fed with organic matter or biomass such as manure, plants, in particular energy crops, agricultural products or biowaste. Material with which a process container, in particular a hydrolysis container is fed, can generally be referred to as a substrate. A control device may be an electronic control device. It is conceivable that a control device has one or more computers and / or microprocessors and / or microcontrollers and / or integrated circuits. A controller may include appropriate hardware and / or software and / or firmware. In general, each sensor device can be assigned a control device to which it is able to transmit sensor data. In this case, a plurality of sensor devices may in each case be assigned a common control device. It is conceivable that control devices are connected or connectable to each other for data transmission and / or control. One or more of the control devices can be designed to control valves and / or one or more pumps and / or one or more compressors and / or other controllable elements of the biogas device. For this purpose, suitable control lines and / or control channels and / or supply lines can be provided. An energy gas container may generally be a container which may be designed or provided for receiving and / or producing methane. In particular, an energy gas container can be a process container such as a methanogenesis container or a storage container for methane-containing biogas, for example methane or biogas produced in a methanogenesis container. It is also conceivable that an energy gas container designates or comprises a methane reactor, which is designed to produce methane from starting materials such as carbon dioxide and hydrogen or other energy gases under pressure and / or temperature, in particular without the described biodegradation taking place. It is conceivable that a methane reactor is designed to be supplied with carbon dioxide and / or hydrogen from a hydrolysis tank. It can be provided that a methane reactor or a container provided for storing methane or biogas has no inlet or outlet for the substrate. An energy gas container and / or at least one associated line for supplying or discharging gas may include a gas sensor device for directly or indirectly detecting a content and / or an amount and / or a pressure, in particular a partial pressure, and / or a volume and / or a Volume flow and / or flow rate of an energy gas such as methane and / or hydrogen. In particular, a methanogenesis tank may have a methane sensor device which is capable of detecting the methane content of the generated biogas. Alternatively or additionally, such a methane sensor device may be connected downstream of the methanogenesis container, for example in a line for biogas and / or an associated biogas storage device. As a substrate, any type of biologically usable substrate can be provided which can be fermented or degraded to methane in a biogas facility. In particular, the so-called farm manure, such as cattle or pig manure, chicken manure (HTK - dry chicken dung), solid manure with high straw content (up to 20% or a high C / N ratio of up to 16: 1) are included. In addition to farm manure, renewable raw materials and organic residues can be used for energy purposes. These include maize / corn silage, cereals ( Whole plant silage), for example, rye, triticale, grass / grass silage, cereal grains, beets (sugar or feed beets), Rübenmus, but especially landscape care material (foliage, green waste) or Paludikulturen (reeds, sedges, reed canary grass). Some of these substrates are difficult to implement because they have high levels of lignocellulose. For example, when using grass silage it has often been necessary to ensure that the dry matter (TS) content is not too high, if possible not above 35% by weight DS. If the TS contents are too high, the lignin and fiber contents increase, as a result of which the degree of degradation and thus the methane yield based on the organic dry mass have so far dropped significantly. Further raw materials for energy recovery would be crop residues but also agro-industrial residues (vegetable / Obstreste, grains, yeasts, whey, etc.) and municipal waste (slaughterhouse / biowaste).

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Biogaseinrichtung mit einem Hydrolysebehälter, welcher zur Durchführung einer Hydrolyse an einem biologisch abbaubaren Substrat, wobei bei der Hydrolyse ein Kohlendioxid enthaltendes Hydrolysegas entsteht. Die Biogaseinrichtung weist ferner eine Kohlendioxidabführeinrichtung auf, welche es vermag, im Hydrolysegas enthaltenes Kohlendioxid aus dem Hydrolysebehälter abzuführen. Vermittels dieser Abführeinrichtung ist das abgeführte Kohlendioxid einem Energiegasbehälter zuführbar oder zugeführt. Somit kann das Kohlendioxid nutzbringend weiterverwendet werden. Das Kohlendioxid und/oder Hydrolysegas können allgemein im Wesentlichen gasförmig vorliegen und/oder abgeführt werden. Die Abführeinrichtung kann eine als Hydrolysegassensoreinrichtung ausgebildete Gassensoreinrichtung aufweisen oder damit verbunden oder verbindbar sein. Die Hydrolysegassensoreinrichtung kann insbesondere dazu ausgebildet sein, einen Kohlendioxidgehalt im Hydrolysegas und/oder ein Gasvolumen, insbesondere ein Kohlendioxidvolumen, und/oder eine Gasmenge, insbesondere eine Kohlendioxidmenge, und/oder einen Gasvolumen- und/oder Gasmengenstrom, insbesondere einen Kohlendioxidvolumenstrom oder Kohlendioxidmengenstrom, und/oder einen Gasdruck, insbesondere einen Partialdruck von Kohlendioxid, direkt und/oder indirekt zu erfassen. Eine Sensoreinrichtung zur Erfassung eines das Kohlendioxid betreffenden Parameters kann als Kohlendioxidsensoreinrichtung bezeichnet werden. Das Kohlendioxid kann allgemein durch Abführen von Hydrolysegas aus dem Hydrolysebehälter und/oder zusammen mit einer oder mehreren Komponenten des Hydrolysegases abgeführt werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Kohlendioxid von einer oder mehreren oder allen anderen Komponenten des Hydrolysegases abgetrennt abführbar sein. Die Abführeinrichtung kann ferner mindestens ein Auslassventile und/oder ein oder mehrere anderen Ventile, und/oder mindestens eine Pumpe und/oder einen Kompressor, und/oder mindestens eine Leitung zum Zuführen des Kohlendioxids zum Energiegasbehälter umfassen und/oder damit verbunden oder verbindbar sein. Es ist vorstellbar, dass die Abführeinrichtung dazu ausgebildet ist, Kohlendioxid in eine Speichereinrichtung und/oder in die Umgebung abzuführen. Die Biogaseinrichtung, insbesondere die Abführeinrichtung, kann dazu ausgebildet sein, den Druck, insbesondere den Partialdruck von Kohlendioxid, und/oder die Zusammensetzung des Gases innerhalb des Hydrolysebehälters zu überwachen und/oder einzustellen und/oder zu steuern. Dazu können etwa eine Gasüberwachungseinrichtung zum Überwachen und Einstellen des Kohlendioxids und/oder mindestens eine geeignete Gassensoreinrichtung, etwa eine Kohlendioxidsensoreinrichtung, und/oder eine geeignete Steuereinrichtung und/oder mindestens eine Einrichtung zum Erhöhen und/oder Verringern des Drucks des Hydrolysegases vorgesehen sein, etwa ein Ablassventil und/oder ein Einlassventil und/oder ein Kompressor. Es kann vorgesehen sein, dass die Biogaseinrichtung dazu ausgebildet ist, gespeichertes Hydrolysegas und/oder Kohlendioxid und/oder Umgebungsluft in den Hydrolysebehälter einzuführen, etwa einzublasen, und/oder Gas aus dem Hydrolysebehälter abzuführen, etwa durch Ablassen und/oder Auspumpen, beispielsweise vermittels der Abführeinrichtung. Das Einstellen und/oder Steuern kann basierend auf Daten von einer Kohlendioxidsensoreinrichtung und/oder einem Kohlensäuregehalt im Substrat oder anderen Betriebsparametern erfolgen, die durch entsprechende ausgebildete und gegebenenfalls mit einer Steuereinrichtung verbundenen Sensoreinrichtungen vorgesehen sein. Somit lässt sich durch die Änderung des Kohlendioxidgehaltes und/oder des Drucks über dem Substrat das Verhalten des Substrates und/oder der Ablauf der Hydrolysephase und/oder der Acidogenese beeinflussen. Der Energiegasbehälter kann allgemein als Teil der Biogaseinrichtung ausgebildet und/oder separat davon vorgesehen und mit der Biogaseinrichtung verbunden oder verbindbar sein. Es kann vorgesehen sein, dass Hydrolysegas und/oder Komponenten des Hydrolysegases unabhängig und/oder separat vom Substrat aus dem Hydrolysebehälter abführbar und/oder dem Energiegasbehälter zuführbar sind. Die Abführeinrichtung kann dazu ausgebildet sein, selektiv und/oder angesteuert Hydrolysegas aus dem Hydrolysebehälter abzulassen, etwa in die Atmosphäre, und/oder dem mindestens einen Energiegasbehälter und/oder einem Kohlendioxidspeicher zuzuführen. The present invention relates to a biogas device with a hydrolysis container, which is used to carry out a hydrolysis on a biodegradable substrate, wherein in the hydrolysis, a carbon dioxide-containing hydrolysis gas is formed. The biogas device furthermore has a carbon dioxide removal device, which is capable of removing carbon dioxide contained in the hydrolysis gas from the hydrolysis tank. By means of this discharge device, the discharged carbon dioxide can be fed or supplied to an energy gas container. Thus, the carbon dioxide can be usefully continued to be used. The carbon dioxide and / or hydrolysis gas may generally be substantially gaseous and / or removed. The discharge device can have a gas sensor device designed as a hydrolysis gas sensor device or be connected or connectable to it. The hydrolysis gas sensor device can in particular be designed to have a carbon dioxide content in the hydrolysis gas and / or a gas volume, in particular a carbon dioxide volume, and / or a gas quantity, in particular a carbon dioxide amount, and / or a gas volume and / or gas flow rate, in particular a carbon dioxide volume flow or carbon dioxide flow rate, and / or a gas pressure, in particular a partial pressure of carbon dioxide, to detect directly and / or indirectly. A sensor device for detecting a parameter relating to the carbon dioxide may be referred to as a carbon dioxide sensor device. The carbon dioxide may be generally removed by discharging hydrolysis gas from the hydrolysis vessel and / or together with one or more components of the hydrolysis gas. Alternatively or additionally, the carbon dioxide can be separated off from one or more or all the other components of the hydrolysis gas. The discharge device may further comprise at least one outlet valve and / or one or more other valves, and / or at least one pump and / or a compressor, and / or at least one conduit for supplying the carbon dioxide to the energy gas container and / or be connected or connectable. It is conceivable that the discharge device is designed to discharge carbon dioxide into a storage device and / or into the environment. The biogas device, in particular the discharge device, can be designed to monitor and / or adjust and / or adjust the pressure, in particular the partial pressure of carbon dioxide, and / or the composition of the gas within the hydrolysis container. For example, a gas monitoring device for monitoring and adjusting the carbon dioxide and / or at least one suitable gas sensor device, for example a carbon dioxide sensor device, and / or a suitable control device and / or at least one device for increasing and / or reducing the pressure of the hydrolysis gas may be provided Drain valve and / or an inlet valve and / or a compressor. It may be provided that the biogas device is designed to introduce stored hydrolysis gas and / or carbon dioxide and / or ambient air into the hydrolysis tank, for example to blow it, and / or to remove gas from the hydrolysis tank, for example by draining and / or pumping out, for example by means of removal device. The adjustment and / or control may be based on data from a carbon dioxide sensor device and / or a carbonic acid content in the substrate or other operating parameters, which may be provided by corresponding sensor devices, optionally connected to a control device. Thus, by changing the carbon dioxide content and / or the pressure over the substrate, the behavior of the substrate and / or the course of the hydrolysis phase and / or the acidogenesis can be influenced. The energy gas container can generally be designed as part of the biogas device and / or provided separately from it and connected to the biogas device or connectable. It may be provided that hydrolysis gas and / or components of the hydrolysis gas can be discharged independently of and / or separately from the substrate from the hydrolysis tank and / or fed to the energy gas tank. The removal device can be designed to selectively and / or activated discharge hydrolysis gas from the hydrolysis tank, for example into the atmosphere, and / or to supply it to the at least one energy gas container and / or a carbon dioxide storage.

Die Biogaseinrichtung kann mindestens eine Abtrenneinrichtung aufweisen, welche es vermag, zumindest eine Komponente des Hydrolysegases aus dem Hydrolysegas abzutrennen. Insbesondere kann die Abtrenneinrichtung dazu ausgebildet sein, eine oder mehrere Komponenten aus einem aus dem Hydrolysegasbehälter abgeführten oder abzuführenden Hydrolysegasstrom abzutrennen. Die Abtrenneinrichtung kann dazu ausgebildet sein, das Kohlendioxid zu separieren und/oder mindestens eine andere Komponente zu separieren, wobei das Kohlendioxid mit weiteren verbleibenden Komponenten abführbar sein kann. Die Abtrenneinrichtung kann in die Abführeinrichtung integriert und/oder damit verbunden oder verbindbar sein. Dabei kann die Abtrenneinrichtung der Abführeinrichtung vorgeschaltet und/oder nachgeschaltet sein. Es ist etwa vorstellbar, dass die Abtrenneinrichtung mehrere Komponenten aufweist, um eine Abtrennung in mehreren Schritten vorzunehmen. Dabei können jeweils mindestens eine Komponente der Abführeinrichtung vorgeschaltet und/oder nachgeschaltet und/oder darin integriert sein. Die Abtrenneinrichtung kann insbesondere dazu ausgebildet sein, Schwefelwasserstoff aus dem Hydrolysegas abzutrennen, etwa zu fixieren. Die Abtrenneinrichtung und/oder eine oder mehrere Komponenten der Abtrenneinrichtung können im Hydrolysebehälter und/oder im Energiegasbehälter und/oder dazwischen, etwa in Leitungen, angeordnet oder anordenbar sein. Durch die Abtrennung können etwa schädliche und/oder anderweitig verwendbare Komponenten des Hydrolysesgases separiert werden. The biogas device may have at least one separation device, which is capable of separating at least one component of the hydrolysis gas from the hydrolysis gas. In particular, the separating device may be designed to one or more components of a discharged from the Hydrolysis gas or separate off the hydrolysis gas stream to be removed. The separation device can be designed to separate the carbon dioxide and / or to separate at least one other component, wherein the carbon dioxide can be dissipated with further remaining components. The separating device can be integrated into the discharge device and / or be connected or connectable. In this case, the separating device of the discharge device upstream and / or downstream. It is conceivable that the separating device has several components in order to carry out a separation in several steps. In each case at least one component of the discharge device upstream and / or downstream and / or integrated therein. The separation device may in particular be designed to separate off hydrogen sulfide from the hydrolysis gas, for example to fix it. The separation device and / or one or more components of the separation device can be arranged or can be arranged in the hydrolysis container and / or in the energy gas container and / or in between, for example in lines. As a result of the separation, it is possible to separate, for example, harmful and / or otherwise usable components of the hydrolysis gas.

Die Abtrenneinrichtung kann mindestens eine Filtereinrichtung und/oder mindestens eine Kühleinrichtung und/oder mindestens eine Kondensationseinrichtung und/oder mindestens eine Rückhalteeinrichtung und/oder mindestens eine Siebeinrichtung aufweisen, welche es vermag, mindestens eine Komponente des Hydrolysegases von diesem zu trennen. Eine Filtereinrichtung kann etwa Aktivkohle und/oder eine Flüssigkeitsfilter und/oder einen Siebfilter und/oder andere Filtermaterialien oder -strukturen umfassen. Es ist vorstellbar, dass die Abtrenneinrichtung zusätzlich oder alternativ eine Fixierungseinrichtung aufweist, welche Schwefelwasserstoff (H2S) aus dem Hydrolysegas abzutrennen und/oder zu fixieren vermag, etwa durch eine oder mehrere Methoden ausgewählt aus der folgenden Gruppe: Filterung durch Kohle, oxidative Verfahren, Zusatz von Zinkoxid, Zusatz von Eisenverbindungen, insbesondere Eisensalzen oder Eisenchelaten, Biowäscher/ Tropfkörperverfahren, Sulfitfällung. Als Eisenverbindungen / Eisensalze sind insbesondere zu nennen Eisen(II)- und/oder Eisen(III)-Verbindungen, beispielsweise Fe(II)Cl2, Fe(III)Cl2, Fe(II)SO4, Fe(III)2(SO4)3, Fe(II)-hydroxid, Fe(III)-hydroxid, Fe(II)-oxid, Fe(III)-oxid, Raseneisenstein, insbesondere Limonit (FeO(OH) n H2O). Durch die Abtrennung/Fixierung des H2S wird elementarer Schwefel gewonnen, der wieder einer Verwendung zugeführt werden kann. Möglich ist im Rahmen der H2S-Fixierung auch eine biologische Entschweflung, bei der das H2S in Wasser gelöst und dort durch Schwefelbakterien oxidiert wird. Hierbei wird zuerst elementarer Schwefel, dann Sulfat erzeugt. Auch die direkte Oxidation von Schwefelwasserstoff zu Sulfat ist möglich. Eine Abtrennung des Schwefelwasserstoffs, die auch als Entschweflung bezeichnet werden kann, verhindert, dass sich der Schwefel oder Schwefelwasserstoff nachteilig auf im Energiegasbehälter vorgesehene Prozesse und/oder Einrichtungen wie etwa die Methanogenese und/oder eine Reaktion im Methanreaktor und/oder auf dem Energiegasbehälter nachgeschaltete Prozesse oder Einrichtungen wie Motoren oder Verbrennungsvorgänge auswirken kann. Es können als Abtrenneinrichtung Biofilter, Biowäscher oder auch eine Tropfkörperanlage vorgesehen sein. Eine solche Fixierungseinrichtung kann als Beispiels für eine Rückhalteeinrichtung für Schwefelwasserstoff angesehen werden.The separating device may have at least one filter device and / or at least one cooling device and / or at least one condensation device and / or at least one retaining device and / or at least one screening device, which is capable of separating at least one component of the hydrolysis gas therefrom. A filter device may comprise, for example, activated carbon and / or a liquid filter and / or a sieve filter and / or other filter materials or structures. It is conceivable that the separation device additionally or alternatively has a fixing device which is capable of separating hydrogen sulfide (H 2 S) from the hydrolysis gas and / or fixing, for example by one or more methods selected from the following group: filtering by coal, oxidative processes , Addition of zinc oxide, addition of iron compounds, in particular iron salts or iron chelates, bioscrubbers / trickling filter method, sulfite precipitation. Iron compounds / iron salts which may be mentioned in particular are iron (II) and / or iron (III) compounds, for example Fe (II) Cl 2 , Fe (III) Cl 2 , Fe (II) SO 4 , Fe (III) 2 (SO 4 ) 3 , Fe (II) hydroxide, Fe (III) hydroxide, Fe (II) oxide, Fe (III) oxide, turf iron, in particular limonite (FeO (OH) n H 2 O). By separating / fixing the H 2 S elemental sulfur is recovered, which can be returned to a use. It is also possible in the context of H 2 S fixation, a biological desulfurization, in which the H 2 S is dissolved in water and oxidized there by sulfur bacteria. Here, first elemental sulfur, then sulfate is generated. The direct oxidation of hydrogen sulfide to sulfate is possible. Separation of the hydrogen sulfide, which may also be referred to as desulfurization, prevents the sulfur or hydrogen sulfide from adversely affecting processes and / or facilities provided in the energy gas container, such as methanogenesis and / or methane reactor and / or process gas downstream processes or affect equipment such as engines or combustion processes. It can be provided as a separator biofilter, bioscrubber or a trickle filter system. Such a fixing device may be considered as an example of a hydrogen sulfide restraining device.

Es kann vorgesehen sein, dass die Biogaseinrichtung einen Behälter zum Erzeugen von als Energieträger verwendbarem Biogas aus im Hydrolysebehälter behandeltem Substrat aufweist und/oder damit verbunden oder verbindbar ist. Ein solcher Behälter kann ein Methanogenesebehälter sein. Das Substrat kann über geeignete Einrichtungen vom Hydrolysebehälter zum Methanogenesebehälter zuführbar sein, etwa nach einer geeignet gewählten und/oder überwachten Aufenthaltszeit im Hydrolysebehälter. Es kann vorgesehen sein, dass in der Aufenthaltszeit die erste und/oder zweite Phase des Substratabbaus im Wesentlichen abgeschlossen ist, so dass kein weiterer Abbau zu erwarten ist. It can be provided that the biogas device has a container for generating biogas usable as an energy source from substrate treated in the hydrolysis container and / or is connected thereto or connectable. Such a container may be a methanogenesis container. The substrate can be supplied to the methanogenesis tank via suitable means from the hydrolysis tank, for example after a suitably selected and / or monitored residence time in the hydrolysis tank. It can be provided that in the residence time, the first and / or second phase of the substrate degradation is substantially complete, so that no further degradation is to be expected.

Es kann vorgesehen sein, das die Abführeinrichtung zur Zufuhr von Kohlendioxid mit mindestens einem Methanogenesebehälter und/oder einem diesem nachgeschalteten Energiegasbehälter verbunden oder verbindbar ist. Durch die Zufuhr kann allgemein das Kohlendioxid und/oder das Kohlendioxid enthaltendes Gasgemisch mit Biogas und/oder Methan vermischt werden. Dabei kann der Methangehalt des resultierenden Gemischs verringert werden. Die Zufuhr von Kohlendioxid kann dabei basierend auf Daten von einer dem Hydrolysebehälter zugeordneten Kohlendioxidsensoreinrichtung und/oder basierend auf Daten von einer dem Methanogenesebehälter zugeordneten und/oder nachgeschalteten Methansensoreinrichtung gesteuert oder steuerbar sein. Insbesondere kann die Biogaseinrichtung, etwa durch geeignete Programmierung einer Steuereinrichtung dazu ausgebildet sein, eine Kohlendioxidzufuhr durch die Abführeinrichtung derart anzusteuern, dass ein im Wesentlichen konstanter Methangehalt vorliegt. Es kann etwa vorgesehen sein, dass eine Zufuhr von Kohlendioxid dann erfolgt, wenn der Methangehalt im Biogas und/oder im Methanogenesebehälter einen bestimmten Schwellenwert überschreitet. Der Schwellenwert kann unterhalb, insbesondere deutlich unterhalb, des maximalen durch den Methanogenesebehälter erreichbaren Methangehaltes liegen. Somit kann ein konstanter Methangehalt des Biogases auf einfache Art erreicht werden, wodurch sich das Biogas auch für die Verwendung in empfindlichen modernen Motoren und Verbrennungseinrichtungen oder Brennstoffzellen eignet. It can be provided that the discharge device for supplying carbon dioxide is connected or connectable to at least one methanogenesis tank and / or an energy gas tank arranged downstream of it. Through the supply, generally the carbon dioxide and / or the carbon dioxide-containing gas mixture can be mixed with biogas and / or methane. In this case, the methane content of the resulting mixture can be reduced. The supply of carbon dioxide can be controlled or controllable based on data from a hydrolysis vessel associated carbon dioxide sensor device and / or based on data from the methanogenesis tank associated and / or downstream methane sensor device. In particular, the biogas device can be designed, for example by suitable programming of a control device, to control a carbon dioxide feed through the discharge device in such a way that a substantially constant methane content is present. It can be provided, for example, that a supply of carbon dioxide takes place when the methane content in the biogas and / or in the methanogenesis tank exceeds a certain threshold. The threshold may be below, in particular well below, the maximum methane content achievable by the methanogenesis tank. Thus, a constant methane content of the biogas can be achieved in a simple way, which also biogas for use in sensitive modern engines and combustion equipment or fuel cells.

Alternativ oder zusätzlich kann der mindestens eine Energiegasbehälter einen Biogasspeicher und/oder eine Biogasleitung umfassen. Der Speicher und/oder die Leitung kann einem Methanogenesebehälter nachgeschaltet sein. Somit werden durch die Zufuhr von Kohlendioxid und eventuelle weitere Komponenten des Hydrolysegases, die mit dem Kohlendioxid strömen, die Prozessbedingungen im Methanogenesebehälter nicht beeinflusst.Alternatively or additionally, the at least one energy gas container may comprise a biogas storage and / or a biogas line. The storage and / or the line can be connected downstream of a methanogenesis tank. Thus, by the supply of carbon dioxide and any other components of the hydrolysis gas, which flow with the carbon dioxide, the process conditions are not affected in the methanogenesis tank.

Bei einer Weiterbildung kann der mindestens eine Energiegasbehälter einen Behälter zur Aufnahme von Wasserstoff umfassen, in welchem Wasserstoff mit Kohlendioxid zu Methan umsetzbar ist. Ein solcher Behälter kann ein Methanreaktor sein. Somit lässt sich das Kohlendioxid aus dem Hydrolysebehälter zur chemischen Umsetzung in Methan verwenden. Der Methanreaktor kann dazu eingerichtet sein, eine geeignete Reaktionstemperatur oder Reaktionswärme bereitzustellen, um die Umsetzung von Wasserstoff und Kohlendioxid in Methan möglichst effizient zu ermöglichen. Dazu kann eine geeignete Heizeinrichtung vorgesehen sein, die etwa thermisch und/oder geothermisch und/oder solarthermisch und/oder durch einen Brenner und/oder eine Elektroheizung und/oder durch Abwärme betreibbar und/oder mit Energie versorgt oder versorgbar sein kann. In einem Methanreaktor erzeugtes Methan kann über eine geeignete Transporteinrichtung einem dem Methanogenesebehälter nachgeschalteten Biogasspeicher und/einer diesem nachgeschalteten Leitung zuführbar sein. Die Transporteinrichtung kann etwa Leitungen, eine Sensoreinrichtung, eine Ventileinrichtung und weitere erforderliche Komponenten aufweisen. Die Zufuhr von Methan kann basierend auf Daten von einer dem Methanogenesebehälter zugeordneten und/oder nachgeschalteten Methansensoreinrichtung erfolgen. Etwa kann vorgesehen sein, dass eine Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, eine Methanzufuhr von dem Methanreaktor derart anzusteuern, dass ein gewünschter, insbesondere ein konstanter, Methangehalt des im Methanogenesebehälter erzeugten Biogases erreicht wird. Etwa kann die Zufuhr von Methan aus dem Methanreaktor dann erfolgen, wenn ein Methangehalt des Biogases unter einen bestimmten Wert abgesunken ist. Somit kann der Methangehalt durch Zufuhr von Kohlendioxid und/oder Zufuhr von Methan aus dem Methanreaktor konstant gehalten werden. In a development, the at least one energy gas container may comprise a container for receiving hydrogen, in which hydrogen can be reacted with carbon dioxide to form methane. Such a container may be a methane reactor. Thus, the carbon dioxide from the hydrolysis tank can be used for chemical conversion into methane. The methane reactor may be configured to provide a suitable reaction temperature or heat of reaction to facilitate the conversion of hydrogen and carbon dioxide into methane as efficiently as possible. For this purpose, a suitable heating device can be provided, which can be operated and / or supplied with energy, for example, thermally and / or geothermally and / or solar thermally and / or by a burner and / or an electric heater and / or by waste heat. Methane produced in a methane reactor can be fed via a suitable transport device to a biogas reservoir connected downstream of the methanogenesis vessel and / or to a downstream pipeline. The transport device may include lines, a sensor device, a valve device and other required components. The supply of methane can be carried out based on data from a Methanogenesebehälter assigned and / or downstream methane sensor device. For example, it can be provided that a control device is designed to control a methane feed from the methane reactor such that a desired, in particular a constant, methane content of the biogas produced in the methanogenesis tank is achieved. For example, the supply of methane from the methane reactor can take place when a methane content of the biogas has fallen below a certain value. Thus, the methane content can be kept constant by supplying carbon dioxide and / or supplying methane from the methane reactor.

Insbesondere kann der Behälter zur Aufnahme von Wasserstoff, etwa der Methanreaktor, mit Abwärme versorgt oder versorgbar sein, wobei die Abwärme insbesondere von mindestens einem Prozessbehälter der Biogaseinrichtung, insbesondere dem Hydrolysebehälter und/oder von einem Methanogenesebehälter abgeführt oder abführbar ist. Somit kann die beim Abbau des Substrates entstehende Prozesswärme weiterverwendet werden. In particular, the container for receiving hydrogen, such as the methane reactor, be supplied with waste heat or be supplied, the waste heat in particular by at least one process vessel of the biogas device, in particular the hydrolysis and / or removed from a methanogenesis tank or can be discharged. Thus, the process heat generated during degradation of the substrate can be reused.

Insbesondere kann der Methanreaktor nahe und/oder in direktem Kontakt mit dem oder den Prozessbehältern angeordnet sein, um die Wärmeverluste beim Wärmetransport möglichst gering zu halten.In particular, the methane reactor can be arranged close to and / or in direct contact with the process container (s) in order to minimize the heat losses during heat transport.

Es ist vorstellbar, dass ein Methanreaktor mit Wasserstoff aus einem Prozessbehälter, insbesondere dem Hydrolysebehälter, und/oder mit durch Elektrolyse erzeugten Wasserstoff versorgt oder versorgbar ist. Dies ermöglicht es, weitere Komponenten des Hydrolysegases zur Methanherstellung zu verwenden. Der Wasserstoff aus dem Hydrolysebehälter kann dadurch bereitgestellt sein, dass aus dem Hydrolysegas Wasserstoff und Kohlenstoff nicht abgetrennt werden und direkt zum Methanreaktor geführt werden. Es kann eine Wasserstoffsensoreinrichtung und/oder eine Kohlendioxidsensoreinrichtung und/oder eine Methansensoreinrichtung vorgesehen sein, um den Wasserstoff oder das Kohlendioxid betreffende Daten zur Ansteuerung des Methanreaktors bereitzustellen. Die Wasserstoffsensoreinrichtung und/oder die Kohlenstoffsensoreinrichtung können jeweils im Methanreaktor und/oder jeweils diesem vorgeschaltet in Leitungen zur Zufuhr von Wasserstoff und/oder Kohlendioxid angeordnet sein. Die Methansensoreinrichtung kann im Methanreaktor oder diesem nachgeschaltet angeordnet sein. Basierend auf solchen Daten kann gegebenenfalls die Zufuhr von Kohlendioxid und/oder Wasserstoff über die Abführeinrichtung und/oder von Wasserstoff aus einer anderen Quelle und/oder die Abfuhr von Methan aus dem Methanreaktor ansteuerbar oder angesteuert sein, etwa durch Ansteuerung von ansteuerbaren Komponenten der Abführeinrichtung und/oder der Transporteinrichtung und/oder geeigneter Ventileinrichtungen, welche die Zufuhr von Wasserstoff und/oder Kohlendioxid und/oder die Abfuhr von Gas, insbesondere Methan, aus dem Methanreaktor, einzustellen vermögen. Es ist vorstellbar, dass eine Elektrolyseeinrichtung zur Herstellung von Wasserstoff durch Aufspaltung von Wasser vorgesehen ist. Zum Versorgen der Elektrolyseeinrichtung mit elektrischem Strom kann eine geeignete Stromversorgung, insbesondere eine photovoltaische Einrichtung und/oder eine Windkrafteinrichtung, vorgesehen und/oder mit ihr verbunden oder verbindbar sein. Alternativ oder zusätzlich kann eine weitere Wasserstoffquelle vorgesehen sein, etwa ein geeigneter Speicherbehälter. It is conceivable that a methane reactor is supplied or can be supplied with hydrogen from a process vessel, in particular the hydrolysis vessel, and / or with hydrogen produced by electrolysis. This makes it possible to use other components of the hydrolysis gas for methane production. The hydrogen from the hydrolysis vessel may be provided by not separating hydrogen and carbon from the hydrolysis gas and passing it directly to the methane reactor. A hydrogen sensor device and / or a carbon dioxide sensor device and / or a methane sensor device may be provided in order to provide the data concerning the hydrogen or the carbon dioxide for the activation of the methane reactor. The hydrogen sensor device and / or the carbon sensor device can each be arranged in the methane reactor and / or in each case upstream thereof in lines for the supply of hydrogen and / or carbon dioxide. The methane sensor device can be arranged downstream of the methane reactor or this. Based on such data, the supply of carbon dioxide and / or hydrogen via the discharge device and / or hydrogen from another source and / or the removal of methane from the methane reactor can optionally be controlled or activated, for example by driving controllable components of the discharge device and / or the transport device and / or suitable valve devices which are capable of adjusting the supply of hydrogen and / or carbon dioxide and / or the removal of gas, in particular methane, from the methane reactor. It is conceivable that an electrolysis device for the production of hydrogen by splitting water is provided. For supplying the electrolysis device with electric current, a suitable power supply, in particular a photovoltaic device and / or a wind power device, may be provided and / or connected to it or connectable. Alternatively or additionally, a further hydrogen source may be provided, for example a suitable storage container.

Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Betreiben einer Biogaseinrichtung, bei welchem in durch Hydrolyse in einem Hydrolysebehälter erzeugtem Hydrolysegas enthaltenes Kohlendioxid aus dem Hydrolysebehälter abgeführt und einem Energiegasbehälter zugeführt wird. Die Biogaseinrichtung kann insbesondere eine hierin beschriebene Biogaseinrichtung sein. Das Verfahren kann die hierin beschriebenen Schritte und Ansteuerungen umfassen. Eine Komponente des Hydrolysegases kann vermittels einer Abtrenneinrichtung vom Hydrolysegas abgetrennt werden, insbesondere vermittels einer hierin beschriebenen Abtrenneinrichtung. Insbesondere kann Schwefelwasserstoff vom Hydrolysegas abgetrennt werden. Substrat aus dem Hydrolysebehälter kann einem Methanogenesebehälter zugeführt werden, welcher der Energiegasbehälter sein kann, welchem Kohlendioxid zugeführt wird. Es ist vorstellbar, dass das Zuführen des Kohlendioxids zum Energiegasbehälter basierend auf Daten von einer dem Energiegasbehälter zugeordneten oder nachgeschalteten Methansensoreinrichtung und/oder basierend auf Daten von einer dem Hydrolysebehälter zugeordneten und/oder nachgeschalteten Kohlendioxidsensoreinrichtung durchgeführt wird. Das Kohlendioxid kann einem Methanogenesebehälter und/oder einem Methanreaktor und/oder einem Biogasspeicher und/oder einer Biogasleitung zugeführt werden.The invention also relates to a method for operating a biogas device in which carbon dioxide contained in hydrolysis gas produced by hydrolysis in a hydrolysis tank is removed from the hydrolysis tank and supplied to an energy gas container. The biogas facility may in particular be a biogas device described herein. The method may include the steps and controls described herein. A component of the hydrolysis gas can be separated from the hydrolysis gas by means of a separation device, in particular by means of a separation device described herein. In particular, hydrogen sulfide can be separated from the hydrolysis gas. Substrate from the hydrolysis vessel may be supplied to a methanogenesis vessel, which may be the energy gas vessel to which carbon dioxide is supplied. It is conceivable that the feeding of the carbon dioxide to the energy gas container is carried out on the basis of data from a methane sensor device assigned or downstream of the energy gas container and / or based on data from a carbon dioxide sensor device assigned to and / or connected to the hydrolysis container. The carbon dioxide can be fed to a methanogenesis tank and / or a methane reactor and / or a biogas storage and / or a biogas line.

Im Folgenden wird eine Biogaseinrichtung beispielhaft anhand der beigefügten Zeichnung erläutert.In the following, a biogas device will be explained by way of example with reference to the attached drawing.

Es zeigt:It shows:

1 schematisch eine Biogaseinrichtung. 1 schematically a biogas facility.

1 zeigt schematisch ein Beispiel für eine Biogaseinrichtung 10. Die Biogaseinrichtung 10 weist einen Hydrolysebehälter 12 auf, welcher zur Versorgung mit einem Substrat und zur Durchführung der Hydrolysephase und der Acidogenesephase zum Abbau des Substrats ausgebildet ist. Beim Abbau entsteht über dem Substrat eine Gassäule aus Hydrolysegas, welches insbesondere Kohlendioxid umfasst. Der Hydrolysebehälter 12 weist optional eine Gassensoreinrichtung und/oder eine Kohlendioxidsensoreinrichtung 14 auf, welche in diesem Beispiel den Kohlendioxidgehalt des Hydrolysegases und/oder den Druck des Hydrolysegases zu bestimmen vermag. Über eine Abführeinrichtung 16 kann Hydrolysegas aus dem Hydrolysebehälter abgeführt werden. Die Abführeinrichtung 16 kann als Abtrenneinrichtung eine Entschweflungseinrichtung 18 aufweisen, vermittels welcher Schwefelwasserstoff von dem Hydrolysegas abtrennbar und/oder fixierbar ist. Nach dem Entschwefeln enthält das Hydrolysegas weiterhin Kohlendioxid. Es ist ferner ein Methanogenesebehälter 20 vorgesehen, welcher über eine Substratzufuhr 22 mit Substrat vom Hydrolysebehälter 12 und/oder aus einem Substratvorrat 23 versorgbar ist. Aus dem Substratvorrat kann auch der Hydrolysebehälter 12 mit Substrat versorgt werden. Im Methanogenesebehälter 20 wird aus dem Substrat Biogas erzeugt, welches Methan enthält. In diesem Beispiel kann das methanhaltige Biogas über eine dem Methanogenesebehälter 20 nachgeschaltete und zu dem Methanogenesebehälter 20 gehörende Leitung 24 aus dem Methanogenesebehälter 20 abgeführt werden, etwa in einen nicht gezeigten Speicher. In der Leitung 24 oder im Speicher ist eine Methansensoreinrichtung 26 vorgesehen, welches es vermag, den Methangehalt des Biogases zu bestimmen. Ferner ist ein Methanreaktor 30 vorgesehen, in welchem Wasserstoff und Kohlendioxid zu Methan umsetzbar sind. Der Methanreaktor 30 weist eine Heizung 32 auf, welche zumindest teilweise durch Abwärme aus dem Hydrolysebehälter 30 betrieben wird und zusätzlich eine weitere Wärmequelle wie ein elektrisch betriebenes Heizelement und/oder eine solarthermische und/oder geothermische Wärmequelle und/oder ein Brenner sein kann. Die Abwärme kann etwa durch Führen des Hydrolysegases und/oder des Kohlendioxids an dem Methanreaktor 30 und/oder einem zugeordneten Wärmetauscher zur Wärmeübertragung vorbei zum Methanreaktor 30 geführt werden. Ferner weist der Methanreaktor 30 eine Elektrolyseeinrichtung sowie eine Stromquelle auf, welche Strom zur elektrolytischen Erzeugung von Wasserstoff aus einem nicht gezeigten Wasservorrat vermittels der Elektrolyseeinrichtung bereitzustellen vermag. Die Stromquelle kann einen Stromspeicher wie eine Batterie und/oder einen Akkumulator aufweisen. Insbesondere kann die Stromquelle eine photovoltaische oder durch Windkraft betriebene Einrichtung umfassen. Eine Sensoreinrichtung 34 dient der Überwachung des Methanreaktor und kann insbesondere etwa eine Wasserstoffsensoreinrichtung und/oder eine Kohlendioxidsensoreinrichtung und/oder eine Methansensoreinrichtung sowie Einrichtungen zum Erfassen von Betriebs- und Umgebungsparametern wie der Temperatur und Ähnlichem umfassen. Die Abführeinrichtung 16 ist derart ausgebildet, dass sie Kohlendioxid, welches in entschwefeltem Hydrolysegas enthalten ist, selektiv und/oder angesteuert in die Atmosphäre abzulassen und/oder der Biogasleitung 24 und/oder dem zugeordneten Speicher und/oder dem Methanogenesebehälter 20 und/oder dem Methanreaktor 30 zuzuführen vermag. Dazu weist die Abführeinrichtung 16 entsprechende ansteuerbare Elemente wie etwa Ventile und/oder einen Kompressor und/oder Leitungen auf und ist über eine Steuereinrichtung 40 ansteuerbar, welche mit den Sensoreinrichtungen 14, 26, 34 sowie gegebenenfalls weiteren Sensoreinrichtungen und/oder Steuereinrichtungen verbunden oder verbindbar ist. Durch Zufuhr von Kohlendioxid und/oder Hydrolysegas aus dem Hydrolysebehälter erniedrigt die Steuereinrichtung 40 gegebenenfalls den Methangehalt in der Biogasleitung 24, wenn Daten von der Methansensoreinrichtung 26 erkennen lassen, dass der Methangehalt über einen bestimmten Schwellenwert ansteigt. Alternativ kann die Steuereinrichtung 40 dazu ausgebildet sein, Methan aus dem Methanreaktor 30 zuzuführen, wenn der Methangehalt zu niedrig ist und/oder unterhalb eines Schwellenwertes liegt. Ferner vermag es die Steuereinrichtung 40, die Zufuhr von Kohlendioxid und/oder Kohlendioxid enthaltendem Hydrolysegas und/oder die Zufuhr von Wasserstoff über die Elektrolyseeinrichtung und/oder den Betrieb der Elektrolyseeinrichtung sowie die Heizung 32 basierend auf Daten von der den Methanreaktor überwachenden Sensoreinrichtung 34 zu steuern. Die Steuereinrichtung 40 kann als integrierte Steuereinrichtung mehrere oder alle der hierin beschriebenen Funktionen durchführen oder alternativ mehrere unabhängige Steuereinrichtungen umfassen, die zur Datenübertragung miteinander verbunden sein können, etwa über ein Bussystem und/oder ein herkömmliches Netzwerk. Eine Steuereinrichtung kann allgemein jeweils auf geeignete Art zur Datenübertragung, etwa über Kabel oder drahtlos, mit von ihr überwachten und/oder angesteuerten Sensoren und/oder Einrichtungen, wie insbesondere Ventilen, und/oder einer oder mehreren anderen Steuereinrichtungen verbunden oder verbindbar sein. In 1 sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht alle Verbindungen detailliert dargestellt. 1 schematically shows an example of a biogas device 10 , The biogas facility 10 has a hydrolysis tank 12 which is designed to be supplied with a substrate and to carry out the hydrolysis phase and the acidogenesis phase for degrading the substrate. During degradation, a gas column of hydrolysis gas, which in particular comprises carbon dioxide, forms above the substrate. The hydrolysis tank 12 optionally has a gas sensor device and / or a carbon dioxide sensor device 14 which, in this example, is able to determine the carbon dioxide content of the hydrolysis gas and / or the pressure of the hydrolysis gas. About a discharge device 16 Hydrolysis gas can be removed from the hydrolysis. The discharge device 16 can as a separation device a desulfurization 18 by means of which hydrogen sulfide from the hydrolysis gas can be separated and / or fixed. After desulfurization, the hydrolysis gas further contains carbon dioxide. It is also a methanogenesis tank 20 provided, which via a substrate supply 22 with substrate from the hydrolysis tank 12 and / or from a substrate supply 23 is available. From the substrate supply and the hydrolysis can 12 be supplied with substrate. In the methanogenesis tank 20 is produced from the substrate biogas containing methane. In this example, the methane-containing biogas may be via a methanogenesis tank 20 downstream and to the methanogenesis tank 20 belonging line 24 from the methanogenesis tank 20 be discharged, such as in a memory, not shown. In the line 24 or in the memory is a methane sensor device 26 which is capable of determining the methane content of the biogas. Further, a methane reactor 30 provided in which hydrogen and carbon dioxide are convertible to methane. The methane reactor 30 has a heater 32 on, which at least partially by waste heat from the hydrolysis 30 is operated and additionally may be a further heat source such as an electrically operated heating element and / or a solar thermal and / or geothermal heat source and / or a burner. The waste heat can be approximately by passing the hydrolysis gas and / or the carbon dioxide at the methane reactor 30 and / or an associated heat exchanger for heat transfer over to the methane reactor 30 be guided. Furthermore, the methane reactor 30 an electrolysis device and a power source capable of providing electricity for the electrolytic production of hydrogen from a water supply, not shown, by means of the electrolysis device. The power source may include a power storage such as a battery and / or an accumulator. In particular, the power source may include a photovoltaic or wind powered device. A sensor device 34 is used to monitor the methane reactor and may in particular include about a hydrogen sensor device and / or a carbon dioxide sensor device and / or a methane sensor device and means for detecting operating and environmental parameters such as the temperature and the like. The discharge device 16 is designed such that it selectively and / or controlled release carbon dioxide, which is contained in desulfurized hydrolysis gas into the atmosphere and / or the biogas line 24 and / or the associated storage and / or the methanogenesis tank 20 and / or the methane reactor 30 can feed. For this purpose, the discharge device 16 corresponding controllable elements such as valves and / or a compressor and / or lines and is via a control device 40 controllable, which with the sensor devices 14 . 26 . 34 and possibly other sensor devices and / or control devices connected or connectable. By supplying carbon dioxide and / or hydrolysis gas from the hydrolysis tank, the control device lowers 40 if necessary, the methane content in the biogas pipeline 24 when data from the methane sensor device 26 indicate that the methane content is above a certain threshold. Alternatively, the control device 40 be adapted to methane from the methane reactor 30 if the methane content is too low and / or below a threshold value. Furthermore, it is capable of the control device 40 , the supply of carbon dioxide and / or carbon dioxide-containing hydrolysis gas and / or the supply of hydrogen via the electrolysis device and / or the operation of the electrolysis device and the heater 32 based on data from the methane reactor monitoring sensor device 34 to control. The control device 40 As an integrated controller, it may perform several or all of the functions described herein, or alternatively may include a plurality of independent controllers that may be interconnected for data transmission, such as via a bus system and / or a conventional network. A control device can generally be connected or connectable in a suitable manner for data transmission, for example via cable or wireless, with sensors and / or devices monitored by it and / or devices, in particular valves, and / or one or more other control devices. In 1 For reasons of clarity, not all connections are shown in detail.

Für die Umsetzung der Erfindung können die hierin aufgeführten Merkmale einzeln oder in beliebiger Kombination relevant sein.For the implementation of the invention, the features listed herein may be relevant individually or in any combination.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Biogaseinrichtung biogas facility
1212
Hydrolysebehälter hydrolysis tank
1414
Gassensoreinrichtung Gas sensor device
16 16
Abführeinrichtungremoval device
1818
Abtrenneinrichtung/Entschwefelungseinrichtung Separating / desulfurization
2020
Methanogenesebehälter Methanogenesebehälter
2222
Substratzufuhr substrate feed
2323
Substratvorrat substrate stock
24 24
Biogasleitungbiogas line
2626
Methansensoreinrichtung Methane sensor device
3030
Methanreaktor methane reactor
3232
Heizung heater
3434
Sensoreinrichtung sensor device
4040
Steuereinrichtung control device

Claims (10)

Biogaseinrichtung (10) mit: einem Hydrolysebehälter (12), welcher zur Durchführung einer Hydrolyse an einem biologisch abbaubaren Substrat ausgebildet ist, wobei bei der Hydrolyse ein Kohlendioxid enthaltendes Hydrolysegas entsteht; und einer Kohlendioxidabführeinrichtung (16), welche es vermag, im Hydrolysegas enthaltenes Kohlendioxid aus dem Hydrolysebehälter (12) abzuführen; wobei vermittels der Abführeinrichtung (16) das abgeführte Kohlendioxid einem Energiegasbehälter (20, 24, 30) zugeführt oder zuführbar ist.Biogas facility ( 10 ) with: a hydrolysis container ( 12 ) which is formed to carry out a hydrolysis on a biodegradable substrate, wherein in the hydrolysis, a carbon dioxide-containing hydrolysis gas is formed; and a carbon dioxide discharge device ( 16 ), which it is capable of contained in the hydrolysis gas carbon dioxide from the hydrolysis ( 12 ) wherein by means of the discharge device ( 16 ) the discharged carbon dioxide an energy gas container ( 20 . 24 . 30 ) is fed or supplied. Biogaseinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Biogaseinrichtung (10) mindestens eine Abtrenneinrichtung (18) aufweist, welche es vermag, zumindest eine Komponente des Hydrolysegases vom Hydrolysegas abzutrennen.Biogas device according to claim 1, wherein the biogas device ( 10 ) at least one separation device ( 18 ) which is capable of separating at least one component of the hydrolysis gas from the hydrolysis gas. Biogaseinrichtung nach Anspruch 2, wobei die Abtrenneinrichtung (18) eine Filtereinrichtung und/oder Kühleinrichtung und/oder Kondensationseinrichtung und/oder Rückhalteeinrichtung und/oder Siebeinrichtung aufweist, welche es vermag, mindestens eine Komponente des Hydrolysegases von diesem zu trennen.Biogas device according to claim 2, wherein the separating device ( 18 ) comprises a filter device and / or cooling device and / or condensation device and / or retaining device and / or screening device which is capable of separating at least one component of the hydrolysis gas therefrom. Biogaseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Biogaseinrichtung einen Behälter zum Erzeugen von als Energieträger verwendbarem Biogas aus im Hydrolysebehälter behandeltem Substrat aufweist.Biogas device according to one of the preceding claims, wherein the biogas device comprises a container for generating usable as an energy source biogas from treated in the hydrolysis container substrate. Biogaseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abführeinrichtung (16) zur Zufuhr von Kohlendioxid mit mindestens einem Methanogenesebehälter (20) und/oder einem diesem nachgeschalteten Energiegasbehälter (24) verbunden oder verbindbar ist. Biogas device according to one of the preceding claims, wherein the discharge device ( 16 ) for the supply of carbon dioxide with at least one methanogenesis tank ( 20 ) and / or a downstream energy gas container ( 24 ) is connected or connectable. Biogaseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine Energiegasbehälter einen Biogasspeicher umfasst.Biogas device according to one of the preceding claims, wherein the at least one energy gas container comprises a biogas storage. Biogaseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine Energiegasbehälter einen Behälter zur Aufnahme von Wasserstoff umfasst, in welchem Wasserstoff mit Kohlendioxid zu Methan umsetzbar ist, insbesondere einen Methanreaktor (30).Biogas device according to one of the preceding claims, wherein the at least one energy gas container comprises a container for holding hydrogen, in which hydrogen can be reacted with carbon dioxide to methane, in particular a methane reactor ( 30 ). Biogaseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Behälter zur Aufnahme von Wasserstoff mit Abwärme versorgt oder versorgbar ist, wobei die Abwärme insbesondere von mindestens einem Prozessbehälter der Biogaseinrichtung, insbesondere dem Hydrolysebehälter (12) und/oder von einem Methanogenesebehälter (20) abgeführt oder abführbar ist.Biogas device according to one of the preceding claims, wherein the container for receiving hydrogen is supplied with waste heat or supplied, wherein the waste heat in particular of at least one process container of the biogas device, in particular the hydrolysis ( 12 ) and / or from a methanogenesis tank ( 20 ) is discharged or dischargeable. Biogaseinrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, wobei ein Methanreaktor (30) mit Wasserstoff aus einem Prozessbehälter, insbesondere dem Hydrolysebehälter (12), und/oder mit durch Elektrolyse erzeugten Wasserstoff versorgt oder versorgbar ist.Biogas device according to one of the preceding claims, wherein a methane reactor ( 30 ) with hydrogen from a process vessel, in particular the hydrolysis vessel ( 12 ), and / or is supplied or can be supplied with hydrogen produced by electrolysis. Verfahren zum Betreiben einer Biogaseinrichtung (10), bei welchem in durch Hydrolyse in einem Hydrolysebehälter (12) erzeugtem Hydrolysegas enthaltenes Kohlendioxid aus dem Hydrolysebehälter (12) abgeführt und einem Energiegasbehälter (20, 24, 30) zugeführt wird. Method for operating a biogas device ( 10 in which in by hydrolysis in a hydrolysis container ( 12 ) produced hydrolysis gas contained carbon dioxide from the hydrolysis tank ( 12 ) and an energy gas container ( 20 . 24 . 30 ) is supplied.
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