DE102014003648A1 - Vorrichtung zum Vergären von Biomasse zum Erzeugen von Gas - Google Patents

Vorrichtung zum Vergären von Biomasse zum Erzeugen von Gas Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vergären von Biomasse zum Erzeugen von Gas mit einem von Erdreich und/oder einer Stützkonstruktion außen umgebenden Folienbehälter, dessen Oberseite durch ein Foliendach gasdicht verschlossen ist und in den ein Fütterungsrohr, ein Überlaufrohr und ein Gasentnahmerohr münden, wobei die Behälterfolienwand und/oder das Foliendach von einem nach oben ragenden Rohr abgedichtet durchdrungen ist, in dem eine Stange als Stößel verschieblich einliegt, die nach oben aus dem Rohr als Griff oder mit einem Griff herausragt und an ihrem unteren, aus dem Rohr herausragenden Ende einen Mischkopf trägt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vergären von Biomasse zum Erzeugen von Gas mit einem von Erdreich und/oder einer Stützkonstruktion außen umgebenden Folienbehälter, dessen Oberseite durch ein Foliendach gasdicht verschlossen ist und in den ein Fütterungsrohr, ein Überlaufrohr und ein Gasentnahmerohr münden.
  • Es sind die unterschiedlichsten Biogasanlagen bekannt. Bei diesen bekannten Anlagen werden konstruktiv angepasste Spezialteile angefertigt und zusammengebaut. Wer eine solche Biogasanlage kleiner Abmessungen betreiben will, ist darauf angewiesen, verhältnismäßig teure Bauteile zu beziehen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass sie aus konstruktiv einfachen Teilen besteht, die überall preiswert zu erhalten sind, ohne auf die spezielle Anwendung angepasst sein zu müssen. Hierbei soll die Konstruktion einen schnellen und einfachen Aufbau ermöglichen, klein zusammenlegbar und leicht zu transportieren sein. Hierbei ist zu gewährleisten, dass eine optimale Durchmischung des Behälterinhalts ständig auf einfachste Weise ermöglicht wird.
  • Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Behälterfolienwand und/oder das Foliendach von einem nach oben ragenden Rohr abgedichtet durchdrungen ist, in dem eine Stange als Stößel verschieblich einliegt, die nach oben aus dem Rohr als Griff oder mit einem Griff herausragt und an ihrem unteren, aus dem Rohr herausragenden Ende einen Mischkopf trägt.
  • Eine solche Vorrichtung besteht konstruktiv aus einfachsten Teilen und ermöglicht einen schnellen, einfachen Aufbau. Die im Behälter befindliche Biomasse kann ständig ausreichend umgewälzt werden, so dass optimale Ergebnisse erzielt werden.
  • Vorzugsweise wird vorgeschlagen, dass der Mischkopf von einer insbesondere Öffnungen aufweisenden Platte gebildet ist, die am Stangenende quer zur Stangenlängsachse befestigt ist. Um sicherzustellen, dass bei Abnahme von Gas der Druck im Behälter gleich bleibt, wird vorgeschlagen, dass das Foliendach durch Gewichte beschwert ist. Hierbei ist besonders vorteilhaft, wenn das Foliendach zur Aufnahme von Gewichten an seiner Oberseite Fächer, Taschen oder Befestigungsösen aufweist.
  • Vorzugsweise wird vorgeschlagen, dass in dem Foliendach ein Öffnungsring eingeschweißt oder eingeklebt ist, der mit einem Deckel insbesondere einem Schraubdeckel verschlossen ist. Dabei kann im Deckel ein Schauglas angeordnet sein. Auch ist von Vorteil, wenn im Deckel das Gasentnahmerohr befestigt ist.
  • Um bei drucklosem Behälter das Foliendach sicher oben zu halten, wird vorgeschlagen, dass über dem Foliendach eine Haltekonstruktion angeordnet ist, an der das Foliendach punktweise befestigt ist. Alternativ wird hierzu vorgeschlagen, dass das Foliendach durch mindestens eine im Behälter stehende Stange gehalten ist.
  • Um über den Außenrandbereich das Behälterinnere leicht und jederzeit erreichen zu können insbesondere den Behälter begehen zu können, wird vorgeschlagen, dass der Außenrand des Foliendachs mit dem oberen Folienrand des Behälters rundum verschweißt, verklebt und/oder verklammert ist, bis auf einen Außenrandbereich, an dem die Befestigung zwischen dem Foliendach und dem Behälterrand leicht lösbar und wieder dicht befestigbar ist. Hierbei ist von Vorteil, wenn die beiden Folien im lösbaren Außenrandbereich ineinander mindestens einmal umgeschlagen sind. Auch können die beiden Folien im lösbaren Außenrandbereich zwischen zwei Klemmleisten einliegen.
  • Alternativ kann der Außenrandbereich des Behälters umlaufend verschweißt und/oder verklebt sein und die Öffnung wird über einen Zugang realisiert, der vom Außenrandbereich in Richtung Behältermitte verläuft. Hierbei ist es von Vorteil, wenn die Öffnung derart gestaltet ist, dass die Folienenden der Öffnung so lang sind, dass ein dichter Verschluss möglich ist. Hierbei ist von Vorteil, wenn die beiden Folien mindestens einmal umgeschlagen sind. Auch können die beiden Folien in der lösbaren Naht zwischen zwei Klemmleisten einliegen.
  • Vorzugsweise wird vorgeschlagen, dass das Überlaufrohr an tiefster Stelle am Behälter angeschlossen ist und in einem zweiten Behälter mündet, der die Gärreste aufnimmt. Auch ist von Vorteil, wenn das Fütterungsrohr unterhalb des Flüssigkeitsspiegels in den Behälter mündet.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Behälterfolienwand und das Foliendach aus Folienteilen zusammengesetzt sind, die ein Baukastensystem bilden zum Erstellen von Vergärvorrichtungen unterschiedlicher Formen und Größen.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen
  • 1 einen senkrechten Schnitt nach A-A in 3,
  • 2 einen senkrechten Schnitt nach B-B in 3,
  • 3 eine Ansicht von oben auf die Vorrichtung zum Vergären,
  • 4 ein Foliendach mit Taschen für Gewichte insbesondere für Sand oder Erde,
  • 5 ein Foliendach mit aufgelegten Gewichten,
  • 6 ein Foliendach mit angebundenen Gewichten,
  • 7 eine senkrecht im Behälter stehende Stange zum Hochhalten des Foliendachs.
  • Die erfindungsgemäße Biogasanlage bzw. Biogasvorrichtung weist vorzugsweise kleine Abmessungen auf, wobei der Behälter ein Volumen von 1 m3 bis maximal 100 m3 besitzt. Hierzu wird im Erdreich 2 eine Erdgrube 3 mit schrägen Wänden in ausreichender Größe ausgehoben, in die ein Folienbehälter (Foliensack) aus Folienwänden 4 eingelegt wird. Die Folienwände bestehen vorzugsweise aus einem PVC beschichtetem Gewebe, einer PE-Folie, einer EPDM-Folie oder anderen kleb- und schweißbaren flexiblen Kunststofffolien. Alternativ kann der Folienbehälter auch oberirdisch in einer Rahmenaufhängung befestigt werden.
  • Der Folienbehälter 1 ist vorzugsweise aus mehreren trapezförmigen Wandteilen 4a bis 4d zusammengesetzt, wie dies 3 zeigt oder aber die Folienwand ist ringförmig angeordnet mit nach unten sich verkleinerndem Durchmesser, so dass die Folienwand 4 kegelstumpfförmig ausgeführt ist. Am oberen Rand der Folienwand 4 ist ein Foliendach 5 druckdicht befestigt insbesondere angeschweißt oder angeklebt, wobei in einem Außenrandbereich oder in einer Naht vom Außenwandbereich in Richtung Behältermitte im Foliendach (5) die Befestigung zwischen dem Foliendachbehälterrand leicht lösbar ausgeführt ist, so dass dort nach dem Lösen das Innere des Behälters 1 erreichbar ist insbesondere begehbar ist zur Erstmontage, Inspektion und Reinigung. Hierbei ist der Rand des Foliendachs mit dem Behälterrand wieder befestigbar, wobei vorzugsweise in diesem lösbaren Außenrandbereich die beiden Folien ineinander mindestens einmal umgeschlagen werden. Dabei werden die Befestigung und die Gasdichtigkeit noch wesentlich verbessert, wenn die beiden Folien im lösbaren Außenrandbereich oder in einer Naht vom Außenwandbereich in Richtung Behältermitte im Foliendach (5) zwischen zwei Klemmleisten einliegen.
  • Die Folienwand 4 des Behälters ist auf drei Seiten jeweils von einem Rohr 6, 7, 8 durchdrungen, wobei dieses Rohr gasdicht in der Folie befestigt wird. Diese drei Rohre sind jeweils schräg nach unten geneigt in einem Winkel α von 30 bis 60 Grad. Das erste Rohr 6 ist als Überlaufrohr an tiefster Stelle des Behälters angeschlossen und mündet in einen Behälter 9, der neben dem Behälter 1 angeordnet vorzugsweise auch im Erdreich eingegraben ist. Vom ersten Rohr 6 zweigt ein waagerechtes Rohrstück 10 ab, das in den Behälter 9 mündet, der die Gärreste aufnimmt. Durch die in 1 dargestellte Anordnung eines schräg nach oben geführten Überlaufrohrs 6 und einem daran im oberen Bereich waagerecht angeordneten Rohrstück 10, wobei das Überlaufrohr oben über die Anschlussstelle des Rohrstücks 10 hinausragt, ist die Möglichkeit gegeben, dass Verstopfungen im Rohr 6 leicht von oben entfernt werden können.
  • Das zweite Rohr 7 dient als Fütterungsrohr und mündet unterhalb des Flüssigkeitsspiegels 11 in den Behälter 1.
  • Im dritten, schräg durch eine Behälterwand 4 durchgeführtes Rohr 8 liegt eine Stange 12 ein, die nach unten aus dem Rohr 8 herausragt und dort einen Mischkopf 13 trägt, der vorzugsweise aus einer Platte besteht, die im Stangenende quer zur Stangenlängsachse befestigt ist. Diese Mischeinrichtung dient der Durchmischung der Biomasse und der Zerstörung von Schwimm- und/oder Sinkschichten. Zur besseren Durchmischung kann die Platte Öffnungen aufweisen. Die Stange 12 ragt oben aus dem Rohr 8 hinaus, um dort von Hand ergriffen werden zu können. Hierbei kann dieses Stangenende einen Griff tragen.
  • Im Foliendach 5 ist eine Öffnung angeordnet mit einem Öffnungsring 14, der mit einem Flansch in der Öffnung des Foliendachs 5 eingeschweißt oder eingeklebt ist. Auf dem Öffnungsring 14 ist ein Deckel 15 dichtend befestigt. Hierzu kann der Deckel 15 als Schraubdeckel ein Gewinde aufweisen, mit dem er an einem Gewinde des Öffnungsrings 14 angeschraubt ist. Vorzugsweise weist der Deckel 15 ein Schauglas und ein Gasentnahmerohr 16 auf.
  • Über dem Behälter 1 ist aus einfachen Bauteilen insbesondere aus Holzstangen oder Rohren eine Haltekonstruktion aufgebaut, die die Mitte des oberen Foliendachs 5 nach oben hält. Hierbei sind die Stangen 18 in dem Behälter 1 benachbaren Erdreich schräg eingesteckt und treffen sich mittig über dem Behälter, wo sie aneinander befestigt sind. Von dieser mittigen Stelle aus ist ein Zugmittel 17 nach unten zur Mitte des Foliendachs 5 geführt und dort befestigt. Alternativ kann das Foliendach auch durch mindestens eine im Behälter stehende Stange 18a gehalten sein, wie dies 7 zeigt. Diese Konstruktion dient sowohl der Montage als auch beim Betrieb, wenn aufgrund geringer Gasproduktion oder größerer Gasentnahme der Druck im Behälter sinkt und damit das Foliendach 5 nach unten sinken würde. Ein solches Absinken des Foliendachs auf die Biomasse würde zu einem Beschädigen des Foliendachs führen. Ferner wird durch eine solche Haltekonstruktion sichergestellt, dass sich auf dem Foliendach keine Regenmengen bilden.
  • Wie in den 4 bis 7 dargestellt, wird die Folie mit Gewichten 19 beschwert, die auf der Oberseite der Dachfolie liegen. Hierbei kann das Foliendach 5 zur Aufnahme von Gewichten insbesondere von Sand oder Erdreich Fächer, Taschen 20 oder Befestigungsösen aufweisen.
  • Eine solche, auf einfachsten Teilen zusammengesetzte Vorrichtung zum Vergären von Biomasse kann insbesondere in Agrarländern einfach aus Teilen gebaut werden, die überall preiswert erhältlich sind. Sowohl die Rohre als auch die Folie und die Stangen und weiteren Teile bedürfen keiner speziellen Anfertigung.

Claims (18)

  1. Vorrichtung zum Vergären von Biomasse zum Erzeugen von Gas mit einem von Erdreich und/oder einer Stützkonstruktion außen umgebenden Folienbehälter (1), dessen Oberseite durch ein Foliendach (5) gasdicht verschlossen ist und in den ein Fütterungsrohr (7), ein Überlaufrohr (6) und ein Gasentnahmerohr (16) münden, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälterfolienwand (4) und/oder das Foliendach (5) von einem nach oben ragenden Rohr (8) abgedichtet durchdrungen ist, in dem eine Stange (12) als Stößel verschieblich einliegt, die nach oben aus dem Rohr (8) als Griff oder mit einem Griff herausragt und an ihrem unteren, aus dem Rohr herausragenden Ende einen Mischkopf (13) trägt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischkopf (13) von einer insbesondere Öffnungen aufweisenden Platte gebildet ist, die am Stangenende quer zur Stangenlängsachse befestigt ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Foliendach (5) durch Gewichte (19) beschwert ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Foliendach (5) zur Aufnahme von Gewichten (19) an seiner Oberseite Fächer, Taschen (20) oder Befestigungsösen aufweist.
  5. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Foliendach (5) ein Öffnungsring (14) eingeschweißt oder eingeklebt ist, der mit einem Deckel (15) insbesondere einem Schraubdeckel verschlossen ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Deckel (15) ein Schauglas angeordnet ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Deckel (15) das Gasentnahmerohr (16) befestigt ist.
  8. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über dem Foliendach (5) eine Haltekonstruktion (17, 18) angeordnet ist, an der das Foliendach punktweise befestigt ist, um bei drucklosem Behälter (1) das Foliendach oben zu halten.
  9. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Foliendach (5) durch mindestens eine im Behälter (1) stehende Stange (18a) gehalten ist.
  10. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenrand des Foliendachs (5) mit dem oberen Folienrand des Behälters (1) rundum verschweißt, verklebt und/oder verklammert ist, bis auf einen Außenrandbereich, an dem die Befestigung zwischen dem Foliendach (5) und dem Behälterrand leicht lösbar und wieder dicht befestigbar ist, um über diesen Außenrandbereich das Behälterinnere erreichen insbesondere begehen zu können.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Folien im lösbaren Außenrandbereich ineinander mindestens einmal umgeschlagen sind.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Folien im lösbaren Außenrandbereich zwischen zwei Klemmleisten einliegen.
  13. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Naht im Foliendach (5) vom Außenrand zur Behältermitte verläuft, die leicht lösbar und wieder dicht befestigbar ist, um über diese Naht das Behälterinnere erreichen insbesondere begehen zu können.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Seiten der lösbaren Naht im Foliendach (5) ineinander mindestens einmal umgeschlagen werden.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Folien in der lösbaren Naht zwischen zwei Klemmleisten einliegen.
  16. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Überlaufrohr (6) an tiefster Stelle am Behälter (1) angeschlossen ist und in einem zweiten Behälter (9) mündet, der die Gärreste aufnimmt.
  17. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fütterungsrohr (7) unterhalb des Flüssigkeitsspiegels (11) in den Behälter (1) mündet.
  18. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälterfolienwand (4) und das Foliendach (5) aus Folienteilen zusammengesetzt sind, die ein Baukastensystem bilden zum Erstellen von Vergärvorrichtungen unterschiedlicher Formen und Größen.
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