DE10237663A1 - Verfahren zur Methanisierung von Substraten unterschiedlicher Konsistenz in einem oder mehreren gasdichten Tankwagen - Google Patents

Verfahren zur Methanisierung von Substraten unterschiedlicher Konsistenz in einem oder mehreren gasdichten Tankwagen

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Abstract

Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Gewinnung von Biogas in Tankwagen. Flüssige oder feste Substrate werden in einem oder mehreren miteinander verbundenen Tankwagen fermentiert. Der Prozess der Fermentation und Biogasgewinnung wird in gasdichten Tankwagen durchgeführt. DOLLAR A Die Durchführung der Fermentation in Tankwagen hat den Vorteil, dass keine aufwendigen Anlagen und Bauten notwendig sind. Darüber hinaus ist der Verfahrensprozess ortsunabhängig.

Description

  • Zur Biogasgewinnung werden methanisierbare Biomassen (z. B. Gülle oder Klärschlämme) entweder in flüssiger Form (Nass-Vergärung) oder in halbfeuchter Form (Trocken Vergärung) in Fermentern mikrobiologisch genutzt. Die im landwirtschaftlichen oder kommunalen Bereich favorisierte Naß- Vergärung von Gülle oder Klärschlamm ist vorwiegend auf deren betriebsinterne Verwertung abgestellt. Wegen der geringen Energiedichte z. B. der Gülle lohnt sich kein Transport, was im Regelfall über die Größe dieser Anlagen deren Wirtschaftlichkeit begrenzt. Zudem müssen ausbeutungswürdige Biomassen (z. B. Rasenschnitte, Gras, Maishäcksel, Bioabfall) erst in einen pumpfähigen Zustand gebracht, laufend homogenisiert und auch als Flüssigkeit auf den landwirtschaftlichen Nutzflächen verteilt werden. Bei dem Trocken-Gär-Verfahren, das kontinuierlich bzw. semikontinuierlich durchgeführt wird, erfolgt der Substratabbau und -transport im Fermenter entweder über Schwerkraft (fall-down-Prinzip), bzw. mechanisch (Transportschnecke oder Zinkenförderer) oder in geschobenen Spezialbehältern (Gärkanalverfahren).
  • Der Nachteil beider Verfahren ist sowohl ein hoher technischer Anlagenaufwand als auch ein unflexibler standortabhängiger Aufbau der Anlagen.
  • Gülletankwagen werden zum Ausbringen von Gülle aus der Tierhaltung auf landwirtschaftliche Flächen verwendet. Das Befüllen und Entleeren der Gülletankwagen erfolgt mittels Kreisel-, Vakuum- und Exzenterschneckenpumpen. Moderne Ausführungen von Tankwagen z. B. mit Vakuumpumpen stellen gasdichte Systeme dar. Die Ausbringung von Gülle beschränkt sich nur auf sehr kleine Zeiträume im Frühjahr und im Herbst, so dass die Gülletankwagen die meiste Zeit im Jahr ungenützt im landwirtschaftlichen Fuhrpark stehen.
  • Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um ein Verfahren zur Methanisierung von Substraten unterschiedlicher Konsistenz in einem oder mehreren Tankwagen. Das Verfahren eignet sich vor allem bei festen und stückigen Substraten.
  • Dabei wird der Fermentationsprozess im Batch-Verfahren oder semikontinuierlich in einem oder mehreren Tankwagen durchgeführt.
  • Der Verfahrensprozess ist ortsunabhängig und kommt mit einem Minimum an technischen Vorrichtungen aus.
  • Der Fermentationsprozess kann sowohl im Nassverfahren als auch im Trockenverfahren erfolgen. Im Nassverfahren wird der Tankwagen mit flüssigem Substrat beispielsweise über die Tankwagenpumpe befüllt. Der Tankwagen wird nach dem Befüllen verschlossen. Die Entleerung des Gülletankwagens kann beispielsweise über die Tankwagenpumpe erfolgen. Die Temperaturregelung des Fermentationsprozesses im Tankwagen kann beispielsweise im Winter durch Isolierung des Tankwagens mittels Strohballen, Einstellen in Isolierzelte, Hallen oder Abdecken mit Isolierplanen erfolgen bzw. im Sommer durch Berieselung mittels Kühlflüssigkeit wie z. B. erfolgen.
  • Im Trockenverfahren wird der Tankwagen durch den geöffneten Tankwagenbodens mit Substrat befüllt, das in den Tankwagen eingeschoben wird und nach Verschließen z. B. mit Gülle oder Perkolat aufgefüllt. Während des Fermentationsprozesses wird das Substrat mit entstehendem Perkolats rezirkuliert, beispielsweise durch die Tankwagenentleervorrichtung und dem Sicherheitsventil. Das während der Fermentation gebildete Biogas kann beispielsweise über das Sicherheitsventil des Tankwagens entnommen werden. Durch Verbindung mehrerer Tankwagen, beispielsweise mittels Rohrverbindung über die Tankwagenentleervorrichtung, kann die Fermentationsmasse und Biogasausbeute gesteigert werden und der Fermentation im semikontinuierlichen Prozess durchgeführt werden. Die Entleerung des Tankwagens kann durch Öffnen des Tankwagenbodens erfolgen und durch Auskippen bzw. durch Ausschaben des Substrates.

Claims (11)

1. Verfahren zur Methanisierung von Substraten unterschiedlicher Konsistenz in einem oder mehreren gasdichten Tankwagen, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat in einem gasdichten Tankwagen fermentiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Entnahme von Biogas über die Öffnung des Sicherheitsventils erfolgt.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Tankwagen durch Verrohrung verbunden werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fermentation im Tankwagen sowohl im Nassverfahren, als auch im Trockenverfahren erfolgen kann.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass beim Nassverfahren die Befüllung und Entleerung des Tankwagens über die Tankwagenpumpe oder eine externe Pumpe erfolgen kann.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatursteuerung durch Isolierung des Tankwagens und Berieselung mit Kühlflüssigkeit oder Ventilation erfolgt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass beim Trockenverfahren die Befüllung durch Einschieben des Substrats durch den Tankboden in den Tankraum erfolgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Trockenverfahren die Entleerung durch Ankippen, Ausschaben oder Austragsvorrichtung des Tankwagens erfolgt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass beim Trockenverfahren der Fermentationsprozess durch Rezirkulation des Perkolats unterstützt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass beim Trockenverfahren die Temperaturregelung durch das Perkolat erfolgt, das einen Wärmetauscher durchfließt, in dem die Perkolattemperatur gesteuert wird. Die Wärmezufuhr kann auch durch Solarwärme oder durch Abwärme eines BHKW erfolgen.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Fermentationsprozess auch in anderen gasdichten Tankwagen durchgeführt werden kann.
DE10237663A 2002-02-01 2002-08-16 Verfahren zur Methanisierung von Substraten unterschiedlicher Konsistenz in einem oder mehreren gasdichten Tankwagen Withdrawn DE10237663A1 (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8759083B2 (en) 2006-02-21 2014-06-24 Bekon Energy Technologies Gmbh & Co., Kg Bioreactor for methanization of biomass having a high solids fraction

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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