DE202004013856U1 - Biogasfermenter - Google Patents

Abstract

Biogasfenmenter zur Methanisierung von Biomasse, aus einem befahrbaren, zumindest teilweise geneigten Betonboden.

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Trockenfenmentationsanlage, die zur Methanisierung von Biomasse 1 aller Art dient. Ziel dieser Erfindung ist es, einen möglichst kostengünstigen Fermenter 2 zu erstellen und viele finanzielle und bauliche Risiken zu begrenzen. Weiter können Betreiber einerseits ihr Betriebskonzept weiterführen und erhalten nach der energetischen Nutzung ein Faulgut, welches stallmist- oder kompostartige Wirkung auf Bodenstruktur- oder biologie ausübt. Das vergorene Material kann dann weiter kompostiert oder direkt auf dem Boden ausgebracht werden.
• Bei der vorgestellten Erfindung handelt es sich um einen Fermenter, mit einem befahrbaren, zumindest teilweise geneigten Betonboden. Es zeigen 1–2 einen allseitig befahrbaren Fermenter, deren Oberfläche zur Mitte fallend oder steigend ausgeführt sein kann. Die Bodenabsenkung beträgt zur Seitenlänge bzw. Durchmesser zwischen 0,5% bis 3,0% vorzugsweise 1,0%. 3 einen Durchfahrfenmenter, 4 deren Fermenter eine abfallende Bodenplatte aufweist und 5 eine schematische Darstellung einer Befüllung.
• Die Oberfläche der Bodenplatte ist frei wählbar, bevorzugt glatte Oberfläche. In diesem Zusammenhang ist zu bedenken, dass an die Innenflächen des Fermenters im Bereich der Bodenplatte (bzw. Wandungen) besondere Anforderungen gestellt werden (z.B. Gasdichtigkeit und Säurebeständigkeit), die sich nur mit einem speziellen Beton und/oder einer geeigneten Beschichtung erfüllen lassen. Falls erforderlich wird der Fermenter mit einem Fundament ergänzt.
• Zur Befüllung können bereits vorhandene Maschinen, z.B. Frontlader, Miststreuer 3... dienen. Wird zudem die feuchte Biomasse mit den Mikroorganismen ( Impfmaterial, Perkolat)) gut durchmischt, kann zudem auf die Perkolierung verzichtet werden. Eine hohe Mischqualität sorgt für eine optimale Gasausbeute.
• Mit der herkömmlichen Technologie der Trockenfermentation läuft der ganze Vergärungsprozess im Fermenter ab. Darunter fallen sämtliche Grundlagen und Verfahrenstechniken, die bereits bekannt sind. (z.B. Prozessteuerung, Ph-Wertmessung, Biofilter, Entwässerung...)
• Dem wärmegedämmten Fermenter wird nach der Befüllung mit Biomasse eine Wärmedämmung 4 (z.b. Luftpolster, Wärmedämmatten aus dem Baubereich) aufgelegt und eine gasundurchdringliche Gashülle 5 mittels Tauchverschluß 6 oder Klemmleistenverschluß luftdicht verschlossen. 6 zeigt dazu eine schematische Perspektive des erfindungsgemäßen Fermenters. Eine spezielle Verhebevorrichtung 7 ermöglicht eine schnelles Öffnen und Schließen des Fermenters. Diese kann beispielsweise eine stabile Rahmenkonstruktion, eine Konstruktion die mit Seilen verbunden wird und auch im Bereich des Tauchverschlusses direkt mit der Gashülle verbunden sein kann. Zum Versetzen wird die Konstruktion auch im oberen Bereich der Gashülle befestigt und mittels z.B. Frontlader umgehoben. Eine andere Möglichkeit wäre es, die Gashülle mittels in 7 gezeigten Konstruktion aufzuwickeln. Der Tauchverschluss kann auch mit Sandsäcken 8 abgedichtet werden. Gegen Witterungseinflüssen wird die Gashülle/Rahmenkonstruktion mit Schnüren 9 etc. verankert und/oder mit einem Netz gesichert.
• Nach längeren Regenfallen könnte Wasser durch den Tauchverschuuß in den Fermente eindringen. Eine entsprechende Abhilfe könnte, wie in 8 gezeigt, eine entsprechende Herstellung des Tauchverschlusses oder eine regensichere Abdeckung sein.
• Fallen größere Mengen Perkolat 10 an, ( z.B. Zugabe von Kalkmilch aufgrund der eingesetzten Biomasse ) muß die Anlage mit einer Auffangvorrichtung ergänzt. Als zentrale Perkolatsentsorgung kann hierfür ein Auffangbehälter 11, Gulli 12 oder eine mittige, seitliche und/oder umlaufende Rinne 13 dienen. Am tiefsten Punkt fördert ein Abflussrohr 14 die anfallende Flüssigkeit mittels Pumpe 15 in einem oberirdischen Behälter 16. (9). Bei einem abgesenkten Behälter kann auf die Pumpe verzichtet werden und für die notwendige Dichtigkeit des Fermenters kann z.B. ein Syhon dienen. (9b ) Der Behälter kann auch im Fermenter integriert sein und mit einer Heizeinrichtung beheizt werden.
• Die anfallende Flüssigkeit (Perkolat) wird bei Bedarf der Biomasse zugeführt.
• Zusätzlich kann der Biomasse ein oder mehrere Einstechzylinder 17 in beliebiger Lage entweder schon während der Befüllung aufgelegt oder später eingesteckt werden. Diese können durchlöcherte oder geschlitze Rohre sein, die für ein schnelleres Entweichen des Biogases sorgen. Das gleiche Ziel hat ein gasdurchdringlicher Boden, der mit z.B. Roste etc. hergestellt wird. Eine beispielhafte Ausführungsform zeigt dazu 9, mit mehreren Einstechzylindern und einem gasdurchdringlichen Boden.
• Die Einstechzylinder können auch zum zielgerechten Verteilen von entsprechende Zusätzen z.B. Kalkmilch genutzt werden. Als Verteilung von Zusätzen usw. kann der Biomasse auch geschlizte, durchlöcherte Schläuche aufgelegt werden.
• Das erzeugte Biogas wird vom Biogasentnahmerohr 18 entnommen und wird zur Erzeugung von thermischer, elektrischer und/oder mechanischer Energie verwendet. Das Biogasentnahmerohr (bzw. Belüftungsrohr zur Spülung etc.) kann auch verlängert werden oder in der Gashülle integriert sein. Müssen größere Mengen Biogas gespeichert werden, wird die Anlage mit einem herkömmlichen Folienspeicher oder mittels komprimierbaren Tank ergänzt. Der Biogasverbraucher kann ein Blockheizkraftwerk, ein Verbrennungskessel, eine Brennstoffzelle, usw. sein.
• Die Beheizung des Fermenters erfolgt durch eine Bodenheizung 18 in der Bodenplatte bzw. Wandungen. Zum Beheizen des Fermenters kann z.B. die Abwärme eines Blockheizkraftwerkes dienen.
• Muß aufgrund der örtlichen Gegebenheit die Geruchsbildung weitgehenst vermieden werden, erfolgt, wie bereits schon bekannt eine mehrtägige Nachbelüftung des Fermenters, eine Rückspülung des Fermenters mit den Abgasen des Blockheizkraftwerkes oder eine Spülung mit Luft mittels Gebläses, die über einen Biofilter abgezogen wird. Mit einem Umschaltventil kann in jenen Betriebsphasen, in denen kein verwertbares Gas entsteht, das abziehende Gasgemisch mittels Biofilter gereinigt und verwertbares Gas mittels z.B. Blockheizkraftwerk verarbeitet werden.
• Die vorgestellte Erfindung geht vom Chargenbetrieb aus, bei welchem immer die komplette Fermenterinhalte ausgetauscht werden. Daher ist es zweckmäßig, mindestens zwei Fermenter phasenversetzt anzufahren.

1

Biomasse

2

Fermenter

3

Miststreuer

4

Wärmedämmung

5

Gashülle

6

Tauchverschluß

7

Verhebevorrichtung

8

Sandsäcken

9

Schnüren

10

Perkolat

11

Auffangbehälter

12

Gulli

13

Rinne

14

Abflussrohr

15

Pumpe

16

Behälter

17

Einstechzylinder

18

Biogasentnahmerohr

19

Bodenheizung

Claims (9)

1. Biogasfenmenter zur Methanisierung von Biomasse, aus einem befahrbaren, zumindest teilweise geneigten Betonboden.
2. Biogasfermenter dadurch gekennzeichnet nach Anspruch 1, dass die Grundform der Bodenplatte quadratisch, rechteckig oder rund ist.
3. Biogasfermenter dadurch gekennzeichnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die feuchte Biomasse schon während der Befüllung mit den Mikroorganismen durchmischt wird.
4. Biogasfermenter nach Anspruch 1 zur Erzeugung von thermischer, elektrischer und mechanischer Energie.
5. Biogasfermenter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, durch einer umfassenden Vollwärmedämmung.
6. Biogasfermenter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichent,dass in die Bodenplatte bzw. Wandungen eine Heizeinrichtung integriert ist.
7. Biogasfermenter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe einer gasundurchdringlichen Gashülle mittels Klemmleisten- oder Tauchverschluß luftdicht verschlossen wird.
8. Biogasfermenter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,das bei vermehrter Zugabe von Flüssigkeiten die Bodenplatte durch einen Schacht, Gulli, Rinne, Auffangbehälter ergänzt oder direkt mit einem integrierten Behälter hergestellt wird.
9. Biogasfermenter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,das mehrere Fermenter modulartig aufgebaut und phasenversetzt betrieben werden.