DE202005013389U1

DE202005013389U1 - Reinigungsvorrichtung für einen Reaktor einer Anlage zum Erzeugen von Biogas

Info

Publication number: DE202005013389U1
Application number: DE202005013389U
Authority: DE
Original assignee: Beutler & Lang Schalungs und B; Beutler & Lang Schalungs- und Behalter-Bau GmbH
Current assignee: Beutler & Lang Schalungs und B; Beutler & Lang Schalungs- und Behalter-Bau GmbH
Priority date: 2005-08-24
Filing date: 2005-08-24
Publication date: 2006-01-12
Anticipated expiration: 2015-08-25

Abstract

Reinigungsvorrichtung für einen Reaktor einer Anlage (1) zum Erzeugen von Biogas, der einen Behälter (4) umfaßt, in den Biomasse, wie Energiepflanzen, Gülle, Festmist, etc., zum Bilden von Biogas einbringbar ist und aus dem gebildetes Biogas zur weiteren Verwendung, insbesondere zum Erzeugen von elektrischem Strom, abziehbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungsvorrichtung einen in den Behälter montierbaren und von außen betreibbaren Mechanismus zum Sammeln von was serunlöslichen, unzersetzbaren Bestandteilen, wie Sand, und zum Entfernen der gesammelten Bestandteile aus dem Behälter (4) umfaßt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Reinigungsvorrichtung für einen Reaktor einer Anlage zum Erzeugen von Biogas. Reaktoren einer Biogasanlage werden im üblichen Sprachgebrauch auch Fermenter genannt.
Biogasanlagen bieten nach der Novellierung europäischer Energiegesetzgebung im Jahre 2004 für landschaftliche Betriebe ein neues Geschäftsfeld. Durch die Produktion von Biogas, durch dessen schadstoffarme Verbrennung insbesondere mittels eines Gas- oder Zündstrahlmotors elektrischer Strom erzeugt werden kann, ist es für Landwirte möglich, den produzier ten Strom in das Versorgungsnetz großer Stromkonzerne bei einem garantierten Ankaufspreis einzuspeisen.
Das Biogas wird durch einen biologischen, anaeroben Zersetzungsprozeß von landwirtschaftlichen Produkten, wie Mais, Gerste, Getreide, Zuckerrüben und dergleichen, mit Hilfe von Mikroorganismen gewonnen, wobei zur Beschleunigung und Optimierung des Prozesses Gülle und Festmist als Gärstoff hinzugefügt werden können. Das aus dem Zersetzungsprozeß gewonnene Biogas besteht aus schwefelhaltigem Methan. Für eine umweltschonende Verbrennung kann das Biogas entschwefelt werden, wobei der abgebaute Schwefel in dem Gärrest gebunden wird, der schließlich als Dünger verwendet werden kann.
In der Praxis stellte sich heraus, daß sich mit der Hinzufügung von Biomasse, insbesondere verschmutzten erdreichen Energiepflanzen, wie sandigen oder lehmigen Zuckerrüben, unzersetzbare Bestandteile, wie Sand, auf dem Boden des Reaktorbehälters absetzen. Im Verlauf des Betriebs der Anlage nehmen diese Ablagerungen allmählich zu, so daß dadurch der Rauminhalt des Reaktors nicht unerheblich abnimmt. Dies hat zum Nachteil, daß im Verlauf der Betriebszeit der Wirkungsgrad der Biogaserzeugung im Reaktor stetig fällt. Um den Wirkungsgrad annähernd konstant zu halten, muß die Biogasanlage zu deren Wartung vollkommen stillgelegt werden, und die restliche unzersetzte Biomasse muß zum Freilegen des mit Bestandteilen überdeckten Bodens aus dem Behälter entfernt werden.
Des weiteren sind die üblicherweise notwendigen Wartungsarbeiten insofern sehr aufwendig, als sich bei langen Betriebszeiten von mehreren Monaten die Ablagerungen zu steinharten Sedimentierungen verfestigen, so daß der verkrustete Behälterboden nur mit entsprechenden Abschlagwerkzeugen befreibar ist. Dabei besteht allerdings die Gefahr einer Verletzung des Behälterbodens.
Es ist Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden, insbesondere eine Reinigungsvorrichtung für einen Reaktor einer Anlage zum Erzeugen von Biogas zu entwickeln, mit dem der Aufwand zur Wartung des Reaktors, insbesondere seines Be hälters, wegen der Sedimentierung von unzersetzbaren Bestandteilen bei Wahrung eines konstant hohen Wirkungsgrads der Biogas-Anlage deutlich reduziert wird, vorzugsweise minimiert wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
Danach ist eine selbständige Reinigungsvorrichtung für den Reaktor vorgesehen, die ohne die Notwendigkeit menschlichen Zutuns den Reaktorbehälter frei von den unzersetzbaren Bestandteilen hält, in welchen Reaktorbehälter üblicherweise Biomasse, wie Energiepflanzen, Gülle, Festmist, etc., zum Bilden von Biogas einbringbar ist und aus welchem gebildetes Biogas zur weiteren Verwendung, insbesondere zum Erzeugen von elektrischem Strom, abziehbar ist. Erfindungsgemäß umfaßt die Reinigungsvorrichtung einen in den Behälter montierbaren und von außen betreibbaren Mechanismus zum Sammeln von wasserunlöslichen, unzersetzbaren Bestandteilen, wie Sand, und zum Entfernen der gesammelten Bestandteile aus dem Behälter. Mit der erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung ist es möglich, auf durch sedimentierte Bestandteile veranlaßte Wartungsarbeiten völlig zu verzichten. Ein direkter Zugriff auf den Innenraum des Behälters durch Wartungspersonal ist nicht mehr notwendig. Durch die Beförderung der sedimentierten Bestandteile zu einer ortsdefinierten Sammelstelle, nach deren Erreichen oder von der nach einer kurzen Verweilzeit die Bestandteile entfernt werden, kommt es zu keiner unerwünschten Verfestigung und Krustenbildung der Bestandteile auf der Bodenoberfläche des Behälters.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umfaßt der Mechanismus zumindest eine Räumvorrichtung zum Befördern von auf einen Boden des Behälters sedimentierten Bestandteilen zu einer vordefinierten Sammelstelle, von welcher der Mechanismus die Bestandteile aus dem Behälter entfernt. Dabei kann die Räumvorrichtung wenigsten einen Tragarm, vorzugsweise mindestens zwei in entgegengesetzte Richtungen erstreckende Tragarme, aufweisen, an dem wenigstens ein dem Behälterboden zuwendbares Räumschild insbesondere austauschbar angebracht ist.
Vorzugsweise ist der wenigstens eine Tragarm von einer aktiven, im wesentlichen zum Behälterboden parallelen Lage zum Räumen der auf den Behälterboden sedimentierten Bestandteile in eine passive, vom Boden angehobene Wartungsposition verstellbar, in welcher der wenigstens eine Tragarm im montierten Zustand der Reinigungsvorrichtung in dem Reaktorbehälter im wesentlichen senkrecht zur Bodenfläche des Behälters aufrecht steht, um durch eine an der Oberseite des Behälters ausgebildete Öffnung hindurch demontierbar zu sein.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung weist die Räumvorrichtung eine Einrichtung zum Ein- und Ausfahren, insbesondere Auf- und Abschwenken oder -klappen, des wenigstens einen Tragarms auf. Die Ein- und Ausfahreinrichtung hat einen motor- oder handbetriebenen Seilzug, der an dem wenigstens einen Tragarm angebracht ist.
Bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung hat die Räumvorrichtung mindestens zwei in entgegengesetzte Richtungen erstreckende Tragarme, an denen jeweils insbesondere mehrere, vorzugsweise wenigstens zwei, dem Behälterboden zuwendbare Räumschilder in einem Abstand voneinander insbesondere austauschbar angebracht sind. Dabei können die Räumschilder eines Tragarms zu den Räumschildern eines anderen Tragarms derart versetzt angeordnet sein, daß jedes Räumschild einen eigenen zu einem Behälterzentrum konzentrischen Ringbereich bei Drehung des Tragarms um das Behälterzentrum räumt.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung hat die Räumvorrichtung einen Antrieb zum Drehen des wenigstens einen Tragarms insbesondere um das Zentrum eines rotationsförmigen Behälters, wobei vorzugsweise der Antrieb eine Antriebswelle umfaßt, die sich von einer geschlossenen Oberseite des Behälters hin zum Behälterboden erstreckt und insbesondere an deren behälterbodennahen Ende der wenigstens eine Tragarm angebracht ist. Vorzugsweise ist das Räumschild aus gehärtetem Stahl gebildet ist.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umfaßt der Mechanismus der erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung zumindest eine Saugeinrichtung, die dazu ausgebildet ist, auf einen Boden des Behälters sedimentierte und an einer festgelegten Stelle am Boden des Behälters gesammelte Bestandteile aus dem Behälter abzuziehen. Vorzugsweise ist die Saugeinrichtung durch eine externe Vakuumquelle, insbesondere eine Pumpe, und vorzugsweise durch eine mit der Vakuumquelle verbundene Antriebshohlwelle der Räumvorrichtung gebildet, welche die Bestandteile zu einer Sammelstelle, insbesondere zu einem Sumpfbereich, zum Absaugen durch die Antriebshohlwelle hindurch schiebt.
Vorzugsweise begrenzt der Reaktorbehälter einen gasdichten Innenraum und umfaßt eine verschließbare Zuführöffnung zum Beschicken von Biomasse, eine Mündung für eine Biogasabführleitung, einen Abfluß für eine Gärrestflüssigkeit und eine insbesondere mittig angeordnete gasdichte Durchführung für eine Antriebshohlwelle zum Betreiben des Mechanismus zum Sammeln und Entfernen der Bestandteile. Der Behälter hat ein thermophiles Innenabteil und ein von dem Innenabteil getrenntes mesophiles Außenabteil, wobei im Betrieb der Biogas-Anlage die Temperaturen im Innenabteil in einem Bereich von 42° bis 55° und im Außenabteil in einem Bereich von 30° bis 42° liegen.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der Mechanismus der Reinigungsvorrichtung zumindest durch einen zum einen Sumpfbereich geneigten Behälterboden oder durch eine geneigte, installierte Bodenplatte gebildet. Dabei kann die Neigung der Behälterbodenfläche ein Gefälle von über 1%, vorzugsweise bis 10%, insbesondere 5%, aufweisen. Vorzugs ist der Sumpfbereich im wesentlich im Zentrum eines rotationsförmigen Behälters ausgebildet ist. Außerdem kann der Sumpfbereich gegenüber benachbarter Bodenabschnitte durch eine insbesondere sprungartige Vertiefung ausgebildet sein.
Weiterhin betrifft die Erfindung einen Reaktor für eine Anlage zum Erzeugen von Biogas, welcher einen Behälter, in dem Biomasse, wie Energiepflanzen, Gülle, Festmist etc., zum Bilden von Biogas einbringbar ist und aus dem gebildetes Biogas zur weiteren Verwendung, insbesondere zum Erzeugen von elektrischem Strom, abziehbar ist, und der eine erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung aufweist.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist ein Rührwerk zum Durchmengen der Biomasse vorgesehen, das von außen mit einem Antriebsstrang durch eine Behälterwand, insbesondere durch die Behälterdecke, hindurch betreibbar ist. Außerdem kann der Reaktor mit einer Dosierstation ausgestattet sein, die ein Biomassenreservoire umfaßt, außerhalb des Behälters angeordnet ist und mit einer Zuführöffnung verbunden ist, wobei insbesondere die Biomassenzufuhr der Dosierstation durch eine Regelungseinrichtung geregelt ist, die mit einer Gär-Sensorik in dem Behälter kooperiert.
Zudem betrifft die Erfindung eine Anlage zum Erzeugen von Biogas mit einem erfindungsgemäßen Reaktor und einem mit Biogas betreibbaren Stromgenerator. Bei der Anlage kann ein Gärreste-Zwischenlager über Leitungen mit dem Reaktorbehälter gekoppelt sein, um Gärreste in das Zwischenlager zu befördern und im Zwischenlager Wirtschaftsdünger zu bereiten. Der Reaktor kann über eine Wärmeleitung mit dem Stromgenerator verbundenen sein, so daß durch den Stromgenerator erzeugte Abführwärme zum Erwärmen des Reaktorbehälters nutzbar ist. Schließlich sind dem Stromgenerator eine Kondensationseinrichtung und eine Biogaskühlung vorgeschaltet.
Weiter Eigenschaften, Vorteile und Merkmale der Erfindung werden durch die folgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführung anhand der beiliegenden Zeichnungen deutlich, in denen zeigen:
1 ein schematisches Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Biogasanlage mit einem erfindungsgemäßen Reaktor;
2 eine schematische Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Reaktors;
3 eine Draufsicht des erfindungsgemäßen Reaktors gemäß 2;
4 eine Querschnittsansicht eines thermophilen Innenabteils des Reaktors mit einer erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung;
5 eine Draufsicht des thermophilen Innenabteils gemäß 4;
6 eine Detailansicht VI gemäß 5.
1 zeigt ein Verfahrensablauf-Diagramm einer erfindungsgemäßen Biogasanlage 1, in der landwirtschaftliche Nutzstoffe, wie Energiepflanzen, beispielsweise Zuckerrüben, Mais, Gerste, Weizen, oder Gülle und Festmist, was auch Biomasse bezeichnet wird, mit Hilfe von anaeroben Mikroorganismen zersetzt werden, wobei während des Zersetzungsverfahrens methanhaltiges Biogas entsteht.
Über ein Biomassenreservoir 3 einer Dosierstation (nicht näher dargestellt) gelangen Nutzstoffe, wie durch den Pfeil a angedeutet ist, in das Gehäuse 4 eines Reaktors, das im allgemeinen Sprachgebrauch auch Fermenter 5 bezeichnet wird. Neben den Nutzstoffen a werden über eine Zulaufleitung 7 auch Gülle und Sickerwasser zugeführt, was durch den Pfeil b angedeutet ist. Die Biomasse a sowie die Gülle und das Sickerwasser b gelangen in ein thermophiles Innenabteil 9, das durch eine umlaufende Trennwand 11 von einem um das thermophile Innenabteil 9 herum erstreckenden mesophilen Außenabteil 13 getrennt ist.
Über eine Abzugsleitung 15 gelangt das durch die Mikroorganismen in einem anaeroben Prozeß produzierte Biogas zu einer Gaskühl- und Kondensationseinrichtung 17. Das gekühlte Biogas wird anschließend über eine Leitung 19 einem mit Biogas betreibbaren Stromgenerator 21, beispielsweise ein Blockheizkraftwerk, zugeführt, dessen Produktionsstrom in ein nicht dargestelltes Stromnetz eingespeist werden kann, was durch den Pfeil c angedeutet ist.
Mit der durch den Stromgenerator 21 erzeugten Abwärme werden zumindest teilweise das thermophile und mesophile Abteil 9, 13 des Fermenters 5 beheizt, was mit den Pfeilen d und e angedeutet sein soll.
Die Gärreststoffe – eine mineralreiche Wasserlösung – als Endprodukt der Biogaserzeugung werden über eine Leitung 23 abgeleitet und gelangen in ein Gärreste-Zwischenlager 25. Das Gärreste-Zwischenlager 25 steht in Wärmewechselbeziehung mit der Gaskühl- und Kondensationseinrichtung 17, was durch die Pfeile f und g angedeutet sein soll. Dabei wird der Gaskühl- und Kondensationseinrichtung 17 Wärme zum Erwärmen der Gärreste entzogen.
Im Gärreste-Zwischenlager 25 werden die Gärreste zur Weiterverarbeitung als Wirtschaftsdünger vorbereitet und schließlich abgegeben, was durch den Pfeil h angedeutet ist.
In den 2 und 3 ist der erfindungsgemäße Fermenter 5 im Detail dargestellt. Der Fermenter 5 besteht aus einem Betonbehälter 31, mit einer um eine Mittellinie M kreisförmigen Außenwand 33, einer konzentrischen, im wesentlichen auf halbem Radius zur äußeren Wand 33 liegenden Innenwand 35, einem Boden 37, der sowohl mit der Außenwand 33 als auch mit der Innenwand 35 insbesondere einstückig gefertigt ist, und einer Decke 39, die den Innenraum 41 des Behälters 31 fluiddicht abschließt.
Innerhalb der kreisförmigen Innenwand 35 ist das thermophile Innenabteil 9 definiert, wobei das mesophile Außenabteil 13 durch die Außenseite der Innenwand 35 und der Innenseite der Außenwand 33 begrenzt ist. In dem Abteilen 9 und 13 sind Heizeinrichtungen 34 vorgesehen, um die Abteile 9, 13 auf die jeweils notwendigen Gärtemperaturen einzustellen.
Eine fluidale Verbindung zwischen dem Innenabteil 9 und dem Außenabteil 13 wird durch eine Überlaufaussparung 43 in einem oberen Bereich der Innenwand 35 gebildet.
In der Außenwand 33 ist ein Durchgang ausgebildet, durch den eine Gasleitung 45 zum Ableiten des in dem Fermenter 5 gewonnenen Biogas' fluiddicht eingearbeitet ist. Ebenfalls in der Außenwand 33 am unteren Ende ist ein Durchgang vorgesehen, in dem eine Abführleitung 49 fluiddicht eingearbeitet ist, über welche die flüssigen Gärreste aus dem Fermenter 5 abfließen können. Eine Siphon-Anordnung 51 der Abführleitung 49 ist im Bereich des oberen Endes des Fermenters 5 außenseitig vorgesehen, so daß ein Abführen der flüssigen Gärreste zugelassen wird, wenn das Biomassenniveau H im Außenabteil 13 die Höhe der Siphonanordnung 51 überschreitet.
Das Biomassenniveau K des Innenabteils 9, begrenzt durch den oberen Rand der Überlaufaussparung 43, liegt aufgrund der Siphonanordnungshöhe etwas oberhalb des Biomassenniveaus H des Außenabteils 13.
In der Decke 39 des Behälters 31 ist ein abgedichteter Durchgang 53 vorgesehen, in dem fluiddicht ein Beschickungsrohr 55 hindurchgeführt ist, über das die landwirtschaftlichen Nutzstoffe über die Dosierstation 3 in den Fermenter 5 eingebracht werden können. Ebenfalls versetzt zur Mittellinie M ist eine Rührwerköffnung 57 in den Deckel 39 eingebracht, durch welche die Antriebswelle 59 eines Rührwerks 61 in das Innenabteil 9 des Fermenters 5 gelangt. An der Antriebswelle 59 sind ein Paar Schaufeln 63 angebracht, durch welche der in dem Innenabteil 9 befindliche Brei aus Biomasse durchmischt werden kann und ein kreisförmige Strömung um die Mittellinie M innerhalb des thermophilen Innenabteils 9 induziert wird.
Ein Rührwerk 65 (s. 3) kann auch für das Außenabteil 13 vorgesehen sein, wobei die Antriebswelle des Rührwerks 65 durch die Außenwand 33 fluiddicht in das Außenabteil 13 gelangt und eine Strömung im Uhrzeigersinn induziert.
Die Decke 39 kann neben Sichtfenstern (nicht dargestellt) auch Einstiege 67 und 69 aufweisen, um Wartungsarbeiten durch Personal an dem Innenbereich des Behälters 33 vornehmen zu können. An der Innenseite der Außenwand 33 sowie der Innenwand 35 ist eine Isolierschicht 71 angebracht. Zum sicheren Betreten der Decke 39 sind Geländer 73 daran befestigt.
Anhand der 4, 5 und 6 wird nun detailliert die in dem thermophilen Innenabteil 9 des Fermenters 5 montierte Reinigungsvorrichtung beschrieben, insbesondere ein in dem thermophilen Abteil 9 eingerichteter und von außen betreibbarer Mechanismus der Reinigungs vorrichtung zum Sammeln von wasserunlöslichen, unzersetzbaren Bestandteilen, wie Sand, und zum Entfernen der gesamten Bestandteile aus dem Behälter.
Der Mechanismus besteht im wesentlichen aus zwei Hauptbestandteilen, nämlich einer Räumvorrichtung 75 zum Transportieren der unzersetzbaren Bestandteile an eine Sammelstelle und einer Absaugeinrichtung 77 zum Entfernen der unzersetzbaren Bestandteile aus dem Betonbehälter 31.
Die Räumvorrichtung 75 hat zwei entgegensetzt orientierte Tragarme 79, 81, an denen in einem Abstand voneinander Räumschilder 83 angebracht sind. Für eine hohe Verschleißfestigkeit bestehen die Räumschilder 83 aus gehärtetem Stahl. Die Räumschilder 83 sind derart radial versetzt angeordnet, daß jedes Räumschild 83 einen bestimmten konzentrischen Ringbereich I, II, III, IV, V bei entsprechender Drehung der Tragarme 79, 81 um die Mittellinie M räumt und die auf den Boden 37 liegende Bestandteile vor sich herschiebt.
Die Drehung der Tragarme um die Mittellinie veranlaßt einen Elektromotor 89, die Hohlwelle 90 mit integriertem Saugrohr anzutreiben, an deren elektromotorfernen Ende die Tragarme 79, 81 schwenkbar angelenkt sind.
Die Räumschilder 83 sind in einem Winkel α von ca. 5° gegenüber einer Halbmesserlinie L geneigt angeordnet, so daß bei einer Drehung der Tragarme 79, 81 gegen den Uhrzeigersinn U eine hin zum Mittelpunkt M gerichtete Räumkraftkomponente den Bestandteilen mitgeteilt wird. Dabei können die Räumschilder 83 so lang ausgelegt sein, daß benachbarte konzentrische Ringbereiche I bis V leicht überlappt werden, wodurch tote Räumbereiche ausschließbar sind. Die Räumvorrichtung 75 gewährleistet, daß sämtliche unzersetzbaren Bestandteile ins Zentrum des Behälters 4 als Sammerstelle befördert werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Mechanismus werden sich unzersetzbare Bestandteile, wie Sand, auf dem Boden 85 des thermophilen Innenabteils 9 absetzen und mittels der Räumvorrichtung 75 hin zu einem Sumpfbereich 87 transportiert, der als sprungartige Vertiefung im Bereich des Boden-Mittelpunkts ausgebildet ist. Diese von der Räumvorrichtung 75 transportierten Bestandteile fallen in den Sumpfbereich 87 und werden durch die Absaugeinrichtung 77 aus dem Sumpfbereich 87 abgesaugt und nach außen befördert.
Die Absaugeinrichtung 77 ist mit einer nicht näher dargestellten Pumpe versehen, die auch durch den die Räumvorrichtung 75 betreibenden elektrischen Motor 91 betrieben wird, der unabhängig von der Energieerzeugung der Biogasanlage 1 arbeitet. Die Pumpe ist an eine Hohlwelle 90 angeschlossen, die zum einem zum Drehbewegen der Tragarme 79, 81 und zum anderen zum Verlagern des Förderunterdrucks der Pumpe in den Bereich des Sumpfs 87 dient.
Um eine einfache Wartung der Räumvorrichtung 75 zu gewährleisten, können die Tragarme 79, 81 über einen Schwenk- oder Klappmechanismus 93 von einer auf dem Boden 85 abgelegten Räumstellung in eine im wesentlichen parallel zur Mittellinie M liegende senkrechte Stellung gebracht werden, in der die Tragarme 79, 81 derart eng aneinander liegen, daß sie durch eine Demontageöffnung 97 in der Decke 39 aus dem Behälter 4 herausgezogen werden können. Damit ist es beispielsweise möglich, verschlissene Räumschilder 83 auszutauschen.
Um die Tragarme 79, 81 in die senkrechte Demontagestellung zu bekommen, ist eine Seilzugeinrichtung 99 vorgesehen, bei der Seile 101, 103 an den freien Enden der Tragarme 79, 81 angreifen. Über einen Seilzugantrieb 105 werden Zugkräfte zum Aufziehen der Tragarme 79, 81 erzeugt. Die Schwenkbewegung von der Räumstellung zur Demontagestellung ist mittels der gestrichelten Linie R sowie den Pfeilen P angedeutet.
Beim Verbringen der gewarteten Räumvorrichtung 75 in die Räumstellung sind keine zusätzlichen Montagekräfte notwendig, weil die Gewichtskraft der Tragarme 79, 81 sowie der Räumschilder 83 dazu ausreicht, daß sie selbständig unter dem Einfluß ihres Gewichts den Weg zum Boden 85 durch die Biomasse hindurch finden. Eine Entleerung des thermophilen Abteils 9 für die Demontage der Räumvorrichtung 75 ist nicht notwendig.
Damit der Transport von segmentierten Bestandteilen hin zum Sumpfbereich 87 vereinfacht ist, ist der Boden 85 innenseitig kegelförmig und hin zum Boden-Mittelpunkt geneigt, wobei ein Neigungsgefälle von 3% bis 5% in Betracht kommen kann.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Figuren und den Ansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Realisierung der Erfindung in den verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.

1: Biogasanlage
3: Biomassenreservoir
4: Behälter
5: Fermenter
7: Zulaufleitung
9: Innenabteil
11: Trennwand
13: Außenabteil
15: Abzugsleitung
17: Gaskühl- und Kondensationseinrichtung
19: Leitung
21: Stromgenerator
23: Leitung
25: Gärreste-Zwischenlager
31: Betonbehälter
33: Außenwand
34: Heizeinrichtung
35: Innenwand
37: Boden
39: Decke
41: Innenraum
43: Überlaufaussparung
45: Gasleitung
49: Abführleitung
51: Siphonanordnung
57: Rührwerköffnung
59: Antriebswelle
61: Rührwerk
63: Schaufeln
67, 69: Einstieg
71: Isolierschicht
73: Geländer
75: Räumvorrichtung
77: Absaugeinrichtung
79, 81: Tragarme
83: Räumschilder
85: Boden
87: Sumpfbereich
89: Elektromotor
90: Hohlwelle
93: Schwenk- oder Klappmechanismus
97: Demontageöffnung
99: Seilzugeinrichtung
101, 103: Seile
105: Seilzugantrieb
a, b, c, d, e, f, g, h, P: Pfeile
α: Winkel
H, K: Biomassenniveau
L: Halbmesserlinie
M: Mittelpunkt, Mittellinie
U: Uhrzeigersinn
R: gestrichelte Linie
I, II, III, IV, V: konzentrische Ringbereiche

Claims

Reinigungsvorrichtung für einen Reaktor einer Anlage (1) zum Erzeugen von Biogas, der einen Behälter (4) umfaßt, in den Biomasse, wie Energiepflanzen, Gülle, Festmist, etc., zum Bilden von Biogas einbringbar ist und aus dem gebildetes Biogas zur weiteren Verwendung, insbesondere zum Erzeugen von elektrischem Strom, abziehbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungsvorrichtung einen in den Behälter montierbaren und von außen betreibbaren Mechanismus zum Sammeln von was serunlöslichen, unzersetzbaren Bestandteilen, wie Sand, und zum Entfernen der gesammelten Bestandteile aus dem Behälter (4) umfaßt.
Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mechanismus zumindest eine Räumeinrichtung (75) zum Befördern von auf einen Boden (37) des Behälters (4) sedimentierten Bestandteilen zu einer vordefinierten Sammelstelle umfasst, von welcher der Mechanismus die Bestandteile aus dem Behälter (4) entfernt.
Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Räumvorrichtung (75) wenigstens einen Tragarm, vorzugsweise mindestens zwei in entgegengesetzte Richtungen sich erstreckende Tragarme (79, 81), aufweist, an dem wenigstens ein dem Behälterboden zuwendbares Räumschild (83) insbesondere austauschbar angebracht ist.
Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Tragarm von einer aktiven, im wesentlichen zum Behälterboden (37) parallelen Lage zum Räumen der auf den Behälterboden (37) sedimentierten Bestandteile in eine passive, von Boden angehobenen Wartungsposition verstellbar ist, in welcher der wenigstens eine Tragarm im wesentlichen senkrecht zur Bodenfläche liegt, um durch eine an der Oberseite des Behälters (4) ausgebildete Öffnung (97) hindurch demontierbar zu sein.
Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Räumvorrichtung (75) eine Einrichtung zum Ein- und Ausfahren, insbesondere Auf- und Abschwenken oder -klappen, des wenigstens einen Tragarms aufweist.
Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein- und Ausfahreinrichtung einen motor- oder handbetriebenen Seilzug umfaßt, der an dem wenigstens einen Tragarm angebracht ist.
Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Räumvorrichtung (75) mindestens zwei in entgegengesetzte Richtungen erstreckende Tragarme (79, 81) aufweist, an denen insbesondere mehrere, vorzugsweise wenigstens zwei, dem Behälterboden zuwendbare Räumschilder (83) in einem Abstand zueinander angebracht sind.
Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Räumschilder (83) eines Tragarms (79, 81) zu den Räumschildern (83) eines anderen Tragarms (81, 71) derart versetzt angeordnet sind, daß jedes Räumschild (83) einen eigenen zu einem Behälterzentrum konzentrischen Ringbereich I bis V bei Drehung des Tragarms (79, 81) räumt.
Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Räumvorrichtung (75) einen Antrieb zum Drehen des wenigstens einen Tragarms insbesondere um das Zentrum eines rotationsförmigen Behälters (4) aufweist, wobei vorzugsweise der Antrieb eine Antriebswelle (90) umfasst, die sich von einer geschlossenen Oberseite des Behälters (4) hin zum Behälterboden (37) erstreckt und insbesondere an deren behälterbodennahen Ende der wenigstens eine Tragarm angebracht ist.
Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Räumschild (83) aus gehärtetem Stahl gebildet ist.
Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Mechanismus zumindest eine Absaugeinrichtung (77) aufweist, die dazu ausgelegt ist, auf einem Boden (37) des Behälters (4) sedimentierte und an einer vorab festgelegten Stelle am Boden (37) des Behälters (4) gesammelte Bestandteile aus dem Behälter (4) abzuziehen.
Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugeinrichtung (77) durch eine externe Vakuumquelle, insbesondere eine Pumpe, und vorzugsweise durch eine mit der Vakuumquelle verbundene Antriebshohlwelle (90) der Räumvorrichtung gebildet ist, welche die Bestandteile zu einer Sammelstelle, insbesondere zu einem Sumpfbereich (87), zum Absaugen durch die Antriebshohlwelle hindurch schiebt.
Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Mechanismus zumindest durch eine zu einem Sumpfbereich (87) geneigte Behälterbodenfläche gebildet ist.
Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der Behälterbodenfläche (37) ein Gefälle von über 1%, vorzugsweise bis 10%, insbesondere 5%, aufweist.
Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Sumpfbereich (87) im wesentlich im Zentrum eines rotationsförmigen Behälters (4) ausgebildet ist.
Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Sumpfbereich (87) gegenüber benachbarten Bodenabschnitten durch eine insbesondere sprungartige Vertiefung ausgebildet ist.
Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (4) einen gasdichten Innenraum (41) begrenzt und eine verschließbare Zuführöffnung zum Beschicken von Biomasse, eine Mündung für eine Biogasabführleitung, einen Abfluß für eine Gärrestflüssigkeit und eine insbesondere mittig angeordnete gasdichte Durchführung für eine Antriebshohlwelle (90) zum Betreiben des Mechanismus zum Sammeln und Entfernen der Bestandteile.
Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (4) ein thermophiles Innenabteil (9) und ein von dem Innenabteil (9) getrenntes mesophiles Außenabteil (13) aufweist, wobei im Betrieb der Biogas-Anlage Temperaturen im Innenabteil (9) bei ca. 42° bis 55° und im Außenabteil (13) bei ca. 30° bis 42° liegen.
Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Rührwerk (61) zum Durchmengen der Biomasse aufweist, wobei insbesondere das Rührwerk (61) von außen mit einem Antriebsstrang durch eine Behälterwand, insbesondere durch die Behälterdecke (39), hindurch betreibbar ist.
Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktor mit einer Dosierstation ausgestattet ist, die ein Biomassenreservoire (3) umfasst, außerhalb des Behälters (4) angeordnet ist und mit einer Zuführöffnung verbunden ist, wobei insbesondere die Biomassenzufuhr der Dosierstation durch eine Regelungseinrichtung geregelt ist, die eine Gär-Sensorik in dem Behälter (4) umfasst.
Reaktor für eine Anlage (1) zum Erzeugen von Biogas, umfassend einen Behälter (4), in den Biomasse, wie Energiepflanzen, Gülle, Festmist, etc., zum Bilden von Biogas einbringbar ist und aus dem gebildetes Biogas zur weiteren Verwendung, insbesondere zum Erzeugen von elektrischem Strom, abziehbar ist, gekennzeichnet durch eine nach einem der Ansprüche 1 bis 20 gebildete Reinigungsvorrichtung, die insbesondere einen in den Behälter montierten und von außen betreibbaren Mechanismus zum Sammeln von wasserunlöslichen, unzersetzbaren Bestandteilen, wie Sand, und zum Entfernen der gesammelten Bestandteile aus dem Behälter (4) umfaßt.
Anlage zum Erzeugen von Biogas mit einem nach Anspruch 1 ausgebildeten Reaktor und einem mit Biogas betreibbaren Stromgenerator (21).
Anlage nach Anspruch 21, bei der ein Gärreste-Zwischenlager (25) über eine Leitung (23) mit dem Behälter (4) gekoppelt ist, um Gärreste in das Zwischenlager (25) zu befördern und im Zwischenlager (25) Wirtschaftsdünger zu bereiten.
Anlage nach Anspruch 21 oder 22, bei welcher der Reaktor über eine Wärmeleitung mit dem Stromgenerator verbundenen ist, so daß durch den Stromgenerator (21) erzeugte Abführwärme zum Erwärmen des Behälters (4) nutzbar ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 21 bis 24, bei welcher dem Stromgenerator (21) eine Kondensationseinrichtung und eine Biogaskühlung (17) vorgeschaltet sind.