DE202012100816U1

DE202012100816U1 - Bioreaktor zur Methanisierung von Biomasse und eine Biogasanlage mit einer Mehrzahl von solchen Bioreaktoren

Info

Publication number: DE202012100816U1
Application number: DE202012100816U
Authority: DE
Original assignee: Bekon Energy Technologies GmbH and Co KG
Current assignee: Bekon GmbH
Priority date: 2012-03-07
Filing date: 2012-03-07
Publication date: 2013-07-03
Anticipated expiration: 2022-03-08

Abstract

Bioreaktor zur Methanisierung von Biomasse nach dem Prinzip der Trockenfermentierung, mit – einem langgestreckten Reaktorbehälter (2) mit einem Boden (4) auf dem die Biomasse aufliegt, und der ein erstes Ende (12) und ein zweites Ende (14) aufweist, – einem an dem ersten Ende (12) angeordneten ersten gasdichten Tor (16) zum Beladen des Reaktorbehälters (2) mit frischer Biomasse, und – einem Biogasentnahmeanschluss (15), dadurch gekennzeichnet, dass an dem zweiten Ende (14) ein zweites gasdichtes Tor (18) zum Entladen von verbrauchter Biomasse aus dem Reaktorbehälter (2) vorgesehen ist.

Description

Bioreaktor zur Methanisierung von Biomasse und eine Biogasanlage mit einer Mehrzahl von solchen Bioreaktoren
Die Erfindung betrifft einen Bioreaktor zur Methanisierung von Biomasse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Biogasanlage mit einer Mehrzahl von solchen Bioreaktoren nach Anspruch 8.
Ein Bioreaktor der hier vorgestellten Art ist aus der EP 1 301 583 B1 bekannt. Hinsichtlich der konstruktiven Ausgestaltung wird auf die Offenbarung der EP 1 301 583 B1 vollinhaltlich Bezug genommen. Dieser bekannte Bioreaktor ist nach Art einer Fertiggarage ausgebildet und weist eine Front- und eine Rückseite auf. Die komplette Frontseite ist offen und wird durch ein klappenförmiges Tor gasdicht verschlossen. Durch das Tor kann frische Biomasse in den Bioreaktor eingebracht und verbrauchte Biomasse aus dem Bioreaktor entladen werden. Die verbrauchte Biomasse wird üblicherweise kompostiert. Nach der geltenden Bioabfallverordnung (BioabfV) darf Kompost nur auf Frei- und Grünflächen ausgebracht werden, wenn er seuchen- und phytohygienisch unbedenklich ist, d. h., dass Unkrautsamen und phytopatogene Keime wie z. B. Feuerbranderreger müssen abgetötet sein. Um dies zu Gewährleisten muss die Temperatur in der Kompostrotte über eine vorgegebene Zeitdauer in einem bestimmten Temperaturbereich liegen. Dies erhöht die Anforderungen an die Sorgfalt bei der Kompostierung. Wenn bereits die Biogaserzeugung im thermophilen Bereich (Temperatur > 55°C) erfolgt, muss bei der anschließenden Kompostierung der verbrauchten Biomasse weniger sorgfältig gearbeitet werden. Allerdings besteht bei den aus der EP 1 301 583 B1 bekannten Bioreaktoren die Gefahr, dass die verbrauchte Biomasse beim Entladen wieder kontaminiert wird.
Ausgehend von dem Bioreaktor nach der EP-B 1 301 583 ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Bioreaktor anzugeben, bei dem die Gefahr der Kontaminierung der verbrauchten Biomasse in seuchen- und phytohygienischer Hinsicht erheblich verringert ist. Weiter ist es Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Bioreaktors anzugeben.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch einen Bioreaktor nach Anspruchs 1.
Dadurch, dass der langgestreckte Reaktorbehälter ein Belade-Tor und Entlade-Tor umfasst, die an gegenüberliegenden Enden des langgestreckten Reaktorbehältersntl angeordnet sind, ist es möglich, die durch thermophile Prozessführung bei der Vergärung seuchen- und phytohygienisch unbedenkliche verbrauchte Biomasse über das Entlade-Tor aus dem Reaktorbehälter zu entnehmen und unmittelbar der Kompostierung zuzuführen. Der Bioreaktor besitzt damit eine „sauberes” Entlade-Tor und ein „unsauberes” Belade-Tor. Unerwünschte Keime, Samen und Bakterien aus dem Bereich des Belad-Tores können somit nicht in den „sauberen” Bereich des Entlade-Tors gelangen. Durch den Bioreaktor mit zwei Toren ist es möglich eine „saubere”, d. h. eine seuchen- und phytohygienisch unbedenkliche Entlade-Zone von der seuchen- und phytohygienisch nicht unbedenklichen Belade-Zone räumlich zu trennen.
Bei thermophiler Prozessführung bei der Biogaserzeugung erfolgt die Biogaserzeugung mit Bakterien, die sich in einem Temperaturbereich von etwa 50°C bis 60°C optimal „arbeiten”, während bei mesophiler Prozessführung die Biogaserzeugung durch Bakterienstämme erfolgt, die im Bereich von etwa 30°C und 35°C optimal „arbeiten”. Bei thermophiler Prozessführung bei der Biogaserzeugung ist daher bereits die verbrauchte Biomasse seuchen- und phytohygienisch unbedenklich und die unmittelbar folgende Kompostierung kann mit geringerer Sorgfalt ausgeführt werden.
Die übrigen Ansprüche beziehen sich auf vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen. Hierzu zeigt:
Es zeigt:
1 schematisch Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Bioreaktors mit zwei Toren;
2 eine perspektivische Ansicht des Biorektors nach 1 von vorne oder von hinten mit geöffnetem Belade-Tor bzw. Entlade-Tor; und
3 eine Querschnittsdarstellung durch den Bioreaktor mit den Rohrleitungen der Wand- und Fußbodenheizung.
Ein Bioreaktor bzw. Biogasreaktor nach den 1 und 2 umfasst einen quaderförmigen langgestreckten Reaktorbehälter 2, der nach Art einer Fertiggarage aus Stahlbeton besteht und sechs plane Wandelemente umfasst, nämlich eine Bodenplatte 4, zwei Seitenwände 6 und 8, eine Deckplatte 10 und eine offene Vorderseite 12, eine offene Rückseite 14 und einen Biogasentnahmeanschluss 15. Die offene Vorderseite ist 12 ist durch eine erstes Tor 16 – Belade-Tor – und die offen Rückseite 14 ist durch ein zweites Tor 18 – Entlade-Tor – gasdicht verschließbar. Beide Tore 15, 18 sind hydraulisch betätigbar. Hinsichtlich der Ausgestaltung der beiden Tore wird vollinhaltlich auf die WO2007/028642A1 Bezug genommen.
2 zeigt perspektivisch die Vorderseite 12 des Reaktorbehälters 2 mit geöffnetem Belade-Tor 16. Im Reaktorbehälter 2 unmittelbar hinter dem Belade-Tor 16 ist eine erste Rückhaltevorrichtung 20 vorgesehen, die verhindert, dass die Biomasse unmittelbar gegen das Belade-Tor 16 drückt. Die erste Rückhaltevorrichtung 20 stellt damit eine Druckentlastung des gasdichten Belade-Tors 16 dar.
2 kann auch als perspektivische Ansicht der Rückseite 14 des Reaktorbehälters 2 mit offenem Entlade-Tor 18 interpretiert werden. Hinter dem Entlade-Tor 18 ist eine zweite Rückhaltevorrichtung 22 vorgesehen, die ebenfalls verhindert, dass die Biomasse unmittelbar gegen das Entlade-Tor 18 drückt.
In den Seitenwänden 6, 8 und in der Bodenplatte sind Rohrschlangen 24 zur Beheizung der Biomasse in dem Reaktorbehälter 2 angeordnet. Damit kann die Biogaserzeugung in dem Reaktorbehälter thermophil erfolgen. Die Rohrschlangen 24 sind in der Schnittdarstellung quer durch den Reaktorbehälter 2 in 3 dargestellt.
Hinsichtlich der weiteren Ausgestaltung des Bioreaktors und der Biogasanlage mit einer Mehrzahl von Bioreaktoren gemäß der vorliegenden Erfindung wird vollinhaltlich auf die EP1997875B1 und die DE 10 2008 015 240 B4 verwiesen.
Bezugszeichenliste

2: Reaktorbehälter
4: Bodenplatte
6, 8: Seitenwände
10: Deckplatte
12: offene Vorderseite
14: offene Rückseite
15: Biogasentnahmeanschluss
16: erstes Tor – Belade-Tor
18: zweites Tor – Belade-Tor
20: erste Rückhaltevorrichtung
22: zweite Rückhaltevorrichtung
24: Heizungsrohrschlangen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1301583 B1 [0003, 0003, 0003]
EP 1301583 B [0004]
WO 2007/028642 A1 [0014]
EP 1997875 B1 [0018]
DE 102008015240 B4 [0018]

Claims

Bioreaktor zur Methanisierung von Biomasse nach dem Prinzip der Trockenfermentierung, mit – einem langgestreckten Reaktorbehälter (2) mit einem Boden (4) auf dem die Biomasse aufliegt, und der ein erstes Ende (12) und ein zweites Ende (14) aufweist, – einem an dem ersten Ende (12) angeordneten ersten gasdichten Tor (16) zum Beladen des Reaktorbehälters (2) mit frischer Biomasse, und – einem Biogasentnahmeanschluss (15), dadurch gekennzeichnet, dass an dem zweiten Ende (14) ein zweites gasdichtes Tor (18) zum Entladen von verbrauchter Biomasse aus dem Reaktorbehälter (2) vorgesehen ist.
Bioreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (4) des Reaktorbehälters (2) ebenerdig ist und dass der Reaktorbehälter (2) befahrbar ist.
Bioreaktor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden gasdichten Tore (16, 18) im Wesentlichen die gesamte Querschnittsfläche des Reaktorbehälters (2) einnehmen.
Bioreaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktorbehälter (2) nach Art einer Fertiggarage aus Stahlbeton ausgebildet ist und einen rechteckigen Querschnitt aufweist.
Bioreaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden einander gegenüberliegenden Tore (16, 18) hydraulisch betätigbar sind.
Bioreaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden einander gegenüberliegenden Tore (16, 18) als Klappen ausgebildet sind und oben an dem Reaktorbehälter (2) angelenkt sind.
Bioreaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die im Reaktorbehälter (2) jeweils hinter den beiden Toren (16, 18) eine erste und eine zweite Rückhaltevorrichtung (20, 22) zur Druckentlastung der beiden Tore (16, 18) vorgesehen ist.
Biogasanlage mit einer Mehrzahl von Biogasreaktoren nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Erzeugen von Biogas im Batchbetrieb.