DE2752271A1

DE2752271A1 - Methansgas-anlage

Info

Publication number: DE2752271A1
Application number: DE19772752271
Authority: DE
Inventors: Siegfried Baer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-12-15
Filing date: 1977-11-23
Publication date: 1978-06-22

Description

Methangas-Anlage
Es ist wiederholt vorgeschlagen worden, die durch bakterielle Zersetzung von Klärschlamo und Mist und die von jauchegruben aufsteigenden methanischen Gasgemische als Energiequellen für Heiz-, Beleuchtungs- und Motorentreibstoff zu verwenden. Die CH4 -Gewinnungsverfahren, wie sie bisher in der Landwirtschaft zur Verwendung glangten, erwiesen sich als kostspielig sowie wenig betriebssicher und erforderten eine fachgemässe Wartung.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Methangas-Anlage, welche die den bisherigen Ausführungen anhaftenden Nachteile beseitigen und einen rationellen und sicheren Betrieb ermöglichen soll. Das Xennzeichen derselben besteht aus der Kombination der folgenden Bestandteile a) einen eckigen, luftdicht abgeschlossenen, teilweise mit Jauche gefüllten Tank, der ein über den Boden sich erstreckendes Wärmegerät zur temperierung der Jauche und Förderung der Gasbildung enthält; b) einen Druckausgleicher über einer Einstiegsöffnung an Tank, gebildet durch einen gunnielastischen Deckel, welcher sich bei ru grossem Gasdruck nach aussen dehnt und das Gasraumvolumen vergrössert; c) einen an den Gasraum des Tanks angeschlossenen, auf Gasüberdruck ansprechenden Sicherheitsventil und einer zu den Verbrauchern führenden Gasleitung mit eingebauten Hahn. Gasneter und Gasdruckmesser: d) einen mit einen Hahn versehenen, von Tank ausgehenden Rohr zum Einführen neuer Jauche und zum Abführen alter Jauche: e) wenigstens einen, in die zu den Verbrauchern führende Gasleitung eingebauten Kondenswasserablass Zwecknässig ist der unter b) genannte Druckausgleicher durch eine ballonartig auftlähbare Hülle gebildet. welche einen Druckregulator aufweist, derart, das die Hülle durch das sich bildende Gas entgegen der Druckbelastung sich ausdehnt und bein Gasverbrauch bzw.
bei Abnahme des Gasvolunens durch den Druckregulator unter teilweiser Verdrängung der Jauche in den Raum des Tanks gegen dessen Boden eingedrückt werden kann.
Auf der beiliegenden Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigen s Fig. 1 eine schematische Darstellung der Anlage, Fig. 2 den Druckausgleicher im Schnitt, in grösserem Masstab, Fig. 3 einen senkrechten Schnitt des Tanks der Anlage bei maximalen Gasvolumen und Fig. 4 dieselbe Darstellung nach Gebrauch des Gases.
1 bezeichnet einen konventionellen, im Querschnitt gesehen viereckigen Tank aus Metall, Beton oder armiertem Kunststoff, welcher für privaten Normalgebrauch, z.B.
eine Vierzimmerwohnung, ein Volumen von 6-10.000 Liter besitzt. Der Tank ist mit direkt von landwirtschaftlichen Jauchegruben stasender, also natürlicher Jauche J, welche die fäulniserregenden organischen Stoffe enthält, ca. 3/4 bis 4/5 gefüllt. Der Tank ist mit einer Einstiegöffnung 2 versehen, welche durch einen gummielastischen Deckel 3 luftdicht abgeschlossen ist Der abgesetzte Rand 30 des Deckels ist durch Schrauben 4 mit dem Flansch 1', welcher die Einstiegsöffnung 2 begrenzt, verbunden. 5 bezeichnet ein Jauche-Zuführungs- und -Ableitungsrohr, in welchem ein Hahn 6 eingebaut ist Durch das Rohr 5 wird beim Füllen des Tanks jeweils neue Jauche J zugeführt oder bei Entleerung der alten, nicht mehr gasbildenden Jauche abgeführt. Die Jauche-Zuführung und -Ableitung soll bei luftdichtem Abschluß des Rohres 5 erfolgen. Am Tank 1 ist ein Stutzen 7 angeschlossen, welcher über das Entlüftungsrohr ins Freie führt: zwischen diesem liegt ein Sicherheitsventil 9, welch' letzteres bei einem Gasüberdruck von ca. 1½Atm. anspricht, sich öffnet und den Druck im Gasraum 10 reduziert. Vom Tank 1 geht ferner eine Gasleitung 11 aus, welche mit einem Gasmeter 12, einen Hahn 13 und einem Gasdrucknesser 14 versehen ist. Der Gasneter 12 ist üblicher Bauart und dient zum Messen des Gasverbrauchs.
Die Gasleitung 11 nach den Gasdruckmesser 14 führt zu den Verbrauchern, beispielsweise zun Kochherd 15, der auch ein Ofen oder eine Gaszapfstelle sein kann. Den Kochherd 15 zugeordnet ist ein zu dessen Regelung dienender Hahn 16 und der Gasmeter 12'. Von der Gasleitung 11 geht noch eine Abzweiqleitung 11' aus, welche zur Heizofen 17 führt. Dieser enthält einen nicht besonders gezeichneten, an sich bekannten Lufterhitzer oder Warmwasserbereiter 18. von weichem die Umlaufleitung 19 ausgeht. mit welcher der in Tank 1 befindliche Heizkörper kommuniziert. Letzterer wird durch ein ca.
8-10 cm dickes. in Abstand nahe über den Boden des Tanks angeordnetes Heizrohr gebildet. welches bogen-oder schlangförnig verläuft. Die Irwärnung resp. Temperierung der Jauche J im Tank 1 erfolgt durch das vom Gasraum 10 sich bildende und sammelnde Methan- resp.
Kohlenwasserstoffgas CH4 selbst. Der Heizofen 17 kann aber auch, insbesondere wenn Methangas-Mangel besteht, durch eine besondere Heizquelle, die durch feste.
flüssige Brennstoffe oder elektrische Kraft betrieben zein. 21 bezeichnet einen in die Gasleitung eingebauten Kondenswasser-Ablasshahn, der manuell zu betätigen ist. Der Ablashahn 21 in der Gasleitung ist von groser Bedeutung. denn die Kondenzwasserbildung ist unvermeidlich und verhindert den geregelten Durchlauf des Gases, wenn zuviel Kondenswasser in der Gasleitung 11 vorliegt.
Die Grösse des Tanks 1 richtet sich nach der Zahl von Verbrauchern, wie den Kochherden, Heizöfen und Abzapfstellen. Eine Füllung des Tanks mit einen Volumen von 6-10.000 Liter mit einen Kochherd 15 oder mit einen Heizofen 17 reicht ungefähr 12 Wochen, nachher ist eine leufüllung notwendig.
Bei Anlagen mit grossen Tank können an die Gasleitung 11 weitere Anschlusslsitungen 22 vorgesehen sein. welche zu Raumheizöfen 23 führen. Jeden Raumheizofen 23 ist dabei ein Hahn 16@ vorgeschaltet. Kondenswasser-Ablasshahnen 21 werden überall da montiert wo die Kondenswasserbildung zu gewärtigen ist.
Der Deckel 3 erfüllt neben der Druck. und Volumenregulierung des im Raum 10 gespeicherten Gases die Aufgabe, bei Wegnahme einen Zugang für Inspektions- und Reinigungsarbeiten zu schaffen.
Die Erwärmung der Jauche durch den Heizkörper 20 im Tank ist wichtig, denn die Temperatur darf nicht unter 200C fallen. soll die bakterielle Zersetzung und die Bildung der methanisch Gase nicht ungünstig beeinflusst werden Der konstante Luftabschluss ist unerlässlich um die Fäulnis der organischen Stoffe in der Jauche, durch welche der einfache Kohlenwasserstoff CH4 resp. das methanhaltige Gasgemisch erzeugt wird, herbeizuführen. Der Luftabschluss im Bereich des Tanks und der Verbraucher ist ferner unerlässlich wegen der Vergiftungs- und Explosionsgefahr. wenn die Gasmischung einen zu grossen Anteil von Sauerstoff aufweist.
Nach Fig. 3 und 4 bezeichnet 1 einen aus Metall, Beton oder armierte Kunststoff bestehenden Tank von vorzugsweise rundem Grundriss. Auf dem Tankboden ist eine Heizschlange 20 verlegt, welche eine gleichmässige Beheizung der Jauche J auf eine für die bakterielle Zersetzung der Jauche und Methangasbildung günstige Temperatur erlaubt. An Rand 1' der Tankwand ist der Umfangzrand 3' einer als Deckel dienenden. ballonartig aufblähbaren Hülle 3 mittels eines Spannringes 40 hermetisch abdichtend befestigt. 5 ist das Juch--ZufUhrungs- und -Ableitungsrohr und 11 das Gas-Entnahmerohr. Der Tank 1 ist von ca @ bis 4/5 seines Volumens mit direkt von landwirtschaftlichen Gruben rtsmender, also natürlicher Jauche gefüllt. Auf der Hülle 3 ist ein der Druckregulierung dienender, mit Sand als variierbarem Gewicht 25 füllbarer Kasten 24 angeordnet. Durch die Füllung des Kastens mit mehr oder weniger Sand ist der Druck des bei Erwärmung der Jauche J aufsteigenden Gases bis auf 0,04 Atü begrenzbar. Fig. 3 zeigt die konvexe Form der Hülle 3 bei maximaler Gasentwicklung. Bei Abnahme der Gasentwicklung bzw. maximalem Gasverbrauch kann die Hülle 3 durch das Gewicht 25 des Sandkastens 24 in die Jauche J unter teilweiser Verdrängung derselben bis nahe auf den Boden des Tanks absinken und eine konkave Form einnehmen, wie dies in Fig. 4 veranschaulicht ist.
Durch Entfernung des Spannrings 4' kann die Hülle 3 abgenonnen und der Einstieg in den Tank zwecks Revisions- und Reinigungsarbeiten ermöglicht werden.
An den Tank 1 kann ein weiterer, nicht besonders dargestellter Tank angeschlossen sein, welcher keine Hülle 3 benötigt, wodurch die Kapazität der Gaserbeugung und das Speichervolumen des erzeugten Gases wesentlich vergrössert wird.
Die Hülle 3 ermöglicht die Speicherung eines wesentlich größeren Gasvolumens. Die Anordnung und die einfache Ausbildung des Druckregulators tragen zur Betriebssicherheit und relativ billigen Herstellung der Anlage wesentlich bei.

Claims

Patentansprüche 1. Methangas-Anlage, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Bestandteile : a) einem eckigen, luftdicht abgeschlossenen, teilweise iit Jauche (J) gefüllten Tank (1), der ein über den Boden sich erstrackendes Wär@@gerät (20) zur Temperierung der Rauch. und Förderung der Gasbildung enthält: b) einem Druckausgleicher über einer Einstiegsöffnung (2) am Tank (1), gebildet durch einen gummielastischen Deckel (3), welcher sich bei zu grosse. Gasdruck nach aussen dehnt und das Gasraumvolumen vergrössert; c) einen an den Gasraum (10) des Tanks (1) angeschlossenen, auf Gasüberdruck ansprechenden Sicherheitsventil (9) und einer zu Verbrauchern (1S, 17, 23) führenden Gasleitung (11) mit eingebauten Hahn (13), Gasmeter (12) und Gasdruckmesser (14); d) einen mit einen Hahn (6) versehenen, von Tank (1) ausgehenden Rohr zum Zinführen neuer Jauche und zu Abführen alter Jauche: ) wenigstens ein. in die zu den Verbrauchern führende Gasleitung (11) eingebauten Kondenswasserablass (21).
2. methangas-Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die unter c) genannte Gasleitung (11) zu einer Feuerstelle (17) führt. welche das Wärmegerät (20) in Tank (1) zu erwärmen bestinnt ist.
3. Methangas-Anlage nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmegerät (20) im Tank (1) ein in Abstand über den Boden des Tanks (1) angeordnetes Rohrstück ist.
4. Methangas-Anlage nach Ansprüchen 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet. dass die Feuerstelle (17) einen Lufterhitzer aufweist. welcher die erwärmte Luft zum Wärmegerät (20) leitet.
5. Methangas-Anlage nach Ansprüchen 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet. dass die Feuerstelle (17) einen Warmwasserbersiter aufweist, durch welchen erwärmtes Wasser zum Wäre gerät (20) geführt wird.
6. Methangas-Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an die Gasleitung (11) Gasabzapfstellen angeschlossen sind.
7. Methangas-Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der im Patentanspruch unter b) bezeichnete Druckausgleicher durch eine ballonartige. aufblähbare Hülle (3) gebildet ist, welche einen Druckregulator (24. 25) aufweist, derart, dass die Hülle durch das sich bildende Gas entgegen der Druckbelastung sich ausdehnt und beim Gasverbrauch bzw. bei Abnahme des Gasvolumens durch den Druckregulator unter teilweiser Verdrängung der Jauche (J) in den Raum des Tanks (1) gegen dessen Boden eingedrückt werden kann.
8. Methangas-Anlage nach Ansprüchen 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckregulator (2X, 25) durch ein der Hülle (3) aufliegendes Gewicht gebildet ist.
9. Methangas-Anlage nach Ansprüchen 1, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet. das die den Deckel des Tanks (1) bildende. durch den Gasdruck aufblähbare Hülle (3) hermetisch dichtend an Rand (l') der Tankwandung befestigt ist.
10. Methangas-Anlage nach Ansprüchen 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die ballonartige aufblähbare Hülle (3) an ihren Umfangarand (3) durch ein Spannuittel (4? an Rand (l') der Tankwand befestigt ist.
11. Methangas-Anlage nach Ansprüchen 1. 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass das auf der Hülle (3) angeordnete Gewicht ein mit Sand nehr oder weniger gefüllter Kasten (24) ist.
12. Methangas-Anlage nach Ansprüchen 1 und 7, dadurch gekennzeichnet. dass der Tank (1) ein Jauche-Zuführungs-und -Ableitungsrohr (5) und über diesen ein Gas-Entnahmerohr (11) aufweist.