DE2924387A1

DE2924387A1 - Anlage mit vorrichtung zur methangaserzeugung aus organischen reststoffen

Info

Publication number: DE2924387A1
Application number: DE19792924387
Authority: DE
Inventors: Heinz Sauff
Original assignee: Individual
Current assignee: SAUFF HEINZ 4000 DUESSELDORF DE
Priority date: 1979-06-16
Filing date: 1979-06-16
Publication date: 1981-01-08
Also published as: DE2931380A1

Description

Anlage mit Vorrichtungen zur Methangaserzeugung
aus organischen Reststoffen Die Erfindung betrifft eine Anlage mit Vorrichtungen zur kontinuierlichen Erzeugung von Methangas und sehr hochwertigem Dünger aus organischen Reststoffen, wie tierische Exkremente, Fäkalien, Grünmaterial, andere pflanzliche Reststoffe, sowie Algen und noch auszubende Energiepflanzen.
Die Anlage beginnt mit einem Mixtank, der die Menge von zwei Tagen aufnehmen kann.
In diesem Tank wird eine Tank pump mit Homogenisator und eine Umwälzpumpe gesetzt. Dieser zerkleinert das eingefüllte Gut bis eine-homogene flüssige Masse entstanden ist.
Dann wird das homogene Frisch gut durch die Umwälzpumpe solange durch einen Wärmetauscher gepumpt bis es eine Temperatur von 35 0C oder 55 0C angenommen hat und wird dann in den Gärbehälter gepumpt und zwar in den Bereich etwas oberhalb des ersten Drittels von unten.
In diesem Behalter kann unter Luftabschluß das eingebrachte Frischgut ausfallen und Methangas produzieren.
Wahrend man das Frischgut zuführt, wird die gleiche Menge ausgefaulten Gutes aus dem Gärbehälter in einen Wärmeenergierückgewinnungsbehälter gedrückt.
Das Entstehen einer Schwimmdecke ist ein großes Hindernis bei der Gaserseugung, de es das Gas nicht nach oben entweichen läßt.
Um dieses zu vermeiden haben wir die Möglichkeit des Umwälzens der gesamten Masse des Gärbehälters geschaffen.
Um in diesen Kreisläufen nur mit einer Pumpe arbeiten zu können ist unterhalb des Frischgutbeschickungsrohres ein Abflußrohr geschaffen und zwar in den Mixtank hinein.
Von hier wird es wieder durch den Wärmetauscher geschickt bis es die geforderte Temperatur von 350C oder 55°C erreicht hat.
Dann wird der Gärbehälterinhalt nicht in den Frischgutzufiuß gepumpt, sondern zur Spitze des Gärbehälters.
Um die konische Spitze des Behälters ist ein Rohrring geschweißt um dem sich 4 bis 8 Öffnungen befinden, an denen Trompeten so angeordnet sind, daß beim Einpumpen die Flüssigkeit über die gesamte Oberfläche verteilt wird und so eine eventuell sich bildende Schwimmdecke immer wieder zerrissen wird.
Das Förderrohr ist als Wärmetauscher ausgebildet und dient ebenfalls zur Beheizung des Behälterinhaltes.
Durch die beiden Beheizungsmöglichkeiten außerhalb des Gärbehälters wird das sehr problematische Beheizen im Gärbehälter und die Verkrustung der Heizplatten vermieden.
Reparaturen brauchen immer nur außerhalb der Behälter durchgefUhrt werden.
Im Schnittpunkt des Förderrohres II Frischgutelngang Umwälzen nach oben " wird ein motorisch steuerbares 3 Wegeventil gesetzt.Ein einfaches steuerbares Motorventil in das Ablaufrohr zum Mixtank.
Sobald die Temperatur im Gärbehälter um 20 absinkt wird die Umwälzung und die Beheizung in Gang gesetzt.
Wie schon vorher beschrieben wird das ausgefaulte Gut in den Wärmeenergierückgewinnunysbehälter gedrückt.
In diesem Behälter befindet sich ein Wärmetauschersystem, in dem die enthaltene Wärmeenergie von 35 0C oder 550 C rUckgewonnen wird.
Dieses warme Wasser kann entweder im Stall oder Haus verwand werden, oder zur Vorwärmung des Behälterinhaltes.
Ist das ausgefaulte Gut abgekühlt, öffnet sich im Ablaufrohr, das vom Behälterboden weggeht, ein motorisch betriebenes Ventil und das ausgefaulte Gut fließt in den Absetzbehälter.
Die Wärmetauscher zur Beheizung des Behälterinhalts beziehen ihre Energie aus der Abwärme eines Ottomotors, der durch das produzierte Methangas angetrieben wird und Strom und thermische Energie erzeugt.
Alle Pumpenventile undBeheizungssysteme sind so gesteuert, daß ein vollautomatischer Betrieb der Anlage gewährleistet ist.
Die Verarbeitung organischer Abfallstoffe im kontinuierlichen anaeroben Verfahren ist seit Jahrzehnten bekannt, insbesonders in der kommunalen Abfallbeseitigung ( Klärwerke ).
Auch in der Landwirtschaft gibt es einige Beispiele, vorallem aus der Nachkriegszeit.
Diese ganzen Verfahren sind und waren mit großen Nachteilen behaftet. Sie müssen dauernd beaufsichtigt werden, da nicht tollautomatisch.
Mechanische Rührwerke zur Vermeidung der Schwimmdeckenbildung, sehr schlechte und anfällige Beheizung des Behälterinhaltes, imrner zu Verkrustungen neigend, keine oder sehr schlechte Wärmerückgewinnung aus dem ausgefaulten Gut, dadurch insgesamt hoher Energieaufwand für den laufenden Betrieb und sehr geringe Methangasausbeute.
Wichtig ist eine kontinuierliche Beschichtung des Behälters und zwar in der richtigen Temperatur, da ein Temperaturunterschied von mehr als 30C sich hemmend auf die Bakterientätig--keit auswirkt.
Durch die Krustenbildung auf den Heizplatten oder Rohren ist eine Beheizung nicht mehr gewährleistet.
Entweder muß die Heizfläche vergrößert werden oder der Energieaufwand muß erhöht werden, was aber die Krustenbildung nur noch verstärkt.
Es kann sogar passieren, daß wenn zuviel abgekühltes Frischgut eingebracht wird, die Temperatur im Behälter soweit ab-Sinkt, daß es zum sogenannten Umkippen kommen kann.
Alle diese Punkte bringen einen hohen Anlagenpreis und eine geringe Gasproduktion, darum unrentabel.
Die Behälterform sollte aus Kostengründen zylindrisch sein und kann aus Metallen aller Art, Kunststoffen oder aus Beton bestehen.
Aus den gleiches Materialien können aber auch dr Mixtank und der Wärmeenergierückgewinnungsbehälter bestehen.
Der Behälter sollte senkrecht aufgestellt werden.
Aus Gründen der Energieeinsparung ist es dringend erforderlich, alle drei Behälter mit Polyurethan in genügender Dicke einzuschäumen.
An allen wichtigen Punkten sind im Rohrsystem Absperrventile vorgesehen, um eventuelle Reparaturen zu erleichtern.
Selbstverständlich ist die Möglichkiet vorhanden, diese Anlage funktionell zur Großanlage auszubauen.
An Hand der gezeichneten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung erläutert.
In der Figur 1 wird die gesamte Biogasanlage als flächiges Gebilde dargestellt.
In der Figur 2 sieht man in der Draufsicht das Förderrohr als Wärmetauscher.
In der Figur 3 wird die Draufsicht des Gärbehälters mit den Sprühtüten dargestellt.
In der Figur 4 wird die Draufsicht des Wärmerückgewinnungsbehälters mit den Wärmetauschern dargestellt.
Figur 1 zeigt das Förderrohr für die Biomasse vom Stall in den Mixtank Figur 2, sowie den Homogenisator und Pumpe Figur 3.
Durch den Wärmetauscher Punkt 4 wird die homogenisierte Biomasse mit der Pumpe 4a durch die Düsen 4b solange gepumpt bis die Biomasse die gewünschte Temperatur hat.
Durch die Pumpe Punkt 3 wird die Biomasse durch das Rohr Punkt 5 und durch das Motorventil Punkt 6 in den Behälter Punkt 7 gepumpt.
Hier bildet sich unter Luftabschluß das Biogas.
Um im oberen Bereich das Bilden einer Schwimmschicht zu vermeiden wird mehrmals täglich das Motorventil Punkt 9 geöffnet. Dadurch fließt die Biomasse in den Mixtank Punkt 2 und wird dann wieder durch die Pumpe Punkt 4a wieder durch den Wärmetauscher Punkt 4 gepumpt bis zur Erreichnung der erforderlichen Temperatur.
Nach Erreichen der Temperatur wird die Biomasse wieder über die Pumpe Punkt 3 durch das Förderrohr Punkt 5 und 1o über die Sprühdüsen Punkt 11 auf die Oberfläche im Gärbehälter gepumpt und eine eventuelle Schwimmdecke wird zerstört.
Punkt lo ist so ausgebildet, daß es als Wärmetauscher Punkt 12 über den Vorlauf Punkt 12b und den Rücklauf 12a benutzt werden kann zur Erwärmung der Biomasse.
Bei der kontinulerlichen Zuführung von frischer Biomasse wird der gleiche Anteil an ausgefaultem Gut über das Förderrohr Punkt 13 in den Wärmerückgewinnungsbehälter Punkt 14 gedrückt und über die im Behälter Punkt 14 befindlichen Wärmetauscher Punkt 15 und des Vorlaufs Punkt 15a und dem Rücklauf Punkt 15b abgekühlt und die gewonnene Energie kann im Hause oder im Stall verbraucht werden.
Nachdem das ausgefaulte Gut die gewünschte Temperatur erreicht hat, öffnet das Motorventil Punkt 17 und der Behälter Punkt 14 entleert sich über das Rohr Punkt 16 in den Absetzbehälter Punkt 18.
Punkt 19 zeigt die Verriegelung der Einstiegsöffnung.
Punkt 20 das Gasrohr, das zum Motor Punkt 21 geführt wird, der elektrische und thermische Energie produziert.
Punkt 22 stellt: die Wärmedämmung aller Behälter dar.
L e e r s e i t e

Claims

P a t e n t a n s p r U c h e Anlage zur Herstellung von Methangas aus Biomasse zum Betrieb eines Verbrennungsmotors, dadurch gekennzeichnet, daß die Biomasse bis zur Pumpfähigkeit homogenisiert wird.
2. Nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die pumpfähige Biomasse über eine Pumpe durch einen Wärmetauscher solange gefördert wird bis die gewünschte Temperatur erreicht wird.
3. Nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach der erreichten Temperatur die Biomasse in den Gärbehälter gepumpt wird.
4. Nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung einer Schwimmdecke der Behälter über ein Motorventil in den Mixtank entleert und nach Anspruch 2 wieder auf Temperatur gebracht über ein 3 Wege-Motorventil wieder in den Gärbehälter, aber nach oben, gepumpt wird.
5. Nach Anspruch a, 2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die nach oben gepumpte Biomasse durch das als Wärmetauscher ausgebildete Förderrohr temperiert und über 4 oder mehr Tüten auf die Biomasseoberfläche im Behälter gepumpt und dadurch zerrissen wird.
6. Nach Anspruch 1, 2, 3, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das ausgefaulte Gut in einen Wärmeenergierückgewinnungsbehälter gedrückt wird, wo dem Faulgut die Ware- 6. energie über Wärmetauscher entzogen und dem Haus oder Stall zur Verfügung gestellt wird.
7. Nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage über die Pumpen, Motorventile und einer entsprechenden Steueranlage vollautomatisch gefahren werden kann.