DE3100324A1 - Vorrichtung zur umsetzung von biomasse in energie - Google Patents

Vorrichtung zur umsetzung von biomasse in energie

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DE3100324A1
DE3100324A1 DE19813100324 DE3100324A DE3100324A1 DE 3100324 A1 DE3100324 A1 DE 3100324A1 DE 19813100324 DE19813100324 DE 19813100324 DE 3100324 A DE3100324 A DE 3100324A DE 3100324 A1 DE3100324 A1 DE 3100324A1
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anaerobic fermentation
biomass
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mixing element
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Clemens 8872 Burgau-Limbach Stahl
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    • C12M21/00Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
    • C12M21/04Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses for producing gas, e.g. biogas
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    • C12M41/18Heat exchange systems, e.g. heat jackets or outer envelopes
    • C12M41/24Heat exchange systems, e.g. heat jackets or outer envelopes inside the vessel

Description

  • Vorrichtung zür Umsetzung von Biomasse in Energie
  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Umsetzung von Biomasse in Energie mit einem gasdicht verschließbaren, anaeroben Gärraum, der über eine Versorgungsleitung mit pumpfähiger Biomasse beaufschlagbar ist und einen Gasauslaß aufweist.
  • Eine Anordnung dieser Art ist in der Zeitschrift Gesundheitsingenieur, Heft 17/18, 70. Jahrgang 1949, Seite 311, abgebildet. Bei dieser bekannten Anordnung handelt es sich um eine mit einem Rührwerk versehene Grube. Ein derartiges Rührwerk verursacht je- doch einen hohen Aufwand sowohl hinsichtlich der Herstellung, der Montage und Wartung sowie hinsichtlich der benötigten Antriebsenergie und erweist sich dennoch als nicht zuverlässig genug. Die Erfahrung hat gezeigt, daß eine zuverlässige Lagerung der Rührwerkswelle äußerst schwierig ist und daß erhebliche Antriebskräfte erforderlich sind, die vielfach dazu geführt haben, daß die Lager der Rührwerkswelle schon innerhalb kürzester Zeit aus ihrer Verankerung herausgerissen wurden. Ganz abgesehen davon ist bei Anordnungen der bekannten Art erfahrungsgemäß nur ein sehr geringer Trockensubstanzanteil erreichbar, was sich negativ auf die Gasproduktion auswirkt. Es wird angenommen, daß dies darauf zurückzuführen istt daß die hier verwendeten Rührwerke keine zuverlässige Einmischung der auf dem Flüssigkeitsspiegel schwimmenden Feststoffe in die Flüssigkeit gestatten.
  • Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Anordnungen, eine Vorrichtung eingangs erwähnter Art zu schaffen, die vergleichsweise einfach aufgebaut ist und bei der dennoch ein hoher Trockensubstanzanteil erzielbar ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der anaerobe Gärraum als stehender Kessel ausgebildet ist, der mindestens eine auf Füllhöhe angeordnete, über seine gesamte Weite sich erstreckende Sammelrinne aufweist, die über eine Falleitung mit einem Eingang eines im Bereich des Gärraumbodens angeordneten, mit einem weiterenEingang an die Versorgungsleitung angeschlossenen Mischorgan verbunden ist, dessen Ausgang im Bereich des Gärraumbodens etwa unterhalb der Sammelrinne in den anaeroben Gärraum mündet.
  • Die auf der Flüssigkeit schwimmende Decke aus Festmaterial kann sich hierbei mit ihren sammelrinnenseitigen Kanten in die Sammelrinne hineinschieben.
  • Dieses im Vergleich zur Flüssigkeit leichtere Material wird dann über die Falleitung nach unten geführt und im Bereich des Gärraumbodens in die hier vorhandene Flüssigkeit ausgestoßen, was zu einer gleichmäbiegen Verteilung des Festmaterials und damit zu einem ausgezeichneten Trockensubstanzanteil bezogen auf den gesamten Kesselinhalt führt. Die Schwimmdecke selbst bleibt dabei verhältnismäßig dünn. Infolge des hohen Trockensubstanzanteils ergibt sich eine hohe Gasproduktion. Außerdem ist gewährleistet, daß über das Mischorgan eingeführtes Frischmaterial automatisch mit über die Falleitung zugeführtem Altmaterial gemischt und so praktisch geimpft wird, was die Reaktionszeit wesentlich abkürzen kann und daher ebenfalls zu einer gesteiytlrtcn Gaspr-o<iuktion be1trSgt.
  • Trotzdem kommt die erfindungsgemäße Anordnung ohne Rührwerk aus. Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind demnach insbesondere in einer ausgezeichneten Wirtschaftlichkeit zu sehen.
  • In vorteilhafter Weiterbildung der übergeordneten Maßnahmen kann das Mischorgan als in einem Rohr angeordnete Schnecke ausgebildet sein, die mit ihrer Einlaßseite an die Gärraumwandung angesetzt ist und zumindest bis in den Bereich der Gärraummitte reicht.
  • Diese Maßnahmen ermöglichen einerseits einen einfachen Antrieb der Schnecke durch die Wand des Gärraums hindurch und gewährleisten gleichzeitig eine zur Erzielung einer erwünschten Verdichtung erforderliche Schneckenlänge.
  • In weiterer zweckmäßiger Ausgestaltung der übergeordneten Maßnahmen ist die Sammelrinne etwa deckend oberhalb des Mischorgans angeordnet. Diese Maßnahmen ergeben eine etwa gleichmäßige Verteilung des aufsteigenden Materials zu beiden Seiten der Sammelrinne.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann darin bestehen, daß der Gärraumboden gegenüber dem Mischorgan vertiefte Sammelbecken aufweist, in denen jeweils ein durch die Gärraumwandung hindurchgeführtes, vorzugsweise als Schnecke mit zumindest teilweise freiliegender Welle ausgebildetes, über die gesamte Beckenlänge sich erstreckendes Förderorgan angeordnet ist.
  • Die Sammelbecken dienen zur Aufnahme des nach unten sinkenden ausgegorenen Materials. Die in den Sammelbecken angeordneten Förderorgane ermöglichen ein einfaches Ausbringen dieses Materials. Vorteilhaft können diese Förderorgane aber auch zur Erzeugung einer Mischströmung innerhalb des Gärraums benutzt werden.
  • Mit Vorteil kann weiter vorgesehen werden daß der anaerobe Gärraum mit einer vorzugsweise als die Falleitung und/oder das Mischorgan umgebende Leitung für Wärmeträgermedium ausgebildeten Temperiereinrichtung versehen ist. Diese Maßnahme ermöglicht in vorteilhafter Weise jede gewünschte Temperaturführung und ermöglicht daher eine Optimierung der Gasproduktion. Besonders vorteilhaft kann es im Zusammenhang mit der Temperierung des anaeroben Gärraums sein, wenn dieser von einem ringförmigen, vorzugsweise mit mindestens einem Wärmetauscher versehenen, aeroben Garraum umfaßt wird. Hierbei ist nicht nur eine direkte Beheizung des anaeroben Gärraums möglich, sondern auch die Speisung der Temperiereinrichtung mit dem Wärmetauscher des aeroben Gärraums entnommenem Wärmeträgermedium. Gleichzeitig ist es hierbei in vorteilhafter Weise möglich, den anaeroben Gärraum mit im aeroben Gärraum vorgegorenem Material zu beaufschlagen, das somit schon eine Wärme von etwa 500 C und ein hohes spezifisches Gewicht aufweist und damit eine ausgezeichnete Temperatur führung und einen hohen Trockensubstanzanteil bezogen auf den Gesamtinhalt des anaeroben Gärraums gestattet. Gleichzeitig ist hierbei praktisch eine vollständige Kompostierung der zunächst im aeroben Gärraum vorgegorenen und anschließend im anaeroben Gärraum weiter verarbeiteten Biomasse möglich.
  • Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der übergeordneten Maßnahmen ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung in Verbindung mit den restlichen Unteransprüchen0 In der Zeichnung zeigen: Figur 1 einen parallel zur Achse der Sammelrinne geführten Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Energiegewinnungsanlage und Figur 2 einen senkrecht zur Achse der Sammelrinne geführten Querschnitt durch die Anordnung nach Figur 1.
  • Die anaerobe bzw. aerobe Vergärung von Biomaes? ist an sich bekannt und bedarf daher keiner näheren Erläuterungen mehr. Bei der aeroben Vergärung entsteht Wärme, bei der anaeroben Vergärung Methangas, das einen wertvollen Rohstoff darstellt. Die den Figuren zugrunde liegende Anlage besteht aus einem zentral angeordneten, als stehender Kessel mit einem Mantel 1, einem Boden 2 und einem Deckel 3 ausgebildeten, als Ganzes mit 4 bezeichneten, anaeroben Gärraum zur Erzeugung von Methangas und aus einem diesen ringförmig umgebenden, mit einem Außenmantel 5 versehenen, aeroben Gärraum 6 zur Erzeugung von Wärme.
  • Auf die Außenwand 5 kann ein die gesamte Anlage überspannendes Dach aufgesetzt sein. In der Praxis können der anaerobe Gärraum eine Höhe von etwa 6,5 m und einen Durchmesser von etwa 5,5 m und der aerobe Gärraum eine Ringbreite von etwa 1 - 1,5 m aufweisen. Der anaerobe Gärraum 4 ist bis zu der bei 7 angedeuteten Füllungslinie mit Biomasse gefüllt. Hierbei handelt es sich um eine wässrige Aufschwemmung von in landwirtschaftlichen Betrieben anfallendem Mist. Eine Mischung von Hühnermist, Frischgülle und vorgegorenem, hier zweckmäßig dem äußeren aeroben Gärraum 6 entnommenem Stallmist hat sich dabei als besonders vorteilhaft bewährt. Das aus der Biomasse aufstzigende Gas sammelt sich oberhalb der Füllungslinie 7. Zur Vermeidung eines Gasverlusts ist der anaerobe Gärraum in diesem Bereich gasdicht ausgebildet. Zur Entnahme von Gas ist eine deckelseitig endende Abströmleitung 8 vorgesehen, die vorteilhaft mit einem Absperrorgan 9 versehen sein kann, das den Aufbau eines Gasdrucks im anaeroben Gärraum 4 ermöglicht und somit bei Aktivierung der Abströmleitung 8 ein selbsttätiges Abströmen des Gases gewährleistet. Zur Versorgung des anaeroben Gär- raums 4 mit Biomasse ist eine bodenseitig eingeführte Versorgungsleitung 10 vorgesehen.
  • Die in der dem Gärraum 4 zugeführten pumpfähigen Aufschwemmung enthaltenen Feststoffe, wie Stroh und dergleichen, sind in der Regel leichter als Wasser und setzen sich daher unter Bildung einer sogenannten Schwimmdecke auf der Flüssigkeit ab. Um aber trotz dieser natürlichen Trennung eine gute gleichmäßige Durchmischung des gesamten Gärrauminhalts und damit bezogen auf den Gesamtinhalt einen hohen Feststoffanteil zu bekommen, was sich positiv auf die Gasproduktion auswirkt, ist eine auf Höhe der Schwimmdecke angeordnete, über die gesamte Weite des Gärraums 4 sich erstreckende Sammelrinne 11 vorgesehen, die über eine Falleitung i2 mit einem am Boden 2 des Gärraums 4 sich befindenden, hier zweckmäßig als eine in einem Rohr 13 angeordnete Schnecke 14 ausgebildeten Mischorgan verbunden ist0 Das die Schwimmdecke bildende Material steigt praktisch zu beiden Seiten der Sammelrinne 11 auf,und lagert sich von unten an die bereits vorhandene Schwimmdecke an, wobei diese leicht angehoben wird.
  • Die Sammelrinne 11 befindet sich dabei mit ihren oberen Rändern auf solcher Höhe, daß die rinnenseitigen Kanten der Schwimmdecke über die Ränder der Sammelrinne 11 in diese hieinbrechen. Dieses Material wird von dem durch die Schnecke 14 gebildeten Mischorgan über die Falleitung 12 nach unten gezogen und bodenseitig dem Gärraum wieder zugeführt, wodurch praktisch der gesamte Gärrauminhalt gut mit Festmaterial versorgt wird. Es läßt sich hierbei ein weit über den Verhältnissen bei bekannten Anordnungen erzielbarer Feststoffgehalt in der Größenordnung von 20 bis 30 7 erreichen.
  • Die Schwimmdecke selbst bleibt verhältnismäßig dünn.
  • Die Sammelrinne 11 kann mit einer zum falleitungsseitigen Ausgang führenden Schnecke oder dergleichen versehen oder einfach leicht geneigt sein, so daß das Material von selbst abrutscht. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Deckel 3 für Kontrollzwecke mit einem Sichtfenster 15 versehen. Über die zugeordnete Deckelöffnung ist notfalls auch ein Einstieg wn Wartungspersonal in den Gärraum 4 möglich.
  • Die das Mischorgan bildende Schnecke 14 erstreCkt sich in der Achsrichtung der Sammelrinne 11 in radialer Richtung vom Mantel 1 bis etwa zur Mitte des Gärraums 4. Zur Bewerkstelligung eines Antriebs ist die Welle 16 der Schnecke 14 durch den Umfangsmantel 1 des Gärraums 4 und durch den ringförmigen Gärraum 6 hindurchgeführt und mit einer entsprechenden Dichtpackung abgedichtet. Am freien Ende der Welle 16 kann ein Antriebsorgan, hier in Form eines Motors, angreifen. Die Sammelrinne 11 befindet sich etwa deckend oberhalb der Schnecke 14. Diese Anordnung stellt sicher, daß sich das vom Boden aufsteigende Material etwa gleichmäßig zu beiden Seiten der Sammelrinne 11 verteilt und sich somit eine etwa gleichmäßige Dicke der Schwimmdecke zu beiden Setzen der Sammelrinne 11 bildet, so daß diese in etwa gleichmäßig beaufschlagt wird. Die Sammelrinne 11 ist einfach am Mantel 1 des Gärraums 4 befestigt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel finden hierzu Konsolen 17 Verwendung. Die Falleitung 12 wird durch ein zylindrisches oder nach unten leicht erweitertes Rohr gebildet, was eine Verfestigung des hierüber abgezogenen Materials vermeidet. Die Falleitung führt vorteilhaft in einem mantel- nahen Bereich etwa lotrecht nach unten, so daß eine verhältnismäßig große Schneckenlänge zur Verfügung steht, was eine gute Verdichtung erwarten läßtO Es wäre aber auch denkbar, eine von einem mittleren Bereich der Sammelrinne 11 schräg nach unten außenführende Falleitung vorzusehen. Das durch die Schnecke 14 gebildete Mischorgan ist neben dem Eingang 18 für die Falleitung 12 mit einem weiteren Eingang 19 für die Versorgungsleitung 10 versehen. Der Anschluß der Versorgungsleitung 10 an die Schnecke 14 ermöglicht nicht nur eine Verdichtung der über die Versorgungsleitung 10 herangeführten Biomasse, sondern gestattet gleichzeitig auch eine Impfung dieser Frischmasse mit aus der Falleitung 12 abgezogenem Altmaterial. Zur Vermeidung eines unerwünschten Überdrucks im Gärraum 4 und zur Regulierung des Füllungsstandes ist eine Entlastungsleitung 20 vorgesehen, die unterhalb der Schwimmdecke, im dargestellten Ausführungsbeispiel etwa im Bereich des unteren Rands der Sammelrinne 11 endet. Der Eingang der Entlastungsleitung 20 wird durch ein Ventil 21 kontrolliert, das erst bei einem vorgegebeinen Druck öffnet.
  • Das verbrauchte Material lagert sich in Form von Kompost auf dem Boden 2 ab, der von Zeit zu Zeit abgeräumt werden muß. Hierzu ist der Boden 2, wie am besten aus Figur 2 erkennbar ist, mit zwei durch einen mittleren Steg 22 zur Aufnahme des durch die Schnecke 14 gebildeten Mischorgans voneinander getrennten, etwa schneckenparallelen Sammelbecken 23 versehen, in welchen jeweils ein hier als Schnecke 24 ausgebildetes Längsförderorgan angeordnet ist. Die das Längsförderorgan bildende, den Gärraum 4 durchsetzende Schnecke 24 liegt innerhalb des den Gärraum 4 durchsetzenden Abschnitts offen. Ausbringseitig greift diese Schnecke jeweils, wie am besten aus Figur 1 erkennbar ist, in ein zugeordnetes Rohr 25 ein, das in eine außerhalb des -Gärraums vorgesehene Auffanggrube 26 mündet. Der Auslaßquerschnitt des Rohrs 25 ist zweckmäßig mittels eines Verschlußorgans 27 absperrbar. Bei geöffnetem Verschlußorgan dienen die Schnecken 24 als Abzugsorgan. Bei geschlossenem Verschlußorgan können die Schnecken 24 zur Erzeugung einer Wirbelströmung und damit zur Bewerkstelligung einer guten Durchmischung des. gesamten Kesselinhalts Verwendung finden. Der Antrieb der Schnecken 24 befindet sich zweckmäßig im Bereich der Stirnseite des aus dem Gärraum 4 herausführenden Rohres 25. Das gegenüberliegende Ende der Schneckenwelle kann dabei innerhalb des Gärraums gelagert sein, so daß eine diesbezügliche Abdichtung nicht erforderlich ist.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Rohr 25 grubenseitig zur Bildung eines Auswurfstutzens angewinkelt, wobei die Schneckenwelle 28 durch den stirnseitigen Deckel des Rohrs 25 hindurchgeführt und mit einem bei 29 angedeuteten Antriebsorgan versehen ist.
  • Dieses kann durch einen Antriebsmotor, oder wie im dargestellten Ausführungsbeispiel einfach durch ein Zahn- bzw0 Kettenrad oder dergleichen gebildet werden.
  • Der den anaeroben Gärraum 4 ringförmig umgebende aerobe Gärraum 6 bildet praktisch einen um den anaeroben Gärraum 4 herumgelegten Heizmantel, der sicherstellt, daß eine Auskühlung des anaeroben Gärraums 4 unterbleibt und die dort benötigte Prozeßtemperatur ohne weiteres aufrechterhalten werden kann.
  • Der Mantel 1, der gleichzeitig die innere Ringwandung des aeroben Gärraums 6 bildet, kann daher vorteilhaft aus einem gut wärmeleitenden, korrosionsbeständigen Material bestehen, wie z. B. Edelstahlblech. Um die Temperatur im anaeroben Gärraum 4 in jeder gewünschten Richtung beeinflussen zu können, ist eine Temperiereinrichtung hier in Form einer die Falleitung 12 umgebenden Schlange 30 vorgesehen, die nach Bedarf wechselweise mit einem Heiz-oder Kühlmedium, z. B. warmem oder kaltem Wasser, beaufschlagbar ist. Die Beheizung bzw. Kühlung der Falleitung 12 stellt sicher, daß sich die gewünschte Temperatur über das die Falleitung 12 durchsetzende, bodenseitig ausgestoßene Material verhältnismäßig schnell im gesamten Gärraum einstellt. Das zur Beheizung der Schlange 30 benötigte warme Wasser kann zweckmäßig einem durch den aeroben Gärraum 6 beheizten Wärmetauscher entnommen werden, wie weiter unten noch näher geschildert wird.
  • Der aerobe Gärraum 6 wird von oben mit schüttfähiger Biomasse, vorzugsweise mit in einem landwirtschaftlichen Betrieb laufend anfallendem Frischmist beaufschlagt. Hierzu ist ein um eine zentrale Achse schwenkbares Förderrohr 31 vorgesehen, mit welchem der gesamte den aeroben Gärraum 6 bildende Ringraum beaufschlagbar ist. Anstelle des Förderrohrs 31 kann sich Vielfach auch ein Förderband oder ein mit einem Greifer, dem mehrere Entladepunkte zugeordnet sind, versehener Aufzug als zu bevorzugen erweisen. Die Höhe des aeroben Gärraums 6 entspricht etwa der Höhe des inneren, aneeroben Gärraums 4. Der aerobe Gärraum 6 befindet sich direkt oberhalb eines querschnittsmäßig hieran angepaßten, umlaufenden Entsorgungsgangs 32. Im selben Maße, wie von oben fri- sche Biomasse zugeführt wird, kann daher vom *weiteren, etwa auf Höhe des Bodens 2 des inneren, anaeroben Gärraums 4 sich befindenden Ende des deren, aeroben Gärraums 6 aus verbrauchte Biomasse direkt in den Entsorgungsgang 32 abgeworfen werden. Zur Regulierung der Durchsatzgeschwindigkeit sind am unteren Ende des aeroben Gärraums 6 weiter unten noch näher zu beschreibende Rückhalteorgane 33 bzw. 34 vorgesehen.
  • Zweckmäßig kann der Gesamtumfang des ringförmigen, aeroben Gärraums 6 in mehrere Kammern unterteilt sein, die wahlweise beaufschlagt bzw. geräumt werden können9 Zur Aufnahme der bei der aeroben Gärung sich ergebenden Wärme sind mit lotrechter Achse angeordnete, rohrförmige Boiler 35 vorgesehen, die etwa mit Wasser als Wärrneträgermedium beaufschlagbar sind. Die Boiler 35 können durch zylindrische oder vorzugsweise nach unten leicht konisch sich verengende, stirnseitig verschlossene Rohre gebildet werden. Die Unterteilung des den Gärraum 6 aufnehmenden Ringraums in mehrere Kammern kann zweckmäßig durch an die Boiler 35 angesetzte Bleche erfolgen, die gleichzeitig als Wärmerippen dienen.
  • Die an die Boiler 35 angeschlossenen Zu- und Abfuhrleitungen sind im dargestellten Ausführungsbeispiel der Ubersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Zweckmäßig kann jeweils eine Ringleitung vorgesehen sein, an welche sämtliche Boiler 35 oder jeweils eine ausgewählte Boilergruppe anschließbar ist. Das in den Boilern 35 erzeugte Warmwasser dient vorteilhaft teilweise auch zur Beheizung der Schlange 30. Hierzu kann die Schlange 30 einfach an die bei 36 angedeutete, abfuhrseitige Ringleitung angeschlossen sein. Die Boiler 35 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel an stirnseitig vorgesehenen, den freien Ringraumquerschnitt des aeroben Gärraums 6 überbrückenden Sprossen 37 aufgehängt und gleichzeitig abgestellt. Vielfach genügt bereits eine Aufhängung. Zur Bewerkstelligung einer guten Durchlüftung des Gärraums 6 auf seiner gesamten Höhe kann die Außenwandung 5 etwa durch ein auf einem stabilen Traggerüst abgestütztes Gewebe gebildet werden.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel soll die Außenwand 5 durch eine mit einer Isolierung versehene massive Wandung gebildet werden. Zur Belüftung ist hierbei ein auf der Innenseite der Wandung 5 angebrachter, schraubenförmiger Belüftungsgang 38 vorgesehen.
  • Die zur Vermeidung eines unkontrollierten Durchsatzes am unteren Ende des aeroben Gärraums 6 vorgesehenen Rückhalteeinrichtungen 33 und 34 sind höhenmäßig gestaffelt angeordnet und bilden somit praktisch eine zweistufige Absperrung. Beim Zurückziehen der ersten oberen Rückhalteeinrichtung 33 kann das zurückgehaltene Material aus dem Gärraum 6 auf die untere zweite Rückhalteeinrichtung 34 absacken. Bevor diese untere Rückhalteeinrichtung 34 zurückgezogen wird, wodurch die hierauf sich befindende Masse in den Entsorgungsgang 32 abgeworfen wird, wird die erste, obere Rückhalteeinrichtung 33 wieder in Sperrstellung gebracht.
  • Der Abstand zwischen den höhenmäßig gegeneinander versetzten Rückhalteeinrichtungen ist daher ein Maß für die bei jeder Betätigung der Rückhalteeinrichtungen aus dem Gärraum 6 entnehmbare Menge. Die Rückhalteeinrichtungen 33 und 34 sind selbstverständlich über dem Umfang des aeroben Gärraums 6 in mehrere, leicht betätigbare Abschnitte unterteilt, etwa entsprechend der umfangsmäßigen Unterteilung des Gärraums 6 in einzelne Kammern. Zur Räumung des Entsorgungsgangs 32 ist ein als Ganzes mit 39 bezeichnetes Räumorgan vorgesehen, das die in den Entsorgungsschacht 32 abgeworfene Masse zu einer im Bereich des Bodens des Entsorgungsgangs 32 vorgesehenen Luke 40 fördert, über welche ein Auswurf in eine geeignete Grube erfolgt.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich hierbei am die Grube 26, in welche auch die Rückstände aus dem anaeroben Gärraum 4 eingeführt werden. Es wäre aber auch ohne weiteres denkbar, zur sauberen Trennung der Rückstände aus beiden Gärräumen zwei voneinander getrennte Gruben vorzusehen. Das den äußeren aeroben Gärraum 6 verlassende Material besitzt eine Temperatur von etwa 500 C und eine hohe Dichte. Zweckmäßig wird daher ein Teil dieses Materials entweder aus dem Entsorgungsgangi32 oder aus der zugeordneten Grube der Versorgungsleitung 10 zugeführt, was eine ausgezeichnete Temperierung des anaeroben Gärraums 4 über das zugeführte Material gestattet und gleichzeitig eine hohe Dichte im gesamten anaeroben Gärraum 4 ergibt.
  • Die obere Rückhalteeinrichtung 33 besteht im dargestellten Ausführungsbeispiel aus segmentartig nebeneinander angeordneten Zinkenrechen 41, die an jeweils mindestens einem Schwenkarm 42 aufgehängt sind. Die Zinkenrechen 41 können von der in Figur lrechts angedeuteten Entladestellung in die in Figur 1 links angedeutete Sperrstellung geschwenkt werden, in welcher die Zinken den Querschnitt des zugeordneten aeroben Gärraums 6 durchsetzen und so ein Nachrutschen der darüber sich befindenden, den Gärraum 6 ausfüllenden Biomasse verhindern. Um beim Ein- bzw. Ausschwenken eine Hubbewegung zu vermeiden, sind die Zinken der Zinkenrechen 41 etwa kreisförmig ausgebildet, mit der Länge des jeweils zugeordneten Schwenkarms 42 entsprechendem Radius. Zur Lagerung der Schwenkarme 42 können an der Außenwandung 5 des Gärraums 6 geeignete Lagerböcke vorgesehen sein. Die untere Rückhalteeinrichtung 34 kann ebenfalls in Form von schwenkbar aufgehängten Zinkenrechen ausgebildet sein. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sollen zur Bildung der Rückhalteeinrichtung 34 nebeneinander angeordnete Zinkenschieber vorgesehen sein, die mittels einer geeigneten Schubstange 43 in radialer Richtung ein- und ausrückbar sind, wie ein Vergleich von Figur 1 links und rechts ergibt. Die umfangsmäßige Unterteilung der Rückhalteeinrichtungen 33 und 34 in mehrere Segmentabschnitte ermöglicht in vorteilhafter Weise auch eine partielle Entnahme'von Biomasse aus praktisch jeder einzelnen Kammer des ringförmigen Gärraums 6o Die Betätigung der einzelnen Abschnitte der Rückhalteeinrichtungen 33 bzw. 34 kann von Hand erfolgen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist für die Rückhalteeinrichtung 33 eine maschinelle Betätigung dargestellt. Hierzu ist ein Umlauforgan 44 etwa in Form einer Kette oder dergleichen vorgesehen, an welchem ein oder mehrere, keilförmige Steuernocken 45 befestigt sind, die eine jeweils zugeordnete Schwenkklaue 46 der Schwenkarme 42 unter fahren, wodurch eine Ausschwenkung erfolgt. Die Rückstellbewegung kann auf dieselbe Weise erfolgen. Vielfach reicht hierzu jedoch bereits'die Schwerkraft aus. Die zur Betätigung der unteren Rückhalteeinrichtung 34 vorgesehenen Schubstangen 43 können ebenfalls durch geeignete Nocken eines Umlauforgans angetrieben werden.
  • Vorstehend ist zwar ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel erläutert, ohne daß jedoch hierdurch ei- ne Beschränkung bewirkt werden soll. Vielmehr stehen dem Fachmann eine Reihe von Möglichkeiten zur Verfügung, um die erfindungsgemäße wehre in die Praxis zu setzen.
  • Anstelle der durch Edelstahl- oder Kunststoffrohre gebilden lotrechten Boiler, deren Durchmesser hier etwa 7/3 der lichten Weite des zugeordneten Gärraums 6 entspricht, könnte auch eine koaxial zur Achse des inneren Gärraums 4 angeordnete Heizschlange vorgesehen sein. Hierbei könnten Ringleitungen entfallen.
  • Eine Kombination der erfindungsgemäßen Anlage mit einer sogenannten Tiefstallmistbewirtschaftung kann sich als besonders vorteilhaft erweisen, da der hier in einer relativ hohen Lage vorhandene Tiefstallmist als Mistspeicher bzw. -puffer dient, der im Bedarfsfalle, z. B. bei erhöhtem Wärmebedarf, schnell zur Beaufschlagung des Festmist verarbeitenden Gärraums 6 zur Verfügung steht. Diese Mistqualität gewährleistet auch einen schnellen Gärbeginn.
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Claims (13)

  1. Ansprüche 1) Vorrichtung zur Umsetzung von Biomasse in Energie mit einem gasdicht verschließbaren, anaeroben Gärraum (4), der über eine Versorgungsleitung (10) mit pumpfähiger Biomasse beaufschlagbar ist und einen Gasauslaß (8) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der anaerobe Gärraum (4) als stehender Kessel ausgebildet ist, der mindestens eine auf Füllhöhe angeordnete, über seine gesamte Weite sich-erstreckende Sammelrinne (11) aufweist, die über eine Falleitung (12) mit einem Eingang (18) eines im Bereich des Gärraumbodens (2) angeordneten, mit einem weiteren Eingang (19) an die Versorgungsleitung (10) angeschlossenen Mischorgans (14) verbunden ist, dessen Ausgang im Bereich des Gärraumbodens etwa unterhalb der Sammelrinne (11) in den anaeroben Gärraum (4) mündet.
  2. 2) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ekennzeichnet, daß das Mischorgan als in einem Rohr (13) angeordnete Schnecke (14) ausgebildet ist, die mit ihrer Einlaßseite an die Gärraumwandung angesetzt ist und zumindest bis in den Bereich der Gärraummitte reicht.
  3. 3) Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelrinne (11) etwa dekkend oberhalb des Mischorgans (14) angeordnet ist.
  4. 4) Vorrichtung nach wenigstens einem dxer vorhèrgehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gärraumboden (2) mindestens ein gegenüber einem dem Mischorgan (14) zugeordneten Steg (22) vertieftes Sammelbecken (23) aufweist, in welchem jeweils ein durch die Gärraumwandung hindurchgeführtes, vorzugsweise als Schnecke (24) mit zumindest teilweise freiliegender Welle ausgebildetes Förderorgan angeordnet ist.
  5. 5) Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei mischorganparallele Sammelbecken (23) vorgesehen sind, zwischen denen sich der Steg (22) zur Aufnahme des Mischorgans (14) befindet.
  6. 6) Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet1 daß der anaerobe Gärraum (6) mit einer im Bereich etwa unterhalb der Sammelrinne (11) endenden Entlastungsleitung (20) versehen ist, die durch ein Überdruckventil (21) verschließbar ist.
  7. 7) Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der anaerobe Gärraum (6) mit einer vorzugsweise zumindest als die Falleitung (11) und/oder das Mischorgan (14) umgebende Leitung für Wärmeträgermedium ausgebildeten Temperiereinrichtung (30) versehen ist.
  8. 8) Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der anaerobe Gärraum (4) von einem ringförmigen, von oben mit schüttfähiger Biomasse beaufschlagbaren und an seinem unteren1 in einen Entsorgungsgang (32) mündenden, offenen Ende mit mindestens einer Rückhalteeinrichtung (33, 34) versehenen, aeroben Gärraum (6) umfaßt und zumindest teilweise hieraus mit vorgegorener Biomasse beaufschlagbar ist.
  9. 9) Vorrichtung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß im aeroben Gärraum (6) mehrere, auf einem mittleren Teilkreisdurchmesser mit etwa gleichem Umfangsabstand angeordnete, in Richtung der Kesselachse sich erstreckende, rohrförmige Boiler (35) vorgesehen sind, die mit einem Wärmeträgermedium beaufschlagbar sind, das zumindest teilweise der Temperiereinrichtung (30) des anaeroben Gärraums (4) zuführbar ist.
  10. 10) Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwei höhenmäßig übereinander angeordnete Rückhalteeinrichtungen (33 bzw. 34) vorgesehen sind, die den Ouerschnitt des aeroben Gärraums (6) durchsetzen und von einem direkt hierunter sich befindenden Entsorgungsgang (32) absetzen und die weils in mehrere entsprechend der Umfangskontur des aeroben Carraums (6) segmentförmig nebeneinander angeordnete Abschnitte unterteilt sind, die wechselweise aus einer tragenden Stellung in eine nichttragende Stellung verbringbar sind und umgekehrt.
  11. 11) Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Abschnitte der oberen Rückhalteeinrichtung (33) als an mindestens einem Schwenkarm (42) befestigte Zinkenrechen (41) ausgebildet sind, deren Zinken kreisförmig mit der Länge des jeweils zugeordneten Schwenkarms (42) entsprechendem Radius gebogen sind.
  12. 12) Vorrichtung nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückhalteeinrichtungen (33 bzw. 34) mittels jeweils mindestens eines an einem den aeroben Gärraum (6) umfahrenden Umlauforgan (44) befestigten Steuernockens (45) betätigbar sind.
  13. 13) Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwandung (5) des aeroben Gärraums (6) auf ihrer Innenseite mit einem schraubenförmigen Belüftungsgang (38) versehen ist.
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