DE4244612C2

DE4244612C2 - Biogas tank

Info

Publication number: DE4244612C2
Application number: DE4244612A
Authority: DE
Inventors: Andreas Niederloehner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-03-30
Filing date: 1992-12-31
Publication date: 1998-11-26
Anticipated expiration: 2013-01-01
Also published as: DE4244612A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vor richtung zur Gewinnung von Biogas gemäß dem Oberbe griff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 5.The invention relates to a method and a Direction for the production of biogas according to the Oberbe handle of claim 1 and claim 5.

Es ist bekannt, daß man durch anaerobe Vergärung bzw. Faulung von organischen Abfallstoffen, insbe sondere Fäkalien, Biogas erzeugen kann. Sinnvoller weise läßt man diesen Gär- oder Faulprozeß in einem geschlossenen Reaktionsbehälter bzw. Faulbehälter ablaufen, so daß das gebildete Biogas im oberen Bereich des Faulbehälters gesammelt wird. Durch die fortlaufende Bildung von Biogas entsteht in dem Faulbehälter ein Überdruck.It is known that anaerobic digestion or digestion of organic waste, esp special faeces, biogas can produce. It makes more sense this fermentation or fermentation process is wisely left in one closed reaction vessel or digester run off, so that the biogas formed in the upper Area of the digester is collected. Through the Continuous formation of biogas arises in the Digestion tank an overpressure.

Infolgedessen ist man bisher von der Grundvorstel lung ausgegangen, daß der Faulbehälter ein voll ständig gasdichter Behälter sein müsse, um ein unkontrolliertes Austreten und damit Verlust von Biogas zu vermeiden. As a result, one is so far from the basic idea lung assumed that the digester is a full gas-tight container must be constantly uncontrolled leakage and thus loss of Avoid biogas.

Aus DE-Z "gwf - gas/erdgas", 1983, S. 389 bis 394, sind unter anderem die Möglichkeiten bekannt,
From DE-Z "gwf - gas / erdgas", 1983, pp. 389 to 394, the possibilities are known, inter alia,

a) Biogas using a compressor from a Digester downstream of the low pressure buffer tank cher in a medium pressure accumulator or a high to promote accumulator,
b) or biogas without blower or compressor from the Septic tank in a separate low pressure spit let overflow.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ver fahren und eine Vorrichtung aufzuzeigen, bei dem bzw. der man von der Bindung an absolut gasdichte Faulbehälter frei ist.The invention has for its object a Ver drive and show a device in which or the one from the bond to absolutely gastight Digester is free.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Verfahren er findngsgemäß durch die Kennzeichnungsmerkmale des Anspruchs 1 und ist die Vorrichtung erfindungsgemäß durch die Kennzeichnungsmerkmale des Anspruchs 5 gekennzeichnet. To solve this problem, the procedure is he according to the characteristics of the Claim 1 and is the device according to the invention by the characterizing features of claim 5 featured.

Durch die Erfindung wird somit ein Weg angegeben, wie man selbst mit Faulbehältern, die Gasundichtig keit aufweisen, noch sinnvoll Biogas gewinnen kann. Dies ist ein sehr wesentlicher wirtschaftlicher Vorteil, da bereits vorhandene Behälter, z. B. Güllebehälter, die Gasdichtigkeitsprobleme haben, ohne kostspielige Sanierung zur Schaffung von Gas dichtigkeit verwendet werden können. Oder man kann die Biogasgewinnung mit kostengünstiger erstellba ren, nicht vollständig gasdichten Behältern betrei ben. Als ein Beispiel für nicht ganz gasdichte Faulbehälter seien Faulbehälter aus Beton oder Ziegeln erwähnt.The invention thus provides a way like yourself with septic tanks that leak gas be able to produce biogas. This is a very essential economic one Advantage because existing containers, e.g. B. Slurry tanks that have gas tightness problems, without costly refurbishment to create gas tightness can be used. Or you can biogas production with low-cost production clean, not completely gastight containers ben. As an example of not completely gastight Digesters are made of concrete or Bricks mentioned.

Um die Größenordnung der Gasverluste aus gasundich ten Behältern vor Augen zu führen, wird auf eine Veröffentlichung von A. Wellinger, Biogas-Handbuch, Verlag Wirz AG, Aarau 1984, Seite 58, hingewiesen. Aus dieser Veröffentlichung ergibt sich, daß z. B. bei einem Gärfuttersilo von 125 m³ Inhalt bei Innendrücken von ca. 10 mbar 300 bis 400 l/min Gas verlorengehen. Heutzutage arbeiten Anlagen zum Gewinnen von Biogas häufig mit Drücken im Bereich von 10 bis 50 mbar.In order to visualize the magnitude of the gas losses from gas-leaking containers, reference is made to a publication by A. Wellinger, Biogas-Handbuch, Verlag Wirz AG, Aarau 1984, page 58. From this publication it follows that, for. B. with a fermentation silo of 125 m ³ content at internal pressures of approx. 10 mbar 300 to 400 l / min gas are lost. Nowadays plants for the extraction of biogas often work with pressures in the range of 10 to 50 mbar.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 4 und 6 bis 8 an gegeben. Es ist bevorzugt, kontinuierlich oder intermittierend Biogas in einer derartigen Menge aus dem Faulbehälter abzuziehen, daß der Innendruck in dem Faulbehälter höchstens 1 mbar, vorzugsweise höchstens 0,5 mbar, über dem Umgebungsdruck liegt. Ferner ist es bevorzugt, das Biogas in einer derar tigen Menge abzuziehen, daß die Druckdifferenz zwischen dem Umgebungsdruck und dem Innendruck im zeitlichen Mittel unter 0,1 mbar, vorzugsweise unter 0,05 mbar, gehalten wird. Preferred embodiments of the invention are in dependent claims 2 to 4 and 6 to 8 given. It is preferred to be continuous or intermittent biogas in such an amount deduct from the digester that the internal pressure in the digester at most 1 mbar, preferably at most 0.5 mbar, is above the ambient pressure. It is further preferred to derar the biogas subtract the amount that the pressure difference between the ambient pressure and the internal pressure in the time average below 0.1 mbar, preferably is kept below 0.05 mbar.

Es wird darauf hingewiesen, daß bei dem erfindungs gemäßen Abziehen von Biogas aus dem Faulbehälter durchaus auch der Zustand auftreten kann, daß in dem Faulbehälter ein geringfügiger Unterdruck im Vergleich zum Umgebungsdruck entsteht. Dies ist tolerabel, da sich hierdurch lediglich eine unwe sentliche Verdünnung des Biogases mit Luft ergibt. Allerdings sollten vorzugsweise die vorstehend genannten Maximal-Druckdifferenzen zum Umgebungs druck auch hierbei im Unterdruckbereich eingehalten werden und sollte vorzugsweise der Faulbehälter jeweils nur kurzzeitig in den Unterdruckbereich kommen.It should be noted that the invention appropriate removal of biogas from the digester the condition can also occur that in a slight negative pressure in the digester Comparison to the ambient pressure arises. This is tolerable, as this is only an inconsistent considerable dilution of the biogas with air results. However, preferably the ones above maximum pressure differences to the ambient pressure also maintained in the vacuum area should and should preferably be the digester only briefly in the vacuum area come.

Die genannten Maximal-Druckdifferenzen beziehen sich auf den stationären Betriebszustand; sie kön nen nach dem (ergänzenden) Befüllen des Faulbehäl ters mit Biomasse oder nach dessen (teilweisem) Entleeren kurzzeitig überschritten werden.Obtain the maximum pressure differences mentioned on the steady operating state; you can after the (additional) filling of the digester ters with biomass or according to its (partial) Emptying may be exceeded briefly.

Als Gasabsaugeinrichtung eignet sich insbesondere ein Sauggebläse, ein Verdichter oder eine Pumpe.Is particularly suitable as a gas suction device a suction fan, a compressor or a pump.

Bei der Entnahme von ausgefaulter Biomasse aus dem Faulbehälter nimmt das für Biogas zur Verfügung stehende Volumen im oberen Bereich des Faulbehäl ters zu. Insofern kann man vorsehen, daß für die Phase der Entnahme von Biomasse die Gasabsaugein richtung zeitweise auf Biogasrückförderung umge stellt wird.When digested biomass is removed from the Digester takes this for biogas standing volume in the upper area of the digester ters too. In this respect, one can provide that for the Phase of the extraction of biomass the gas extraction temporarily switched to biogas recovery is posed.

Es ist günstig, die zum Abziehen von Biogas vorge sehene Saugpumpe druckseitig an einen Speicher für Biogas anzuschließen. Aufgrund des Speichers können zeitweise größere Biogasmengen verbraucht werden als gerade im Faulbehälter erzeugt werden. Außerdem läßt sich im Speicher das Biogas unter Druck spei chern, was zur Fortleitung des Biogases zu der Verbrauchsstelle bzw. den Verbrauchsstellen und für das erforderliche Speichervolumen von Vorteil ist. It is convenient to pre-extract biogas see suction pump on the pressure side to a memory for Connect biogas. Because of the memory can temporarily larger amounts of biogas are used than just being generated in the digester. Furthermore the biogas can be fed under pressure in the storage tank what to transfer the biogas to the Consumption point or the consumption points and for the required storage volume is an advantage.

Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden nachfolgend anhand eines zeichnerisch darge stellten Ausführungsbeispiels noch näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in schematisierter Form eine Vorrichtung zur Gewinnung von Biogas.The invention and developments of the invention are illustrated below using a drawing presented embodiment explained in more detail. The drawing shows a schematic Device for the production of biogas.

Ein Reaktionsbehälter 2 z. B. aus Beton (zuweilen auch "Fermenter" genannt) ist zwar ringsum ge schlossen, aber nicht vollständig gasdicht. Der Faulbehälter 2 ist teilweise mit vergärbarer Bio masse, z. B. Gülle, gefüllt. In seinem oberen Be reich weist der Reaktionsbehälter 2 einen Raum auf, in dem sich gebildetes Biogas ansammelt.A reaction vessel 2 z. B. made of concrete (sometimes called "fermenter") is closed all around, but not completely gastight. The digester 2 is partially with fermentable bio mass, for. B. manure filled. In its upper loading area, the reaction vessel 2 has a space in which the biogas formed accumulates.

An den Faulbehälter 2 ist eine z. B. elektrisch angetriebene Saugpumpe 4 mit einer Leitung ange schlossen. Druckseitig ist die Saugpumpe 4 mit einer weiteren Leitung an einen Druckspeicher 6 angeschlossen. Von dem Druckspeicher 6 führen eine oder mehrere Leitungen 12 zu einer oder mehreren Verbrauchsstellen.At the digester 2 is a z. B. electrically powered suction pump 4 with a line is closed. On the pressure side, the suction pump 4 is connected to a pressure accumulator 6 with a further line. One or more lines 12 lead from the pressure accumulator 6 to one or more consumption points.

Ferner ist ein Druckaufnehmer 8 vorgesehen, welcher den Innendruck in dem beschriebenen Gasraum des Faulbehälters 2 sowie den Umgebungs-Luftdruck erfaßt und einen elektrischen Signalwert entspre chend der Differenz zwischen diesen beiden Drücken abgibt. Der Druckaufnehmer 8 ist an eine Regelein richtung 10 angeschlossen, die ihrerseits mit dem Antriebsmotor der Saugpumpe 4 verbunden ist. Sobald diese Druckdifferenz einen Schwellenwert von z. B. 0,5 mbar überschreitet, wird die Saugpumpe 4 einge schaltet; Biogas wird aus dem Faulbehälter 2 abge zogen und unter Druck dem Speicher 6 zugeführt. Statt mit einer Einschalt/Ausschalt-Regelung der Saugpumpe 4 zu arbeiten, kann man auch stattdessen oder zusätzlich mit einer Drehzahlregelung der Saugpumpe 4 arbeiten.Furthermore, a pressure transducer 8 is provided, which detects the internal pressure in the described gas space of the digester 2 and the ambient air pressure and outputs an electrical signal value accordingly the difference between these two pressures. The pressure sensor 8 is connected to a Regelein device 10 , which in turn is connected to the drive motor of the suction pump 4 . As soon as this pressure difference reaches a threshold of e.g. B. exceeds 0.5 mbar, the suction pump 4 is switched on; Biogas is withdrawn from the digester 2 and fed to the reservoir 6 under pressure. Instead of working with a switch-on / switch-off control of the suction pump 4 , one can also work with a speed control of the suction pump 4 instead or in addition.

Claims

1. A process for the extraction of biogas from a digester (2), characterized in that comprises from the digester (2), the gas leak, according to the pressure difference between the ambient pressure and the in the digestion tank (2) by the formation of biogas resulting internal pressure, by means of a gas extraction device ( 4 ) biogas is withdrawn in such an amount that in the digester ( 2 ) a maximum pressure threshold is reached which is only slightly above the ambient pressure.

2. The method according to claim 1, characterized, that the pressure threshold 1 mbar, preferably two se 0.5 mbar, is above the ambient pressure.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized, that the pressure difference between the environment pressure and the internal pressure on average below 0.1 mbar, preferably below 0.05 mbar becomes.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized, that the internal pressure constantly with the environment pressure is compared and that the subtraction of Biogas regulated based on this comparison becomes.

5. Device for the extraction of biogas by anaerobic digestion in a digester ( 2 ), characterized in that
that a gas extraction device ( 4 ) for the biogas formed is connected to the digester ( 2 ), which has gas-tightness;
and that for the operation of the Gasabsaugeinrich device ( 4 ) a control device ( 10 ) is provided which controls the gas suction device ( 4 ) in such a way that in the digester tank on the basis of a comparison between the ambient pressure and the internal pressure arising in the digester tank through the formation of biogas ( 2 ) a maximum pressure threshold value is reached which is only slightly above the ambient pressure.

6. The device according to claim 5, characterized in that for the comparison between the ambient pressure and the internal pressure of the digester ( 2 ) a pressure sensor ( 8 ) is provided, the pressure differences below 1 mbar, preferably below 0.5 mbar, can detect.

7. The device according to claim 5 or 6, characterized in that the gas suction device ( 4 ) is connected on the pressure side to a biogas storage ( 6 ).

8. The device according to claim 7, characterized in that at least one gas line is provided which leads from the biogas storage ( 6 ) to a Ver consumption point for biogas.