DE8421673U1 - Transportable Bio-Gas-Reaktoren als Baukasten - Google Patents

Description

Stand der Technik

1.1.-In'der „Abfall-Wirtschaft"= Klärschlamm- bzw. Abfall-Aufbereitung, vor allem aber in der landwirtschaft, durch die Gülle-Verordnung (Umweltschutz) sind zwangsläufig neue Probleme für die dafür zu erstellenden Anlagen und Technik aufgetreten. In der Landwirtschaft stehen zwei zusammenhängende Punkte : Umweltschutz und Energie durch die Gülle-Verordnung im Raum. Dafür sind inzwischen schon eine Anzahl von Bio-Gas-Anlagen mit mehr oder weniger Erfolg erstellt worden. Es gibt die verschiedensten Anlagenausführungen, liegend, stehend, mit mechanischen Rührwerken usw.

1.2. Die bestehenden Anlagen sind jedoch al-le mehr oder weniger Einzelanfertigungen, dei in der Montage vor Ort sehr aufwendig und dadurch sehr kostspielig sind. Sie sind in den meisten Fällen nur für landwirtschaftliche Groß-Mastbetriebe oder Milchwirtschaft rentabel, da das anfallende Bio-Gas die Betriebs- und Prozessenergie mehr oder weniger deckt, in manchen Fällen sogar größere Fremdverbraucher angeschlossen werden können, wie z.B. Brennereien, Gewächshäuser, Kleinkrankenhäuser und andere Betriebseinheiten.· Die Auslegung und Bemessung der Bio-Gas-Anlagen muß immer für jede, einzelne/ oder zusammengelegte Betriebsgröße, angefangen von der Futter und Fütterungsart,ermittelt werden,da die anfallende Frisch-Gülle-Menge mit der Standzeit im Reaktor in Einklang gebracht werden müssen.

1.5. Durch die Gülle-Verordnungen sin aber jetzt auch die mittleren und kleineren landwirtschaftlichen „ Vieh^a-Betriebe " mit der Austragung der Frisch-Gülle, mit dem penetrantem Eigengeruch, eingeengt, da sie nur einen geringeren Teil der Gülle auf eigenem Acker verwerten können. Die Frisch-Gülle wird aber mit einer verhältnismäßigen genauen Standzeit, durch die Umwandlung, in einem Bio-Gas-Reaktor bakteriell und biologisch in flüssigem oder trockenem Zustand entschärft und ein einwandfreies natürliches Düngermaterial. Das trockene Material kann dann statt anderem als natür-

1.3· licher Streudünger rentabel an die landwirtschaftlichen Betriebe des reinen Getreideanbaus abgegeben werden. ·

1.4. Das vorliegende und nachstehend^ beschriebene Patent soll nun als fertiger transportabler industriell in Baukastenform für ein „Hydro-Pneum-Verfahren" hergestellt ter Bio-Gas-Reaktor und für die verschiedenen Betriebsgrößen in fertigen Baugruppen zusammensetzbar sein, und zwar nach den neuesten konstruktiven, technischen und Verfahrenstechnischen Erkenntnissen. Hierdurch sollen die Anlagen für den Umweltschutz und gleichzeitig Energiegewinnung für den jeweiligen Betrieb, auch für mittlere und kleinere landwirtschaftliche, oder andere ähnlich gelagerte Betriebe rentabel gemacht werden.

2. -- Anlagen-_Be Schreibung

.2.1· eines serienmäßig, industriell fertig hergestellten transportablen Bio-Gas-Reaktor iri Baukastenform für ein Hyäro-Pneum-Verfahren, zusammensetzbar für die jeweilige Betriebsgröße, bzw. für das Grundmaterial und der stündlich anfallenden Menge bei durchgehendem Betrieb, wobei die gleiche fertige Menge abläuft wie neue zugeführt wird.

Alle Material- bzw. Prozess-Bewegungen innerhalb des Reaktors werden durch seine spezielle Konstruktion nicht durch anfällige mechanische Einrichtungen im Reaktor hervorgerufen, sondern die erforderlichen Umwälzungen werden durch Biomassen-Umwälzung mittels außen liegender Umwälzpumpe erzeugt, sowie durch einpressen von Bio-Gas zur Auflockerung und mitreißen der sich gebildeten kleinen Gasbläschen zum schnelleren aufsteigen.

Der transportable Bio-Gas-Reaktor in Baukastenform

ist gekennzeichnet durch :

2.2.die Bodenwannen (o1) für ein oder mehrere (o2) Reaktor-1.©berbehälter, hat ein nach unten hin konisch (&ohacgr;&idiagr;) bzw. spitz (o2) zulaufende Form damit sich kein festes Güllematerial unten absetzen und sich durch den Druck von oben verfestigen kann. Im untersten Punkt ist der Anschluß (o3) für die Biomassen-Umwälzung, die durch eine Umwälzpumpe (o4) hervorgerufen wird. Durch die schrägen Wände der Bodenwannen gleitet das schwere Material bei der Umwälzung nach unten und wird durch den Umwälzungsstrom wieder mit nach oben mitgerissen, sodas sich kein Bodensatz bilden kann. Die Umwälzung findet immer nur kurzzeitig in bestimmten Zeitabständen statt, und nimmt das Material aus einem Fallrohr vom oberen Auslauf her.

2.Die Bodenwannen haben alle in etwa halber Höhe eine rundum laufende „Falte" (06) in der eine Bio-Gas-Leitung (o7) mit Büsenbohrungen verlegt ist. Durch die „Falte¹¹ wird vermieden, daß sich von oben her Material auf der Leitung absetzt und die Düsenbohrungen verstopft. Durch diese Gasleitung wird von Zeit zu Zeit aus den Gasvorrat Bio-Gas durchgepreßt (08) um eine weitere Auflockerung für die Bio-Masse im Bio-Prozess zu erreichen und die sich gebildeten Gasbläschen mit nach oben mitzureißen.

2.2.3.Inden Bodenwannen ist auch der Haupt-Zufluß (o9.1) für die einzupumpenden Frischgülle die in dem Zuflußrohr (o9.2) aufgewärmt (10) und in die Mitte des Reaktors geleitet wird. Zeitweise wird auch durch das zweite Zuflußrohr (11) am „Gas-Dom" (12) des Reaktors, erwärmte Frischgülle zugeführt, mit dem Zweck die sich bildende „Haut" bzw. Schaumdecke aufzulockern und zu öffnen für den leichteren Aufstieg der Gasbläschen.

2.3.Das Oberteil

I.des Reaktors ist der Haupt-Gärbereich für den Prozess dep: biologischen Uinstzung der Gülle. Inr.der Mittelachse ist mit Rohrtraversen (13) ein doppelwandiges Heizungsrohr (14) eingebaut durch dessen Innenraum die vorgewärmte eingepumte Frischgülle nach oben gedrückt und aufgeheizt wird. Über dem Heizrohr ist ein Rohr (15) von außen her eingebaut dessen geschlossenes Ende in die Zentrale des Reaktors reicht,zum einschieben einer Meßsonde (Fern-Thermometer) von außen her, zur wichtigen Kontrolle der zentralen Temperatur. I/er Ein- (16) und der Ausgang (17) des Heizmediums ist nach außen geführt. Das Oberteil hat in einer bestimmten Höhe den freien Ablauf (18) der biologisch umgesetzten Bio-Masse.

2.Diese Scheitelhöhe (19) der Bio-Masse im Reaktor trennt den Reaktor-Raum theoretisch in zwöi Räume, den unteren mit der Bio-Masse und den oberen Bio-Gas-Raum. Die beiden „Räume" stehen in einem bestimmten Verhältnis zueinander. Für den freien ungehinderten Ablauf (20) der„Bio-Gülle" in den Speicher sorgt eine Schaumsperre (21). Die Spitze des Reaktors, der Gas-Dom (12) ist mit einem Mann-Loch versehen und mit einer Deckel-Platte (22) geschlossen an der die Anschlüsse (11) und der Gasabgang (23) in den Speicher sind. Bei mehreren Oberteilen sind van Deckel zu Deckel Verbindungsrohre (24) damit die BioJ-Gas-Raume eine ausgleichende Verbindung haben und nur an einer Stelle entnommen werden braucht. Ebenso sind für „Zwillinge" oder mehrere Behälter Zuleitung (25) und Verteilerleitungen (26) für die Zuführung von Frisch-Bio-Masse angebracht.

2.3·3»In der Scheitelhöhe (19) tier Bio-Masse sind gegenüberliegend Mann-Löcher (27) vorhanden, die auch mit durchsichtigen Deckeln verschlossen werden können um notfalls das Innere beobachten zu können. Bei „Zwillingen" oder mehreren Oberteilen dienen sie zur Verbindung (28) der Scheitel- und Auslaufhöhen untereinander. Über dem oder den Domen ist eine eine Wärmeisolierung und Abdeckhaube gesetzt (29).

2.4.Die Wärmeisolierung

des Reaktors erfolgt entsprechend den klimatischen Einsatzorten nach den allgemeinen bekannten Techniken mit Mineralwolle (31) und einer entsprechenden witterungsfesten und stabilen „Außenhaut" (32)

Diese Isolierung und Außenhaut werden an, in bestimmten Abständen, um den Reaktor befindliche Profilstahlringe (33) mit Schrauben oder Bieten (34) befestigt. Die Profilstahlringe sind um möglichst keine oder nur kleine Kältebrücken zu haben mit Distanz-Rohren (35) an der Reaktorwand (36) befestigt.

Claims (1)

1. 3. ____gE

   für einen „Transportablen Bio-Gas-Reaktor in Baukastenform der aus Kostengründen industriell kompl. im Werk serienmäßig hergestellt wird und aus Montage-und transporttechnischen Gründen in kleiner Form als ganze Einheit transportiert werden kann und bei größeren Ges.-Einheiten als kompl. fertige „Baukasten"-Baugruppe transportiert, und vor Ort mit einfachen Mitteln zusammengesetzt wird, wobei die Oberteile immer kompl. die gleichen sind und dadurch gekennzeichnet, daß sie nach Abb. 1-5

   1. aus einem Unterteil { I ) der Bodenwanne (o1 ) in runder konischer Form (Abb.2) und für zwei oder mehrere Oberteile ( II ) in ovaler aber konischer Form (o2)(Abb.4) bestehen mit einem Leitungsanschluß (o5) in der Spitze, Alle Bodenwannen haben rundum in halber Höhe eine „Falte" (o6) zum geschützten Einbau einer Rohrleitung mit Düsenbohrungen (o7)(o8) für das Einpressen von Bio-Gas zur Auflockerung. Die Bodenwannen sind mit Stützfüßen für die Aufstellung auf Fundamente ausgerüstet.

   2. Transportabler Bio-Gas-Reaktor in Baukastenform nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß in den Wannen die Gasleitungsanschlüsse (o7)(o8) ebenso das doppelwandige Heizungs-Materialzuführungsrohr (o9.i) für die Erwärmung (10) des Materials fest eingebaut sind. Das Zuführungsrohr reicht bis in die Mitte der Bodenwanne und hat einen speziell geformten Austritt (o9.2) damit der Druck von oben keine Verstopfung hervorruft und das eingepumte Material nach oben in den Aufheizungsbereich (14) für die Prozesswärme aufsteigen kann.

   3. Transportabler Bio-Gas-Reaktor in Baukastenform naeh Anspruch 1+2 dadurch gekennzeichnet, daß das Oberteil ( II ) einekonstruktiv und fertigungstechnisch kompl. fertiggestellte Einheit und als Ganzes transportabel ist. Das Oberteil wird mit der kleinen Bodenwanne ( I )(o1) zusammen als ganzer Reaktor ohne große Montagen nur aufgestellt.

   noch 3·3·

   Für die Befestigung der Isolierung des ganzen Reaktors sind um die Behälter Profilstahl-Ringe (33). in bestimmten Höhenabständen mittels Distanzrohre (35) an der Reaktorwand (36) befestigt um das Isoliermaterial (31) und die Stabile Außenhaut (32) daran mit Schrauben oder Nieten zu befestigen.