DK159258B - Beluftningssystem til komposteringsbeholdere for biomasse - Google Patents

Description

i

DK 159258 B

Opfindelsen angår et beluftningsanlæg til beholdere til kompostering af biomasse, hvilket anlæg omfatter en hovedledning, der kan føre gas under tryk til flere siderør, 5 som fører til i beholderens bund udmundende gasudstrømningsåbninger, hvorfra gassen kan strømme ind i biomassen til beluftning af denne.

Det er kendt, at den mest effektive og samtidigt mest øko-10 nomiske fremgangsmåde til at opnå landbrugsmæssigt værdifuld gødning til genanvendelse af biomasse er den aerobe, biologiske omdannelse af denne ved hjælp af mikroorganismer .

15 Fælles for alle fremgangsmåder og anlæg hertil er nødvendigheden af at belufte biomassen for at udvikle den aerobe bakterieflora, som er i stand til at fremkalde den biologiske omdannelse på forholdsvis kort tid og uden at bevirke udstrømning af ubehagelige lugte (forrådnelsestegn).

20

Bortset fra den til processen nødvendige gasmængde og fra det hensigtsmæssige i at blæse denne ind eller suge den ud er intet kendt anlæg i stand til at præstere det, der er grundlæggende, nemlig en afmålt fordeling af gassen i mas-25 sen og en bestandighed i tiden, for så vidt beluftningsan-lægget efter kort tid lukker sig til, og bioomdannelsesprocessen håbløst standser, uden nogen som helst mulighed for at reaktivere samme på grund af tilstedeværelsen af en anselig materialemængde, hvilket frem for alt ikke kan 30 fjernes ved automatiske anlæg.

De sædvanligt anvendte beluftningsanlæg er anbragt i bunden eller gulvet i digestoren og kan opdeles i to principielle udførelsesformer.

35

Den første af disse udførelsesformer er sammensat med en på beholderens side anbragt kollektor eller samleenhed,

DK 159258B

2 hvori der indblæses eller udsuges gas, hvilken samleenhed er forbundet med et net af ledninger, der forløber tværs gennem beholderen. Hver ledning er udformet med flere åbninger eller dyser, hvorfra gassen indføres i eller udsu-5 ges fra massen.

Den anden udførelsesform sammensat af tværrender, som er udformet i beholderens bund og er overdækket med tegl, der af hensyn til gassens passage er udformet med slidser, i-10 det materialets passage er hindret. Disse tværrender er indbyrdes forbundne med en længderende, der er beregnet til at tjene som transportør for det ved periodisk spuling af alle render anvendte vand til en samlebrønd.

15 Begge disse grundliggende udførelsesformer udviser bemærkelsesværdige ulemper, nemlig: a) Den biologiske masse, der behandles, har fra lokalitet til lokalitet en forskellig konsistens og gas- 20 gennemtrængelighed. I virkeligheden har man i en digestor med kontinuerlig proces, som det forekommer ved middelstor og stor produktion, friskt materiale, materiale i modningsfase og allerede modnet materiale, og hvert af disse materialer har forskellig gasgennemtrængelighed, hvorfor 25 den gas, som føres ind i en ledning, overfor materialets forskellige beskaffenhed vil stræbe efter at strømme ud af (eller strømme ind gennem) de åbninger, hvor den møder den mindste modstand. Det samme kan man hævde med hensyn til rendesystemet og med den yderligere vanskelighed, at det 30 er umuligt at indskyde et reguleringsspjæld.

b) Den biologiske masse, som skal behandles, skal altid være en meget fugtig masse (med mere end 50% fugtighed), for at en aerob flora kan udvikle sig optimalt. Der ind- 35 træffer dermed en bemærkelsesværdig afdræning mod de nedre lag, der har tilbøjelighed til at komprimeres ved digestorens bund under dannelse af et uigennemtrængeligt eller 3

DK 159258B

vanskeligt gennemtrængeligt lag, som ikke kan overvindes af mekaniske omrøringsorganer, fordi disse af nærliggende årsager må stryge hen over bunden med en vis om end ringe afstand. Dette bundlag, der gradvist bliver mere og mere 5 uigennemtrængeligt, dannes i almindelighed nogle måneder efter igangsætning af anlægget og forstærkes ved tilstedeværelsen af kolloidale stoffer, som dannes ved processen. Denne ulempe sætter normalt anlægget ud af drift og nødvendiggør nu om stunder tømning af beholderen og 10 rensning af dennes bund. En sådan håndtering er dog utænkelig for industrianlæg med kontinuerligt arbejdskredsløb, som, når det en gang er blevet fyldt, aldrig bør skulle tømmes, fordi den deri forløbende biologiske proces tager lang tid til sin udløsning.

15

Begge udførelsesformer har således den ulempe, at der langs ledningen, henholdsvis samlerenden er et trykfald, så gassen gennem den fra samleenheden fjerneste gasudstrømningsåbning eller slids strømmer ud under et tryk, 20 der er væsentligt lavere end trykket af den gas, som strømmer ud fra åbninger, der er nærmere samleenheden. Disse trykforhold ændres endvidere, når en eller flere gasudstrømningsåbninger eller slidser tilstoppes af biomasse, eller når denne antager uensartet konsistens over 25 de forskellige åbninger.

Det er et formål med opfindelsen at tilvejebringe et anlæg, som med sikkerhed er i stand til overalt at præstere ensartet og kontinuerlig passage for luften ind i den bio-30 masse, som er under behandling, for således at forhindre, at oxidationsprocessen kan reduceres med tiden, idet der også skal tilvejebringes organer, der i givet fald automatisk kan frilægge de gasudstrømningsåbninger, som eventuelt måtte blive 35 tilstoppet.

Dette formål opnås ved et beluftningsanlæg af den indled-

DK 159258B

4 ningsvist angivne art, hvilket anlæg ifølge opfindelsen er særegent ved, at hver gasudstrømningsåbning er sluttet til hovedledningen gennem dens eget siderør, hvorhos siderørene er udformet til i hovedsagen at have ens trykfald.

5

Herved opnås, at gassen uanset afstanden mellem gasudstrømningsåbningen og hovedledningen individuelt kan styres til at strømme ud under et tryk, der kan tilpasses i afhængighed af modningsfasen og fugtighedsgraden af den 10 biomasse, som befinder sig oven over den pågældende gasudstrømningsåbning, hvorhos denne tilpasning af trykket kan udføres uden at få indflydelse på trykforholdene ved de omkringliggende gasudstrømningsåbninger.

15 Frembringelsen af det ensartede trykfald for siderørene opnås som omhandlet i krav 2 ved, at alle siderør har samme diameter og i hovedsagen samme længde mellem gasudstrømningsåbningen og hovedledningen, hvorhos siderørene forløber i baner, som har samme antal bøjninger.

20

Ved at udforme siderørene på denne måde kan man tilpasse disse efter den afstand, som for det enkelte siderør består mellem hovedledningen og gasudstrømningsåbningens placering i beholderens bund.

25

Endvidere bør dette trykfald også være op til tyve gange større end det trykfald, som luften udsættes for ved passage gennem den biomasse, som behandles, som omhandlet i krav 3.

30

Ifølge opfindelsen er der fra hver af de fra hovedledningen afgrenede siderør ved hjælp af en afspærringsventil afgrenet et ledningsafsnit, der efter ønske kan forbindes med en trykgaskilde.

35

En yderligere ejendommelighed ved opfindelsen er, at udmundingen af hvert siderør i bunden af digestoren er et

DK 159258 B

5 fuldkomment tværsnit, det vil sige, der forekommer ingen drøvlinger eller tværsnitsreduktioner ved tilstedeværelse af ejektorer eller dyser af nogen art.

5 Beluftningsanlægget ifølge opfindelsen bliver bedre forstået ved læsning af efterfølgende beskrivelse af et udformningseksempel under henvisning til medfølgende, skematiske tegning. I selve tegningen viser: 10 fig. 1 skemaet for fordelingen af gassens gennemstrømningsrør, fig. 2 hvert siderørs tilførsels- og styrediagram.

15 Med henvisning til tegningen og særligt til figur 1 er der i beholderens 1 bund 3, hvori den materialemasse 2, som skal behandles, er anbragt, indført en række siderør 4, hvoraf hvert enkelt uafhængigt af de øvrige er forbundet med en hovedledning 5, igennem hvilken der strømmer gas, 20 som er sat under tryk af en elventilator 6 efter ønske.

Ifølge opfindelsen har alle siderørene 4 i hovedsagen ens længde, ens antal bøjninger og ens tværsnit. Under disse vilkår har alle siderørr 4 samme trykfald, hvilket er et 25 opfinderisk kendetegn.

Som det allerede er antydet er en anden ejendommelighed ved opfindelsen, at trykket i gassen i hovedledningen 5 og dermed i siderørene 4 er således, at det af siderørene 30 frembragte trykfald er væsentligt større end det trykfald, som gassen udsættes for ved passage gennem biomassen. Forsøg i denne retning har bevist, at trykfaldet i siderørene 4 passende skal være 5-20 gange, fordelagtigt 8-12 gange, større end gassens trykfald ved passage gennem 35 biomassen.

Som det videre er antydet og eksempelvis anskueliggjort i 6

DK 159258 B

figur 2, er hvert siderør 4 kun afgrenet fra hovedledningen 5 ved hjælp af en afspærringsventil 7, således at det er muligt at isolere hvert siderør for sig i forhold til hovedledningen. Endvidere er hvert siderør 4 i strømnings-5 retningen efter afspærringsventilen 7 udformet med en med en afspærringsventil 9 forsynet tilslutning 8, hvorover det efter hensigtsmæssig omkobling af de to afspærringsventiler 7 og 9 er muligt at forbinde de pågældende siderør 4 med en fluidkilde, for eksempel en kilde for væske, 10 der også har højere tryk, end det i hovedledningen herskende tryk. Med andre ord i tilfælde af en tilstopning af gasudstrømningsåbningen på et af siderørene 4, hvilket af ovennævnte årsager er helt igennem muligt, er det altså tilstrækkeligt - under indvirkning af den tilsvarende ven-15 til 7 - at afbryde det pågældende siderør 4 forbindelse med hovedledningen 5, og dermed isolere denne og lade en fluidumimpuls under tryk føre ind i samme siderør 4 gennem afsnittet 8 og den nu åbnede ventil 9, for således at o-vervinde forstoppelsens modstand under frigørelse af side-20 røret. Man retablerer derefter normal drifttilstand, idet siderøret 4 igen forbindes med hovedledningen 5 efter lukning af afspærringsventilen 9. Der er således mulighed for til stadighed at holde beluftningsanlægget funktionsdygtigt ved hjælp af en enkel periodisk og regelmæssig kon-25 trol af trykfaldet i de forskellige siderør 4.

Som det allerede er antydet er et andet kildent punkt ved de i dag anvendte anlæg behovet for dyser, der indblæser gas i digestorens seng. Som allerede nævnt har denne op-30 findelse også overvundet denne ulempe, eftersom udstrømningsåbningen for gassen i materialemassen dannes af hvert enkelt siderør i sig selv, som dukker op af beholderens 1 bundplade 10.

35 For at imødekomme de forskellige krav til gas, der ændrer sig i afhængighed af materialets modningstilstand, er det muligt at underinddele beholderen 1 og de tilhørende side- 7

DK 1S9258B

rør 4 i zoner, idet hver zone i givet fald kobles sammen med en særlig hovedledning 5, således at man kan frembringe den for hver zone krævede gasmængde.

5 De fordele, som er forbundet med denne opfindelse kan uddrages af ovenstående beskrivelse. Det skal her særligt fremhæves, at anlægget i fremstilling og drift er meget enkelt og billigt. Det tillader meget hurtig overvågning og indgriben, som er egnet til at automatiseres, og det 10 sikrer i hvert fald effektiviteten af biomassens beluft-ning og dermed den regelmæssige fortsættelse af den biologiske omdannelsesproces.

Claims (7)

1. Beluftningsanlæg til beholdere (1) til kompostering af biomasse (2), hvilket anlæg omfatter en hovedledning 5 (5), der kan føre gas under tryk til flere siderør (4), som fører til i beholderens (1) bund udmundende gasudstrømningsåbninger, hvorfra gassen kan strømme ind i biomassen (2) til beluftning af denne, kendetegnet ved, at hver gasudstrømningsåbning er sluttet til hoved-10 ledningen (5) gennem dens eget siderør (4), hvorhos side-rørene (4) er udformet til i hovedsagen at have ens trykfald.

2. Beluftningsanlæg ifølge krav 1, kendetegnet 15 ved, at alle siderør (4) har samme diameter og i hovedsagen samme længde mellem gasudstrømningsåbningen og hovedledningen (5), hvorhos siderørene (4) forløber i baner, som har samme antal bøjninger.

3. Beluftningsanlæg ifølge et eller flere af de for anstående krav, kendetegnet ved, at trykfaldet i siderørene (4) er 5 - 20 gange, fordelagtigt 8-12 gange, større end det trykfald, som luften udsættes for ved gennemstrømningen af biomassen (2). 25

4. Beluftningsanlæg ifølge et eller flere af de for anstående krav, kendetegnet ved, at alle siderør (4) er tilsluttet hovedledningen (5) over en afspærringsventil (7). 30

5. Beluftningsanlæg ifølge et eller flere af de for anstående krav, kendetegnet ved, at hvert siderør (4) er udformet med organer (9), der er indrettet til at kunne indpresse fluid under højt tryk gennem gas- 35 udstrømningsåbningen.

6. Beluftningsanlæg ifølge et eller flere af de for- DK 159258 B anstående krav, hvor siderørene (4) og i givet fald også hovedledningen (5) alt efter biomassens (2) modningstilstand er underinddelt i grupper med forskellige gastryk og gasvolumina, kendetegnet ved, at 5 der i hovedledningen eller hovedledningerne (5) findes organer indrettet til at kunne styre gassens tryk i de tilsluttede siderør (4).

7. Beluftningsanlæg ifølge et eller flere af de foran-10 stående krav, kendetegnet ved, at hvert siderørs (4) frie ende, som stiger op fra beholderens bund, fungerer som gasudstrømningsåbning.