ES2233667T3 - Biorreactor para metanizacion de biomasa y una planta de biogas para generar energia termica, electrica o mecanica a partir de biomasa, con un biorreactor de este tipo asi como procedimiento para regular y controlar una planta de biogas de este tipo. - Google Patents
Biorreactor para metanizacion de biomasa y una planta de biogas para generar energia termica, electrica o mecanica a partir de biomasa, con un biorreactor de este tipo asi como procedimiento para regular y controlar una planta de biogas de este tipo.Info
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Abstract
Biorreactor para la metanización de biomasa, con - un tanque (2; 200) digestor para alojar la biomasa, el cual puede cerrarse de forma estanca al gas mediante una tapa (14); - un dispositivo (20) de calefacción plano previsto en la pared del tanque; - una toma (18) de extracción del biogás; y - un dispositivo (22) de drenaje del líquido escurrido; caracterizado porque - el tanque (2; 200) digestor está configurado a modo de un garaje prefabricado de hormigón armado, y - porque el dispositivo (20) de calefacción plano está dispuesto en la plancha (4) del fondo del tanque (2; 200) digestor.
Description
Biorreactor para la metanización de biomasa y una
planta de biogás para generar energía térmica, eléctrica o mecánica
a partir de biomasa, con un biorreactor de este tipo, así como
procedimiento para regular y controlar una planta de biogás de este
tipo.
La invención se refiere a un biorreactor para la
metanización de biomasa, a una planta de biogás que funciona con un
biorreactor de este tipo para generar energía térmica, eléctrica o
mecánica a partir de biomasa, y a un procedimiento para controlar y
regular la planta de biogás.
Para generar biogás a partir de biomasa
procedente de la industria agrícola o de residuos biológicos se
conoce, a partir del documento EP 0 934 998, un denominado
"procedimiento de fermentación en seco" para la metanización de
biomasa semi-húmeda, inoculada, que puede verterse,
apilarse o partirse en trozos. A la biomasa introducida en un
recipiente estanco al gas se le añade material inoculante y la masa
de reacción formada de esta manera se fermenta con ausencia de
aire.
La tarea de la presente invención es indicar un
biorreactor rentable para este procedimiento de fermentación en
seco. Además, es tarea de la invención indicar una planta de biogás
segura. Asimismo, es tarea de la presente invención indicar
procedimientos para poner en funcionamiento y controlar este tipo de
plantas de biogás.
Estas tareas se solucionan mediante las
características de las reivindicaciones 1, 10, 19, 21 ó 22.
El biorreactor según la reivindicación 1 presenta
una estructura muy sencilla. A través de la tapa, que puede
cerrarse de forma estanca al gas y está realizada de forma
suficientemente grande, puede rellenarse biomasa en el recipiente de
forma sencilla y la biomasa residual puede extraerse de nuevo
fácilmente tras la metanización. Gracias al dispositivo de
calefacción plano previsto en la pared del tanque se facilita la
temperatura necesaria para la metanización. Además, mediante la
regulación del calentamiento puede actuarse sobre el proceso de
gasificación. El líquido escurrido evacuado preferiblemente a través
del dispositivo de drenaje del líquido escurrido puede, dado el
caso, alimentarse nuevamente al tanque digestor tras su
tratamiento.
Según una configuración ventajosa de la invención
según las reivindicaciones 2 y 3, la tapa que cierra el tanque
digestor de forma estanca al gas está dotada con una manguera de
obturación que puede inflarse. En el estado cerrado, se infla la
manguera de obturación y, de un modo sencillo, la tapa se cierra
herméticamente de forma estanca al gas respecto a la pared del
tanque.
Según otra configuración ventajosa de la
invención según la reivindicación 4, la tapa puede accionarse de
forma hidráulica dado que ésta, con las dimensiones
correspondientes, apenas puede accionarse de forma manual.
Según una configuración ventajosa de la invención
según la reivindicación 5, el tanque digestor está realizado de
forma cúbica o en forma de paralelepípedo, de modo que la tapa
forma una pared del cubo o paralelepípedo. Con ello se obtiene, por
una parte, una construcción sencilla y, por otra parte, una abertura
suficientemente grande para cargar y rellenar el tanque digestor.
Con ello se simplifica adicionalmente la fabricación del tanque
digestor.
Según una configuración ventajosa de la invención
según la reivindicación 6, la cubierta del tanque digestor puede
levantarse mediante cilindros elevadores y volverse a cerrar de
forma estanca al gas. Con ello se garantiza una rápida ventilación
del tanque digestor.
Según una configuración ventajosa de la invención
según la reivindicación 7, el tanque digestor está configurado de
forma cilíndrica y la tapa tiene la forma de una cubierta en forma
de disco. Esta forma es especialmente adecuada para pacas de paja
redondas como biomasa.
Según una forma de realización ventajosa de la
invención según la reivindicación 8, el dispositivo de calefacción
está integrado en la plancha del fondo a modo de un dispositivo de
calefacción de suelo; dado que los gases calientes suben hacia
arriba, se consigue con ello un calentamiento uniforme de la biomasa
en el tanque digestor. De forma adicional o alternativa, también
puede integrarse el dispositivo de calefacción en la pared restante
del tanque.
Según otra configuración ventajosa de la
invención según la reivindicación 9, el tanque digestor está
construido a modo de un garaje prefabricado de hormigón armado. El
lado abierto del "garaje prefabricado" se cierra de forma
estanca al gas mediante la tapa. Con ello se obtiene una
construcción muy rentable.
Según la reivindicación 10, se proporciona una
planta de biogás con un biorreactor según la invención.
Según la reivindicación 11, se proporciona una
planta de biogás, especialmente con un biorreactor según la
invención, que hace innecesario el almacenamiento intermedio del
biogás generado en el biorreactor. Esto sucede gracias a una
regulación según la reivindicación 19. Dado que el consumidor de
biogás, por ejemplo, una central termoeléctrica en bloques, una
caldera de combustión, una célula de combustible, etc., se hace
funcionar con diferentes intervalos de carga, se consigue que sólo
se consuma en cada caso el biogás generado. Como consecuencia,
sobra un almacenamiento intermedio del biogás generado. La
alimentación de biogás procedente de los reactores de biogás al
consumidor de biogás se controla mediante un dispositivo para
registrar la presión diferencial y un dispositivo para regular el
consumidor de biogás, de manera que la diferencia de presión en el
reactor de biogás correspondiente y la presión ambiental se sitúa
dentro de un determinado intervalo de presión. Si aumenta la
presión diferencial entre la presión del gas en el biorreactor y la
presión ambiental, se alimenta más biogás al dispositivo consumidor
de biogás, de manera que éste genera energía térmica, eléctrica o
mecánica con mayor potencia. Si desciende la diferencia de presión,
se estrangula la alimentación de biogás al dispositivo consumidor
de biogás y, con ello, desciende la potencia del dispositivo
consumidor de biogás.
De esta manera se ahorran recipientes, por
ejemplo, en forma de globo, para el almacenamiento intermedio del
biogás generado en los biorreactores. Con ello se elimina por
completo un potencial de riesgo considerable de este tipo de
recipientes de almacenamiento intermedio de biogás y se aumenta
considerablemente la seguridad de las plantas de biogás.
La planta de biogás según la reivindicación 13 se
caracteriza también por un aumento de la seguridad. Esto se
consigue, según la técnica de regulación, mediante un procedimiento
según la reivindicación 21. Si los reactores de biogás se vuelven
permeables, puede formarse en el biorreactor una mezcla de biogás /
oxígeno explosiva y fácilmente inflamable. Con ello, debido a la
descarga de chispas, los cigarrillos o la electricidad estática
pueden producirse graves explosiones. En el caso de la planta de
biogás según la reivindicación 13, se mide o supervisa de forma
continua la presión parcial del oxígeno en el biorreactor
correspondiente. Si la presión parcial del oxígeno sobrepasa un
valor determinado en el biorreactor correspondiente, esto constituye
un indicio de que se ha producido una fuga y penetra oxígeno. Para
evitar este estado de riesgo, al sobrepasar un valor umbral para la
presión parcial de oxígeno, el conducto de biogás cierra el
biorreactor correspondiente. Al mismo tiempo, se conduce gas de
desecho, es decir, fundamentalmente CO_{2}, procedente del
consumidor de biogás, pasando por un conducto de lavado de gases de
desecho, al biorreactor con la presión parcial de oxígeno
aumentada, y se abre una válvula de lavado en el biorreactor, de
manera que los gases que se encuentran en el biorreactor pueden
escaparse fuera del biorreactor y, finalmente, en el biorreactor
queda casi exclusivamente dióxido de carbono. Si el biorreactor
correspondiente, supuestamente con fugas, se inunda con dióxido de
carbono o gas de desecho, éste puede abrirse sin riesgo de
explosión y, a continuación, repararse.
La planta de biogás según la reivindicación 15 se
caracteriza por una alta seguridad de funcionamiento. Esto se
consigue porque, antes de alimentarlos nuevamente al biorreactor,
se añaden la composición correspondiente de aditivos al líquido
escurrido o percolación que sale del biorreactor correspondiente.
Con ello es posible ejercer una influencia positiva sobre la
reacción de gasificación en el biorreactor. Por ejemplo, antes de
alimentarlo nuevamente, se registra el valor del pH de la
percolación o líquido escurrido que sale y, si el valor del pH es
demasiado bajo, puede añadirse solución cáustica, especialmente
hidróxido de calcio o lechada de cal en cantidades correspondientes
(reivindicación 16). Además, mediante la medición de parámetros
significativos, tales como la composición, el contenido en sólidos,
etc., del líquido escurrido o de la percolación, pueden obtenerse
conclusiones sobre el proceso de fermentación en el biorreactor.
Mediante la adición de aditivos, por ejemplo, lactosa como alimento
para las bacterias implicadas en el proceso de fermentación, puede
ejercerse una influencia positiva sobre éste y, con ello,
aumentarse la producción de biogás (reivindicaciones 17 y 21 a
24).
El resto de las reivindicaciones dependientes se
refieren a otras configuraciones ventajosas de la invención.
La siguiente descripción de formas de realización
preferidas muestra otras particularidades, características y
ventajas de la invención basándose en los dibujos.
Muestran:
la figura 1, de forma esquemática, una
representación en perspectiva del biorreactor según la
invención;
la figura 2, una representación en corte del
biorreactor según la figura 1;
la figura 3, una representación esquemática de la
plancha del fondo del biorreactor a partir de las figuras 1 ó
2;
la figura 4a, una vista en planta de la tapa del
tanque digestor;
la figura 4b, una representación en corte de la
tapa a partir de la figura 4a a lo largo del plano
A-A;
la figura 4c, un detalle de la representación de
la figura 4b;
la figura 4d, una representación de un detalle
correspondiente a la figura 4c con una configuración alternativa
del engaste.
la figura 5, una primera forma de realización de
una planta de biogás según la presente invención;
la figura 6, una segunda forma de realización de
la planta de biogás;
la figura 7, una tercera forma de realización de
una planta de biogás o un biorreactor;
la figura 8, una variante de la forma de
realización según la figura 7;
la figura 9, una representación esquemática en
perspectiva de una forma de realización adicional del biorreactor
según la invención; y
las figuras 10a y 10b, representaciones de
detalles de la forma de realización según la figura 9.
El biorreactor o reactor de biogás según las
figuras 1 a 3 comprende un tanque 2 digestor en forma de
paralelepípedo hecho a modo de un garaje prefabricado de hormigón
armado y que comprende seis elementos de pared planos,
concretamente, una plancha 4 de fondo, dos paredes 6 y 8 laterales,
una plancha 10 de cubierta, una pared 12 posterior y un lado
delantero abierto que puede cerrarse mediante una tapa 14 estanca
al gas.
La tapa 14 puede accionarse mediante un sistema
16 hidráulico. Con la tapa 14 abierta, puede llenarse el tanque 2
digestor de manera sencilla o retirarse de allí la biomasa
restante. Por medio de una toma 18 de extracción del biogás se
evacua el biogás generado en el tanque 2 digestor. En la plancha 4
del fondo del tanque 2 digestor y parcialmente también en las
paredes 6 y 8 laterales está previsto un dispositivo 20 de
calefacción a modo de un dispositivo de calefacción del suelo,
mediante el cual puede atemperarse de forma correspondiente la
biomasa que se encuentra en el tanque 2 digestor. También está
integrado en la plancha 4 del fondo un dispositivo 22 de drenaje del
líquido escurrido, que comprende un canal 24 que discurre
transversalmente en la plancha 4 del fondo, el cual está cubierto
por una chapa 26 perforada o con ranuras. Mediante un conducto 28
de evacuación del líquido escurrido se evacua el líquido escurrido
que se recoge en el canal 24. La plancha 4 del fondo presenta un
desnivel en la dirección de la flecha A hacia el canal 24, de manera
que puede recogerse el líquido escurrido en el canal 24.
En la figura 3 sólo se muestra un canal 24. De
forma alternativa, pueden preverse varios de estos canales que
también pueden estar dispuestos de forma transversal o en la
dirección longitudinal.
La figura 4a muestra un vista en planta del
tanque 2 digestor con la tapa 14 cerrada. La figura 4b muestra una
vista en corte del tanque digestor a lo largo del plano
A-A de la figura 4a, mostrándose adicionalmente con
líneas discontinuas la tapa 14 abierta. En la zona del borde
circundando la tapa 14 está fijada una manguera 130 de obturación.
En el estado cerrado, la tapa 14 se engancha en un engaste 132,
véase la figura 4, frente al cual se cierra herméticamente la tapa
14 al inflar la manguera de obturación 130 a 6 bares.
La figura 4d muestra una configuración
alternativa del engaste 132 que presenta un resalte 134 periférico.
Gracias al resalte 134 se engancha por detrás la manguera 130 de
obturación inflada al enganche 132, con lo que aumenta aún más el
efecto de obturación.
La figura 5 muestra una primera forma de
realización de una planta de biogás en la que preferiblemente se
emplea una pluralidad de los biorreactores anteriormente descritos.
La planta de biogás comprende tres biorreactores
2-1, 2-2 y 2-3, así
como un consumidor 30 de biogás para generar energía térmica,
eléctrica y/o mecánica a partir del biogás, por ejemplo, una central
termoeléctrica en bloques. Los biorreactores 2-i
están conectados con el consumidor 30 de biogás mediante un
conducto 32 de biogás. Por medio de un conducto 33 de gases de
desecho se evacua el gas de desecho fuera del consumidor de biogás.
La alimentación y la cantidad de biogás procedente de los
biorreactores 2-i al consumidor 30 de biogás, a
través del conducto 32 de biogás, se controla mediante un
dispositivo 34 de válvulas. El dispositivo 34 de válvulas comprende
una primera válvula 36 directamente antes del consumidor 30 de
biogás en la dirección del flujo, una segunda válvula 38, una
tercera válvula 40 y una cuarta válvula 42, en cada caso
directamente después de los biorreactores 2-i en la
dirección del flujo. Mediante un dispositivo 44 para registrar la
diferencia de presión y un dispositivo 46 para regular el
consumidor de biogás se regula la cantidad de biogás que fluye a
través del conducto 32 de biogás al consumidor 30 de biogás. El
dispositivo 44 de registro de la presión diferencial comprende tres
dispositivos 44-1, 44-2 y
44-3 para medir la presión diferencial que miden en
cada caso la diferencia entre la presión del gas que reina en los
tres biorreactores 2-1, 2-2 y
2-3 y la presión ambiental, y la transmiten al
dispositivo 46 para regular los consumidores de biogás. Mediante
control informático se regula la cantidad de biogás que fluye por
el conducto 32 de biogás en el consumidor 30 de biogás, de tal
manera que las presiones diferenciales registradas mediante el
dispositivo 44 para registrar la presión diferencial se mantienen
en un intervalo positivo determinado. Esto sucede gracias a la
correspondiente regulación de la cantidad de flujo de gas a través
de las cuatro válvulas 36 a 42. Por tanto, el consumidor 30 de
biogás se hace funcionar a diferentes intervalos de rendimiento
dependiendo de si hay mucho o poco biogás.
La gran ventaja a este respecto es que ya no es
necesario un almacenamiento intermedio del biogás generado en los
biorreactores 2-i y, como consecuencia, también se
reduce considerablemente el riesgo de explosión.
La figura 6 muestra una segunda forma de
realización de la invención que se diferencia de la forma de
realización según la figura 5 por un dispositivo de seguridad
adicional. Mediante un dispositivo 50 de medición de la presión
parcial, que comprende tres puntos 50-1,
50-21 y 50-3 de medición de la
presión parcial asignados a los correspondientes biorreactores
2-1, 2-2 y 2-3, se
supervisa de forma continua la presión parcial del oxígeno en los
tres biorreactores 2-i y los valores de medición se
alimentan a un dispositivo 52 de control. El conducto 33 de los
gases de desecho del consumidor 30 de biogás está conectado con un
conducto 54 de lavado de gases de desecho que desemboca en los tres
biorreactores 2-i. Mediante un dispositivo 56 de
válvulas pueden inundarse los tres biorreactores
2-i con gas de desecho procedente del biorreactor
30. El dispositivo 56 de válvulas comprende tres pares de válvulas
asignadas a los tres biorreactores con tres válvulas
58-1, 58-2 y 58-3 de
cierre dispuestas en el conducto 54 de lavado de gases de desecho,
así como tres válvulas 60-1, 60-2 y
60-3 de lavado que conectan el interior de los
biorreactores 2-i con el entorno.
En el estado de funcionamiento normal, las seis
válvulas 58-i y 60-i están
cerradas. Mediante los puntos 50-i de medición de la
presión parcial se supervisa de forma continua la presión parcial
del oxígeno en los tres biorreactores 2-i. Si la
presión parcial del oxígeno supera un determinado valor umbral, se
parte de que el biorreactor 2-i tiene una fuga y
penetra oxígeno del entorno en el biorreactor 2-i
y, como consecuencia, puede formarse una mezcla explosiva. Para
evitar esto, al superar el valor umbral, el biorreactor con la
presión parcial del oxígeno aumentada se separa del conducto 32 de
biogás mediante el cierre de la válvula 38, 40 ó 42
correspondiente. Al mismo tiempo, se abren la válvula
58-i de cierre asociada y la correspondiente válvula
60-i de lavado y se conduce el gas de desecho
procedente del consumidor 30 de biogás al biorreactor
2-i correspondiente. Con ello, el biogás que se
encuentra en el biorreactor 2-i y el oxígeno que ha
penetrado se expulsan al entorno a través de la válvula
60-i de lavado. A continuación, puede abrirse el
biorreactor 2-i sin peligro, es decir, sin riesgo
de explosión, y, en caso necesario, repararse.
El dispositivo de seguridad descrito mediante la
figura 6 también puede emplearse en otros reactores de biogas.
Las figuras 7 y 8 muestran de forma esquemática
un dispositivo y un procedimiento para mejorar la producción de
metano en los biorreactores o las plantas de biogás. En las figuras
7 y 8 están previstos tres biorreactores 2-i que
están conectados con el consumidor de biogás (no mostrado) de un
modo correspondiente a la forma de realización según las figuras 5
ó 6. Los líquidos escurridos evacuados de los tres biorreactores
2-i se alimentan mediante tres conductos
28-1, 28-2 y 28-3 de
evacuación de líquido escurrido a un dispositivo 70 de adición para
la adición de aditivos. Mediante un dispositivo 72 de medición se
miden parámetros del líquido escurrido importantes y significativos
para la metanización, por ejemplo, el valor del pH, el contenido en
nutrientes, etc. Basándose en los valores de medición registrados
en el dispositivo 72 de medición se añaden aditivos al líquido
escurrido en el dispositivo 70 de adición, y la mezcla se alimenta
nuevamente entonces como percolación a los biorreactores mediante
un conducto de realimentación de líquido escurrido.
Por ejemplo, al reducirse el valor del pH por
debajo de un valor determinado en el dispositivo 70 de adición,
puede añadirse hidróxido de calcio o lechada de cal, de manera que
el valor del pH aumenta nuevamente a un valor deseado. También
pueden añadirse al líquido escurrido en el dispositivo 70 de mezcla
nutrientes y/o agentes para la formación de metano, e introducirse
en los biorreactores 2-i a través del conducto 74
de realimentación de líquido escurrido.
La figura 8 muestra una variante de la forma de
realización según la figura 7, en la que a cada biorreactor
2-i, en lugar de un dispositivo 70 de adición
común, está asignado en cada caso un dispositivo
70-i de adición propio con un punto
72-i de medición correspondiente. Con ello, puede
adaptarse de forma individual la adición al líquido escurrido o a
la percolación en los procesos de los biorreactores
2-i individuales.
La figura 9 muestra una segunda forma de
realización de un biorreactor o un tanque 200 digestor que se
diferencia del de la forma de realización según las figuras 1 a 4
porque, en lugar de la plancha 10 de cubierta, está prevista una
cubierta 204 que puede levantarse mediante cilindros 202 elevadores,
la cual se dispone estanca al gas en las paredes 6, 8 laterales y
la pared 12 posterior. Por lo demás, la forma de realización según
la figura 9 se corresponde con la forma de realización según las
figuras 1 a 4.
La cubierta 204 está configurada ligeramente
convexa en su extensión longitudinal y presenta un reborde 206 de
obturación periférico. En el lado frontal que puede cerrarse con la
tapa 14, las dos paredes 6 y 8 laterales están conectadas entre sí
en su canto superior mediante un travesaño 208. En el lado superior
de las dos paredes 6, 8 laterales, la pared 12 posterior y el
travesaño 208 está configurado un canal 210 circundante que está
parcialmente lleno con un fluido 212. En este canal 210 con fluido
212 se introduce la cubierta 204 o el reborde 206 de obturación
circundante y cierra de forma estanca al gas el tanque 200
digestor.
La figura 10a muestra una representación en corte
con la cubierta 204 levantada, y la figura 10b muestra la cubierta
204 en el estado asentado, en el que el reborde 206 de obturación
circundante se sumerge en el fluido 212 del canal 210. Los
cilindros 202 elevadores pueden estar integrados en las paredes 6, 8
laterales o estar montados por fuera en las paredes 6, 8 laterales.
Preferiblemente, se emplean cilindros elevadores diferenciales
mediante los cuales se presiona la cubierta 204 con el reborde 206
de obturación en el canal 210.
- 2
- Tanque digestor
- 4
- Plancha del fondo
- 6
- Pared lateral
- 8
- Pared lateral
- 10
- Plancha de cubierta
- 12
- Pared posterior
- 14
- Tapa
- 16
- Sistema hidráulico
- 18
- Toma de extracción del biogás
- 20
- Dispositivo de calefacción, dispositivo de calefacción del suelo
- 22
- Dispositivo de drenaje del líquido escurrido
- 24
- Canal
- 26
- Cubierta de chapa perforada o con ranuras
- 28
- Evacuación de líquido escurrido
\vskip1.000000\baselineskip
- 130
- Manguera de obturación
- 132
- Engaste
- 134
- Resalte en el engaste
\vskip1.000000\baselineskip
- 30
- Consumidor de biogás
- 32
- Conducto del biogás
- 33
- Conducto de gases de desecho
- 34
- Dispositivo de válvulas
- 36
- Primera válvula
- 38
- Segunda válvula
- 40
- Tercera válvula
- 42
- Cuarta válvula
- 44-i
- Dispositivo para registrar la presión diferencial
- 46
- Dispositivo para regular el consumidor de biogás
- 50
- Dispositivo de medición de la presión parcial
- 52
- Dispositivo de control
- 54
- Conducto de lavado de los gases de desecho
- 56
- Dispositivo de válvulas
- 58-i
- Válvula de cierre
- 60-i
- Válvula de lavado
- 28-i
- Conducto de evacuación del líquido escurrido
- 70-i
- Dispositivo de adición
- 72-i
- Dispositivo de medición
- 74-i
- Conducto de realimentación del líquido escurrido
\vskip1.000000\baselineskip
- 200
- Tanque digestor
- 202
- Cilindro elevador
- 204
- Cubierta
- 206
- Reborde de obturación circundante
- 208
- Travesaño
- 210
- Canal circundante
- 212
- Fluido en 210
Claims (22)
1. Biorreactor para la metanización de biomasa,
con
- -
- un tanque (2; 200) digestor para alojar la biomasa, el cual puede cerrarse de forma estanca al gas mediante una tapa (14);
- -
- un dispositivo (20) de calefacción plano previsto en la pared del tanque;
- -
- una toma (18) de extracción del biogás; y
- -
- un dispositivo (22) de drenaje del líquido escurrido;
caracterizado
porque
- -
- el tanque (2; 200) digestor está configurado a modo de un garaje prefabricado de hormigón armado, y
- -
- porque el dispositivo (20) de calefacción plano está dispuesto en la plancha (4) del fondo del tanque (2; 200) digestor.
2. Biorreactor según la reivindicación 1,
caracterizado porque la tapa (14) está dotada en su zona del
borde con una manguera (130) de obturación circundante que puede
inflarse mediante un fluido, especialmente aire.
3. Biorreactor según la reivindicación 2,
caracterizado porque la tapa (14) presenta unas dimensiones
externas que son menores que las dimensiones internas del tanque
(2; 200) digestor en el plano en el que la tapa (14) se extiende en
el estado cerrado, de manera que la pared (4, 6, 8, 10; 208) del
tanque sobresale de la tapa (14).
4. Biorreactor según una de las reivindicaciones
precedentes, caracterizado porque la tapa (14) puede
accionarse por medio de un dispositivo (16) hidráulico.
5. Biorreactor según una de las reivindicaciones
precedentes, caracterizado porque el tanque (2; 200)
digestor es cúbico o en forma de paralelepípedo con cuatro paredes
(6, 8, 12, 14) laterales, el fondo (4) y la cubierta (10; 204) y la
tapa (14) forma una pared, preferiblemente una pared lateral que se
dispone de forma vertical, del tanque (2; 200) digestor.
6. Biorreactor según la reivindicación 5,
caracterizado porque la cubierta del tanque (200) digestor
está configurada como cubierta (204) que puede levantarse y hacerse
descender mediante cilindros (202) elevadores, preferiblemente
cilindros diferenciales.
7. Biorreactor según una de las reivindicaciones
precedentes 1 a 4, caracterizado porque el tanque digestor
presenta la forma de un cilindro y la tapa, la forma de una
cubierta circular que cubre un lado frontal del cilindro.
8. Planta de biogás para generar energía térmica,
eléctrica o mecánica a partir de biomasa, con
al menos un biorreactor (2; 200) para generar
biogás a partir de biomasa según una de las reivindicaciones
precedentes,
un consumidor (30) de biogás para generar energía
térmica, eléctrica o mecánica,
un conducto (32) de biogás para alimentar el
biogás procedente del al menos un biorreactor (2, 200) al
consumidor (30) de biogás.
9. Planta de biogás según la reivindicación 8,
caracterizada por
un dispositivo (34) de válvulas en el conducto
(32) de biogás para regular la cantidad de flujo de biogás,
un dispositivo (44) para registrar la presión
diferencial, para registrar la presión diferencial entre la presión
que reina en el al menos un biorreactor (2-i) y la
presión ambiental, y
un dispositivo (46) para regular el consumidor de
biogás para regular el consumo de biogás, de tal manera que la
presión diferencial registrada en el dispositivo (44) para
registrar la presión diferencial se encuentre en un intervalo de
regulación determinado.
10. Planta de biogás según la reivindicación 9,
caracterizada porque el intervalo de regulación de la
presión diferencial es positivo.
11. Planta de biogás según al menos una de las
reivindicaciones precedentes 8 a 10, con
un dispositivo (50) para medir la presión parcial
para registrar la presión parcial del oxígeno en el al menos un
biorreactor (2-i),
un conducto (54) de lavado de los gases de
desecho para alimentar gases de desecho procedentes del consumidor
(34) de biogás al al menos un biorreactor
(2-i),
un dispositivo (58-i,
60-i) de válvulas para cada biorreactor
(2-i) para conectar el conducto (54) de lavado de
gases de desecho con el biorreactor (2-i)
correspondiente, y para conectar el biorreactor
(2-i) correspondiente con el entorno, y
un dispositivo (52) de control para accionar el
dispositivo (58-i, 60-i) de
válvulas y para inundar el biorreactor (2-i)
correspondiente si la presión parcial del oxígeno en el biorreactor
(2-i) correspondiente sobrepasa un determinado
valor.
12. Planta de biogás según la reivindicación 11,
caracterizada porque el dispositivo (58-i,
60-i) de válvulas para cada biorreactor
(2-i) comprende un par de válvulas consistente en
una válvula (58-i) de cierre en el conducto (54) de
lavado de gases de desecho y una válvula (60-i) de
lavado hacia el entorno.
13. Planta de biogás según una de las
reivindicaciones precedentes 8 a 12, con
un dispositivo (22) de drenaje del líquido
escurrido,
un conducto (28, 74) de realimentación de líquido
escurrido para realimentar el líquido escurrido recogido mediante
el dispositivo (22) de drenaje del líquido escurrido al al menos un
biorreactor (2-i),
un dispositivo (72) de medición para registrar
parámetros significativos del líquido escurrido recogido mediante
el dispositivo (22) de drenaje del líquido escurrido, y
un dispositivo (70) de adición para alimentar
aditivos al conducto (74) de realimentación de líquido escurrido de
forma correspondiente a los parámetros registrados mediante el
dispositivo (72) de medición.
14. Planta de biogás según la reivindicación 13,
caracterizada porque el dispositivo (72) de medición del
líquido escurrido mide el valor del pH del líquido escurrido, y
porque el dispositivo (70) de adición está diseñado para añadir
solución cáustica, especialmente hidróxido de calcio o lechada de
cal si el valor del pH del líquido escurrido desciende por debajo
de un determinado valor.
15. Planta de biogás según la reivindicación 13 ó
14, caracterizada porque el dispositivo (70) de adición está
diseñado para alimentar nutrientes, especialmente lactosa, para las
bacterias activas en los biorreactores (2-i).
16. Planta de biogás según una de las
reivindicaciones precedentes 8 a 15, caracterizada porque
están previstos varios consumidores (30) de biogás.
17. Procedimiento para regular una planta de
biogás según una de las reivindicaciones 8 a 16 con las siguientes
etapas del procedimiento:
- a)
- supervisar la diferencia de presión entre la presión en el interior del biorreactor (2-i) correspondiente y el entorno, y
- b)
- regular la cantidad de biogás consumida por el consumidor (30) de biogás, de tal manera que la o las presión(es) diferencial(es) supervisada(s) permanezca(n) en un determinado intervalo de presión.
18. Procedimiento según la reivindicación 17,
caracterizado porque la regulación de la cantidad de biogás
consumida por el consumidor (30) de biogás se lleva a cabo variando
la cantidad de flujo de biogás en el conducto (32) de biogás.
19. Procedimiento para regular una planta de
biogás según una de las reivindicaciones 11 a 16 con las siguientes
etapas del procedimiento:
- a)
- supervisar la presión parcial del oxígeno en los biorreactores (2-i) individuales,
- b)
- cerrar el biorreactor (2-i) correspondiente por medio del conducto (32) de biogás en caso de que la presión parcial del oxígeno sobrepase un determinado valor umbral,
- c)
- inundar el biorreactor (2-i) correspondiente con gases de desecho procedentes del consumidor (30) de biogás, y
- d)
- abrir el biorreactor (2-i) correspondiente.
20. Procedimiento para regular una planta de
biogás según las reivindicaciones 13 a 16, con las siguientes
etapas del procedimiento:
- a)
- supervisar parámetros significativos del líquido escurrido evacuado del biorreactor (2-i),
- b)
- añadir aditivos de forma correspondiente a los parámetros significativos registrados, y
- c)
- realimentar la mezcla en el biorreactor (2-i) como percolación.
21. Procedimiento según la reivindicación 20,
caracterizado porque, si se sobrepasa un determinado valor
de pH, antes de la realimentación al biorreactor
(2-i) se añade hidróxido de calcio o lechada de cal
al líquido escurrido.
22. Procedimiento según la reivindicación 20 ó
21, caracterizado porque, antes de la realimentación al
biorreactor (2-i) se añaden nutrientes,
especialmente en forma de lactosa y/o agentes para la formación de
metano, al líquido escurrido.
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