FR2629470A1 - Process for recovering the fuel gases produced by liquid-phase anaerobic fermentation of organic materials and fermenters for implementing this process - Google Patents
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Abstract
Description
Procédé pour recueillir les gaz
combustibles produits par fermentation
anaérobie en phase liquide de matières organiques
et fermenteurs pour la mise en oeuvre de ce procédé.Method for collecting gases
fuels produced by fermentation
anaerobic liquid phase of organic matter
and fermenters for the implementation of this process.
DESCRIPTION
La présente invention a pour objet un procédé pour recueillir les gaz combustibles produits par fermentation anaérobie, en phase liquide, de matières organiques, notamment d'ordures ménagères broyées et des fermenteurs pour la mise en oeuvre de ce procédé.DESCRIPTION
The subject of the present invention is a process for collecting the combustible gases produced by anaerobic fermentation, in the liquid phase, of organic materials, in particular of ground household waste and of fermenters for the implementation of this process.
Le secteur technique de l'invention est celui de la construction des fermenteurs anaérobies de grande capacité. The technical sector of the invention is that of the construction of high capacity anaerobic fermenters.
On connait des procédés pour produire un gaz combustible riche en méthane dans un fermenteur ou digesteur, dans lequel on fait fermenter des matières organiques en phase liquide, à l'abri de l'air. Methods are known for producing a methane-rich combustible gas in a fermenter or digester, in which organic materials are fermented in the liquid phase, protected from air.
On a construit notamment des fermenteurs de grande capacité, de l'ordre de 3000 m3, pour traiter les déchets urbains. Ceux-ci sont d'abord triés pour en extraire le verre et le fer, puis broyés, humectés, malaxés, réchauffés à 350 et injectés en continu dans un digesteur où se produit la fermentation anaérobie. In particular, large capacity fermenters, of the order of 3000 m3, were built to treat urban waste. These are first sorted to extract the glass and iron, then crushed, moistened, kneaded, reheated to 350 and injected continuously into a digester where anaerobic fermentation takes place.
Les fermenteurs connus à ce jour comportent une cuve verticale dans laquelle on injecte la matière organique par le bas. The fermenters known to date include a vertical tank into which the organic matter is injected from below.
Avantageusement, la cuve comporte une cloison verticale qui s'étend sur une partie seulement d'un diamètre de la cuve. Advantageously, the tank has a vertical partition which extends over only part of a diameter of the tank.
La matière organique est injectée d'un côté de la cloison et elle progresse lentement jusqu'à une sortie située de l'autre côté de la cloison en séjournant environ quinze jours dans la cuve. La température du liquide est maintenue à environ 350. The organic matter is injected on one side of the partition and it progresses slowly to an outlet located on the other side of the partition, staying for about fifteen days in the tank. The temperature of the liquid is maintained at about 350.
La cuve est située au-dessus d'un vide technique et le plancher de la cuve comporte des injecteurs de gaz qui permettent d'injecter dans le liquide une partie du gaz qui est recyclé. Le gaz recyclés est injecté sous une pression de l'ordre de huit bars. Il sert à brasser la phase liquide. L'injection de gaz est discontinue et elle est localisée par un secteur tournant. The tank is located above a technical vacuum and the floor of the tank has gas injectors which allow part of the gas which is recycled to be injected into the liquid. The recycled gas is injected under a pressure of the order of eight bars. It is used to stir the liquid phase. The gas injection is discontinuous and is located by a rotating sector.
La fermentation des matières organiques produit un gaz combustible dit biogaz ayant une teneur en méthane de l'ordre de 60%. The fermentation of organic matter produces a so-called biogas combustible gas with a methane content of around 60%.
Un des problèmes posés par ce type de fermenteur est celui de l'étanchéité aux gaz de la cuve. One of the problems posed by this type of fermenter is that of the gas tightness of the tank.
Un autre problème est celui de la résistance à la corrosion par le gaz combustible qui contient 2 à 3% d'hydrogène sulfuré (SH2). Another problem is that of resistance to corrosion by the combustible gas which contains 2 to 3% of hydrogen sulfide (SH2).
Un autre problème est celui de la fatigue des matériaux sous l'effet des oscillations de pression dues à l'éclatement des bulles de gaz injectées à la partie inférieure de la phase liquide. Another problem is that of the fatigue of the materials under the effect of pressure oscillations due to the bursting of the gas bubbles injected at the lower part of the liquid phase.
Lorsqu'elles éclatent en surface, ces bulles provoquent des oscillations de pression à fréquence élevée, qui font vibrer le fond des parois et le couvercle de la cuve et qui provoquent des microfissurations de ceux-ci à travers lesquelles passe le gaz corrosif;
On a construit des digesteurs chaudronnés en tôles métalliques soudées, mais l'expérience a montré que les vibrations dues aux oscillations de pression fatiguent les soudures qui perdent leur étanchéité. De plus les récipients métalliques sont corrodés par le gaz combustible.When they burst on the surface, these bubbles cause pressure oscillations at high frequency, which vibrate the bottom of the walls and the cover of the tank and which cause microcracks of these through which the corrosive gas passes;
Boiler digesters have been built from welded metal sheets, but experience has shown that vibrations due to pressure oscillations tire welds which lose their tightness. In addition, the metal containers are corroded by the combustible gas.
Les récipients métalliques nécessitent donc beaucoup d'entretien et sont réservés à des fermenteurs de petite capacité. Metal containers therefore require a lot of maintenance and are reserved for small capacity fermenters.
On a également construit des fermenteurs en béton armé comportant une jupe cylindrique en béton précontraint ayant un plancher et un couvercle en béton. Reinforced concrete fermenters have also been constructed comprising a cylindrical skirt of prestressed concrete having a concrete floor and cover.
Le béton précontraint a une bonne étanchéité au liquide. Prestressed concrete has good liquid tightness.
Toutefois, les oscillations de pression fatiguent le béton et font apparaître dans celui-ci des micro-fissures à travers lesquelles le gaz combustible peut circuler en corrodant les armatures du béton.However, the pressure oscillations tire the concrete and cause micro-cracks to appear in it through which the combustible gas can circulate by corroding the reinforcements of the concrete.
Pour éviter les fuites de gaz combustible à travers les micro-fissures, on a construit des cuves en béton précontraint comportant un revêtement d'étanchéité collé aux parois internes de la cuve. Cette solution ne permet pas d'éviter la fatigue du béton due aux oscillations de pression à grande fréquence provoquées par l'éclatement des bulles de gaz à la surface du liquide. To prevent fuel gas from leaking through the microcracks, prestressed concrete tanks were constructed with a sealing coating bonded to the internal walls of the tank. This solution does not prevent fatigue of the concrete due to high frequency pressure oscillations caused by the bursting of gas bubbles on the surface of the liquid.
Un objectif de la présente invention est de procurer des fermenteurs de grande capacité, notamment des fermenteurs en béton précontraint, pour produire un gaz combustible par fermentation anaérobie, en phase liquide, de matières organiques, qui comportent, au-dessus de la phase liquide, des moyens étanches pour recueillir le gaz combustible, qui résistent bien à la corrosion par le gaz et qui, de plus, amortissent rapidement les oscillations de pressions dues à l'éclatement des bulles de gaz et évitent la fatigue des récipients contenant la phase liquide. An objective of the present invention is to provide large capacity fermenters, in particular prestressed concrete fermenters, for producing a combustible gas by anaerobic fermentation, in the liquid phase, of organic materials, which comprise, above the liquid phase, sealed means for collecting the combustible gas, which resist corrosion well by the gas and which, moreover, quickly dampen the pressure oscillations due to the bursting of the gas bubbles and avoid the fatigue of the containers containing the liquid phase.
Un autre objectif de la présente invention est de procurer des moyens pour recueillir le gaz combustible au-dessus de la phase liquide et pour le contenir, lesquels moyens ont une capacité variable et servent de tampon entre le fermenteur et le réseau de distribution du gaz. Another object of the present invention is to provide means for collecting and containing the combustible gas above the liquid phase, which means have a variable capacity and serve as a buffer between the fermenter and the gas distribution network.
Un autre objectif de l'invention est de procurer des moyens destinés à recueillir le gaz combustible au-dessus de la phase liquide, qui permettent d'alléger le récipient en béton armé et, notamment, de supprimer une grande partie de la jupe située au-dessus du niveau maximum de la phase liquide et de remplacer le couvercle en béton de la cuve par une structure porteuse métallique légère, portant une toiture légère et une sous-toiture isolante, d'où un gain important de volume de béton et de poids de l'ouvrage qui se répercute sur les fondations d'autant plus si on construit en zone sismique. Another objective of the invention is to provide means for collecting the combustible gas above the liquid phase, which make it possible to lighten the reinforced concrete container and, in particular, to remove a large part of the skirt located at the -above the maximum level of the liquid phase and to replace the concrete cover of the tank with a light metal support structure, carrying a light roof and an insulating under-roof, resulting in a significant gain in concrete volume and weight of the structure which affects the foundations all the more if one is building in a seismic zone.
La présente invention est relative à un procédé pour recueillir les gaz combustibles produits par un fermenteur comportant, de façon connue, un récipient, par exemple une cuve en béton armé précontraint, dans lequel a lieu une fermentation anaérobie,en phase liquide, de matières organiques, par exemple de déchets urbains broyés. The present invention relates to a process for collecting the combustible gases produced by a fermenter comprising, in a known manner, a container, for example a tank of prestressed reinforced concrete, in which anaerobic fermentation takes place, in the liquid phase, of organic matter. , for example crushed urban waste.
Les objectifs de l'invention sont atteints par un procédé selon lequel on coiffe le récipient d'une poche déformable, en forme de cloche, ouverte à sa partie inférieure, dont on colle le bord inférieur, de façon étanche, aux faces internes des parois verticales dudit récipient à un niveau inférieur au niveau minimum de la phase liquide et on suspend le toit de ladite poche à des sangles que l'on accroche à une structure porteuse qui surmonte ledit récipient et qui supporte une couverture de protection mécanique et une couche d'isolation thermique. The objectives of the invention are achieved by a method according to which the container is capped with a deformable pocket, in the shape of a bell, open at its lower part, the lower edge of which is sealed in sealed manner on the internal faces of the walls. vertical of said container at a level below the minimum level of the liquid phase and the roof of said pocket is suspended from straps which are hooked to a support structure which surmounts said container and which supports a mechanical protection cover and a layer of 'thermal insulation.
Un fermenteur selon l'invention comporte, à sa partie supérieure, une poche déformable en forme de cloche ouverte à sa partie inférieure, dont le bord inférieur est collé, de façon étanche, à la paroi interne dudit récipient à un niveau situé au-dessous du niveau minimum de ladite phase liquide, de sorte que ledit gaz combustible se dégage à l'intérieur de ladite poche. A fermenter according to the invention comprises, at its upper part, a deformable pocket in the shape of a bell open at its lower part, the lower edge of which is sealingly bonded to the internal wall of said container at a level situated below. the minimum level of said liquid phase, so that said combustible gas is released inside said pocket.
Avantageusement, le toit de la poche déformable est suspendu à des sangles qui sont accrochées à une structure porteuse qui surmonte ledit récipient. Advantageously, the roof of the deformable pocket is suspended from straps which are hung on a carrying structure which overcomes said container.
Selon un mode de réalisation préférentiel, la poche déformable comporte, au-dessus de son bord inférieur, des plis en accordéon qui constituent un soufflet déformable et qui sont reliés entre eux par des bandes verticales en un matériau élastique. According to a preferred embodiment, the deformable pocket comprises, above its lower edge, accordion folds which constitute a deformable bellows and which are connected together by vertical strips of elastic material.
L'invention a pour résultat de nouveaux fermenteurs anaérobie, en phase liquide, de matières organiques destinés à produire un gaz combustible riche en méthane. The invention results in new anaerobic fermenters, in the liquid phase, of organic materials intended to produce a combustible gas rich in methane.
Un avantage des fermenteurs selon l'invention, munis à leur partie supérieure d'une poche déformable qui recueille le gaz combustible, réside dans le fait que les déformations élastiques de la poche créent des variations oscillantes du volume qui amortissent très rapidement les oscillations 'de pression dues à l'éclatement des bulles de gaz de recyclage à la surface du liquide. Il en résulte une réduction sensible de la fatigue des matériaux qui constituent l'ouvrage, notamment de la cuve en béton précontraint et une réduction des micro-fissures dans~le béton. An advantage of the fermenters according to the invention, provided at their upper part with a deformable pocket which collects the combustible gas, resides in the fact that the elastic deformations of the pocket create oscillating variations in the volume which very quickly absorb the oscillations' of pressure due to bursting of recycle gas bubbles on the surface of the liquid. This results in a significant reduction in the fatigue of the materials which constitute the structure, in particular in the prestressed concrete tank and a reduction in micro-cracks in the concrete.
De plus, la poche qui est composée d'une membrane mince déformable est très légère d'où une réduction sensible du poids de 1 ouvrage. In addition, the pocket which is made up of a thin deformable membrane is very light, resulting in a significant reduction in the weight of 1 item.
Dans le cas fréquent d'un fermenteur comportant une cuve verticale cylindrique,en béton précontraint,de grande capacité, qui contient la phase liquide, il devient possible de réduire la hauteur de cette cuve en adoptant une hauteur totale telle que le bord supérieur de la cuve se trouve à environ un mètre au-dessus du niveau maximum de liquide et de coiffer la cuve en béton par une bâche déformable qui remplace le haut de la cuve et qui permet de supprimer également le couvercle en béton de la cuve. Il suffit alors de suspendre la poche à une charpente métallique légère et de poser sur celle-ci une toiture en bacs auto-portants munie d'une sous-toiture isolante. In the frequent case of a fermenter comprising a vertical cylindrical tank, of prestressed concrete, of large capacity, which contains the liquid phase, it becomes possible to reduce the height of this tank by adopting a total height such that the upper edge of the tank is located about a meter above the maximum level of liquid and cover the concrete tank with a deformable cover which replaces the top of the tank and which also removes the concrete cover of the tank. It is then sufficient to suspend the pocket from a light metal frame and to place on it a roof in self-supporting trays provided with an insulating under-roof.
La description suivante se réfère aux dessins annexés qui représentent sans aucun caractère limitatif, des exemples de réalisation de l'invention. The following description refers to the appended drawings which represent, without any limiting character, exemplary embodiments of the invention.
La figure 1 est une coupe axiale d'un fermenteur selon l'invention. Figure 1 is an axial section of a fermenter according to the invention.
La figure 2 est une coupe horizontale selon II-II de la figure 1. Figure 2 is a horizontal section along II-II of Figure 1.
La figure 3 est une coupe verticale à grande échelle de la jonction entre le bas de la jupe et une paroi en béton. Figure 3 is a vertical section on a large scale of the junction between the bottom of the skirt and a concrete wall.
La figure 4 est une coupe axiale d'une canalisation souple d'évacuation des gaz. Figure 4 is an axial section of a flexible gas discharge pipe.
Les figures 5 et 6 sont des coupes verticales axiales de deux autres modes de réalisation de fermenteurs selon 11 invention. Figures 5 and 6 are axial vertical sections of two other embodiments of fermenters according to the invention.
La figure 7 est une coupe horizontale d'un fermenteur en forme de canal enterré. FIG. 7 is a horizontal section of a fermenter in the form of a buried channel.
La figure 8 est une coupe verticale d'un fermenteur selon la figure 7. FIG. 8 is a vertical section of a fermenter according to FIG. 7.
La figure 1 est une coupe verticale axiale d'un premier mode de réalisation d'un fermenteur selon l'invention. Figure 1 is an axial vertical section of a first embodiment of a fermenter according to the invention.
Ce fermenteur ou digesteur comporte une cuve verticale 1 comportant un cylindre en béton armé précontraint 2 et un plancher en béton 3, placé au-dessus d'un vide technique, dans lequel se trouvent des canalisations 4, qui alimentent des injecteurs 4a permettant d'insuffler à travers le plancher 3 une partie du gaz combustible recyclé. This fermenter or digester comprises a vertical tank 1 comprising a cylinder of prestressed reinforced concrete 2 and a concrete floor 3, placed above a technical void, in which there are pipes 4, which supply injectors 4a making it possible to inject a portion of the recycled combustible gas through the floor 3.
La cuve comporte une cloison verticale 5 qui est située dans un plan diamétral et qui s'étend sur environ les deux tiers du diamètre à partir de la paroi verticale 2, de sorte qu'elle divise la cuve 1 en deux compartiments, qui communiquent entre eux par une ouverture verticale délimitée par l'extrémité libre de la cloison 5 et par la paroi verticale 2. The tank has a vertical partition 5 which is situated in a diametral plane and which extends over approximately two thirds of the diameter from the vertical wall 2, so that it divides the tank 1 into two compartments, which communicate between them by a vertical opening delimited by the free end of the partition 5 and by the vertical wall 2.
La cuve 1 contient une matière organique en phase liquide par exemple des déchets urbains ou des ordures ménagères broyés et mélangés à de l'eau. Le niveau du liquide dans la cuve varie entre un niveau minimum 6a et un niveau maximum 6b
La phase liquide arrive dans le fond de la cuve par une canalisation d'entrée 7, située d'un coté de la cloison 5 et en ressort par une canalisation de sortie 8, située de l'autre côté de la cloison 5, de sorte que le liquide progresse lentement de l'entrée vers la sortie et que les matières organiques séjournent environ quinze jours dans la cuve, dans laquelle le liquide est maintenu à une température de l'ordre de 300C. Le temps de séjour varie avec la température.Le liquide contenu dans la cuve subit une fermentation anaérobie qui donne naissance à des gaz combustibles contenant environ 60% de méthane qui sont recueillis dans le haut de la cuve et envoyés sur un réseau de distribution, après avoir été épurés et comprimés.The tank 1 contains an organic material in the liquid phase, for example urban waste or ground household waste mixed with water. The level of the liquid in the tank varies between a minimum level 6a and a maximum level 6b
The liquid phase arrives at the bottom of the tank through an inlet pipe 7, located on one side of the partition 5 and leaves it through an outlet pipe 8, located on the other side of the partition 5, so that the liquid progresses slowly from the inlet to the outlet and that the organic materials remain about fifteen days in the tank, in which the liquid is maintained at a temperature of the order of 300C. The residence time varies with the temperature. The liquid contained in the tank undergoes an anaerobic fermentation which gives rise to combustible gases containing about 60% of methane which are collected at the top of the tank and sent to a distribution network, after have been purified and compressed.
Une partie du gaz produit est recyclé et insufflez àla base du liquide par des injecteurs situés dans le plancher 3. Cette injection est réalisée sous une pression de l'ordre de huit bars, par bouffées successives et dans un secteur angulaire qui se déplace en tournant autour de l'axe de la cuve. Part of the gas produced is recycled and inject at the base of the liquid by injectors located in the floor 3. This injection is carried out under a pressure of the order of eight bars, in successive bursts and in an angular sector which moves by turning around the axis of the tank.
Cette injection de gaz sert à brasser et à homogénéiser la phase liquide qui a tendance à stratifier en couches successives de densité différente. This gas injection is used to stir and homogenize the liquid phase which tends to stratify in successive layers of different density.
Par suite de la viscosité de la phase liquide, le gaz recyclé forme des bulles 4b qui éclatent à la surface du liquide et qui entraînent des oscillations de pression dans le volume situé au-dessus de la surface du liquide. Ces oscillations de pression font vibrer la cuve et entraînent une fatigue du béton armé qui risque de se fissurer d'où des risques de fuite de gaz combustible à travers les fissures avec des risques d'explosion. As a result of the viscosity of the liquid phase, the recycled gas forms bubbles 4b which burst on the surface of the liquid and which cause pressure oscillations in the volume located above the surface of the liquid. These pressure oscillations cause the tank to vibrate and cause the reinforced concrete to fatigue, which risks cracking, hence the risk of fuel gas leaking through the cracks with the risk of explosion.
De plus le gaz combustible contient 2 à 3% d'hydrogène sulfuré et il est corrosif, ce qui risque d'entrainer rapidement un agrandissement des fissures et du débit des fuites de gaz combustible. In addition, the combustible gas contains 2 to 3% of hydrogen sulphide and it is corrosive, which risks rapidly leading to an enlargement of the cracks and the rate of leakage of combustible gas.
Un fermenteur selon l'invention comporte, dans sa partie supérieure, une poche déformable 9, ayant la forme générale d'une cloche ouverte à sa partie inférieure. Cette poche 9 comporte une jupe de forme générale cylindrique 10 ayant un diamètre sensiblement égal au diamètre intérieur de la jupe en béton 2 et un toit 11 qui obture l'extrémité supérieure de la jupe. La jupe comporte, en outre, sur toute sa hauteur, deux parois verticales 12 qui enveloppent la cloison médiane 5 et qui se rejoignent au delà de l'extrémité libre. A fermenter according to the invention comprises, in its upper part, a deformable pocket 9, having the general shape of a bell open at its lower part. This pocket 9 comprises a skirt of generally cylindrical shape 10 having a diameter substantially equal to the inside diameter of the concrete skirt 2 and a roof 11 which closes the upper end of the skirt. The skirt further comprises, over its entire height, two vertical walls 12 which surround the central partition 5 and which meet beyond the free end.
Le bord supérieur 2a de la jupe en béton 2 est situé à environ un mètre au-dessus du niveau maximum de liquide 6b. The upper edge 2a of the concrete skirt 2 is located approximately one meter above the maximum level of liquid 6b.
La jupe déformable 10 plonge dans la phase liquide. Le bord inférieur 10a de la jupe 10 se trouve à un à deux mètres au-dessous du niveau minimum de liquide 6a. Il est collé contre la face interne de la cuve en béton 2 sur une hauteur d'environ 50 cm. The deformable skirt 10 plunges into the liquid phase. The lower edge 10a of the skirt 10 is one to two meters below the minimum level of liquid 6a. It is glued against the internal face of the concrete tank 2 over a height of approximately 50 cm.
Le collage associé à la pression du liquide qui appuie la jupe déformable contre la cuve en béton 2 assure l'étanchéité au liquide de la jonction entre la poche déformable et la cuve en béton armé. The bonding associated with the pressure of the liquid which presses the deformable skirt against the concrete tank 2 ensures the liquid tightness of the junction between the deformable pocket and the reinforced concrete tank.
La jupe déformable 10 est indépendante de la cuve en béton armé sur toute sa hauteur, à l'exception de la bande 10a qui est collée contre la cuve en béton armé. Ainsi, la poche souple peut se déformer librement. The deformable skirt 10 is independent of the reinforced concrete tank over its entire height, with the exception of the strip 10a which is glued against the reinforced concrete tank. Thus, the flexible pocket can deform freely.
Pour faciliter les déformations, la jupe déformable 10 comporte avantageusement, immédiatement au-dessus de la bande 10a qui est collée à la paroi interne de la cuve, des plis en accordéon 13, qui forment un soufflet déformable. Ces plis sont reliés entre eux par des bandes ou sangles verticales élastiques 13a qui s'étirent lorsque le soufflet s'allonge et qui rappellent élastiquement le soufflet à sa position initiale. Ainsi, chaque fois qu'une bulle de gaz de recyclage 4b éclate à la surface du liquide, elle crée à l'intérieur de la poche déformable 9 des ondes de pression. To facilitate deformation, the deformable skirt 10 advantageously comprises, immediately above the strip 10a which is glued to the internal wall of the tank, accordion folds 13, which form a deformable bellows. These folds are connected together by elastic vertical bands or straps 13a which stretch when the bellows lengthens and which resiliently recall the bellows to its initial position. Thus, each time a bubble of recycling gas 4b bursts on the surface of the liquid, it creates inside the deformable pocket 9 pressure waves.
L'augmentation de la pression entrain l'allongementdu soufflet qui est rappelé élastiquement à sa position d'origine d'où une oscillation du soufflet 13 qui amortit très rapidement les oscillations de pression. The increase in pressure results in the elongation of the bellows which is resiliently returned to its original position, hence an oscillation of the bellows 13 which very quickly absorbs pressure oscillations.
La figure 3 est une coupe verticale partielle, à plus grande échelle, qui représente l'extrémité inférieure de la jupe déformable 10, qui est collée contre la paroi interne de la cuve en béton 2 sur une hauteur 10a. Figure 3 is a partial vertical section, on a larger scale, which represents the lower end of the deformable skirt 10, which is glued against the inner wall of the concrete tank 2 over a height 10a.
Le bord inférieur de la bande 10a est pincé entre la cuve 2 et une plinthe en matière plastique 14 qui est fixée à la cuve en béton par des vis ou chevilles 15. The lower edge of the strip 10a is pinched between the tank 2 and a plastic plinth 14 which is fixed to the concrete tank by screws or dowels 15.
On voit sur cette figure la zone plissée 13 formant un soufflet déformable et l'une des bandes élastiques 13a qui est collée contre la paroi interne de la membrane déformable 10. Les bandes ou sangles 13a sont par exemple des bandes en tissu élastique, dont l'étirement élastique peut atteindre 30% de la longueur. Les bandes 13a ont une largeur de quelques centimètres et l'écartement entre bandes est par exemple de l'ordre de 50 cm. This figure shows the pleated zone 13 forming a deformable bellows and one of the elastic bands 13a which is glued against the internal wall of the deformable membrane 10. The bands or straps 13a are for example bands of elastic fabric, the l elastic stretch can reach 30% of the length. The strips 13a have a width of a few centimeters and the spacing between strips is for example of the order of 50 cm.
La figure 1 représente un mode de réalisation préférentiel dans lequel la poche déformable 9 s'étend au-dessus du bord supérieur 2a de la jupe en béton armé. FIG. 1 represents a preferred embodiment in which the deformable pocket 9 extends above the upper edge 2a of the reinforced concrete skirt.
Dans ce mode de réalisation, le toit 11 de la poche déformable est suspendu à des sangles 16, uniformément réparties sur toute la surface du toit. In this embodiment, the roof 11 of the deformable pocket is suspended from straps 16, uniformly distributed over the entire surface of the roof.
Les sangles 16 sont accrochées à une charpente métallique 17 qui sert d'ossature porteuse. The straps 16 are attached to a metal frame 17 which serves as a supporting framework.
La charpente 17 est supportée par des poteaux métalliques 18 qui prennent appui sur le bord supérieur 2a de la cuve en béton 2. The frame 17 is supported by metal posts 18 which bear on the upper edge 2a of the concrete tank 2.
La cuve en béton comporte un revêtement isolant thermique 19 et le bardage de protection mécanique de celui-ci. Le revêtement isolant est par exemple un feutre tendu. The concrete tank has a thermal insulating coating 19 and the mechanical protection cladding thereof. The insulating coating is for example a stretched felt.
La charpente 17 supporte une toiture 20 en bacs métalliques autoportants. La toiture 20 est munie d'une sous-toiture isolante, par exemple une sous-toiture en laine de verre. The frame 17 supports a roof 20 in self-supporting metal trays. The roof 20 is provided with an insulating sub-roof, for example a glass wool sub-roof.
La toiture 20 a pour fonction de protéger mécaniquement la poche déformable des intempéries et de supporter la sous-toiture isolante qui évite les déperditions calorifiques par la poche déformable. The function of the roof 20 is to mechanically protect the deformable pocket from the weather and to support the insulating sub-roof which prevents heat losses by the deformable pocket.
En variante, on peut utiliser une poche déformable portant un revêtement isolant ou bien une poche à double paroi. Alternatively, one can use a deformable pocket carrying an insulating coating or a double wall pocket.
La figure 1 représente, en outre, des canalisations souples 21, en forme de soufflets, qui relient le sommet de la cloche 9 à des tuyauteries de distribution de gaz. Figure 1 shows, in addition, flexible pipes 21, in the form of bellows, which connect the top of the bell 9 to gas distribution pipes.
La figure 4 est une coupe axiale d'une canalisation souple 21. Celle-ci est composée d'un manchon souple 22 replié en accordéon qui est constitué avantageusement du même matériau que la poche 9 et de bandes ou sangles élastiques verticales 22a qui sont collées à l'extérieur du manchon. Figure 4 is an axial section of a flexible pipe 21. It is composed of a flexible sleeve 22 folded in accordion which is advantageously made of the same material as the pocket 9 and vertical elastic bands or straps 22a which are glued outside the sleeve.
L'extrémité inférieure du manchon 22 et les extrémités inférieures des bandes 22a sont pincées, en même temps que le toit 11 entre deux manchons rigides concentriques 23 et 24 prolongés respectivement par deux brides 23a et 24a. Les extrémités supérieures du manchon souple 22 et des bandes élastiques 22a sont pincées entre un manchon rigide 25 et un collier 25a. Les canalisations souples 21 suivent les oscillations du toit 11 de la poche déformable 9. The lower end of the sleeve 22 and the lower ends of the strips 22a are pinched, at the same time as the roof 11 between two concentric rigid sleeves 23 and 24 extended respectively by two flanges 23a and 24a. The upper ends of the flexible sleeve 22 and the elastic bands 22a are pinched between a rigid sleeve 25 and a collar 25a. The flexible pipes 21 follow the oscillations of the roof 11 of the deformable pocket 9.
La figure 5 est une coupe axiale d'une variante de réalisation d'un fermenteur selon l'invention. Les parties homologues sont représentées par les mêmes repères sur les figures 1 et 5. Figure 5 is an axial section of an alternative embodiment of a fermenter according to the invention. The homologous parts are represented by the same references in FIGS. 1 and 5.
La différence entre ce mode de réalisation #et celui de la figure 1 réside dans le fait que la cuve cylindrique 2 s'étend plus'haut et comporte un toit en béton 26 portant un revêtement isolant thermique 26a. La poche déformable 9 est toujours composée d'une jupe cylindrique 10, d'un toit 11 et de deux parois 12 qui enveloppent la cloison verticale 5. Elle est contenue entièrement à l'intérieur de la cuve en béton. Le toit li est suspendu au toit en béton 26 par des suspentes 16. The difference between this embodiment # and that of FIG. 1 lies in the fact that the cylindrical tank 2 extends higher and has a concrete roof 26 carrying a thermal insulating coating 26a. The deformable pocket 9 is always composed of a cylindrical skirt 10, a roof 11 and two walls 12 which surround the vertical partition 5. It is contained entirely inside the concrete tank. The roof li is suspended from the concrete roof 26 by lines 16.
La figure 6 est une coupe axiale d'un autre mode de réalisation d'un fermenteur selon l'invention. Les parties homologues sont représentées par les mêmes repères sur les figures 1 et 6. Figure 6 is an axial section of another embodiment of a fermenter according to the invention. The homologous parts are represented by the same references in FIGS. 1 and 6.
Dans ce mode de réalisation, le bord supérieur 2a de la cuve cyclindrique en béton précontraint 2 se situe légèrement audessus du niveau maximum 2a du-liquide. La poche déformable 9 comporte toujours une jupe 10 dont le bord 10a est collé contre la paroi interne de la cuve 2 et est surmonté d'une zone plissée en forme de soufflet 13. Elle comporte, en outre, un toit souple 11, qui est fixé à des suspentes 16 accrochées à une charpente métallique 17, portée par des poteaux métalliques 18 posés sur le bord 2a de la cuve. In this embodiment, the upper edge 2a of the prestressed concrete cylindrical tank 2 is situated slightly above the maximum level 2a of the liquid. The deformable pocket 9 always comprises a skirt 10, the edge 10a of which is glued against the internal wall of the tank 2 and is surmounted by a pleated zone in the form of a bellows 13. It also comprises a flexible roof 11, which is fixed to hangers 16 attached to a metal frame 17, carried by metal posts 18 placed on the edge 2a of the tank.
Le toit 11 et les parties de la jupe 10 situées au-dessus du bord supérieur 2a sont recouverts d'un revêtement isolant thermique 27. Ce revêtement comporte le long de son bord inférieur, une collerette 28, qui est dirigée vers 1' extérieur et qui rejette les eaux de pluie au delà du revêtement isolant thermique 19 posé contre la paroi externe de la cuve en béton 2. The roof 11 and the parts of the skirt 10 situated above the upper edge 2a are covered with a thermal insulating coating 27. This coating comprises along its lower edge, a flange 28, which is directed towards the outside and which rejects rainwater beyond the thermal insulating coating 19 placed against the external wall of the concrete tank 2.
Les figures 7 et 8 représentent respectivement une coupe horizontale partielle et une coupe verticale d'un autre mode de réalisation d'un fermenteur selon l'invention. Figures 7 and 8 show respectively a partial horizontal section and a vertical section of another embodiment of a fermenter according to the invention.
Dans ce mode de réalisation, le récipient dans lequel a lieu la fermentation anaérobie présente la forme d'un grand caniveau ou canal en béton enterré et ouvert, composé de deux parois latérales verticales 29a, 29b, parallèles entre elles et d'un fond en forme de Vé composé de deux parois 30a, 30b qui convergent vers le bas. In this embodiment, the container in which the anaerobic fermentation takes place has the shape of a large gutter or channel of buried and open concrete, composed of two vertical side walls 29a, 29b, parallel to each other and of a bottom in V-shape composed of two walls 30a, 30b which converge downwards.
Des canalisation 31 plongent dans le liquide contenu dans le canal et permettent de recycler dans le fond du canal une palie du gaz produit par la fermentation, lequel gaz s'élève à travers le liquide sous la forme de bulles 31a.Channels 31 plunge into the liquid contained in the channel and make it possible to recycle in the bottom of the channel a plateau of the gas produced by the fermentation, which gas rises through the liquid in the form of bubbles 31a.
La figure 7 représente une portion de canal rectiligne. Il est précisé que ce canal peut également présenter une forme en épingles à cheveux composée de plusieurs tronçons rectilignes reliés l'un à l'autre par des tronçons courbes. Figure 7 shows a portion of a straight channel. It is specified that this channel can also have a hairpin shape made up of several rectilinear sections connected to one another by curved sections.
L'ouverture supérieure du canal est coiffée, sur toute sa longueur, par une poche déformable 32 qui comporte, d'une part, des parois verticales 33 qui plongent dans le liquide et, d'autre part, un toit 34 qui est accroché à des suspentes 35 qui sont fixées sur une ossature 36 qui fait partie d'une charpente métallique ou en bois 37 qui porte une toiture légère 38. The upper opening of the channel is capped, over its entire length, by a deformable pocket 32 which comprises, on the one hand, vertical walls 33 which plunge into the liquid and, on the other hand, a roof 34 which is hooked to lines 35 which are fixed to a frame 36 which is part of a metal or wooden frame 37 which carries a light roof 38.
La charpente 36, 37 est posée sur des poteaux 39, qui s'appuient sur les bords supérieurs du canal en béton. Un revêtement isolant thermique 40 est posé sur la structure 37 et contre les parois verticales situées au-dessus du sol. The frame 36, 37 is placed on posts 39, which rest on the upper edges of the concrete channel. A thermal insulating coating 40 is placed on the structure 37 and against the vertical walls situated above the ground.
Des canalisations souples 41 relient le sommet de la poche 32 à des canalisations de distribution de gaz externes. Flexible pipes 41 connect the top of the pocket 32 to external gas distribution pipes.
Comme dans les modes de réalisations précédents, les bords inférieurs 33a des parois 33 sont collés contre les faces internes des parois latérales 29a, 29b ainsi que contre les faces internes des parois verticales 42 obturant les deux extrémités du canal et les parois 33 comportent, au-dessus de leur bord inférieur, une zone plissée en soufflet 43 dont les plis sont reliés entre eux par des sangles élastiques 43a. As in the previous embodiments, the lower edges 33a of the walls 33 are glued against the internal faces of the side walls 29a, 29b as well as against the internal faces of the vertical walls 42 closing off the two ends of the channel and the walls 33 comprise, at -above their lower edge, a pleated bellows area 43, the folds of which are connected together by elastic straps 43a.
Les repères 6a et 6b représentent les niveaux minimum et maximum du liquide dans le fermenteur. The marks 6a and 6b represent the minimum and maximum levels of the liquid in the fermenter.
Les poches 9 ou 32 sont composées d'une toile imperméable qui comporte une armature tissée,par exemple une armature en tissu de fibres de verre ou de polyester qui est enduite sur ses deux faces d'une résine thermosoudable à basse température,par exemple de chlorure de polyvinyle ou de polyuréthane. The pockets 9 or 32 are composed of an impermeable fabric which has a woven frame, for example a frame of glass fiber or polyester fabric which is coated on both sides with a heat-sealable resin at low temperature, for example polyvinyl chloride or polyurethane.
Le chlorure de polyvinyle présente l'avantage de pouvoir être soudé à une température relativement basse, de l'ordre de 500C, qui ne décompose pas les molécules, de sorte que l'on obtient facilement des soudures étanches au gaz tandis que des jonctions collées risqueraient de ne pas rester étanches par suite de l'attaque de la colle par le gaz chargé d'hydrogène sulfuré. Polyvinyl chloride has the advantage of being able to be welded at a relatively low temperature, of the order of 500C, which does not break down the molecules, so that gas-tight welds are easily obtained while bonded junctions may not remain watertight due to the attack of the adhesive by the gas loaded with hydrogen sulfide.
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