FR3012346A1

FR3012346A1 - TANK FOR A METHANIZATION FACILITY FOR THE PRODUCTION OF BIOGAS

Info

Publication number: FR3012346A1
Application number: FR1360412A
Authority: FR
Inventors: Christophe Maillot
Original assignee: INNOV ENER
Current assignee: INNOV ENER
Priority date: 2013-10-25
Filing date: 2013-10-25
Publication date: 2015-05-01

Abstract

Une cuve de méthanisation s'étend selon une direction principale (F2) horizontale et comporte un mélangeur (7) monté rotatif dans la cuve (3, 4) autour d'un axe (M) selon la direction principale (F2), le mélangeur (7) comportant au moins un élément de brassage pour homogénéiser le contenu de la cuve. L'élément de brassage comporte une batte (72) ayant une section sensiblement constante d'un profilé ouvert, la batte (72) comportant un bord d'attaque (721) relatif au flux créé par la rotation du mélangeur (7), la batte (72) comportant en outre une pluralité d'ouvertures (723) réparties le long du bord d'attaque (721) pour mettre en communication une face amont (725) et une face aval (726) de la batte (72). Installation comportant une telle cuve.A methanation tank extends in a horizontal main direction (F2) and comprises a mixer (7) rotatably mounted in the tank (3, 4) about an axis (M) in the main direction (F2), the mixer (7) comprising at least one stirring element for homogenizing the contents of the tank. The brewing element comprises a bat (72) having a substantially constant section of an open section, the bat (72) having a leading edge (721) relative to the flow created by the rotation of the mixer (7), the bat (72) further comprising a plurality of apertures (723) distributed along the leading edge (721) for communicating an upstream face (725) and a downstream face (726) of the bat (72). Installation comprising such a tank.

Description

Cuve pour une installation de méthanisation pour la production de biogaz Domaine technique La présente invention se rapporte à une cuve pour une installation de méthanisation pour la production de biogaz à partir de matière organique. Elle concerne également une installation comportant une telle cuve. Dans la description ci-dessous, les références entre crochets ([ ]) renvoient à la liste des références présentée à la fin du texte. Etat de la technique Les installations de méthanisation connaissent un développement important au vu de leur utilité pour la production de biogaz et pour l'élimination de matières organiques susceptibles de perturber l'environnement. Historiquement, on trouve de telles installations dans les exploitations agricoles, dans lesquelles elles permettent de traiter en particulier le lisier produit par les animaux d'élevage. Ces installations sont organisées autour d'une grande cuve de plusieurs mètres de diamètre dans laquelle la matière est mise en fermentation anaérobique. Le gaz récupéré dans la partie supérieure de la cuve est fréquemment utilisé pour alimenter une station de cogénération, pour produire de l'électricité et de la chaleur, dont une partie est utilisée pour la station elle-même. La fermentation utilise des bactéries mésophiles, c'est-à-dire se développant essentiellement à une température comprise entre 20 et 35°C. La chaleur pour obtenir et maintenir cette température provient de la station de cogénération. De telles installations ne donnent pas entièrement satisfaction. La mise en route de l'installation est en général de plusieurs mois, avant d'obtenir la bonne population de bactéries. Un brassage nécessaire est obtenu par des mélangeurs installés à l'intérieur de la cuve. Toute intervention de maintenance sur les mélangeurs entraîne un arrêt prolongé de l'installation pour vider le contenu, faire la réparation et remettre en route le processus. Il en résulte une perte d'exploitation importante. Le document WO 2011/002303 Al [1] montre une cuve de méthanisation s'étendant selon une direction principale horizontale et comportant un mélangeur monté rotatif dans la cuve autour d'un axe parallèle à la direction principale. Le mélangeur comporte des éléments de brassage pour homogénéiser le contenu de la cuve. Les éléments de brassage ont la forme de disque d'un diamètre proche du diamètre intérieur de la cuve et comportant deux couronnes concentriques et fixées sur l'une des faces du disque. Le disque est percé de plusieurs ouvertures entre les deux couronnes, et les ouvertures sont pourvue d'augets orientés de manière à transférer de la matière d'un côté à l'autre lors de la rotation de l'élément de brassage. Le premier effet de ces dispositions est que les éléments de brassage offrent une surface importante pour qu'un biofilm s'y développe. Un tel biofilm est un agglomérat de bactéries qui sert de réserve et de refuge à celles-ci, afin qu'elles restent en permanence dans le lieu qui est favorable à leur développement. A partir de ces réserves, les bactéries peuvent se disperser dans la matière afin de la transformer.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a tank for an anaerobic digestion plant for the production of biogas from organic material. It also relates to an installation comprising such a tank. In the description below, references in brackets ([]) refer to the list of references at the end of the text. State of the art The methanation plants are developing significantly in view of their utility for the production of biogas and for the removal of organic materials that can disturb the environment. Historically, such facilities have been found on farms, where they can be used to treat slurry produced by livestock in particular. These facilities are organized around a large tank several meters in diameter in which the material is put into anaerobic fermentation. The gas recovered in the upper part of the tank is frequently used to power a cogeneration station, to produce electricity and heat, part of which is used for the station itself. Fermentation uses mesophilic bacteria, that is to say, growing mainly at a temperature between 20 and 35 ° C. The heat to obtain and maintain this temperature comes from the cogeneration station. Such facilities are not entirely satisfactory. The start-up of the installation is usually several months, before obtaining the right population of bacteria. A necessary stirring is obtained by mixers installed inside the tank. Any maintenance work on the mixers will result in a prolonged shutdown of the installation to empty the contents, repair and restart the process. This results in a significant operating loss. The document WO 2011/002303 Al [1] shows a methanation tank extending in a horizontal main direction and comprising a mixer rotatably mounted in the tank around an axis parallel to the main direction. The mixer comprises stirring elements to homogenize the contents of the tank. The stirring elements have the disc shape of a diameter close to the inner diameter of the tank and having two concentric rings and fixed on one of the faces of the disc. The disc is pierced with several openings between the two rings, and the openings are provided with buckets oriented so as to transfer material from one side to the other during the rotation of the brewing element. The first effect of these provisions is that the brewing elements provide an important surface for a biofilm to develop there. Such a biofilm is an agglomerate of bacteria that serves as a reserve and refuge to them, so that they remain permanently in the place that is favorable to their development. From these reserves, bacteria can disperse in the material to transform it.

La cuve comporte des moyens de chauffage afin de maintenir une température de l'ordre de 55°C. On obtient ainsi une sélection et un développement de bactéries thermophiles. Le document WO 2010/048225 A2 [2] montre également une cuve de méthanisation prévue pour un fonctionnement avec des bactéries thermophiles, à une température comprise entre 44 et 70°C. L'invention vise à fournir une cuve de méthanisation apte à favoriser et maintenir le développement des bactéries. Elle vise également une installation de méthanisation.The tank comprises heating means in order to maintain a temperature of the order of 55 ° C. This results in a selection and development of thermophilic bacteria. WO 2010/048225 A2 [2] also shows a methanation tank provided for operation with thermophilic bacteria, at a temperature between 44 and 70 ° C. The invention aims to provide a methanization tank capable of promoting and maintaining the development of bacteria. It is also aimed at an anaerobic digestion plant.

Description de l'invention Avec ces objectifs en vue, l'invention a pour objet une cuve de méthanisation s'étendant selon une direction principale horizontale et comportant un mélangeur monté rotatif dans la cuve autour d'un axe selon la direction principale, le mélangeur comportant au moins un élément de brassage pour homogénéiser le contenu de la cuve, caractérisée en ce que l'élément de brassage comporte une batte ayant une section sensiblement constante d'un profilé ouvert, la batte comportant un bord d'attaque relatif au flux créé par la rotation du mélangeur, la batte comportant en outre une pluralité d'ouvertures réparties le long du bord d'attaque pour mettre en communication une face amont et une face aval de la batte. Avec une telle cuve, on obtient des conditions favorables au développement des bactéries et à leur incorporation à la matière à traiter.Description of the invention With these objectives in view, the subject of the invention is a methanation tank extending in a horizontal main direction and comprising a mixer rotatably mounted in the tank around an axis in the main direction, the mixer comprising at least one stirring element for homogenizing the contents of the tank, characterized in that the stirring element comprises a bat having a substantially constant section of an open profile, the bat comprising a leading edge relative to the stream created by the rotation of the mixer, the bat further comprising a plurality of openings distributed along the leading edge for communicating an upstream face and a downstream face of the bat. With such a tank, favorable conditions are obtained for the development of bacteria and their incorporation into the material to be treated.

En effet, la surface du profilé en aval du flux est protégée dudit flux et un biofilm peut s'y développer de manière favorable. Par ailleurs, les ouvertures réparties le long du bord d'attaque permettent de fragmenter plus facilement ce biofilm et d'en disperser les fragments dans la matière lors du mouvement des battes dans celle-ci. On constate un équilibre intéressant entre le développement du biofilm et sa dispersion dans la matière, ce qui est très favorable à une vitesse importante de dégradation de la matière. Selon une disposition particulière, la batte comporte deux ailes réunies en V le long du bord d'attaque. On confère ainsi une forme qui agit comme un couteau dans la matière et déchiquètent les agglomérats de matière qui aurait tendance à se former, en particulier à la surface du contenu de la cuve. En aval du bord d'attaque, les surfaces sont moins exposées au flux de manière à permettre au biofilm de s'y accrocher. De manière particulière, chaque aile comporte un retour à l'opposé du bord d'attaque, le retour étant orienté en regard de l'autre aile. On ferme ainsi un peu plus l'espace en aval du bord d'attaque. De plus, on confère une meilleure rigidité à la batte. On peut en outre compléter le retour par un deuxième retour orienté vers le bord d'attaque. Selon un perfectionnement, les ailes forment un angle entre elle compris entre 30° et 60°, et de préférence 50°. On réalise un bon équilibre entre la fonction de séparation des agglomérats et le volume réservé au biofilm. Selon un autre perfectionnement, les ouvertures ont une forme oblongue et s'étendent sur 30 à 50 % de la longueur du bord d'attaque, de préférence 42%. On constate que cette proportion permet un équilibre entre la taille du biofilm et la capacité à disperser les bactéries. Selon une disposition, les battes s'étendent radialement par rapport à l'axe de rotation du mélangeur. Elles permettent de balayer ainsi toute la section de la cuve. Dans cette configuration, la batte peut comporter à une extrémité la plus extérieure une palette orientée selon une hélice. La palette permet de créer un mouvement de la matière dans la direction longitudinale, afin de participer à la migration de la matière d'une extrémité à l'autre de la cuve. Selon une autre disposition, les battes s'étendent parallèlement à l'axe de rotation du mélangeur. Des bactéries peuvent être ainsi dispersées sur toute la longueur de la cuve. Selon un perfectionnement, la cuve comporte au moins une cloison de séparation s'étendant perpendiculairement à la direction principale et ouverte en son centre pour le passage du mélangeur. Une telle cloison force le passage de la matière en son centre. Elle permet de favoriser le développement de populations différentes de bactéries d'un côté et de l'autre, en fonction du stade de transformation de la matière. Selon une disposition particulière, la cuve comporte une bouche d'entrée en partie supérieure de la cuve pour recevoir la matière à digérer à une extrémité d'entrée et une cloison d'entrée s'étendant en partie supérieure en aval et à côté de la bouche d'entrée. On limite ainsi les possibilités de reflux de matière ou de gaz par l'entrée. En effet, la cloison d'entrée maintient les gaz en aval et les empêche de passer du côté de la bouche d'entrée. Les parties liquides et solides sont naturellement retenues dans la cuve. Selon un perfectionnement, la cuve est entourée d'un réseau de tuyaux de chauffage et d'une couche d'isolant thermique. On peut ainsi amener et maintenir la cuve en température à un niveau précis. L'invention a aussi pour objet une installation de méthanisation, comportant une cuve de mélange telle que décrite précédemment, au moins une cuve de digestion telle que décrite précédemment, une première pompe de transfert pour transférer la matière de la cuve de mélange vers la cuve de digestion et des moyens de régulation pour réguler la température de la matière à une température de mélange dans la cuve de mélange. De manière particulière, la température de mélange est comprise entre 55 et 70°C, de préférence 65°C. On obtient ainsi une pasteurisation de la matière, de manière à ne conserver que des bactéries thermophiles. Les antibiotiques et les germes de graminées par exemple sont neutralisés pour l'essentiel dès leur entrée dans le processus de méthanisation. On constate un début de transformation de la matière, en particulier une hydrolyse, première étape en direction de la méthanogénèse. Selon une disposition constructive, l'installation comporte un réseau de captage de gaz connecté à la cuve de digestion et à la cuve de mélange, le réseau comportant au moins un condenseur pour condenser et capter au moins partiellement de l'eau et de l'hydrogène sulfuré, l'installation comportant une conduite de recyclage pour conduire le liquide capté dans la cuve de digestion. Par cette disposition assez simple à mettre en oeuvre, avec un refroidissement par air, par exemple, on élimine une part importante de l'eau et de l'hydrogène sulfuré présent dans le gaz. En les mélangeant avec la matière qui va être éliminée, on s'en débarrasse facilement et sans conséquence pour l'environnement.Indeed, the surface of the profile downstream of the flow is protected from said flow and a biofilm can develop favorably. In addition, the openings distributed along the leading edge make it easier to break up this biofilm and to disperse the fragments in the material during the movement of the bats in the latter. There is an interesting balance between the development of the biofilm and its dispersion in the material, which is very favorable to a significant rate of degradation of the material. According to a particular arrangement, the bat has two wings joined in a V along the leading edge. This gives a shape that acts like a knife in the material and shreds the agglomerates of material that would tend to form, especially on the surface of the contents of the tank. Downstream of the leading edge, the surfaces are less exposed to the flow so as to allow the biofilm to cling to it. In particular, each wing has a return to the opposite of the leading edge, the return being oriented opposite the other wing. This further closes the space downstream of the leading edge. In addition, it confers a better stiffness to the bat. In addition, the return can be completed by a second return oriented towards the leading edge. According to an improvement, the wings form an angle between it of between 30 ° and 60 °, and preferably 50 °. A good balance is achieved between the separation function of the agglomerates and the volume reserved for the biofilm. According to another improvement, the openings have an oblong shape and extend over 30 to 50% of the length of the leading edge, preferably 42%. It is found that this proportion allows a balance between the size of the biofilm and the ability to disperse bacteria. According to one arrangement, the bats extend radially with respect to the axis of rotation of the mixer. They sweep the whole section of the tank. In this configuration, the bat may comprise at an outermost end a pallet oriented in a helix. The pallet makes it possible to create a movement of the material in the longitudinal direction, in order to participate in the migration of the material from one end to the other of the tank. According to another arrangement, the bats extend parallel to the axis of rotation of the mixer. Bacteria can thus be dispersed over the entire length of the tank. According to an improvement, the tank comprises at least one partition wall extending perpendicular to the main direction and open at its center for the passage of the mixer. Such a partition forces the passage of matter in its center. It promotes the development of different populations of bacteria on one side and the other, depending on the stage of transformation of the material. According to a particular arrangement, the tank comprises an inlet mouth in the upper part of the tank for receiving the material to be digested at an inlet end and an inlet wall extending in the upper part downstream and next to the mouth of entry. This limits the possibilities of reflux of material or gas through the inlet. Indeed, the inlet wall maintains the gas downstream and prevents them from passing on the side of the inlet mouth. The liquid and solid parts are naturally retained in the tank. According to an improvement, the tank is surrounded by a network of heating pipes and a layer of thermal insulation. It is thus possible to bring and maintain the tank temperature at a precise level. The invention also relates to a methanation plant, comprising a mixing tank as described above, at least one digestion tank as described above, a first transfer pump for transferring the material from the mixing tank to the tank digestion apparatus and regulating means for regulating the temperature of the material at a mixing temperature in the mixing tank. In particular, the mixing temperature is between 55 and 70 ° C, preferably 65 ° C. This produces a pasteurization of the material, so as to keep only thermophilic bacteria. Antibiotics and grass germs, for example, are essentially neutralized as soon as they enter the biogas process. There is a beginning of transformation of the material, in particular a hydrolysis, first step in the direction of methanogenesis. According to a constructive arrangement, the installation comprises a gas collection network connected to the digestion tank and to the mixing tank, the network comprising at least one condenser for condensing and at least partially capturing water and water. hydrogen sulphide, the installation comprising a recycling line for conducting the liquid captured in the digestion tank. By this arrangement rather simple to implement, with air cooling, for example, it removes a significant portion of the water and hydrogen sulfide present in the gas. By mixing them with the material that will be removed, it is easily disposed of and without consequences for the environment.

De manière complémentaire, l'installation comporte un dispositif de chargement de la cuve de mélange, le dispositif de chargement comportant une vis d'Archimède et des moyens de chauffage pour préchauffer la matière avant le chargement.In a complementary manner, the installation comprises a device for loading the mixing tank, the loading device comprising an Archimedean screw and heating means for preheating the material before loading.

Brève description des figures L'invention sera mieux comprise et d'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, la description faisant référence aux dessins annexés parmi lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'une installation conforme à un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une vue en écorché et en perspective d'une cuve de digestion de l'installation de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue en écorché et en perspective d'une cuve de mélange de l'installation de la figure 1 ; - la figure 4 est une vue de côté d'une batte utilisée dans les cuves de l'installation ; - la figure 5 est une vue en coupe selon la ligne V-V de la figure 4 ; - la figure 6 est une vue en perspective d'un élément de brassage utilisé dans les cuves de l'installation ; - la figure 7 est une vue en coupe et en perspective d'un condenseur utilisé dans l'installation de la figure 1. DESCRIPTION DETAILLEE Une installation conforme à un mode de réalisation de l'invention est montrée dans son ensemble sur la figure 1. Elle est construite dans un bâtiment dont seule l'ossature a été représentée. L'installation comporte un broyeur 1, un dispositif de chargement 2, une cuve de mélange 3, deux cuves de digestion 4, deux condenseurs 5 et un local 6 pour des équipements annexes. Elle comporte également une réserve d'effluents liquide et une réserve de gaz, non représentés.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will be better understood and other features and advantages will appear on reading the description which follows, the description referring to the appended drawings in which: FIG. 1 is a perspective view of a installation according to one embodiment of the invention; - Figure 2 is a cutaway and perspective view of a digestion tank of the installation of Figure 1; - Figure 3 is a cutaway and perspective view of a mixing tank of the installation of Figure 1; - Figure 4 is a side view of a bat used in the tanks of the installation; - Figure 5 is a sectional view along the line V-V of Figure 4; - Figure 6 is a perspective view of a brewing element used in the tanks of the installation; FIG. 7 is a sectional and perspective view of a condenser used in the installation of FIG. 1. DETAILED DESCRIPTION An installation according to one embodiment of the invention is shown as a whole in FIG. It is built in a building whose only frame was represented. The installation comprises a mill 1, a loading device 2, a mixing tank 3, two digestion tanks 4, two condensers 5 and a room 6 for ancillary equipment. It also comprises a liquid effluent reserve and a gas reserve, not shown.

Le chargement de la matière organique sous forme solide est réalisé sur le broyeur 1 qui comporte une trémie 10 de réception sur pesons électroniques, indiquant le poids du chargement. Le broyeur 1 est du type à marteaux et permet de déchiqueter et calibrer la matière.The loading of the organic matter in solid form is carried out on the mill 1 which comprises a receiving hopper 10 on electronic load cells, indicating the weight of the load. The mill 1 is of the hammer type and allows to shred and calibrate the material.

A la sortie du broyeur 1, le dispositif de chargement 2 de la cuve de mélange 3 comporte une vis d'Archimède, non représentée, et des moyens de chauffage pour préchauffer la matière avant le chargement. Le dispositif de chargement 2 comporte un capot étanche pour avoir un accès rapide de débourrage ou nettoyage. Les moyens de chauffage permettent de préparer la matière avant son insertion dans la cuve de mélange 3 et d'éviter le gel dans les périodes froides. La cuve de mélange 3 comporte une enveloppe 30 de forme cylindrique dont l'axe s'étend selon une direction principale F2 et dont les extrémités sont fermées par deux fonds 31, 32 amovibles. Elle comporte des pieds 33 afin de reposer au sol ou sur des bancs. La cuve de mélange 3 comporte un mélangeur 7 monté rotatif à l'intérieur de la cuve autour d'un axe M. Le mélangeur 7 comporte deux arbres 70 centraux coaxiaux traversant les fonds par leurs centres afin de supporter le mélangeur 7 sur des paliers 34 fixés sur les fonds 31, 32. Les paliers 34 sont formés par des trois rouleaux 340 disposés en triangle et sur lesquels les arbres 70 roulent. La cuve de mélange 3 comporte du côté d'une extrémité de sortie 36 des moyens d'entraînement 71 pour entraîner en rotation le mélangeur 7 dans un sens prédéterminé. Les moyens d'entraînement 71 comportent une roue dentée 710 fixée sur l'arbre 70, trois vérins 711 montés de manière tangentielle au disque, et des rochets 712 entraînés par les vérins 711. Le mouvement alternatif des vérins 711 en translation génère une phase d'entraînement, dans laquelle les rochets 712 coopèrent avec la roue dentée 710 pour l'entraîner, et une phase de retour dans laquelle le rochet s'escamote afin de venir s'encliqueter avec une dent suivante de la roue 710. Le mouvement des trois vérins 711 peut être synchrone, afin d'équilibrer les forces, ou déphasé afin d'assurer une plus grande fréquence d'entraînement et une vitesse plus importante. Le mélangeur 7 est formé d'une pluralité de battes 72 s'étendant parallèlement les unes aux autres selon la direction principale F2 et supportées par des couronnes 73 centrées sur l'axe de rotation du mélangeur 7 et réparties sur la longueur. Aux extrémités, les battes 72 sont reliées aux arbres 70 par des disques 74. Au niveau de chaque couronne 73, le mélangeur 7 comporte quatre battes 72 s'étendant radialement et se rejoignant au centre de la couronne 73. Chaque batte 72 est un élément de brassage et a une section sensiblement constante d'un profilé ouvert. La batte 72 comporte deux ailes 720 réunies en V le long d'un bord d'attaque 721 qui est la partie la plus en avant relatif au flux créé par la rotation du mélangeur 7 dans le sens prédéterminé. Chaque aile 720 comporte un retour 722 à l'opposé du bord d'attaque 721, le retour 722 étant orienté en regard de l'autre aile 720. Chaque retour 722 comporte en outre un deuxième retour 724 orienté vers le bord d'attaque 721 et parallèle à l'aile 720 correspondante. La batte 72 comporte en outre une pluralité d'ouvertures 723 de forme oblongue réparties le long du bord d'attaque 721 pour mettre en communication une face amont 725 et une face aval 726 de la batte 72. L'angle entre les ailes 720 est d'environ 50°. Les ouvertures 723 s'étendent sur environ 42% de la longueur du bord d'attaque 721. Chaque batte 72 qui s'étend radialement par rapport à l'axe de rotation M du mélangeur 7 comporte à une extrémité la plus extérieure une palette 727 orientée selon une hélice, de telle sorte que la rotation du mélangeur 7 dans le sens prédéterminé tende à pousser la matière de l'extrémité d'entrée vers l'extrémité de sortie 36. La cuve de mélange 3 comporte à une extrémité d'entrée 35, à l'opposé de l'extrémité de sortie 36, une bouche d'entrée 37 en partie supérieure de la cuve. La bouche d'entrée 37 est connectée à la sortie du dispositif de chargement 2. La cuve comporte en outre une cloison d'entrée 38, disposée à proximité de l'extrémité d'entrée 35 et entre la bouche d'entrée 37 et l'extrémité de sortie 36. La cloison d'entrée 38 s'étend en partie supérieure de la cuve, sur une hauteur de l'ordre de la moitié de la hauteur de la cuve de mélange 3.At the outlet of the mill 1, the loading device 2 of the mixing tank 3 comprises an Archimedean screw, not shown, and heating means for preheating the material before loading. The loading device 2 comprises a sealed cover for quick access of cleaning or cleaning. The heating means make it possible to prepare the material before it is inserted into the mixing tank 3 and to avoid freezing in cold periods. The mixing tank 3 comprises a casing 30 of cylindrical shape whose axis extends in a main direction F2 and whose ends are closed by two removable funds 31, 32. It has feet 33 to rest on the ground or on benches. The mixing tank 3 comprises a mixer 7 rotatably mounted inside the tank about an axis M. The mixer 7 comprises two coaxial central shafts 70 passing through the bottoms by their centers in order to support the mixer 7 on bearings 34 fixed on the funds 31, 32. The bearings 34 are formed by three rollers 340 arranged in a triangle and on which the shafts 70 roll. The mixing tank 3 has on the side of an outlet end 36 drive means 71 for rotating the mixer 7 in a predetermined direction. The drive means 71 comprise a toothed wheel 710 fixed to the shaft 70, three jacks 711 mounted tangentially to the disk, and ratchets 712 driven by the jacks 711. The reciprocating movement of the jacks 711 in translation generates a jogging phase. in which the ratchets 712 cooperate with the toothed wheel 710 to drive it, and a return phase in which the ratchet is retracted in order to engage with a next tooth of the wheel 710. The movement of the three 711 cylinders can be synchronous, in order to balance forces, or out of phase to ensure greater drive frequency and higher speed. The mixer 7 is formed of a plurality of bats 72 extending parallel to each other in the main direction F2 and supported by rings 73 centered on the axis of rotation of the mixer 7 and distributed along the length. At the ends, the bats 72 are connected to the shafts 70 by discs 74. At each ring 73, the mixer 7 comprises four bats 72 extending radially and joining at the center of the ring 73. Each bat 72 is an element brewing and has a substantially constant section of an open profile. The bat 72 has two wings 720 joined in a V along a leading edge 721 which is the foremost part relative to the flow created by the rotation of the mixer 7 in the predetermined direction. Each wing 720 has a return 722 opposite to the leading edge 721, the return 722 being oriented opposite the other wing 720. Each return 722 further comprises a second return 724 oriented towards the leading edge 721 and parallel to the corresponding wing 720. The bat 72 further comprises a plurality of oblong apertures 723 distributed along the leading edge 721 for communicating an upstream face 725 and a downstream face 726 of the bat 72. The angle between the wings 720 is about 50 °. The openings 723 extend over approximately 42% of the length of the leading edge 721. Each batten 72 which extends radially with respect to the axis of rotation M of the mixer 7 has at one outermost end a pallet 727. propeller-oriented, such that the rotation of the mixer 7 in the predetermined direction tends to push the material from the inlet end to the outlet end 36. The mixing vessel 3 comprises at an inlet end 35, opposite the outlet end 36, an inlet mouth 37 in the upper part of the tank. The inlet mouth 37 is connected to the outlet of the loading device 2. The tank further comprises an inlet partition 38, disposed near the inlet end 35 and between the inlet mouth 37 and the inlet mouth. the outlet end 36. The inlet partition 38 extends in the upper part of the tank, to a height of the order of half the height of the mixing tank 3.

La cuve de mélange 3 comporte en outre des moyens de chauffage 8 constitués par un réseau de tubes 80 destinés à recevoir un fluide caloporteur. Le fluide est en provenance de la centrale de cogénération et est par exemple formé essentiellement d'eau. Le réseau est formé par exemple de sous-ensembles comportant une rampe d'entrée 81, une rampe de sortie 82, une pompe de circulation 83, les tubes 80 étant connectés en parallèle entre la rampe d'entrée 81 et la rampe de sortie 82. Les rampes d'entrée et de sortie 81, 82 sont placées côte à côte, et les tubes 80 parcourent la périphérie de la cuve sur presque un tour d'une rampe à l'autre. Une couche d'isolant, non représentée, recouvre les tuyaux. La cuve de mélange 3 est équipée d'une première pompe 39 à piston permettant de transférer de la matière de la cuve de mélange 3 vers la cuve de digestion 4. La première pompe 39 comporte également des moyens de chauffage pour maintenir la température de la matière pendant le transfert, pour éviter les chocs thermiques dans le digesteur. La première pompe 39 à piston est connectée d'une part à un branchement de sortie près de l'extrémité de sortie 36 de la cuve de mélange 3 et en partie inférieure, et d'autre part aux bouches d'entrée de deux cuves de digestion 4, disposées de part et d'autre de la cuve de mélange 3.The mixing tank 3 further comprises heating means 8 constituted by a network of tubes 80 for receiving a heat transfer fluid. The fluid is coming from the cogeneration plant and is for example formed essentially of water. The network is formed for example of subassemblies comprising an inlet ramp 81, an outlet ramp 82, a circulation pump 83, the tubes 80 being connected in parallel between the inlet ramp 81 and the outlet ramp 82 The inlet and outlet ramps 81, 82 are placed side by side, and the tubes 80 traverse the periphery of the vessel on almost one turn from one ramp to the other. An insulating layer, not shown, covers the pipes. The mixing tank 3 is equipped with a first piston pump 39 for transferring material from the mixing tank 3 to the digestion tank 4. The first pump 39 also comprises heating means for maintaining the temperature of the tank. material during transfer, to avoid thermal shocks in the digester. The first piston pump 39 is connected on the one hand to an outlet connection near the outlet end 36 of the mixing tank 3 and in the lower part, and on the other hand to the inlet mouths of two tanks of digestion 4, arranged on either side of the mixing tank 3.

La cuve de mélange 3 est connectée en outre à un réseau de gaz 9 en partie supérieure pour collecter le gaz produit dans la cuve. La cuve de digestion 4 est construite selon le même modèle que la cuve de mélange 3, à quelques détails près qui sont exposés ci-après. La cuve de digestion 4 est de plus grande dimension en longueur et elle comporte huit pieds 43 au lieu de quatre. La dimension du mélangeur 7 est également adaptée. La cuve de digestion 4 comporte en outre deux cloisons de séparation 41, 42, ayant la forme de couronne et de dimension ajustée au diamètre intérieur de la cuve 4. Une première des cloisons 41 est placée sensiblement à mi-distance entre l'extrémité d'entrée 35 et l'extrémité de sortie 36. Une deuxième des cloisons 42 est placée près de l'extrémité de sortie 36. Près de chaque cloison 41, 42 et en amont, un piquage 90 permet la connexion du réseau de gaz 9 en partie supérieure de la cuve de digestion 4, afin de capter le gaz produit. La cuve de digestion 4 est équipée d'une deuxième pompe 49 à piston permettant de transférer de la matière de la cuve de digestion 4 vers un séparateur de phase 44. Chaque cuve de digestion 4 a un volume de l'ordre de 100 m3. Le réseau de captage de gaz 9 comporte à la sortie de chaque cuve de digestion 4 un condenseur 5, tel que représenté sur la figure 7, pour condenser et capter au moins partiellement de l'eau et de l'hydrogène sulfuré. Pour cela, le condenseur 5 comporte une gaine centrale 51 connectée aux extrémités par respectivement un connecteur d'entrée 52 et un connecteur de sortie 53, le connecteur d'entrée 52 étant relié à une conduite en provenance des piquages 90 de la cuve de digestion 4 et le connecteur de sortie 53 étant connecté à un réservoir souple de stockage du gaz par l'intermédiaire d'un surpresseur, non représenté. La gaine centrale 51 comporte des ailettes 510 parallèlement à son axe entourées d'une enveloppe 54. Un ventilateur, non représenté, force une circulation d'air dans l'enveloppe à contre-courant de celle du gaz pour refroidir la gaine centrale 51 par l'intermédiaire des ailettes 510. Le condenseur 5 comporte en outre une coupelle 55 en bas de la gaine pour recueillir les condensats qui se sont formés sur la paroi interne de la gaine 51. Une conduite de recyclage 56 est prévue pour canaliser le liquide capté dans la coupelle 55 vers la cuve de digestion 4. Le surpresseur permet de forcer la circulation des gaz vers le réservoir souple, en maintenant en outre une légère dépression à l'intérieur des cuves, par exemple de l'ordre de -20 mbar. La dépression permet de limiter les risques de légères pertes de gaz en cas de défaut d'étanchéité.The mixing tank 3 is further connected to a gas network 9 at the top to collect the gas produced in the tank. The digestion tank 4 is constructed according to the same model as the mixing tank 3, with a few details which are explained below. The digestion tank 4 is larger in length and has eight feet 43 instead of four. The size of the mixer 7 is also adapted. The digestion tank 4 further comprises two partition walls 41, 42, having the shape of a ring and of dimension adjusted to the inside diameter of the tank 4. A first of the partitions 41 is placed substantially midway between the end of 35 and the outlet end 36. A second of the partitions 42 is placed near the outlet end 36. Near each partition 41, 42 and upstream, a tapping 90 allows the connection of the gas network 9 upper part of the digestion tank 4, in order to capture the product gas. The digestion tank 4 is equipped with a second piston pump 49 for transferring material from the digestion tank 4 to a phase separator 44. Each digestion vessel 4 has a volume of the order of 100 m 3. The gas collection network 9 comprises at the outlet of each digestion tank 4 a condenser 5, as shown in Figure 7, for condensing and at least partially capturing water and hydrogen sulfide. For this, the condenser 5 comprises a central sleeve 51 connected to the ends by respectively an inlet connector 52 and an outlet connector 53, the inlet connector 52 being connected to a pipe from the connections 90 of the digestion vessel 4 and the output connector 53 is connected to a flexible gas storage tank via a booster, not shown. The central duct 51 has fins 510 parallel to its axis surrounded by a casing 54. A fan, not shown, forces a flow of air in the casing against the current of the gas to cool the central duct 51 by The condenser 5 further comprises a cup 55 at the bottom of the sheath to collect the condensates that have formed on the inner wall of the sheath 51. A recycling line 56 is provided for channeling the captured liquid. in the cup 55 to the digestion tank 4. The booster makes it possible to force the circulation of the gases towards the flexible tank, while maintaining in addition a slight depression inside the tanks, for example of the order of -20 mbar. Depression reduces the risk of slight gas losses in the event of leaks.

Le séparateur de phases 44 permet par compression et filtrage de séparer la matière solide de la matière liquide. La matière liquide peut être utilisée comme engrais, tandis que la matière solide peut, après séchage, être utilisée comme amendement agricole. Elle est stockée dans un silo S prévu à cet effet. Le fonctionnement de l'installation est continu après une phase d'amorçage. En fonctionnement continu, de la matière organique est déversée dans la trémie 10 de réception du broyeur 1. Celle-ci est broyée par le broyeur 1 à un calibre compris entre 10 et 20 mm. Puis la matière est transférée vers la cuve de mélange 3 par le dispositif de chargement 2, en subissant un préchauffage. La matière arrive dans la cuve de mélange 3 par la bouche d'entrée 37 et est incorporée progressivement à la matière déjà présente. Les moyens de chauffage 8 maintiennent une température constante en étant pilotés par des moyens de régulation pour réguler la température de la matière à une température de mélange de 65°C. Le mélangeur 7 est actionné régulièrement afin de brasser la matière, en évitant l'accumulation de matière compacte dans la partie basse de la cuve de mélange 3, et de répartir les bactéries présentes de manière homogène. On constate qu'un biofilm de bactéries anaérobiques se développe sur les faces aval 726 des battes 72. Cependant, le flux de matière à travers les ouvertures 723 lors du mouvement du mélangeur 7, symbolisé par les flèches Fl, permet de limiter la taille du biofilm en dispersant une partie de celui-ci dans la matière, ce qui a l'avantage de bien exposer la matière à l'action des bactéries. Le mélangeur 7 réalise par exemple un tour par minute, mais il peut rester inactif pendant certaines périodes. La nature des bactéries dans la cuve de mélange 3 correspond aux bactéries qui réalisent les premières étapes de la méthanogénèse, et en particulier celles qui réalisent une hydrolyse en clivant les polysaccharides, les lipides, les protéines et les acides nucléiques.The phase separator 44 makes it possible, by compression and filtering, to separate the solid material from the liquid material. The liquid material can be used as a fertilizer, while the solid material can, after drying, be used as an agricultural amendment. It is stored in a silo S provided for this purpose. The operation of the installation is continuous after a priming phase. In continuous operation, organic material is poured into the receiving hopper 10 of the mill 1. It is ground by the mill 1 to a gauge between 10 and 20 mm. Then the material is transferred to the mixing tank 3 by the loading device 2, undergoing preheating. The material arrives in the mixing tank 3 through the inlet mouth 37 and is gradually incorporated into the material already present. The heating means 8 maintain a constant temperature by being controlled by regulating means for regulating the temperature of the material at a mixing temperature of 65 ° C. The mixer 7 is operated regularly to stir the material, avoiding the accumulation of compact material in the lower part of the mixing tank 3, and distribute the bacteria present homogeneously. It can be seen that an anaerobic bacteria biofilm develops on the downstream faces 726 of the bats 72. However, the flow of material through the openings 723 during the movement of the mixer 7, symbolized by the arrows Fl, makes it possible to limit the size of the biofilm by dispersing a part of it in the material, which has the advantage of well exposing the material to the action of bacteria. The mixer 7 performs for example one revolution per minute, but it can remain inactive for certain periods. The nature of the bacteria in the mixing tank 3 corresponds to the bacteria that perform the first steps of methanogenesis, and in particular those that perform hydrolysis by cleaving polysaccharides, lipids, proteins and nucleic acids.

La cuve de mélange 3 sert de tampon à l'alimentation des cuves de digestion 4. Elle permet de recevoir par exemple une charge quotidienne, voire tous les deux jours, et de la transférer de manière continue aux cuves de digestion 4.The mixing tank 3 serves as a buffer for the feed of the digestion tanks 4. It makes it possible, for example, to receive a daily charge, or even every two days, and to transfer it continuously to the digestion tanks 4.

La matière stockée et préparée dans la cuve de mélange 3 est transférée par la première pompe de transfert 39 vers l'une des cuves de digestion 4. Le fonctionnement des cuves de digestion 4 est le même que celui de la cuve de mélange 3, hormis le fait que les bactéries et les réactions associées qui s'y développent sont différentes. Les cloisons de séparation 41, 42 permettent de compartimenter partiellement la cuve de digestion 4 de manière à limiter les mélanges d'un côté à l'autre et de permettre un développement différencié des bactéries. Le transfert d'un côté à l'autre de la cloison 41, 42 est effectué par la partie centrale ouverte de la cloison. La température de fonctionnement est également régulée à 65°C. On constate le développement des étapes d'acidogénèse, d'acétogénèse puis de méthanogénèse. Le gaz produit est récupéré dans chaque compartiment et il passe à travers le condenseur 5. Une part importante de l'eau et de l'hydrogène sulfuré est condensée et récupérée dans la coupelle 55 avant de rejoindre la matière dans la cuve de digestion 4. La matière une fois traitée dans la cuve de digestion 4, poussée par les palettes 727 du mélangeur 7, est extraite de la cuve par la deuxième pompe 49 de transfert et envoyée vers le séparateur 44. La matière solide est stockée dans le silo S et la matière liquide est stockée dans un réservoir souple spécifique.The material stored and prepared in the mixing tank 3 is transferred by the first transfer pump 39 to one of the digestion tanks 4. The operation of the digestion tanks 4 is the same as that of the mixing tank 3, except the fact that the bacteria and the associated reactions that develop there are different. The partition walls 41, 42 partially compartmentalize the digestion vessel 4 so as to limit the mixtures from one side to the other and to allow a differentiated development of the bacteria. The transfer from one side to the other of the partition 41, 42 is effected by the open central part of the partition. The operating temperature is also regulated at 65 ° C. The development of acidogenesis, acetogenesis and methanogenesis stages is observed. The product gas is recovered in each compartment and passes through the condenser 5. A large part of the water and hydrogen sulfide is condensed and recovered in the cup 55 before joining the material in the digestion tank 4. The material once treated in the digestion tank 4, pushed by the pallets 727 of the mixer 7, is extracted from the tank by the second transfer pump 49 and sent to the separator 44. The solid material is stored in the silo S and the liquid material is stored in a specific bladder.

Listes des références [1] WO 2011/002303 Al publié le 6 janvier 2011 [2] WO 2010/048225 A2 publié le 29 avril 2010List of references [1] WO 2011/002303 A1 published on January 6, 2011 [2] WO 2010/048225 A2 published on April 29, 2010

Claims

REVENDICATIONS1. A methanisation vat extending in a main direction (F2) horizontal and comprising a mixer (7) rotatably mounted in the tank about an axis (M) in the main direction (F2), the mixer (7) comprising at least a stirring element for homogenizing the contents of the tank, characterized in that the stirring element comprises a bat (72) having a substantially constant section of an open section, the bat (72) comprising a leading edge ( 721) relating to the flow created by the rotation of the mixer (7), the bat (72) further comprising a plurality of apertures (723) distributed along the leading edge (721) for communicating an upstream face ( 725) and a downstream face (726) of the bat (72).

2. Tank according to claim 1, wherein the bat (72) comprises two wings (720) joined at V along the leading edge (721).

3. The vessel of claim 2, wherein each wing (720) has a return (722) opposite the leading edge (721), the return (722) being oriented opposite the other wing (720). ).

4. Tank according to one of claims 2 to 3, wherein the wings (720) form an angle between it between 30 ° and 60 °, and preferably 50 °.

5. Tank according to one of claims 2 to 4, wherein the openings (723) have an oblong shape and extend over 30 to 50% of the length of the leading edge (721), preferably 42%.

6. Tank according to one of claims 1 to 5, wherein the bats (72) extend radially relative to the axis of rotation of the mixer (7).

7. A vessel according to claim 6, wherein the bat (72) has at an outermost end a pallet (727) oriented in a helix.

8. Tank according to one of claims 1 to 5, wherein the bats (72) extend parallel to the axis of rotation of the mixer (7).

9. Tank according to one of claims 1 to 8, characterized in that it comprises at least one partition (41, 42) extending perpendicular to the main direction (F2) and open at its center for the passage of the mixer (7).

10. Tank according to one of claims 1 to 9, characterized in that it comprises an inlet mouth (37) in the upper part of the tank (3, 4) for receiving the material to be digested at one end of inlet (35) and an inlet partition (38) extending in the upper part downstream and adjacent to the inlet mouth (37).

11. Tank according to one of claims 1 to 10, characterized in that it is surrounded by a network (8) of pipes (80) for heating and a thermal insulation layer.

12. A methanation plant, characterized in that it comprises a mixing tank (3) according to one of claims 1 to 11, at least one digestion tank (4) according to one of claims 1 to 11, a first (39) transfer pump for transferring material from the mixing vessel (3) to the digestion vessel (4) and regulating means for controlling the temperature of the material at a mixing temperature.

13. methanation plant according to claim 12, wherein the mixing temperature is between 55 and 70 ° C, preferably 65 ° C.

14. A methanation plant according to one of claims 12 to 13, characterized in that it comprises a gas collection network (9) connected to the digestion tank (4) and to the mixing tank (3), the network comprising at least one condenser (5) for condensing and at least partially capturing water and hydrogen sulphide, the installation comprising a recycling line (56) for conducting the liquid captured in the digestion vessel (4). ).

15. A methanation plant according to one of claims 12 to 14, characterized in that it comprises a device for loading (2) the mixing tank (3), the loading device (2) comprising a screw of Archimedes and heating means to preheat the material before loading.