FR3067262A1 - Digesteur en voie liquide a cuve unique compacte en pointe de diamant brassee hydrauliquement - Google Patents

Digesteur en voie liquide a cuve unique compacte en pointe de diamant brassee hydrauliquement Download PDF

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Abstract

La présente invention concerne un digesteur en voie liquide pour valorisation de méthane issu des différentes étapes de digestion à l intérieur de cuves (C) et au moyen de brassage pour éviter la formation de croute qui bloquerait la récupération du méthane caractérisé en ce que l ensemble de la digestion est réalisée au sein d une cuve (C) compacte une zone basse (ZB), une zone médiane (ZM) et une zone haute (ZH), la forme générale des zones hautes et médianes (ZH, ZM) est cubique et la forme générale de la zones basse (ZB) est en pointe de diamant, la cuve est brassée au moyen d un système hydraulique comprenant un système de canalisations (VH, VM), un système de pompage régulé (10) au moyen de pompe et de vanne, qui fait circuler le liquide entre le bas de la voie basse (VB) et la périphérie de la voie médiane (VM), un cloche (4) de récupération de méthane est positionnée au centre du plafond de de la zone haute (ZH).

Description

La présente invention concerne un digesteur en voie liquide à cuve unique compacte brassée hydrauliquement.
Par digesteur, il est entendu un dispositif de récupération et valorisation de méthane issu de matière organique comme du lisier ou du fumier animal. Par voie liquide, il est entendu une matière dont la consistance est en dessous de 14% de matière sèche. Typiquement il s’agit matières sous forme de boues plus ou moins liquides. Il est donc compris que le digesteur en voie liquide est un système permettant de valoriser le méthane issu de la digestion dans le digesteur de boues liquides provenant de matières organiques provenant de récupération et de nettoyage d’exploitation agricoles et animales.
Il est connu des digesteurs en voie liquide.
Cette digestion se fait aujourd’hui dans des installations industrielles lourdes qui nécessitent la construction de bâtiments industriels et qui nécessitent plusieurs cuves successives pour assurer les phases successives de digestion. Ces dispositifs de l’art antérieur présentent des inconvénients que se propose de résoudre l’invention. Ils sont notamment coûteux. Ils ne sont pas adaptés au format de petites et moyennes exploitations.
Un autre défaut de ces digesteurs est que le procédé utilisé nécessite des moyens mécaniques pour casser une croûte qui se forme pendant la digestion sur le dessus du liquide. Ces moyens mécaniques sont coûteux en énergie pour les alimenter et ils manquent parfois de performance ou nécessitent un entretien et une réparation trop lourde.
En bref, il n’existe pas aujourd’hui de solution intégrée, compacte, dimensionnée pour une exploitation de taille moyenne, et dont l’entretien soit facile et ne nécessite pas de moyens mécaniques fragiles et dispendieux.
Un objet principal de l’invention est de proposer une solution intégrée, compacte, dimensionnée pour une exploitation agricole ou animale de taille petite ou moyenne.
Un objet de l’invention est proposer une installation dont l’entretien soit facile et ne nécessite pas de moyens mécaniques fragiles et dispendieux.
Un objet de l’invention est de proposer une installation qui optimise la récupération de gaz issu de la matière organique et qui maximise l’investissement industriel pour l’exploitant.
Dans un aspect principal, l’invention est réalisée en une cuve unique, spécialement dimensionnée, spécialement alimentée et spécialement brassée au moyen d’un système de pompe, de canalisations et de vannes perfectionné.
Dans un aspect l’invention est réalisée en une cuve compacte partiellement encastrée sous le niveau du sol dans un cuvelage dédié.
Dans un aspect, l’ensemble du processus de méthanisation en voie liquide se fait au sein d’une même poche et ce par un dispositif astucieux qui permet de décantation des gaz et des liquides.
Dans un aspect, le dispositif comporte la coopération d’une cuve 5 compacte, d’une cloche et d’un circuit hydraulique.
L’invention sera mieux comprise à la lecture des figures annexées représentent un mode particulier de l’invention sur lesquelles :
- La figure 1 représente une vue de profil du digesteur
- La figure 2 représente une vue de dessus du digesteur
- La figure 3 représente une vue en coupe de la cloche du digesteur
La figure 1 représente une vue de profil du digesteur (1) qui comprend une cuve (C) compacte de forme générale cubique. Plus précisément, à la construction, la compacité de la cuve (C) est encadrée selon un rapport dans un rapport 0,7 < L/H < 1, avec une mesure hors tout ou (H) désigne la hauteur de la cuve, et (L) désigne sa largeur. Préférentiellement en vue de haut, pour des raisons de praticité de fabrication de bâche, la forme générale est carrée. La cuve comprend trois zones qui sensiblement assurent chacune par décantation de la matière, une étape différente de digestion, à savoir, la zone basse (ZB) est la zone dite hydrolyse et acidogénèse, la zone médium (ZM) est dite zone acétogénèse, la zone haute (ZH) est dite méthanogénèse. On comprend l’analogie avec la panse de vache dans laquelle se déroulent les réactions biochimiques de la méthanisation. L’ensemble de la cuve (C) est préférentiellement réalisée à partir d’un matériau souple en matériau polychlorure de vinyle, dit PVC. Il est armé, traité anti UV et résistant aux acides. Sensiblement jusque à partir de la mi-hauteur hors tout, la cuve (C) est sous le niveau du sol (S) posée dans un trou qui est un terrassement stabilisé par exemple un cuvelage béton. Ce cuvelage comprend le passage pour un système de chauffage (50) qui est positionné sous la cuve (C) dans le trou de terrassement dédié. La particularité de l’invention est que le trou présente une forme en pointe de diamant à savoir une pente d’environ 35° avec le sol taillée sur les quatre faces du carré de la cuve. Cette forme basse de cuve en pointe de diamant est notamment pensée pour optimiser le brassage hydraulique ci-après décrit. Ainsi, en zone basse (ZB), la cuve comprend l’arrivée de canalisations en voie dite moyenne (VB) disposées sur le fond de la cuve (C ) à l’extrémité basse de la pointe de diamant, en zone moyenne (ZM) la cuve comprend l’arrivée de canalisations en voie dite moyenne (VM) disposées aux quatre coins de la cuve (C), voir figure 2 en vue de dessus, en zone haute (ZH), la cuve comprend l’arrivée de canalisations en voie dite haute (VH) disposées sur le plafond dans une cloche (4) plus particulièrement décrite en figure 3. Les canalisations basse (VB), moyenne (VH), haute (VH) constituent un système de canalisations d’un ensemble hydraulique régulé par un système de pompage régulé (10) comprenant un jeu de pompes et de vannes qui fait circuler le système dans un sens ou dans le sens opposé. Notamment dans un sens de brassage avec une arrivée de liquide en brassage selon la voie basse (VB) et en sortie de brassage en voie moyenne (VM). Selon un sens de vidange avec la sortie du liquide en voie basse (VB) et d’entrée de liquide en voie moyenne (VM). La voie haute régule le trop plein tel qu’ultérieurement décrit en figure 3. La figure 2 représente une vue de dessus du digesteur. La figure 3 représente une vue en coupe de la cloche du digesteur qui est de forme générale cylindrique centrée sur la face supérieure de la cuve du digesteur. La cloche (4) reprend les vieux principes de scaphandrier et comporte deux réservoirs, à savoir un réservoir pour le liquide (32) et un réservoir pour le gaz (31). Le réservoir pour le gaz (31) est en forme de demi-sphère de diamètre très sensiblement inférieur au diamètre du diamètre intérieur de la cloche et concentrique au diamètre intérieur de la cloche (4). L’espace entre les deux réservoirs est donc un passage (35) en forme de couronne. De plus, l’entrée de réservoir de gaz (31) se tient à une très légère hauteur déport supérieure (Z) à celle de l’ouverture de la cloche (4) sur la cuve (C), de sorte que dotées d’une certaine inertie les bulles de gaz issues de la méthanisation du digesteur (1) qui courent le long du plafond vont sauter le passage (35) et taper le plafond du réservoir de gaz (31). Le liquide en excès au-dessus du niveau d’ouverture de la cloche passe par contre par l’espace (35) et vient remplir le réservoir de liquide (32). Une entrée haute de vidange en voie haute (VH) est positionné sensiblement 10 cm au-dessus du plafond de réservoir de gaz (31). Et permet de vidanger le surplus de liquide. Enfin, une plaque polystyrène vient boucher le haut de la cloche. La plaque repose sur le liquide. Sa fonction est d’empêcher la formation de croûte. En haut de réservoir de gaz (31) un tuyau (5) permet au méthane de circuler jusque le circuit de valorisation qui est l’objet final de la présente invention. La coopération des réservoirs de liquide et de gaz à l’intérieur de la cloche, associé au positionnement de la voie haute (VH) d’évacuation de surplus de liquide constitue donc un dispositif régulé de récupération de gaz. Le gaz est ensuite valorisé par envoi à travers le tuyau d’évacuation (5) accédant au circuit de valorisation.
La présente invention concerne donc un digesteur en voie liquide pour valorisation de méthane issu des différentes étapes de digestion à l’intérieur de cuves (C) et au moyen de brassage pour éviter la formation de croûte qui bloquerait la récupération du méthane caractérisé en ce que l’ensemble de la digestion est réalisée au sein d’une cuve (C) compacte partiellement encastrée sous le niveau du sol dans un cuvelage dédié, la cuve (C) comprenant une zone basse (ZB) , une zone médiane (ZM) et une zone haute (ZH), la forme générale des zones hautes et médianes (ZH, ZM) est cubique, la forme générale de la zone basse (ZB) est en pointe de diamant, la cuve est brassée au moyen d’un système hydraulique comprenant un système de canalisations (VH, VM), alimenté par un système de pompage régulé (10) au moyen de pompe et de vanne, qui fait circuler le liquide entre le bas de la voie basse (VB) et la périphérie de la voie médiane (VM), un cloche (4) de récupération de méthane est positionnée au centre du plafond de de la zone haute (ZH).
La présente invention concerne donc un digesteur en voie liquide pour valorisation de méthane caractérisé en ce que la compacité de la cuve (C) est encadrée selon un rapport dans un rapport 0,7 < L/H < 1, avec une mesure hors tout ou (H) désigne la hauteur de la cuve, et (L) désigne sa largeur.
La présente invention concerne donc un digesteur en voie liquide pour valorisation de méthane caractérisé en ce que la cuve (C) est réalisée à partir d’un matériau souple en matériau polychlorure de vinyle, dit PVC, armé, traité anti UV et résistant aux acides.
La présente invention concerne donc un digesteur en voie liquide pour valorisation de méthane caractérisé en ce que la cuve (C) repose sur un terrassement stabilisé qui comprend le passage pour un système de chauffage (50).
La présente invention concerne donc un digesteur en voie liquide pour valorisation de méthane caractérisé en ce que la cloche (4) comporte un réservoir pour le gaz (31) de forme de demi-sphère de diamètre très sensiblement inférieur au diamètre du diamètre intérieur de la cloche et concentrique au diamètre intérieur de la cloche (4), l’espace entre formant un passage (35) en forme de couronne, positionné en léger déport en hauteur (Z) au-dessus de l’ouverture de la cloche (4) sur la cuve (C), un tuyau de récupération (5) du méthane est branché en haut de demi-sphère, une entrée haute de vidange en voie haute (VH) est positionné sensiblement
10 cm au-dessus du plafond de réservoir de gaz (31).
La présente invention concerne donc un digesteur en voie liquide pour valorisation de méthane caractérisé en ce qu’une plaque polystyrène anti formation de croûte repose sur le liquide dans la cloche et vient boucher le haut de la cloche.
On voit bien que de nombreuses variantes éventuellement susceptibles de se combiner peuvent ici être apportées sans jamais sortir du cadre de l’invention tel qu’il est défini ci-après.

Claims (6)

1 - Digesteur en voie liquide pour valorisation de méthane caractérisé en ce qu’il comprend une cuve (C), dans laquelle l’ensemble de la digestion
5 est réalisée, la dite cuve étant compacte, partiellement encastrée sous le niveau du sol dans un terrassement stabilisé, la cuve (C) comprenant une zone basse (ZB) , une zone médiane (ZM) et une zone haute (ZH), la forme générale des zones hautes et médianes (ZH, ZM) étant cubique, la forme générale de la zone basse (ZB) étant en pointe de diamant, des moyens de
10 brassage de la cuve consistant en un système hydraulique comprenant un système de canalisations (VH, VM), alimenté par un système de pompage régulé (10) au moyen de pompe et de vanne, qui fait circuler le liquide entre le bas de la voie basse (VB) et la périphérie de la voie médiane (VM), et une cloche (4) de récupération de méthane positionnée au centre du
15 plafond de de la zone haute (ZH).
2 - Digesteur en voie liquide pour valorisation de méthane selon la revendication 1 caractérisé en ce que la compacité de la cuve (C) est encadrée selon un rapport dans un rapport 0,7 < L/H < 1, avec une mesure
20 hors tout ou (H) désigne la hauteur de la cuve, et (L) désigne sa largeur.
3 - Digesteur en voie liquide pour valorisation de méthane selon l’une des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que la cuve (C) est réalisée à partir d’un matériau souple en matériau polychlorure de vinyle, dit PVC, armé,
5 traité anti UV et résistant aux acides.
4 - Digesteur en voie liquide pour valorisation de méthane selon l’une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que la cuve (C) repose sur un terrassement stabilisé qui comprend le passage pour un système de
10 chauffage (50).
5 - Digesteur en voie liquide pour valorisation de méthane selon l’une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que la cloche (4) comporte un réservoir pour le gaz (31) de forme de demi-sphère de diamètre très
15 sensiblement inférieur au diamètre du diamètre intérieur de la cloche et concentrique au diamètre intérieur de la cloche (4), l’espace entre formant un passage (35) en forme de couronne, positionné en léger déport en hauteur (Z) au-dessus de l’ouverture de la cloche (4) sur la cuve (C), un tuyau de récupération (5) du méthane est branché en haut de demi-sphère,
20 une entrée haute de vidange en voie haute (VH) étant positionné sensiblement 10 cm au-dessus du plafond de réservoir de gaz (31).
6- Digesteur en voie liquide pour valorisation de méthane selon l’une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce qu’une plaque polystyrène anti formation de croûte repose sur le liquide dans la cloche et vient boucher le
5 haut de la cloche.
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