FR3120234A1 - Dispositif pour cuve ou pré-fosse de production de biogaz avec pompe multifonctions - Google Patents

Dispositif pour cuve ou pré-fosse de production de biogaz avec pompe multifonctions Download PDF

Info

Publication number
FR3120234A1
FR3120234A1 FR2101931A FR2101931A FR3120234A1 FR 3120234 A1 FR3120234 A1 FR 3120234A1 FR 2101931 A FR2101931 A FR 2101931A FR 2101931 A FR2101931 A FR 2101931A FR 3120234 A1 FR3120234 A1 FR 3120234A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
pump
pit
tank
production material
production
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR2101931A
Other languages
English (en)
Other versions
FR3120234B1 (fr
Inventor
Philippe Pichon
Michel Pichon
Philippe Bergey
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Methamax
Original Assignee
Methamax
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Methamax filed Critical Methamax
Priority to FR2101931A priority Critical patent/FR3120234B1/fr
Publication of FR3120234A1 publication Critical patent/FR3120234A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR3120234B1 publication Critical patent/FR3120234B1/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
    • C12M21/04—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses for producing gas, e.g. biogas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M45/00—Means for pre-treatment of biological substances
    • C12M45/02—Means for pre-treatment of biological substances by mechanical forces; Stirring; Trituration; Comminuting
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Abstract

La présente invention concerne un dispositif pour cuve ou pré-fosse de production de biogaz comprenant une pompe de broyage servant à mélanger et broyer la matière de production contenue ou destinée à être contenue dans ladite cuve ou pré-fosse, caractérisé en ce que ladite pompe est agencée pour comprendre une arrivée d’air lui permettant de fonctionner en cavitation et/ou ladite pompe est apte à être reliée à un moyen de transfert de la matière de production vers l’extérieur de la cuve ou pré-fosse. La présente invention concerne également les cuves ou pré-cuves ainsi que le procédé de production de biogaz comprenant ce dispositif.

Description

Dispositif pour cuve ou pré-fosse de production de biogaz avec pompe multifonctions
  1. DOMAINE DE L’INVENTION
La présente invention concerne un dispositif pour cuve ou pré-fosse de production de biogaz permettant d’augmenter le rendement de production. En particulier, la présente invention s’intègre dans une installation de méthanisation.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE
Un biogaz est un produit issu de la fermentation de matières organiques animales ou végétales. Une production naturelle de ces biogaz se fait par exemple dans les marais ou dans les décharges de déchets organiques.
Un biogaz est composé essentiellement de méthane (dans une proportion de 50 à 70%) et de dioxyde de carbone (CO2) avec des quantités variables de vapeur d'eau, de sulfure d'hydrogène (H2S) et parfois de composés divers de contamination généré par la fermentation. Le méthane est en particulier utilisable comme source d’énergie.
L’augmentation de la production de biogaz est ainsi d’un intérêt écologique dans la diminution de la dépendance des énergies fossiles (issu du pétrole, gaz naturel, charbon).
Or, les boues d'épuration, les matières organiques industriels ou agricoles, sont des sources riches et continues pour la production de biogaz. Que ces biogaz proviennent de déchets organiques solides et/ou liquides ainsi valorisables est d’autant plus intéressante.
Ainsi, l’installation de digesteurs permettant cette fermentation et l’installation de moyens d’extractions des gaz ainsi valorisables rentrent dans une démarche d’indépendance énergétique vis-à-vis des énergies fossiles.
Afin d’augmenter le rendement de production de telles installation, les déchets doivent être fractionnés et homogénéisés afin de les rendre plus facilement assimilables lors de la fermentation.
Ainsi, il existe par exemple différents types de digesteurs décrits la littérature (WO2019086649, DE202007002835U1, DE202011110507U1, DE102006024081, WO0070010, EP0051941, ou encore WO2010015728).
En particulier, FR2987370 divulgue un dispositif de production de biogaz à partir de déchets par digestion anaérobie dans une cuve de méthanisation comportant des moyens de brassage des déchets en cours de digestion, dans lequel les moyens de brassage subdivisent la cuve de méthanisation en quatre zones de traitement successives, la première étant équipée d'organes de poussée d'homogénéisation et de fractionnement des déchets. La seconde zone est équipée d'organes de brassage lent et par paquets des déchets, sans mélange intime de ceux-ci. La troisième zone de traitement est une zone de repos. La quatrième zone de traitement est équipée d'organes d'aspiration de la fraction liquide des déchets et d'allongement du temps de séjour des fragments solides dans la cuve de méthanisation.
FR3053698 divulgue en particulier un dispositif pour une préparation de la matière mélangé destinée à la méthanisation. Il y est en particulier décrit un moyen de transfert de la matière ainsi préparée vers une cuve de stockage.
L’objet de la présente invention concerne des améliorations de la préparation de la matière destinée à la fermentation. En effet, la présente invention se positionne en amont dans l’installation globale de production de biogaz et permet une augmentation de la rapidité du processus global de méthanisation et un traitement optimisé de la matière de production. L’ensemble permet une augmentation des rendements de production.
L’objet de la présente invention concerne ainsi un dispositif pour cuve ou pré-fosse de production de biogaz comprenant une pompe de broyage servant à mélanger et broyer la matière de production contenue ou destinée à être contenue dans ladite cuve ou pré-fosse, caractérisé en ce que ladite pompe est agencée pour comprendre une arrivée d’air lui permettant de fonctionner en cavitation et/ou ladite pompe est apte à être reliée à un moyen de transfert de la matière de production vers l’extérieur de la cuve ou pré-fosse.
L’objet de la présente invention concerne également une cuve, préférentiellement pré-fosse, de production de biogaz comprenant un dispositif selon la présente invention.
L’objet de la présente invention concerne aussi un procédé de production de biogaz caractérisé en ce que la matière de production destinée à être reçue dans un digesteur est préalablement broyée dans une cuve ou pré-fosse telle que décrite présentement.
L’objet de la présente invention concerne un procédé de production de biogaz comprenant les étapes successives suivantes :
(a) une étape d’initialisation dans laquelle est plongée ou partiellement plongée dans une cuve ou pré-fosse une pompe de broyage servant à mélanger et broyer la matière de production contenue dans ladite cuve ou pré-fosse ;
(b) une étape de travail dans laquelle ladite pompe est agencée pour comprendre une arrivée d’air lui permettant de fonctionner en cavitation ;
(c) une étape optionnelle, si la production de biogaz se fait dans une autre cuve que celle des étapes (a) et (b), dans laquelle ladite pompe transfère la matière de production vers l’extérieur de la cuve ou pré-fosse ;
(d) une étape optionnelle de réitération des étapes (a), (b) et/ou (c) ; et
(e) une étape de fin, dans laquelle la pompe est arrêtée et éventuellement sortie de la cuve ou pré-fosse.
DEFINITIONS
Par « pompe de broyage », il est compris dans le contexte de la présente invention un appareil permettant le déchiquetage de matières organiques contenues dans la matière de production et le transfert de cette matière de production. Ainsi, la pompe a pour rôle de brasser la matière de production dans la cuve ou pré-fosse tout en étant capable le cas échéant de transférer cette matière en dehors de cette cuve ou pré-fosse.
Par « matière de production », il est compris dans le contexte de la présente invention la matière destinée à la production de biogaz (méthanisation). Cette matière comprend classiquement des matières organiques animales ou végétales. Cette matière est par exemple un produit primaire ou secondaire d’une exploitation industrielle ou agricole, ou tout simplement les boues d'épuration. Cette matière peut en outre comprendre des restes d’animaux.
Par « production de biogaz », il est compris dans le contexte de la présente invention une production de gaz issus de toute matière biologique. De manière classique, le gaz ainsi produit fournit une grande quantité de méthane (comme expliqué ci-dessus) et la production de biogaz est souvent synonyme de production de méthane – c’est-à-dire la méthanisation. Toutefois, il est possible selon le type de fermentation appliquée de produire d’autres gaz permettant par exemple d’obtenir des alcanes volatiles de plus haut poids moléculaires que le méthane, tels que le propane ou le butane (même si ces productions sont loin d’être à l’heure actuelle utilisés), et/ou de limiter la production de gaz avec peu d’intérêts tel que le sulfure d’hydrogène (H2S).
Par « pré-fosse », il est compris dans le contexte de la présente invention une cuve placée proche de la cuve où la production de biogaz est réalisée et le biogaz recueillit, permettant un traitement préliminaire de la matière de production.
Par « cavitation », il est compris dans le contexte de la présente invention le phénomène permettant l’oscillation radiale de bulles de gaz ou de vapeur dans un liquide soumis à une dépression, préférentiellement sans élévation notable de la température, par une action mécanique. En nourrissant la pompe de broyage en air (par exemple en la plaçant proche de la surface), le phénomène de cavitation peut être généré. Cette cavitation va alors produire une dépression, ce qui aura pour effet d’éclater la matière soumise à ce phénomène. Le broyage est ainsi optimisé.
Par « arrivée d’air », il est compris dans le contexte de la présente invention tout moyen permettant d’alimenter la pompe en un gaz, typiquement de l’air.
Par « moyen de transfert », il est compris dans le contexte de la présente invention un moyen permettant de déplacer de la matière d’un point d’origine vers un point d’arrivée. Un tel moyen peut être par exemple un tuyau. Dans le cadre de la présente invention, un tel moyen de transfert peut être un tuyau souple de liaison raccordée au refoulement de la pompe permettant le transfert du produit fini vers le digesteur.
Par « plongée ou partiellement plongée », il est compris dans le contexte de la présente invention que la pompe est placée dans la matière de production, totalement ou partiellement. Ainsi, la pompe peut être déplacée dans la matière de production ou la pompe est immobile dans la cuve ou la pré-fosse et cette cuve ou pré-fosse est remplie par la matière de production.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE
Dispositif pour cuve ou pré-fosse de production de biogaz
L’objet de la présente invention concerne un dispositif telle que décrit ci-dessus.
Ainsi, de manière préférée, l’objet de la présente invention concerne un dispositif pour pré-fosse de méthanisation, destiné à traiter la matière de production composée de matières organiques.
De manière préférée, la présente invention est intégrée dans une fosse de pré-mélange des déchets organiques solides et liquides. Une fosse de pré-mélange peut être enterrée ou non et circulaire ou non, par exemple d’un diamètre de 5 mètres environ et d’une profondeur de 3 à 4 mètres. Cependant, des installations plus imposantes avec des turbines plus importantes existent. Une telle fosse peut également être partiellement enterrée ou totalement hors sol.
Les déchets organiques solides peuvent être introduits dans la fosse de pré-mélange par une table d’incorporation de type épandeur à fumier, mélangeuse distributrice ou une trémie avec ou sans démêleur. Ces matériels sont typiquement munis de pesons afin de pouvoir contrôler le poids des produits déversés dans les fosses et aussi effectuer un mélange et brassage des produits.
Les déchets liquides tel que le purin, lisier ou digestat peuvent être introduits dans la fosse avec une pompe et le volume déversé peut être également contrôlé.
Le dispositif selon la présente invention est préférentiellement destiné pour une cuve ou une pré-fosse telle que définie présentement. Toutefois, le dispositif selon la présente invention peut également être placé dans une cuve « tout en un » dans laquelle la matière de production est d’abord déchiquetée et homogénéisée par ledit dispositif, puis la fermentation est mise en route selon les techniques usuelles. L’intérêt d’une telle configuration « tout en un » peut être un gain de place par rapport à une configuration avec une pré-fosse.
A l’intérieur de la fosse une seule et même pompe permet de broyer, déchiqueter les déchets organiques, de les mélanger et de les transférer dans le digesteur, le cas échéant.
La pompe est entrainée par un moteur, par exemple électrique, d’une puissance suffisante pour obtenir de hautes performances.
Une liaison pompe-moteur peut être constituée d’un tube acier de grande section, par exemple de forme carré ou rond.
Une liaison pompe-moteur peut être d’une longueur suffisante afin que le moteur soit à une distance suffisamment éloignée du contenu de la fosse en particulier si le moteur n’est compatible avec le contenu de la fosse. Par exemple, une telle liaison pompe-moteur peut être d’une longueur pour d’au minimum d’un mètre du contenu de la fosse pleine lors d’un positionnement de la pompe en fond de fosse.
De manière préférée, le dispositif selon la présente invention est caractérisé en ce que la pompe de broyage, est configurée de manière à fonctionner en surface ou à proximité de la surface de la matière de production lui permettant une arrivée d’air, ladite pompe étant optionnellement montée de manière mobile.
Durant la fonction broyage - mélange la pompe est immergée à un niveau permettant d’obtenir une cavitation générant l’éclatement des produits solides suspendus dans la matière de production. Il a été constaté de manière surprenante que cette cavitation permet d’aérer la matière en cours de broyage et d’accélérer la dégradation chimique (hydrolyse), alors qu’une fermentation est typiquement anaérobique.
Or, faire fonctionner une telle pompe sous cavitation en réduit grandement la longévité.
Ainsi, faire fonctionner une pompe sous cavitation de manière routinière pour gagner en longévité implique avoir une pompe d’une solidité accrue en comparaison avec une pompe ne fonctionnant pas sous cavitation.
De manière préférée, la pompe selon la présente invention est comme celle décrite dans WO2007/143853A1, dont le contenu est intégré à la présente par référence, avec des matériaux permettant d’augmenter la longévité de cette pompe en particulier lorsqu’elle est soumise à cavitation.
Dans un mode de réalisation, la pompe selon la présente invention est une turbine 10 pouces, ou 19 pouces de la marque « VYF Distribution® » selon WO2007/143853A1.
Dans un mode de réalisation, le dispositif selon la présente invention est caractérisé en ce que la pompe comprend un carter 31 ayant une ouverture axiale 26 pour y recevoir la matière de production et au moins une sortie tangentielle 38 pour en expulser la matière de production.
Dans un mode de réalisation, le dispositif selon la présente invention est caractérisé en ce que la pompe comprend un rotor primaire 80 positionné au voisinage de l'ouverture 26 et ayant une pluralité d'aubes 84 pouvant tourner autour d'un axe 70 concentrique à l'ouverture 26 pour aspirer au moins une partie de la matière de production dans le carter 31 via l'ouverture 26 et pour réduire initialement la taille des solides dans la matière de production.
Dans un mode de réalisation, le dispositif selon la présente invention est caractérisé en ce que la pompe comprend un rotor secondaire 100 positionné à l'intérieur du carter 31 et ayant une pluralité de pales de rotor 102 pouvant tourner autour de l'axe 70 pour aspirer la matière de production dans le carter 31 à travers l'ouverture 26 et expulser la matière de production depuis le boîtier 31 via au moins une sortie tangentielle 38.
Dans un mode de réalisation, le dispositif selon la présente invention est caractérisé en ce que la pompe comprend une pluralité de contre-couteaux 54, 62, 66 disposées à l'intérieur du boîtier 31, les contre-couteaux 54, 62, 66 coopérants avec une partie avant 104 de chacune de la pluralité de pales de rotor 102 pour en outre réduire la taille des solides de la matière de production.
Dans un mode de réalisation particulier, le dispositif selon la présente invention est caractérisé en ce que la pompe comprend :
- un carter 31 ayant une ouverture axiale 26 pour y recevoir la matière de production et au moins une sortie tangentielle 38 pour en expulser la matière de production ;
- un rotor primaire 80 positionné au voisinage de l'ouverture 26 et ayant une pluralité d'aubes 84 pouvant tourner autour d'un axe 70 concentrique à l'ouverture 26 pour aspirer au moins une partie de la matière de production dans le carter 31 via l'ouverture 26 et pour réduire initialement la taille des solides dans la matière de production ;
- un rotor secondaire 100 positionné à l'intérieur du carter 31 et ayant une pluralité de pales de rotor 102 pouvant tourner autour de l'axe 70 pour aspirer la matière de production dans le carter 31 à travers l'ouverture 26 et expulser la matière de production depuis le boîtier 31 via l'au moins une sortie tangentielle 38 ; et
- une pluralité de contre-couteaux 54, 62, 66 disposées à l'intérieur du boîtier 31, les contre-couteaux 54, 62, 66 coopérants avec une partie avant 104 de chacune de la pluralité de pales de rotor 102 pour en outre réduire la taille des solides de la matière de production.
Dans un mode de réalisation particulier, l’évacuation du produit fini vers le digesteur est effectuée avec la même pompe par un moyen de transfert.
Ainsi, la pompe peut se composer d’un refoulement pour la fonction broyage/mélange et d’un refoulement vers le digesteur.
Dans un mode de réalisation particulier, par exemple, deux vannes actionnées hydrauliquement ou par tout autre système peuvent permettre d’obtenir soit le refoulement broyage/mélange ou le refoulement vers le digesteur.
Dans un mode de réalisation particulier, le dispositif selon la présente invention est caractérisé en ce qu’il comprend une potence verticale à laquelle est rattachée la pompe de broyage.
Dans un mode de réalisation particulier, le dispositif selon la présente invention peut être caractérisé en ce qu’il comprend une structure métallique composés d’un fer en H d’une forte section appelé potence (ou mât principal) est fixé à la verticale à la paroi intérieure de la fosse.
Un « fer en H » est dans le contexte de la présente invention une barre métallique dont la section est en H et dont les proportions des deux portions parallèles l’une à l’autre sont plus ou moins importantes, variant ainsi d’une forme en « I » jusqu’à une forme en H. Ainsi, le fer dit en « H » peut également être d’une section en « T ».
Dans un mode de réalisation particulier, le dispositif selon la présente invention est caractérisé en ce que la potence verticale est fixée à une paroi de la pré-fosse ou à un bloc de lestage, tel que du béton, en bordure de la pré-fosse.
Dans un mode de réalisation particulier, la longueur ou hauteur de la potence est égale à environ le double de la profondeur de la cuve ou pré-fosse.
Dans un mode de réalisation particulier, la pompe peut être attachée de manière mobile sur un support, lui-même mobile par glissement sur la longueur de la potence. La mobilité dudit support peut se faire par tout moyen, tel que par un mécanisme de palan ou treuil.
Alternativement, dans un autre mode de réalisation particulier, un second fer en H appelé mât support pompe, équivalent en section et longueur au mât principal peut être positionné parallèlement au mât principal et peut être constitué d’un tube rond, ovoïde ou polygonal.
Le mât support pompe peut être fixé un moyen de fixation mobile au mât principal telle qu’une articulation à chacune des extrémités. Ce moyen de fixation mobile, telle qu’une articulation, permet au mat de liaison pompe/moteur d’effectuer une rotation de 0 à 360°, pouvant être comprise entre 10 à 180° par rapport à une butée. Ces valeurs sont combinables et ainsi, de manière préférée, le moyen de fixation mobile permet au mat de liaison pompe/moteur d’effectuer une rotation de 0 à 180°. La fonction de rotation peut être tout moyen telle que par un vérin hydraulique ou un quelconque système mécanique avec assistance électrique.
Dans un mode de réalisation particulier, l’ensemble pompe-moteur peut être relié au mât support pompe par un système d’accrochage de type glissières. Ce système peut permettre à l’ensemble moteur-pompe de se déplacer verticalement sur le mat support pompe.
Dans un mode de réalisation particulier, le mouvement de déplacement vertical peut être effectué à l’aide d’un mécanisme de type palan électrique, treuil ou autres systèmes adaptables, positionné en partie haute de la potence ou du mât support.
Dans un mode de réalisation particulier, la hauteur du mât principal peut permettre de relever l’ensemble pompe-moteur, suffisamment au-dessus de la fosse et grâce au système de rotation et de le positionner en dehors de la fosse afin d’effectuer par exemple l’entretien ou des réparations.
Dans un mode de réalisation particulier, cette opération et de positionnement en dehors de la fosse implique une rotation pouvant varier dans une gamme comprise entre 0 à 360° ou dans une gamme comprise entre 10 et 180° par rapport à une butée. Ces valeurs sont combinables et ainsi, de manière préférée, le moyen de fixation mobile permet au mat de liaison pompe/moteur d’effectuer une rotation de 0 à 180°.
Dans un mode de réalisation particulier, cette opération et de positionnement en dehors de la fosse implique une rotation pouvant être réalisée manuellement par déverrouillage du système éventuellement motorisé.
Dans un mode de réalisation particulier, le dispositif selon la présente invention est caractérisé en ce que la pompe est configurée de manière à se déplacer le long du mât, par exemple à l’aide d’un mécanisme de type palan ou treuil.
Ainsi, par exemple, le dispositif selon la présente invention peut être caractérisé en ce qu’elle comprend une potence verticale à laquelle est rattachée la pompe de broyage, ladite potence verticale étant fixée à une paroi de la cuve ou pré-fosse ou à un bloc de lestage en bordure de la cuve ou pré-fosse.
Dans un mode de réalisation particulier, le dispositif selon la présente invention est caractérisé en ce qu’il comprend :
- une potence, optionnellement mobile sur son axe longitudinal, et
- un support auquel est directement rattaché de manière mobile la pompe de broyage,
dans lequel le support et la potence sont reliés de manière mobile l’un à l’autre afin que le support puisse être déplacé le long de la potence, par exemple à l’aide d’un mécanisme de type palan ou treuil.
Dans un mode de réalisation particulier, le dispositif selon la présente invention est caractérisé en ce que la pompe de broyage est rattachée de manière mobile au support par au moins une articulation permettant des mouvements contrôlés de la pompe, par exemple des mouvements de rotation de ladite pompe autour d’un axe perpendiculaire au plan horizontal. Ces mouvements pourront être décrits comme des mouvements horizontaux (inscrits dans le plan horizontal par exemple de droite à gauche).
Avantageusement, le dispositif selon la présente invention est caractérisé en ce qu’il est configuré de manière à ce que la pompe de broyage puisse être retirée, préférentiellement entièrement, de la cuve ou pré-fosse dans laquelle elle est destinée à être plongée, par exemple pour effectuer des opérations de maintenance.
En particulier, le dispositif selon la présente invention peut être caractérisé en ce que le moyen de transfert est un moyen d’évacuation, tel qu’un tuyau permettant par exemple à la pompe de broyage de refouler le produit broyé vers une autre cuve.
Dans un mode de réalisation particulier, le moyen de transfert peut être fourni comme un kit complémentaire au dispositif, ce qui permet à l’utilisateur une mise en œuvre de l’invention à un coût financier moindre, et d’envisager des améliorations ultérieures. Un tel kit comprend au moins un tuyau de refoulement et un moyen de connexion de ce tuyau à la pompe.
Par exemple le moyen de connexion du tuyau de refoulement à la pompe peut se faire par un système mâle-femelle, consistant par exemple à fournir sur un joint torique et une liaison conique. Le joint torique peut être positionné sur le tuyau ou la pompe. La liaison conique peut être positionnée sur le tuyau ou la pompe. De manière avantageuse, le joint torique est positionné sur le tuyau et la liaison conique peut être positionnée sur la pompe.
De manière avantageuse, la section conique est agencée de manière à ne pas générer de rétrécissement du volume interne du tuyau (de refoulement ou du côté pompe). Par exemple, la forme conique peut être comprise dans l’épaisseur de la paroi du tuyau, ou le tuyau peut comprendre une surépaisseur (telle qu’une boursouflure) à son extrémité, permettant ainsi d’obtenir une section conique sans limiter le volume interne du tuyau.
Le kit supplémentaire de refoulement peut en outre comprendre des moyens d’attache du tuyau, une potence supplémentaire pouvant être reliée à la potence principale du dispositif. De manière avantageuse, le kit de refoulement est configuré pour accompagner les mouvements de la pompe, le cas échéant.
De manière avantageuse, le dispositif selon a présente invention comprend un moyen d’automatisation des mouvements des différents éléments constitutifs dudit dispositif, en particulier du mouvement et du positionnement de la pompe.
Dans un mode de réalisation particulier, les mouvements latéraux et verticaux peuvent être réalisés grâce à l’utilisation d’un tuyau souple permettant le transfert de produit de la pré-fosse vers le digesteur.
Dans un autre mode de réalisation particulier, le tuyau souple de refoulement vers le digesteur peut être positionné et fixé dans la fosse. La connexion de la sortie de la pompe au tuyau de refoulement est alors effectuée par un mouvement complémentaire dans le cycle de déplacement de la pompe dans la fosse.
Cuve ou pré-fosse de production de biogaz
L’objet de la présente invention concerne également une cuve de production de biogaz comprenant un dispositif selon la présente invention, tel que décrit ci-dessus.
Plus particulièrement, l’objet de la présente invention concerne une pré-fosse de production de biogaz comprenant un dispositif selon la présente invention, tel que décrit ci-dessus.
Procédé de production de biogaz
L’objet de la présente invention concerne aussi un procédé de production de biogaz caractérisé en ce que la matière de production destinée à être reçue dans un digesteur est préalablement broyée dans une cuve ou une pré-fosse selon la présente invention.
De manière préférée, l’objet de la présente invention concerne aussi un procédé de production de biogaz caractérisé en ce que la pompe de broyage est en mouvement dans la pré-fosse.
Dans un mode de réalisation particulier, le procédé de production de biogaz comprend une étape (a) d’initialisation dans laquelle est plongée ou partiellement plongée dans une cuve ou pré-fosse une pompe de broyage servant à mélanger et broyer la matière de production contenue dans ladite cuve ou pré-fosse.
Dans un mode de réalisation particulier, cette étape (a) d’initialisation peut comprendre une étape préliminaire (a1) de programmation du mécanisme de déversements pouvant comprendre une pesée des déchets solides dans la table d’incorporation et une programmation du poids à déverser ainsi que le nombre de déversements.
Dans un mode de réalisation particulier, cette étape (a) d’initialisation peut comprendre une étape préliminaire (a2), combinable avec l’étape (a1), de programmation et gestion du volume de liquide à déverser dans la cuve ou pré-fosse.
Dans un mode de réalisation particulier, le procédé de production de biogaz comprend une étape (b) de travail dans laquelle ladite pompe est agencée pour comprendre une arrivée d’air lui permettant de fonctionner en cavitation.
Dans un mode de réalisation particulier, l’étape (b) de travail peut comprendre une étape supplémentaire (b1) de positionnement de la pompe dans la fosse en fonction de la hauteur des déchets à broyer et mélanger, de manière à ce que la pompe soit immergée, préférentiellement partiellement.
Dans un mode de réalisation particulier, l’étape (b) de travail peut comprendre une étape supplémentaire (b2), combinable avec l’étape (b1), de mise en route de la pompe avec programmation du temps de fonctionnement incluant les mouvements de déplacements latéraux de la pompe.
Dans un mode de réalisation particulier, l’étape (b) de travail peut comprendre une étape supplémentaire (b3), combinable avec l’étape (b1) et/ou (b2), d’au moins un déversement supplémentaire de matière de production à traiter par le dispositif selon la présente invention.
Dans un mode de réalisation particulier, l’étape (b) de travail peut comprendre une étape supplémentaire (b4) de mise en pause, par exemple avant ou après le déversement supplémentaire de matière de production à traiter.
Ainsi selon le volume de la fosse, les différents déchets à broyer et mélanger, un cycle de travail (b) peut représenter plusieurs déversements dans la fosse.
Dans un mode de réalisation particulier, lorsque le principe de fonctionnement de la cuve ou pré-fosse se fait avec un déversement fractionné des déchets solides et liquides, il est avantageux que la pompe se repositionne à un niveau assurant sa cavitation après chaque déversement de déchets solides et liquides. Ceci permet de garder un effet bénéfique de fragmentation et homogénéisation de la matière de production.
Dans un mode de réalisation particulier, la pompe en fonctionnement peut se situer approximativement à moitié immergé dans le contenu de la fosse.
Dans un mode de réalisation particulier, la pompe est positionnée à une distance suffisamment importante du fond de la fosse afin d’éviter l’aspiration par la pompe de pierres ou tout corps étrangers.
Dans un mode de réalisation particulier, le fonctionnement de l’ensemble de l’installation, la synchronisation des différentes opérations sont gérés par un automate.
Le temps de mélange et broyage est évidemment adapté pour obtenir le meilleur produit pour la méthanisation, c’est-à-dire présentant une homogénéité et une fluidité accrue par rapport à une installation classique.
Lors du broyage et mélange de la matière de production, la performance de la pompe est décuplée grâce au mouvement de « balayage » avec la rotation permettant à la pompe de projeter le flux indifféremment dans la fosse.
De plus, le mouvement vertical de la pompe permet d’accroitre l’effet technique du dispositif, à savoir broyer et homogénéiser la matière de production.
Dans un mode de réalisation particulier, le procédé de production de biogaz comprend une étape (c) optionnelle, si la production de biogaz se fait dans une autre cuve que celle des étapes (a) et (b), dans laquelle ladite pompe transfère la matière de production vers l’extérieur de la cuve ou pré-fosse.
Dans un mode de réalisation particulier, le procédé de production de biogaz comprend une étape optionnelle de réitération des étapes (a), (b) et/ou (c).
Dans un mode de réalisation particulier, le procédé de production de biogaz comprend une étape (e) de fin, dans laquelle la pompe est arrêtée et éventuellement sortie de la cuve ou pré-fosse.
FIGURES
La est un extrait d’une représentation de pompe selon WO2007/143853.
La pompe représentée, comprend un carter 31 ayant une ouverture axiale 26 pour y recevoir la matière de production et au moins une sortie tangentielle 38 pour en expulser la matière de production. La pompe représentée comprend également un rotor primaire 80 positionné au voisinage de l'ouverture 26 et ayant une pluralité d'aubes 84 pouvant tourner autour d'un axe 70 concentrique à l'ouverture 26 pour aspirer au moins une partie de la matière de production dans le carter 31 via l'ouverture 26 et pour réduire initialement la taille des solides dans la matière de production. La pompe représentée comprend en outre un rotor secondaire 100 positionné à l'intérieur du carter 31 et ayant une pluralité de pales de rotor 102 pouvant tourner autour de l'axe 70 pour aspirer la matière de production dans le carter 31 à travers l'ouverture 26 et expulser la matière de production depuis le boîtier 31 via l'au moins une sortie tangentielle 38. La pompe représentée comprend aussi une pluralité de contre-couteaux 54, 62, 66 disposées à l'intérieur du boîtier 31, les contre-couteaux 54, 62, 66 coopérants avec une partie avant 104 de chacune de la pluralité de pales de rotor 102 pour en outre réduire la taille des solides de la matière de production.
La représente un mode réalisation selon la présente invention dans lequel la pompe de broyage 1 est directement rattachée à un support 6 de manière mobile. Ce support mobile est attaché de manière mobile par exemple sur glissières 4 sur la potence 3 (pouvant être un mat en fer H) via un système de treuil 7 (e.g. employant un câble ou une chaîne 14) à une potence 3. Un « mat en fer H » est un mat dont la section transversale est en H fait en un métal ou un alliage de métaux. Un moteur 5 à entrainement de la pompe, placé ici en haut du support 6, permet à la pompe de fonctionner. Il est également représenté ici, la potence 3 configurée de manière à ce que l’ensemble support 6 - pompe de broyage 1 puisse avoir un mouvement horizontal, par exemple par la présence d’articulations 8 positionnés entre le support 6 et les glissières 4. Ces articulations peuvent être pourvus d’un moto-réducteur 15 pour permettre des mouvements contrôlés de l’ensemble tube 19 – pompe 1. Les glissières 4 peuvent en outre être configurées pour permettre une rotation manuelle de l’ensemble support – pompe hors de la cuve/pré-fosse. La potence 3 peut être configurée de manière à ce qu’elle puisse évoluer autour d’une cuve/pré-fosse 2, par exemple par l’utilisation de glissières supplémentaires sur le pourtour de la cuve/pré-fosse (non représenté ici). Le refoulement 9 de la pompe est représenté ici comme allant vers l’intérieur de la cuve/pré-fosse. La pompe est représentée ici au même niveau que le niveau 10 de la matière de production (par exemple du lisier) contenue dans la cuve/pré-fosse. La potence 3 est attachée ici à un bloc béton 11, par une platine boulonnée 12 et des renforts 13. Un tube 19 permettant le fonctionnement de la pompe 1 (non représentée ici) par le biais d’une liaison entre ladite pompe 1 et le moteur pompe 5.
La est une vue de dessus d’un mode de réalisation du dispositif selon la présente invention avec une articulation 21 supplémentaire placée au niveau du support 6 permettant de sortir la pompe 1 et éventuellement son moteur 5 de passer d’une position de fonctionnement A à une position de maintenance B. Sur la , il peut être vu le tube 19, les articulations 8, la potence 3, des glissières 4, le sol 16, la cuve/pré-fosse 2 tels que décrits pour la . La paroi 20 de la cuve/pré-fosse est également représentée.
La est une vue de dessus d’un autre mode de réalisation du dispositif selon la présente invention comprenant les éléments communs selon la dans la cadre C et une seconde potence 27 reliée à la première potence 3 par une liaison de potence, ainsi qu’un tuyau de refoulement 25 liée à des glissière 24 pouvant se mouvoir sur la potence 27. Ces pièces 23, 27, 24, 25 peuvent être comprises dans un kit de refoulement supplémentaire.
La représente le support 6 solidaire à au moins une glissière 4 en contact avec la potence 3, comprenant au moins une articulation 21 permettant de sortir la pompe 1 et éventuellement son moteur 5 de passer d’une position de fonctionnement A à une position de maintenance B telle que représenté sur la .
La représente une vue de côté d’un mode de réalisation du dispositif selon la présente invention dans une cuve/pré-fosse 2 avec une paroi 20 enfouie dans l e sol 26. Le dispositif est représenté ici avec un tuyau 19 de refoulement comprenant à son extrémité inférieur un joint torique 29. La pompe 1 est pourvue d’une liaison conique 30 permettant à ladite pompe de venir se connecter au tuyau 19 par le biais du joint torique 29. La pompe est représentée ici avec un pallier 28.
.

Claims (10)

  1. Dispositif pour cuve ou pré-fosse (2) de production de biogaz comprenant une pompe (1) de broyage servant à mélanger et broyer la matière de production contenue ou destinée à être contenue dans ladite cuve ou pré-fosse, caractérisé en ce que ladite pompe est agencée pour comprendre une arrivée d’air lui permettant de fonctionner en cavitation et/ou ladite pompe est apte à être reliée à un moyen de transfert (25) de la matière de production vers l’extérieur de la cuve ou pré-fosse.
  2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la pompe (1) de broyage, est configurée de manière à fonctionner en surface ou à proximité de la surface de la matière de production lui permettant une arrivée d’air, ladite pompe étant optionnellement montée de manière mobile.
  3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que la pompe comprend :
    - un carter (31) ayant une ouverture axiale (26) pour y recevoir la matière de production et au moins une sortie tangentielle (38) pour en expulser la matière de production ;
    - un rotor primaire (80) positionné au voisinage de l'ouverture (26) et ayant une pluralité d'aubes (84) pouvant tourner autour d'un axe (70) concentrique à l'ouverture (26) pour aspirer au moins une partie de la matière de production dans le carter (31) via l'ouverture (26) et pour réduire initialement la taille des solides dans la matière de production ;
    - un rotor secondaire (100) positionné à l'intérieur du carter (31) et ayant une pluralité de pales de rotor (102) pouvant tourner autour de l'axe (70) pour aspirer la matière de production dans le carter (31) à travers l'ouverture (26) et expulser la matière de production depuis le carter (31) via l'au moins une sortie tangentielle (38) ; et
    - une pluralité de contre-couteaux (54, 62, 66) disposées à l'intérieur du carter (31), les contre-couteaux (54, 62, 66) coopérant avec une partie avant (104) de chacune de la pluralité de pales de rotor (102) pour en outre réduire la taille des solides de la matière de production.
  4. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu’il comprend :
    - une potence (3), optionnellement mobile sur son axe longitudinal, et
    - un support (6) auquel est directement rattaché de manière mobile la pompe (1) de broyage,
    dans lequel le support et la potence sont reliés de manière mobile l’un à l’autre afin que le support puisse être déplacé le long de la potence, par exemple à l’aide d’un mécanisme de type palan ou treuil (7).
  5. Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que la pompe de broyage est rattachée de manière mobile au support par au moins une articulation (8) permettant des mouvements contrôlés de la pompe, par exemple des mouvements de rotation de ladite pompe autour d’un axe perpendiculaire au plan horizontal.
  6. Dispositif selon la revendication 4 ou 5 caractérisé en ce qu’il est configuré de manière à ce que la pompe de broyage puisse être retirée, préférentiellement entièrement, de la cuve ou pré-fosse dans laquelle elle est destinée à être plongée, par exemple pour effectuer des opérations de maintenance.
  7. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le moyen de transfert est un moyen d’évacuation, tel qu’un tuyau permettant par exemple à la pompe de broyage de refouler le produit broyé vers une autre cuve.
  8. Cuve, préférentiellement pré-fosse, de production de biogaz comprenant un dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes.
  9. Procédé de production de biogaz caractérisé en ce que la matière de production destinée à être reçue dans un digesteur est préalablement broyée dans une cuve ou pré-fosse selon la revendication 8.
  10. Procédé de production de biogaz comprenant les étapes successives suivantes :
    (a) une étape d’initialisation dans laquelle est plongée ou partiellement plongée dans une cuve ou pré-fosse une pompe de broyage servant à mélanger et broyer la matière de production contenue dans ladite cuve ou pré-fosse,
    (b) une étape de travail dans laquelle ladite pompe est agencée pour comprendre une arrivée d’air lui permettant de fonctionner en cavitation ;
    (c) une étape optionnelle, si la production de biogaz se fait dans une autre cuve que celle des étapes (a) et (b), dans laquelle ladite pompe transfère la matière de production vers l’extérieur de la cuve ou pré-fosse ;
    (d) une étape optionnelle de réitération des étapes (a), (b) et/ou (c) ;
    (e) une étape de fin, dans laquelle la pompe est arrêtée et éventuellement sortie de la cuve ou pré-fosse.
FR2101931A 2021-02-26 2021-02-26 Dispositif pour cuve ou pré-fosse de production de biogaz avec pompe multifonctions Active FR3120234B1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2101931A FR3120234B1 (fr) 2021-02-26 2021-02-26 Dispositif pour cuve ou pré-fosse de production de biogaz avec pompe multifonctions

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2101931A FR3120234B1 (fr) 2021-02-26 2021-02-26 Dispositif pour cuve ou pré-fosse de production de biogaz avec pompe multifonctions
FR2101931 2021-02-26

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR3120234A1 true FR3120234A1 (fr) 2022-09-02
FR3120234B1 FR3120234B1 (fr) 2023-08-04

Family

ID=75954001

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR2101931A Active FR3120234B1 (fr) 2021-02-26 2021-02-26 Dispositif pour cuve ou pré-fosse de production de biogaz avec pompe multifonctions

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR3120234B1 (fr)

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0051941A1 (fr) 1980-11-07 1982-05-19 David Wynford Evans Digesteur anaérobie
WO2000070010A1 (fr) 1999-05-17 2000-11-23 Denis Rassak Procede de traitement des melanges biodigestibles de solides et liquides
DE202007002835U1 (de) 2007-02-27 2007-07-05 U.T.S. Umwelt-Technik-Süd GmbH Biogasanlagen-Fermenter mit einer Rühreinrichtung
DE102006024081A1 (de) 2006-05-23 2007-11-29 Peter Eggers Verfahren zur Biogaserzeugung und Gärbehälter dafür
WO2007143853A1 (fr) 2006-06-15 2007-12-21 Les Equipements Pro-Jet Inc. Broyeur de boues organiques, d'engrais et analogues
WO2010015728A2 (fr) 2008-08-07 2010-02-11 Olavi Toukonummi Procédé et appareil de fermentation de biomasse
WO2013044926A1 (fr) * 2011-09-30 2013-04-04 Landia A/S Installation de mélange de gaz et procédé correspondant
FR2987370A1 (fr) 2012-02-23 2013-08-30 Bernard Beaulieu Dispositif de production de biogaz
DE202011110507U1 (de) 2011-10-19 2014-06-03 Anaergia Inc. Mehrfacher anaerober Fermenter für hohe Feststoffanteile
WO2016179476A1 (fr) * 2015-05-06 2016-11-10 Maverick Biofuels, Inc. Digesteur anaérobie et système gtl combinés et procédé d'utilisation de ceux-ci
FR3053698A1 (fr) 2016-07-11 2018-01-12 Incorporateur -Biogaz Com Sas Dispositif pour la preparation des biomasses destinees a la methanisation et sa mise en oeuvre
WO2019086649A1 (fr) 2017-11-06 2019-05-09 Michael Niederbacher Fermenteur à écoulement à bouchons pour une installation de biogaz

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0051941A1 (fr) 1980-11-07 1982-05-19 David Wynford Evans Digesteur anaérobie
WO2000070010A1 (fr) 1999-05-17 2000-11-23 Denis Rassak Procede de traitement des melanges biodigestibles de solides et liquides
DE102006024081A1 (de) 2006-05-23 2007-11-29 Peter Eggers Verfahren zur Biogaserzeugung und Gärbehälter dafür
WO2007143853A1 (fr) 2006-06-15 2007-12-21 Les Equipements Pro-Jet Inc. Broyeur de boues organiques, d'engrais et analogues
DE202007002835U1 (de) 2007-02-27 2007-07-05 U.T.S. Umwelt-Technik-Süd GmbH Biogasanlagen-Fermenter mit einer Rühreinrichtung
WO2010015728A2 (fr) 2008-08-07 2010-02-11 Olavi Toukonummi Procédé et appareil de fermentation de biomasse
WO2013044926A1 (fr) * 2011-09-30 2013-04-04 Landia A/S Installation de mélange de gaz et procédé correspondant
DE202011110507U1 (de) 2011-10-19 2014-06-03 Anaergia Inc. Mehrfacher anaerober Fermenter für hohe Feststoffanteile
FR2987370A1 (fr) 2012-02-23 2013-08-30 Bernard Beaulieu Dispositif de production de biogaz
WO2016179476A1 (fr) * 2015-05-06 2016-11-10 Maverick Biofuels, Inc. Digesteur anaérobie et système gtl combinés et procédé d'utilisation de ceux-ci
FR3053698A1 (fr) 2016-07-11 2018-01-12 Incorporateur -Biogaz Com Sas Dispositif pour la preparation des biomasses destinees a la methanisation et sa mise en oeuvre
WO2019086649A1 (fr) 2017-11-06 2019-05-09 Michael Niederbacher Fermenteur à écoulement à bouchons pour une installation de biogaz

Also Published As

Publication number Publication date
FR3120234B1 (fr) 2023-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7410583B2 (en) Process of treating organic waste for anaerobic digestion
EP2009353B1 (fr) Procédé de préparation d'une charge mixte contenant de la biomasse et une coupe hydrocarbonnée lourde en vue d'une gazéification ultérieure
CN106607449A (zh) 一种餐厨垃圾预处理系统和方法
EP2703364B1 (fr) Installation démontable pour la production de biogaz
FR3120234A1 (fr) Dispositif pour cuve ou pré-fosse de production de biogaz avec pompe multifonctions
EP2918353B1 (fr) Procédé de traitement mécanique et biologique pour décomposer et réduire les matières d'origines organiques et, appareil pour la mise en oeuvre d'un tel procédé
FR2671754A1 (fr) Procede et dispositif de preparation, de transfert et d'application en continu d'une suspension minerale aqueuse fluide de ragreage.
JP7132118B2 (ja) 発酵処理装置
EP3648863B1 (fr) Installation pour le traitement des eaux par floculation lestée et décantation intégrées et procédé correspondant
FR2858250A1 (fr) Dispositif melangeur pour dechets solides divises
FR2995299A1 (fr) Procede de traitement mecanique et biologique pour decomposer et reduire les matieres d'origines organiques et appareil pour la mise en oeuvre d'un tel procede
EP3541920B1 (fr) Systeme et procede de production de biogaz a partir de biomasse solide
EP0291425A1 (fr) Procédé de traitement hydromécanique de déchets organiques pour la préparation de boues fermentescibles et dispositif pour sa mise en oeuvre
JP7319185B2 (ja) 発酵処理装置
CA1083058A (fr) Production de methane par fermentation de detritus
FR2987370A1 (fr) Dispositif de production de biogaz
EP3318341A1 (fr) Dispositif pour la methanisation par voie seche de matiere organique et procede de methanisation mettant en oeuvre ledit dispositif
FR3053698A1 (fr) Dispositif pour la preparation des biomasses destinees a la methanisation et sa mise en oeuvre
CN219080256U (zh) 一种用于清藻的机器人
EP2086891B1 (fr) Procédé et installation de traitement anaérobie de matières à concentration de matière sèche élevée
EP3541921B1 (fr) Système de production de biogaz à partir de biomasse solide et procédé de biogaz correspondant
EP0551499A1 (fr) Machine et methode de projection d'un melange comportant des produits de granulometries variables
JP2020104071A (ja) 発酵適物投入装置
EP3294860A1 (fr) Dispositif de méthanisation à partir de biomasse solide et procédé de production de biogaz correspondant
FR3038205A1 (fr) Dispositif pour la methanisation par voie seche de matiere organique comprenant du fumier

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 2

PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20220902

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 3