GR20190100145A - Διαταξη αναεροβιας χωνευσης - Google Patents

Abstract

Η εφεύρεση αφορά διάταξη αντιδραστήρων αναερόβιας χώνευσης, διαλείποντος έργου, για την επεξεργασία του οργανικού κλάσματος των στερών αποβλήτων σε ξηρά μορφή. Ο σχεδιασμό του συστήματος αυξάνει τηνανθεκτικότητα της κατασκευής και βελτιώνει τη λειτουργικότητα της, και συγκεκριμένα τη διαχείριση των στραγγισμάτων και τη παροχέτευση του αέρα. Έκαστος αντιδραστήρας είναι μία κλειστή αεροστεγής δεξαμενή, με μία πλήρως αεροστεγή θύρα στη μοναδική ανοιχτή πλευρά του. Ο αντιδραστήρας διαθέτει δίκτυο αερισμού, που εγκαθίσταται στο δάπεδο του αντιδραστήρα και αποτελείται από δίκτυο σωληνώσεων και αεραντλία προσαγωγής αέρα. Η συλλογή των στραγγισμάτων γίνεται μέσω των ακροφυσίων και των αγωγών αερισμού. Το σύστημα ανακυκλοφορίας και διαβροχής στραγγισμάτων αποτελείται από ένα δίκτυο αγωγών, την αντλία ανακυκλοφορίας και τα ακροφύσια διαβροχής. Επιπλέον, διαθέτει κατάλληλο ενδοδαπέδιο σύστημα θέρμανσης που αποτελείται από δίκτυο αγωγών εγκιβωτισμένων στο σκυρόδεμα στο δάπεδο των αντιδραστήρων.Το βιοαέριο που παράγεται από τη διεργασία της αναερόβιας χώνευσης οδηγείται μέσω αγωγού στο δίκτυο μεταφοράς και αποθήκευσης βιοαερίου.

Description

ΔΙΑΤΑΞΗ ΑΝΑΕΡΟΒΙΑΣ ΧΩΝΕΥΣΗΣ

ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ

Τεχνικό πεδίο εφεύρεσης

Η εφεύρεση αναφέρεται σε διάταξη αναερόβιας χώνευσης στερεών αποβλήτων τύπου «διαλείποντος έργου» (batch processing) προκειμένου να επιτευχθεί η διάσπαση των οργανικών συστατικών τους και η παραγωγή βιοαερίου, το οποίο στο μεγαλύτερο ποσοστό του αποτελείται από μεθάνιο και δύναται να αξιοποιηθεί ως καύσιμο για την παραγωγή θερμικής, μηχανικής ή ηλεκτρικής ενέργειας. Η διάταξη αποτελείται από ειδικά σχεδιασμένους κλειστούς αντιδραστήρες, διαλείποντος έργου, εντός των οποίων πραγματοποιείται η αναερόβια χώνευση του οργανικού κλάσματος των στερών αποβλήτων σε ξηρά μορφή.

Ιδιαίτερα χαρακτηριστικά της καινοτόμου διάταξης που παρουσιάζει η παρούσα εφεύρεση, είναι η κατασκευή της με τέτοιο τρόπο, ώστε να μην εμφανίζεται ευπάθεια σε διαβρωτικά συστατικά που παράγονται κατά τη διάρκεια της χώνευσης, η βελτιωμένη διαχείριση των συστατικών της χώνευσης προκειμένου να προαχθεί η απόδοση της συσκευής (παραγωγή αερίου καυσίμου σε δεδομένο χρόνο) και η διαμόρφωση της κατάλληλης καινοτόμου υποδομής, έτσι ώστε τα παραγόμενα δραστικά συστατικά (που προάγουν την μεθανοποίηση) να συλλέγονται με αποτελεσματικότερο τρόπο προκειμένου να επαναξιοποιηθούν στη διεργασία της μεθανοποίησης.

Στάθμη προηγούμενης τεχνικής και αξιολόγηση

Η διεργασία της Αναερόβιας Χώνευσης (ΑΧ) είναι μια αρκετά γνωστή και δοκιμασμένη τεχνολογία για την επεξεργασία των οργανικών αποβλήτων. Η διεργασία της ΑΧ βασίζεται στην διάσπαση της οργανικής ύλης των αποβλήτων σε κατάλληλο χωνευτή (digester), σε ειδικές συνθήκες θερμοκρασίας, pH και υποστρώματος, από ένα συνδυασμό βακτηρίων και απουσία οξυγόνου, για παραγωγή αερίου μίγματος -που ονομάζεται βιοαέριο- και του χωνεμένου υπολείμματος (digestate slurry).

Οι τεχνολογίες αναερόβιας χώνευσης διακρίνονται βάση της υγρασίας της εισερχόμενης πρώτης ύλης, σε υγρή και ξηρή χώνευση. Συγκεκριμένα, υγρή είναι η χώνευση, όπου το υπόστρωμα, υπό τη μορφή ρευστής λάσπης, έχει περιεχόμενο ξηρής μάζας από 10% έως 15%. Αντίστοιχα, ξηρή είναι η χώνευση, όπου το υπόστρωμα, υπό τη μορφή σταθερού στερεού υλικού, έχει περιεχόμενο ξηρής μάζας από 20% έως 50%.

Η υγρή ΑΧ είναι η πρώτη μορφή με την οποία αναπτύχθηκε η μέθοδος. Η πρώτη εφαρμογή υγρής ΑΧ πραγματοποιήθηκε από τον Donald Cameron στο Exeter στην Αγγλία το 1895 και συγκεκριμένα οι λάμπες του δημοτικού φωτισμού της πόλης λειτουργούσαν από καύση βιοαερίου που προερχόταν από τα αστικά λύματα. Στην Δανία οι πρώτες μονάδες βιοαερίου από αστικά λύματα χρονολογούνται από το 1920.

Η μέθοδος της ξηράς αναερόβιας χώνευσης εφαρμόζεται τις τελευταίες δύο δεκαετίες για την επεξεργασία των στερεών αποβλήτων, με στόχο τη σταθεροποίηση του οργανικού κλάσματος των αποβλήτων και την παραγωγή βιοαερίου. Για την επίτευξη των παραπάνω τα συνήθη συστήματα ξηράς αναερόβιας χώνευσης εφαρμόζουν διατάξεις συλλογής και διαχείρισης βιοαερίου, συλλογής στραγγισμάτων, διαβροχής και θέρμανσης.

Πλεονεκτήματα παρούσας εφεύρεσης

Λαμβάνοντας υπόψη το επίπεδο της τεχνολογίας όπως περιγράφεται παραπάνω, ο σκοπός της παρούσας εφεύρεσης είναι η εξέλιξη των συστημάτων ξηράς αναερόβιας χώνευσης, με τρόπο που θα βελτιώνεται η απορροή των στραγγισμάτων, θα βελτιστοποιείται η απόδοση της διεργασίας, ενώ παράλληλα θα αυξάνεται η αντοχή του συστήματος, με περιορισμό των μεταλλικών και μηχανολογικών μερών που έρχονται σε άμεση επαφή με τα απόβλητα. Επιπλέον, επιτυγχάνεται ο συνδυασμός των απαιτούμενων δικτύων με εξοικονόμηση υλικών, μείωση της κατανάλωσης ενέργειας και βελτίωση της ασφάλειας.

Αναλυτική περιγραφή

Στο σχήμα 1 απεικονίζεται, ενδεικτικά, μια κατακόρυφη διαμήκης τομή της προτεινόμενης διαμόρφωσης των στοιχείων που συνθέτουν την παρούσα εφεύρεση.

Στο σχήμα 2 απεικονίζεται, σε κάτοψη, η διαμόρφωση της διάταξης αερισμού πριν τον εγκιβωτισμό της στο σκυρόδεμα του δαπέδου του αντιδραστήρα.

Στο σχήμα 3 απεικονίζεται διαμήκης κατακόρυφη τομή του αντιδραστήρα με έμφαση στα στοιχεία συλλογής στραγγισμάτων, πλησίον της θύρας.

Στο σχήμα 4 απεικονίζεται λεπτομέρεια από τον καινοτόμο συνδυασμό των συστημάτων αερισμού και συλλογής των στραγγισμάτων.

Στο σχήμα 5 απεικονίζεται κάτοψη του υποδαπέδιου συστήματος θέρμανσης πριν τον εγκιβωτισμό του στο δάπεδο.

Ο αντιδραστήρας ξηράς αναερόβιας χώνευσης της παρούσας εφεύρεσης είναι μία κλειστή αεροστεγής (ορθογωνική, κατά προτίμηση, χωρίς να αποκλείεται και οποιαδήποτε άλλη γεωμετρική διαμόρφωση) δεξαμενή εκ σκυροδέματος, η οποία στη μία πλευρά διαθέτει θύρα για την φόρτωση και εκφόρτωση των οργανικών στερεών αποβλήτων. Για την υλοποίηση διεργασιών ξηράς αναερόβιας χώνευσης, αντιδραστήρας εξοπλίζεται με συστήματα διαχείρισης βιοαερίου, αερισμού, εξαερισμού, συλλογής, επανακυκλοφορίας και διαβροχής στραγγισμάτων, θέρμανσης, ασφάλειας, παρακολούθησης και ελέγχου. Η χώνευση εντός του αντιδραστήρα πραγματοποιείται ασυνεχώς σε παρτίδες. Για την ολοκλήρωση ενός κύκλου ξηράς αναερόβιας χώνευσης εντός του αντιδραστήρα, πραγματοποιούνται τα εξής:

1. Στο εσωτερικό του αντιδραστήρα εναποτίθενται τα προς χώνευση στερεά οργανικά απόβλητα σε σωρό, μέσω της θύρας που κλείνει και σφραγίζει αεροστεγώς.

2. Εκκινεί η φάση αερισμού των αποβλήτων μέσω του δικτύου αερισμού. Ο αερισμός διαρκεί μέχρι την αύξηση της θερμοκρασίας στα κατάλληλα επίπεδα, για να διεξαχθεί ακολούθως η χώνευση των αποβλήτων. Η αύξηση της θερμοκρασίας πραγματοποιείται με την έκλυση θερμότητας από τις αερόβιες αντιδράσεις βιοαποδόμησης των οργανικών αποβλήτων. Με την επίτευξη της θερμοκρασίας στόχου, διακόπτεται η λειτουργία των ανεμιστήρων, οπότε εντός ολίγων ωρών οι αερόβιοι μικροοργανισμοί καταναλώνουν το υπολειπόμενο οξυγόνο που βρίσκεται εντός του αντιδραστήρα.

3. Εν συνεχεία αρχίζει η αναερόβια χώνευση με τον εμβολιασμό των αποβλήτων με στραγγίσματα από προηγούμενους κύκλους επεξεργασίας μέσω του δικτύου διαβροχής. Η διαβροχή των αποβλήτων με στραγγίσματα διασφαλίζει τη διατήρηση της υγρασίας στα απαιτούμενα επίπεδα και εμβολιάζει τα απόβλητα με οργανικά οξέα και αναερόβιους μικροοργανισμούς για την πραγματοποίηση των αντιδράσεων αναερόβιας χώνευσης. Επιπλέον, η θερμοκρασία των αποβλήτων διατηρείται στα επιθυμητά επίπεδα για την πραγματοποίηση των αναερόβιων αντιδράσεων με τη βοήθεια συστήματος ενδοδαπέδιας θέρμανσης.

4. Η ολοκλήρωση της αναερόβιας χώνευσης σημειώνεται όταν καταγραφθεί μείωση της παραγόμενης ποσότητας βιοαερίου και επιτυγχάνεται με τη διακοπή της διαβροχής και την έναρξη του τελικού αερισμού. Η τροφοδοσία αέρα στα απόβλητα επιτρέπει να απομακρυνθεί πλήρως το βιοαέριο από τον σωρό των αποβλήτων και τον αντιδραστήρα, για το ασφαλές άνοιγμα της θύρας. Ακολουθεί η εκφόρτωση των αποβλήτων, για την υλοποίηση του.

Στο σχήμα 1 απεικονίζεται μία ενδεικτική και όχι δεσμευτική υλοποίηση της παρούσας εφεύρεσης. Ο εικονιζόμενος αντιδραστήρας (1) ξηράς αναερόβιας χώνευσης της παρούσας εφεύρεσης συντίθεται από μία κλειστή αεροστεγή ορθογωνική δεξαμενή σκυροδέματος ειδικών προδιαγραφών (κατάλληλης αντοχής για τις συνθήκες διεργασίας) και από τα περιφερειακά συστήματα διαχείρισης των διεργασιών. Στη μοναδική ανοιχτή πλευρά της δεξαμενής, εγκαθίσταται μία πλήρως αεροστεγής θύρα (2), από την οποία πραγματοποιείται η φόρτωση και εκφόρτωση των οργανικών στερεών αποβλήτων προς χώνευση. Εντός της δεξαμενής, τα οργανικά απόβλητα εναποτίθενται σε σωρό (3). Το ύφος του απορριμματικού σωρού που τοποθετείται εντός του αντιδραστήρα διασφαλίζει την ομοιόμορφη εξέλιξη των εργασιών και την διέξοδο των αερίων από τη μάζα των αποβλήτων. Στο δάπεδο (6) ή/και στα τοιχώματα του αντιδραστήρα τοποθετείται σύστημα θερμομόνωσης για τον απρόσκοπτο έλεγχο της θερμοκρασίας των διεργασιών και τη μείωση των ενεργειακών δαπανών.

Η ουσιαστικότερη καινοτομία της παρούσας εφεύρεσης έγκειται στον ειδικό σχεδίασμά του αντιδραστήρα για την εκτέλεση των διεργασιών αερισμού και συλλογής των παραγόμενων στραγγισμάτων. Όπως φαίνεται και στο σχήμα 2, ο αερισμός και η συλλογή των στραγγισμάτων πραγματοποιείται μέσω ενός κοινού δικτύου αγωγών (4) και ακροφυσίων (5) που ενσωματώνονται στο δάπεδο (6) του αντιδραστήρα. Οι αγωγοί εγκιβωτίζονται κατά μήκος του δαπέδου (6), ακολουθώντας την κλίση του, και ξεκινούν από κοινό αγωγό, εφεξής αποκαλούμενο διανομέα (7), που συνδέεται με την κατάθλιψη αεραντλίας προσαγωγής αέρα (8) αντιεκρηκτικού τύπου. Κατά μήκος των αγωγών (4) εγκαθίστανται ακροφύσια (5) κατάλληλης διατομής, η άκρη των οποίων φτάνει μέχρι τη στέψη του δαπέδου, έτσι ώστε η έξοδος των ακροφυσίων (5) να είναι «πρόσωπο» με το δάπεδο (6). Κατά τη λειτουργία του αερισμού, στην αρχική και τελική φάση του συνολικού κύκλου επεξεργασίας, η αεραντλία (8) παρέχει αέρα, ο οποίος μεταφέρεται μέσω των αγωγών αερισμού (4) και εξέρχεται μέσω των ακροφυσίων (5) προς των σωρό των οργανικών αποβλήτων. Το δίκτυο παροχής αέρα επιτρέπει την ανάμειξη φρέσκου, αλλά και ανακυκλοφορούντος αέρα από τον αντιδραστήρα στην είσοδο της αεραντλίας (8), αυτόματα μέσω διαφραγμάτων.

Κατά τη λειτουργία της αναερόβιας χώνευσης, στην ενδιάμεση και κύρια φάση του συνολικού κύκλου, παράγονται στραγγίσματα τα οποία διατρέχουν τον σωρό και, δια της βαρύτητας, κατευθύνονται προς το δάπεδο (6) του αντιδραστήρα. Η καινοτομία της παρούσας εφεύρεσης έγκειται στο ότι η συλλογή των στραγγισμάτων γίνεται μέσω των ακροφυσίων (5) και των αγωγών (4) του ενιαίου δικτύου αερισμού-συλλογής στραγγισμάτων, απλοποιώντας σημαντικά την κατασκευή. Οι αγωγοί αερισμού (4) εκτείνονται κατά μήκος του αντιδραστήρα (1) και καταλήγουν σε εγκάρσιο συλλέκτη (10) που, με τη σειρά του, απολήγει σε τελικό φρεάτιο συλλογής (11), ευρισκόμενο πλησίον της θύρας τροφοδοσίας (2), όπως, επεξηγηματικά, απεικονίζεται και στο σχήμα 2.

Στο σχήμα 4 απεικονίζονται οι δύο φάσεις της καινοτόμου αξιοποίησης του προαναφερθέντος συστήματος «αγωγών-ακροφυσίων» τόσο για τον αερισμό του σωρού όσο και για την απαγωγή των στραγγισμάτων.

Ο αντιδραστήρας (1) έχει φορτωθεί με βιοαποδομήσιμο υλικό το οποίο έχει εναποτεθεί επί του δαπέδου (2), σχηματίζοντας σωρό (3). Εντός του δαπέδου (6) -από σκυρόδεμαβρίσκονται ενσωματωμένοι οι αγωγοί (4) κατά μήκος των οποίων υπάρχουν -ομοίως εγκιβωτισμένα στο σκυρόδεμα - ακροφύσια (5) τα οποία απολήγουν στην επιφάνεια του δαπέδου (2) χωρίς να εξέχουν άνωθεν αυτής.

Στο σχήμα 4Α απεικονίζεται η κατάσταση εκείνη κατά την οποία διοχετεύεται αέρας στον διανομέα (7) και κατανέμεται στους εγκιβωτισμένους αγωγούς (4). Στη συνέχεια ο αέρας αυτός καταλήγει στα ακροφύσια (5) από όπου εκφεύγει για να διατρέξει τη μάζα του σωρού (3).

Στο σχήμα 4Β απεικονίζεται η κατάσταση εκείνη κατά την οποία έχει ολοκληρωθεί η φάση του αερισμού και τα υδαρή στραγγίσματα (3Α) καταπίπτουν από τον σωρό (1) και, μέσω των ακροφυσίων (5), καταλήγουν εντός των αγωγών (4) από όπου και απομακρύνονται δια της βαρύτητας. Να σημειωθεί ότι, όπως απεικονίζεται και στο σχήμα, τόσο το δάπεδο (6) όσο και ο οι αγωγοί (4) διαθέτουν την κατάλληλη κλίση ώστε να διευκολύνουν τα στραγγίσματα (3Α) να κινηθούν προς την επιθυμητή κατεύθυνση.

Στο σχήμα 2 απεικονίζονται φρεάτια συντήρησης (9) μέσω των οποίων διευκολύνεται ο περιοδικός καθαρισμός των αγωγών αερισμού (4) από στερεά φερτά υλικά που έχουν παρασυρθεί από την ροή των στραγγισμάτων.

Από το φρεάτιο συλλογής (11) εκκινεί αγωγός (12) που οδηγεί τα στραγγίσματα στην δεξαμενή αποθήκευσης (δεν απεικονίζεται) η οποία βρίσκεται στον εξωτερικό χώρο του αντιδραστήρα.

Είναι προφανές ότι ένα μέρος των στραγγισμάτων θα παραμείνει στο δάπεδο (6) του αντιδραστήρα (1) και δεν θα ακολουθήσει την προβλεπόμενη πορεία διοχέτευσής τους στους αγωγούς (4) μέσω των ακροφυσίων (5). Για τη συλλογή των στραγγισμάτων που συγκεντρώνονται στο δάπεδο (6) του αντιδραστήρα και δεν οδεύουν μέσω των ακροφυσίων (5) και αγωγών (4), το δάπεδο του αντιδραστήρα διαμορφώνεται με κατάλληλες κλίσεις, που διασφαλίζουν την απρόσκοπτη απορροή των στραγγισμάτων ώστε αυτά να καταλήξουν στο δευτερεύον κανάλι (14) και, από εκεί, στο φρεάτιο συλλογής (11) το οποίο βρίσκεται πλησίον της θύρας (2) και παράλληλα προς αυτή.

Συγκεκριμένα, όπως απεικονίζεται στο Σχήμα 3, το δάπεδο (6) διαθέτει ειδική διαμόρφωση κλίσεων τόσο κατά μήκος και όσο και κατά πλάτος. Η κλίση (13) του δαπέδου διαμορφώνεται κατά μήκος του αντιδραστήρα με κατεύθυνση προς το κανάλι συγκέντρωσης στραγγισμάτων (14). Από τη θύρα τροφοδοσίας (2) έως το κανάλι συγκέντρωσης στραγγισμάτων, η κλίση μεταβάλλεται με αντίστροφή φορά (15) έτσι ώστε να αποφευχθεί η συσσώρευση στραγγισμάτων στο κάτω μέρος της θύρας (2)

Στο ίδιο σχήμα 3 απεικονίζεται διάταξη σιφωνίου στο φρεάτιο συλλογής (11) εντός του οποίου (και κάτωθεν της επιφάνειας των συλλεχθέντων στραγγισμάτων) εκβάλλει ο εγκάρσιος συλλέκτης (10). Με τον τρόπο αυτό, αποκλείεται και η διαρροή αερίων από τον αντιδραστήρα προς την δεξαμενή αποθήκευσης στραγγισμάτων και αντιστρόφως. Στο φρεάτιο (11), γίνεται και η τελική κατακράτηση των όποιων πιθανών φερτών υλικών κινηθούν μέσω των αγωγών (4).

Ο καινοτόμος σχεδιασμός του ενιαίου δικτύου αερισμού και συλλογής στραγγισμάτων της παρούσας εφεύρεσης αυξάνει τη λειτουργικότητα των διεργασιών και την απόδοση της αναερόβιας χώνευσης, βελτιώνοντας την εκτέλεση των διεργασιών του αερισμού και της συγκέντρωσης των στραγγισμάτων. Επιτυγχάνεται η αποτελεσματική διάχυση του αέρα σε όλη τη μάζα του σωρού αποβλήτων στην αρχική και τελική φάση του κύκλου επεξεργασίας, καθώς και η βέλτιστη και ταχύτερη απομάκρυνση των στραγγισμάτων για τη συγκέντρωση, αποθήκευση και επανακυκλοφορία τους. Ένα πολύ σημαντικό πλεονέκτημα είναι ότι Ο σχεδιασμός των δικτύων του αντιδραστήρα διασφαλίζει την απόλυτη στεγανότητα για την αποφυγή διαρροών βιοαερίου. Επιπλέον, ο καινοτόμος σχεδιασμός των δικτύων, έναντι των συστημάτων ξηράς αναερόβιας χώνευσης της υφιστάμενης στάθμης τεχνικής, επιτυγχάνει την αποφυγή επαφής οιουδήποτε μεταλλικού στοιχείου ή άλλου εξαρτήματος του εξοπλισμού με τη μάζα των οργανικών αποβλήτων προς χώνευση. Με τον τρόπο αυτό αυξάνεται η ανθεκτικότητα της εγκατάστασης και ο χρόνος ζωής του εγκατεστημένου εξοπλισμού. Να σημειωθεί ότι, σε γνωστές εφαρμογές της τεχνικής στάθμης, υφίσταται επαφή μεταλλικών στοιχείων του αντιδραστήρα με τον σωρό, με αποτέλεσμα την ανεπιθύμητη διάβρωσή τους από τα διαβρωτικά συστατικά των αποβλήτων.

Η δεξαμενή αποθήκευσης των στραγγισμάτων είναι υπόγεια και κατασκευάζεται από οπλισμένο σκυρόδεμα κατάλληλης αντοχής για τις συνθήκες λειτουργίας. Η δεξαμενή είναι θερμομονωμένη και διαθέτει κατάλληλο δίκτυο θέρμανσης εγκιβωτισμένο στον πυθμένα της δεξαμενής για τη διατήρηση της θερμοκρασίας των στραγγισμάτων στα επιθυμητά επίπεδα. Για την ομοιόμορφη κατανομή της θερμότητας στη συνολική μάζα των στραγγισμάτων, εγκαθίσταται αναδευτήρας, από ανοξείδωτο χάλυβα, αντιεκρηκτικού τύπου.

Το σύστημα ανακυκλοφορίας και διαβροχής στραγγισμάτων (Σχήμα 1) αποτελείται από την αντλία ανακυκλοφορίας (δεν απεικονίζεται) η οποία τροφοδοτεί τον αγωγό διαβροχής (16) ο οποίος διατρέχει το εσωτερικό του αντιδραστήρα, άνωθεν του σωρού (3), στερεωμένος στην οροφή του αντιδραστήρα (1). Κατά μήκος του, ο αγωγός διαβροχής (16) αυτός φέρει πολλαπλά ακροφύσια διαβροχής (17) καθένα εκ των οποίων εκτοξεύει προς τα κάτω μία δέσμη (17Α) στραγγισμάτων σε σχήμα «ομπρέλας» έτσι ώστε να διασφαλίζεται η διαβροχή της εκτεθειμένης επιφάνειας του σωρού (3) σε όλη του την έκταση. Το σύστημα ανακυκλοφορίας διαθέτει κατάλληλη διάταξη βανών (δεν απεικονίζονται) για τη ρύθμιση της παροχής των στραγγισμάτων.

Όπως παρουσιάζεται στο σχήμα 5, ο αντιδραστήρας αναερόβιας χώνευσης διαθέτει κατάλληλο ενδοδαπέδιο σύστημα θέρμανσης που αποτελείται από δίκτυο αγωγών (18) εγκιβωτισμένων στο σκυρόδεμα στο δάπεδο του αντιδραστήρα, για την υποβοήθηση της διατήρησης της θερμοκρασίας στα επιθυμητά επίπεδα. Αντίστοιχα, η δεξαμενή αποθήκευσης στραγγισμάτων διαθέτει σύστημα θέρμανσης που αποτελείται από δίκτυο αγωγών εγκιβωτισμένων στο σκυρόδεμα στον πυθμένα της δεξαμενής. Το σύστημα συνοδεύεται από τους απαιτούμενους εναλλάκτες θερμότητας, κυκλοφορητές και όλα τα απαιτούμενα για την ορθή λειτουργία του. Η παροχή θερμότητας στον αντιδραστήρα ρυθμίζεται ανάλογα με τη φάση της διεργασίας χώνευσης, στην οποία βρίσκεται.

Τα αέρια που εκλύονται, άνωθεν του σωρού (3) στο σύνολο του κύκλου αναερόβιας χώνευσης εξέρχονται από αγωγό εξόδου (19) και διοχετεύονται προς το αντίστοιχο σύστημα επεξεργασίας ή διάθεσης. Χωρίς απόκλιση από την υφιστάμενη τεχνική στάθμη, τα απαέρια που παράγονται στην αρχική και τελική φάση του κύκλου επεξεργασίας (αερισμός) οδηγούνται προς το σύστημα επεξεργασίας αέριων εκπομπών ή προς τον πυρσό (δεν απεικονίζονται) ανάλογα με την περιεκτικότητα τους σε μεθάνιο. Το βιοαέριο που παράγεται στη φάση της αναερόβιας χώνευσης παραλαμβάνεται από τον αγωγό εξόδου (19) και οδηγείται προς το αεροφυλάκιο αποθήκευσης ή προς τον πυρσό, ανάλογα με την περιεκτικότητα τους σε μεθάνιο. Η έξοδος και η επιλογή όδευσης των απαερίων και του βιοαερίου επιτυγχάνεται αυτόματα, βάση των μετρήσεων (μέσω κατάλληλων αισθητήρων - που δεν απεικονίζονται) της σύστασης της ατμόσφαιρας του αντιδραστήρα και μέσω ενεργοποίησης κατάλληλης διάταξης βαλβίδων, όπως υπαγορεύεται από την υφιστάμενη στάθμη τεχνικής.

Ο αντιδραστήρας εξοπλίζεται με πολλαπλά συστήματα και συσκευές προστασίας που προορίζονται για χρήση σε εκρήξιμες ατμόσφαιρες. Έτσι, σε ειδικά επιλεγμένα σημεία τοποθετούνται ασφαλιστικές βαλβίδες υπερπίεσης και υποπίεσης (20), καθώς επίσης φλογοπαγίδες (21). Ειδικά μέτρα λαμβάνονται ώστε να μην είναι εφικτό το άνοιγμα της θύρας του αντιδραστήρα, προτού διασφαλιστεί ότι οι συγκεντρώσεις των εκρηκτικών αερίων εντός του αντιδραστήρα βρίσκονται σε ασφαλή επίπεδα.

Claims (6)

ΑΞΙΩΣΕΙΣ

1. Σύστημα αναερόβιας χώνευσης του βιοαποδομήσιμου υλικού οργανικού κλάσματος στερεών αποβλήτων και το προαναφερθέν σύστημα αποτελείται από τουλάχιστον έναν αντιδραστήρα (1) ξηράς αναερόβιας χώνευσης διαλείποντος έργου και ο οποίος αντιδραστήρας (1) είναι μία κλειστή αεροστεγής δεξαμενή, που διαθέτει μία στεγανή θύρα (2) και διατάξεις συλλογής και διαχείρισης βιοαερίου, συλλογής και επανακυκλοφορίας στραγγισμάτων, αερισμού, εξαερισμού και θέρμανσης

και χαρακτηρίζεται από το ότι

στο δάπεδο (6) του προαναφερθέντος αντιδραστήρα (1) υπάρχει ενσωματωμένος τουλάχιστον ένας αγωγός (4) αερισμού, ο οποίος τροφοδοτεί ακροφύσια (5), ενσωματωμένα στο προαναφερθέν δάπεδο (6), μέσω των οποίων διοχετεύεται αέρας στον υπερκείμενο σωρό (3) βιοαποδομήσιμου υλικού

και από το ότι

ένα μέρος, τουλάχιστον, από τα υδαρή στραγγίσματα (3Α) που απορρέουν, δια της βαρύτητας, από τον προαναφερθέντα σωρό (3) εισχωρούν εντός των προαναφερθέντων ακροφυσίων (5) και καταλήγουν εντός των προαναφερθέντων αγωγών (4) αερισμού.

2. Σύστημα αναερόβιας χώνευσης, σύμφωνα με την αξίωση 1,

που χαρακτηρίζεται από το ότι

το δάπεδο (6) του προαναφερθέντα αντιδραστήρα (1) διαθέτει κανάλι, εφεξής αποκαλούμενο ως δευτερεύον κανάλι (14) και το οποίο ευρίσκεται πλησίον της θύρας (2) και εκτείνεται παράλληλα προς αυτή,

από το ότι

το δάπεδο (6) του προαναφερθέντα αντιδραστήρα (1), επί του οποίου εναποτίθεται ο βιοαποδομήσιμος σωρός (3), διαμορφώνεται με κλίση κατά μήκος του αντιδραστήρα (1) τέτοια ώστε τα στραγγίσματα (3Α) που δεν έχουν εισρεύσει εντός των προαναφερθέντων ακροφυσίων (5) να κινηθούν, δια της βαρύτητας, επί του δαπέδου (6) μέχρις ότου καταλήξουν στο προαναφερθέν δευτερεύον κανάλι (14)

και από το ότι

το τμήμα του δαπέδου (6), που εκτείνεται μεταξύ της θύρας (2) και του προαναφερθέντος δευτερεύοντος καναλιού (14), έχει κλίση αντίθετη προς αυτή του δαπέδου (6) του υπολοίπου αντιδραστήρα (1) έτσι ώστε να αποτρέπεται η συσσώρευση στραγγισμάτων στο κάτω μέρος της θύρας (2).

3. Σύστημα αναερόβιας χώνευσης, σύμφωνα με την αξίωση 1 ή 2,

που χαρακτηρίζεται από το ότι

το δίκτυο αερισμού του σωρού (3) αποτελείται από πολλαπλούς παράλληλους αγωγούς (4), οι οποίοι είναι ενσωματωμένοι στο δάπεδο (6) του αντιδραστήρα (1), και οι οποίοι αγωγοί (4) είναι τοποθετημένοι υπό κλίση έτσι ώστε τα υδαρή στραγγίσματα (3Α) που εισχωρούν στο εσωτερικό τους, να ρέουν δια της βαρύτητας μέχρι να καταλήξουν έξω από αυτούς.

4. Σύστημα αναερόβιας χώνευσης, σύμφωνα με την αξίωση 3,

που χαρακτηρίζεται από το ότι

το σύνολο των προαναφερθέντων αγωγών (4) απολήγουν σε εγκάρσιο συλλέκτη (10) ο οποίος εκβάλλει σε τελικό φρεάτιο συλλογής (11).

5. Σύστημα αναερόβιας χώνευσης, σύμφωνα με τις αξιώσεις 2 ή 4,

που χαρακτηρίζεται από το ότι

το προαναφερθέν δευτερεύον κανάλι (14) εκβάλλει σε τελικό φρεάτιο συλλογής (11).

6. Σύστημα αναερόβιας χώνευσης σύμφωνα με τις αξιώσεις 1-5

που χαρακτηρίζεται από το ότι

τα στραγγίσματα (3Α) που καταλήγουν στο τελικό φρεάτιο συλλογής (11) συλλέγονται και διοχετεύονται εκ νέου στο σωρό (3), μέσω διαβροχής και από το ότι

η προαναφερθείσα διαβροχή επιτυγχάνεται δια καταιωνισμού από πολλαπλά ακροφύσια διαβροχής (17) τα οποία βρίσκονται άνωθεν του σωρού (3) και τροφοδοτούνται από τουλάχιστον έναν αγωγό διαβροχής (16).