HU221737B1 - Eljárás és berendezés darabos és/vagy szálas szerves anyagok, különösen mezőgazdasági vagy kommunális hulladékok és/vagy melléktermékek hasznosítására - Google Patents

Abstract

Az eljárás során a szerves anyagból zárt térben történő kezelésselbiogázt fejlesztenek, és közben talaj-tápanyag- tartalom növelésérealkalmas terméket készítenek. Az eljárás lényege, hogy a szervesanyagot egyidejűleg több, egymástól különálló zárt térben azonos, vagylényegében azonos időtartamon át 40–50 °C, előnyösen 42–46 °Chőmérsékleten tartva kezelik. A zárt tereket azonos, vagy lényegébenazonos időközönként, célszerűen egymás után, ciklikusan ismétlődősorrendben ürítik ki és töltik fel azokat kezelendő szerves anyaggal.A biogázt a zárt terekből előnyösen folyamatosan kibocsátják és azatmoszferikust meghaladó nyomású térbe juttatják. Adott esetben abiogázban levő pára kicsapatásával nyert kondenzátumot táplálnak –célszerűen a kezelési ciklus időszakában – a kezelendő szervesanyaghoz. Az eljárás foganatosítására szolgáló berendezésre azjellemző, hogy a szerves anyag kezeléséhez zárható-nyitható tartályai(1) vannak, és biogázgyűjtő tartállyal (12) rendelkezik. A tartályok(1) zárószerelvényeket (8) tartalmazó vezetékrendszer útján a bennükképződő biogáznak a biogázgyűjtő tartályba (12) továbbítását biztosítókapcsolatban állnak, másrészt egy másik, ugyancsak zárószerelvényeket(6) tartalmazó vezetékrendszer útján a biogázgyűjtő tartállyal (12) azabban kiválasztott csapadéknak az egyes tartályokba (1) táplálásáraalkalmas módon vannak összekapcsolva. ŕ

Description

Az eljárás során a szerves anyagból zárt térben történő kezeléssel biogázt fejlesztenek, és közben talaj-tápanyagtartalom növelésére alkalmas terméket készítenek. Az eljárás lényege, hogy a szerves anyagot egyidejűleg több, egymástól különálló zárt térben azonos, vagy lényegében azonos időtartamon át 40-50 °C, előnyösen 42-46 °C hőmérsékleten tartva kezelik. A zárt tereket azonos, vagy lényegében azonos időközönként, célszerűen egymás után, ciklikusan ismétlődő sorrendben ürítik ki és töltik fel azokat kezelendő szerves anyaggal. A biogázt a zárt terekből előnyösen folyamatosan kibocsátják és az atmoszferikust meghaladó nyomású térbe juttatják. Adott esetben a biogázban levő pára kicsapatásával nyert kondenzátumot táplálnak célszerűen a kezelési ciklus időszakában - a kezelendő szerves anyaghoz.

Az eljárás foganatosítására szolgáló berendezésre az jellemző, hogy a szerves anyag kezeléséhez zárható-nyitható tartályai (1) vannak, és biogázgyűjtő tartállyal (12) rendelkezik. A tartályok (1) zárószerelvényeket (8) tartalmazó vezetékrendszer útján a bennük képződő biogáznak a biogázgyűjtő tartályba (12) továbbítását biztosító kapcsolatban állnak, másrészt egy másik, ugyancsak zárószerelvényeket (6) tartalmazó vezetékrendszer útján a biogázgyűjtő tartállyal (12) az abban kiválasztott csapadéknak az egyes tartályokba (1) táplálására alkalmas módon vannak összekapcsolva.

A leírás terjedelme 14 oldal (ezen belül 7 lap ábra)

HU 221 737 B1

HU 221 737 Bl

A találmány darabos és/vagy szálas szerves anyagok, különösen mezőgazdasági hulladékok és/vagy melléktermékek, és/ vagy kommunális hulladékok, valamint a fentiek keverékének a hasznosítására, nevezetesen azokból biogáz és műtrágyakiváltó tápanyag előállítására szolgáló eljárásra és berendezésre vonatkozik.

Mezőgazdasági hulladékok és/vagy melléktermékek kommunális hulladékok és hasonlók hasznosításához, illetve e tevékenység fejlesztéséhez alapvetően a tőzegés lápkutatás eredményei nyújtottak segítséget. Erre vonatkozó szakirodalmi publikációk már az 1900-as évek elején napvilágot láttak, lásd például Goldberg L. „Torf und Moor” c. könyvét (Verlag FDG, Dresden, 1919). Magyarországon dr. Dömsödi János „Lápképződés, lápmegsemmisítés” c. könyve 1988-ban jelent meg. Az ezekből és más művekből nyilvánosságra került ismeretek és gyakorlati tapasztalatok alapján a fent említett jellegű melléktermékek és hulladékok biogáz előállítására szolgáló hasznosítása általában úgy történik, hogy a szerves anyagokat normál talajhőmérsékleten, azaz az anyag talajjal takart állapotában igen lassan bontják le; a lebontási folyamat éveken keresztül tart. A szerves hulladékot több méter vastag rétegben helyezik el, a felszínét légmentesen lezárják, és a záráson 0,8-1,0 méter vastagságú földfeltöltést alakítanak ki. A záróréteg alatt perforált gyűjtővezeték-hálózat van kialakítva a keletkező biogázok összegyűjtésére. Ezen a vezetékhálózaton át alacsony nyomáson történik a biogáz elvezetése különféle elosztóhálózatokba, ahonnan a fogyasztókhoz jut. A keletkezett biogázok futőértéke kb. 4000 cal, a beruházás megtérülési ideje meglehetősen hosszú, kb. 12-15 év. Biogáz előállítására szolgáló módszereket egyébként szabadalmaztattak is, ilyenre vonatkozik például a 208 659 számú magyar szabadalmi leírás.

A találmány célja, hogy olyan eljárást és berendezést szolgáltasson darabos és/vagy szálas szerves anyagok, különösen mezőgazdasági hulladékok hasznosítására, amelynek révén rövid lebontási idő alatt, gazdaságosan egyrészt jó minőségű, magas fütőértékű biogáz, másrészt a mezőgazdaságban műtrágyakiváltásra használható, tápanyagban gazdag anyag nyerhető.

A találmány azon a felismerésen alapul, hogy a szerves hulladék zárt térben megfelelő hőmérsékleten tartva mintegy 25-30 nap alatt bomlik el, és miközben biogáz keletkezik, a mezőgazdaságban felhasználható, jól hasznosuló növénytermesztési tápanyaggá alakul. Felismertük továbbá, hogy ha a biogázban lévő - abból tüzeléstechnikai okokból egyébként is eltávolítandó - pára kicsapatásával nyert, élettevékenységük során metángázt fejlesztő baktériumokban dús folyadékkal a lebontási folyamat elején az aprítással célszerűen megnövelt felületű szerves anyagot beoltjuk, a lebomlási folyamatot jelentősen intenzifikálhatjuk. Végül a találmány alapját képezi az a felismerés is, hogy ha a tartályok számát a lebontáshoz szükséges napok számának megfelelően választjuk meg, naponta kerül sor egy tartályból a lebontott anyag ürítésére, majd a tartály nyersanyaggal való megtöltésére, miáltal a teljes művelet folyamatossá, jól áttekinthetővé és racionálisan végrehajthatóvá válik.

A fenti felismerések alapján a kitűzött feladatot a találmány értelmében olyan eljárás segítségével oldottuk meg, amelynek során a szerves anyagból zárt térben történő kezeléssel biogázt fejlesztünk, és közben talajtápanyagtartalom növelésére alkalmas terméket készítünk, és amely eljárásra az jellemző, hogy a szerves anyagot egyidejűleg több, egymástól különálló zárt térben, azonos vagy lényegében azonos időtartamon át 40-50 °C, előnyösen 42-46 °C hőmérsékleten tartva kezeljük, és a zárt tereket azonos vagy lényegében azonos időközönként, célszerűen egymás után, ciklikusan ismétlődő sorrendben ürítjük ki és töltjük fel azokat a kezelendő szerves anyaggal; a biogázt a zárt terekből előnyösen folyamatosan kibocsátjuk és az atmoszferikust meghaladó nyomású térbe juttatjuk és adott esetben a biogázban lévő pára kicsapatásával nyert kondenzátumot táplálunk - célszerűen a kezelési ciklus kezdeti időszakában - a kezelendő szerves anyaghoz. Célszerű, ha egy-egy zárt térben a szerves anyagot 25-30 napon, előnyösen 26-28 napon át kezeljük, ugyanennyi, egymástól különálló zárt térben végezzük a kezelési műveletet; naponta ürítünk és töltünk fel egy-egy zárt teret, és a kondenzátumot közvetlenül a zárt tér kezelendő szerves anyaggal történő feltöltése után juttatjuk ebbe az anyagba. Egy előnyös foganatosítási mód szerint a szerves anyag kezelésére és a nyert biogáz tárolására szolgáló zárt terek, valamint az ezeket összekötő! 1 vezeték által alkotott rendszert azonos, vagy lényegé-** f ben azonos, legfeljebb 0,15 MPa, előnyösen; f

0,06-0,10 MPa túlnyomáson tartjuk. Előnyös lehet a ta- J lálmány szerinti eljárásnak az a foganatosítási módja is, 1 amelynek megfelelően a biogáz tárolására szolgáló zárt? térben csapatjuk ki a biogázban lévő párát, és az így nyert kondenzátumot a biogáz túlnyomásának a kihasználásával juttatjuk a kezelendő szerves anyagba.

A szerves anyag lebomlásának a folyamata a kísérle- l tek és gyakorlati tapasztalatok szerint legfeljebb 30 napot vesz igénybe, és 25 napnál rövidebb idő alatt nem zajlik le kielégítően; vannak még bizonyos utóbomlások, és még némi gáz is képződik. Másrészt bizonyos szerves anyagok, amelyek a talajban még hasznosulnak, a 22. nap, még inkább a 25. nap után válnak teljes értékűvé. Ha tehát a lebontási időt 25 napnál kevesebbre választanánk, még tetemes mennyiségű hasznosítható anyag maradna a hulladékban, valamint kevesebb biogázt nyernénk. A lebomlás időtartamát a szerves anyag jellegén kívül a műveleti hőmérséklet is befolyásolja. 40 °C és 50 °C között a hőmérséklet növekedésével rövidül a lebomlási idő, ezeket a hőmérséklethatárokat azonban nem célszerű túllépni. A lebomlási folyamat 3-4 °C hőmérséklet-ingadozásra nem különösebben érzékeny; ilyen tartományban végzett szabályozás viszont nem igényel különösebb - költséges - műszerezést. Ami a rendszerben uralkodó nyomást illeti, arra alapvetően technológiai okokból van szükség, hiszen a tapasztalat azt mutatja, hogy a nyomás növekedése las- !

sítja a lebomlási folyamatot; így a túlnyomást fs

0,06-0,1 MPa között célszerű tartani.

A biogáz felhasználása például fűtésre feltételezi, hogy abból a párát eltávolítják. E követelményt elégít2

HU 221 737 Bl jük ki akkor, amikor a saját rendszerünkben csapatjuk ki a biogázból a párát, és a metántermelő baktériumokban dús csapadékot a nyers szerves anyaghoz keverve intenzív oltóanyagként hasznosítjuk, amivel meggyorsítható a lebomlás és a biogáztermelés. Az oltással 5 10-15%-os hatásfok-növekedés érhető el, segítségével a folyamat egyenletessége jobban biztosítható, a szabályozhatóság kedvezőbbé válik.

A rendszer egyébként önlebomló és önszabályozó a beoltás, és tartálylezárás után, továbbá önfenntartó ab- 10 bán az értelemben, hogy a termelt biogáz kisebb részének az elégetésével lehet a szerves anyag 40-50 °C hőmérsékleten tartásához szükséges fűtést biztosítani, tehát idegen - külső - energiahordozóra nincs szükség.

Az eljárás foganatosítására szolgáló, találmány sze- 15 rinti berendezésnek az a lényege, hogy a szerves anyag kezeléséhez zárható-nyitható tartályai vannak, amely tartályok egymással záró szerelvényeket tartalmazó vezetékrendszer útján a bennük képződő biogáznak egy biogázgyűjtő tartályba továbbítását biztosító kapcsolat- 20 bán állnak; másrészt egy másik, ugyancsak zárószerelvényeket tartalmazó vezetékrendszer útján a biogázgyűjtő tartállyal az abban kiválasztott csapadéknak az egyes tartályokba táplálására alkalmas módon vannak összekapcsolva. 25

A berendezés egy előnyös kiviteli alakjára az jellemző, hogy hosszúkás fekvőhenger alakú biogázgyűjtő tartálya van, amely az egyik vége irányában lejtéssel rendelkezik; a tartály vég közelében a tartályba például többrétegű műanyag hálóból készült páraleválasztó van be- 30 építve, és a csapadékeltávolító fővezeték a lejtésirányt tekintve a páraleválasztó mögül, a biogázgyűjtő tartály legmélyebb helyének a környezetéből torkollik ki, és a tartályon kívül zárószerelvényt tartalmaz; a tartályokban képződött biogázt a biogázgyűjtő tartályba szállító főve- 35 zeték is e páraleválasztó mögött torkollik e tartályba.

Egy másik kiviteli példa szerint az egyes anyagkezelő tartályok felső részéből, előnyösen a tartályperemhez tömítés közbeiktatásával csatlakoztatható fedélből biogáz-kibocsátó kivezetőcső torkollik ki, amely köz- 40 vétlenül, vagy bekötőcső közbeiktatásával a biogáz-fővezetékhez van csatlakoztatva, és a kitorkollási helyet előnyösen páraleválasztó veszi körül. A kivezetőcsőbe vagy/és a bekötőcsőbe a biogáz áramlásirányát tekintve előbb egy zárószerelvény, majd egy visszacsapó sze- 45 lep, továbbá - adott esetben - csatlakozószerelvény van beiktatva, és hogy a biogáztartályból kilépő kondenzátum-fővezeték - adott esetben ágvezeték közbeiktatásával - bekötővezeték útján van az egyes anyagkezelő tartályokkal összekapcsolva, amely bekö- 50 tővezetéknek a tartályba nyúló perforált vezetékszakasza van, és mindegyik bekötővezeték, vagy - adott esetben - ágvezeték a tartályba torkollása előtt zárószerelvényt tartalmaz.

Mivel a kísérletek és tapaszalatok szerint a tartá- 55 lyokban a szerves anyag általában 25-30 nap alatt bomlik el, célszerű, ha a berendezésnek legalább 25-30, előnyösen 26-28 anyagkezelő tartálya van.

Egy további találmányi ismérvnek megfelelően a hosszúkás henger alakú biogáztartály anyagkezelő tar- 60 tálysorok között helyezkedik el, előnyösen térszint alatti hőszigetelt épületben telepítve. Előnyös lehet az is, ha - különösen többszintes, térszint fölé kiemelt befogadó építmény esetében - az anyagkezelő tartályok az épületben, a biogázgyűjtő tartály pedig az épületen kívül létesített, az épület mentén húzódó térszint alatti hosszúkás aknában helyezkedik el. Végül célszerű, ha a biogázgyűjtő tartályból kivezetőcsö lép ki, amelybe zárószerelvény van beiktatva, és amely nyomásszabályozó egységhez csatlakozik.

A találmányt a továbbiakban a csatolt rajzok alapján ismertetjük részletesen, amelyek a berendezés előnyös kiviteli példáit tartalmazzák. A rajzokon az 1. ábrán a berendezés egy térszínt alá süllyesztett kiviteli alakja felülnézetben látható;

a 2. ábrán nagyobb méretarányú vázlatos függőleges metszetben tüntettük fel az 1. ábra szerinti berendezés egyik anyaglebontó tartályát;

a 3. ábra a 2. ábra szerinti tartály felülnézete; a 4. ábra az 1. ábrán bejelölt A-A vonal mentén vett nagyobb méretarányú metszet; az 5. ábra a 4. ábrán bejelölt B nyíl irányból tekintett nézet;

a 6. ábrán a 4. ábrán látható térszínt alatti tartálytároló létesítmény fedelének egy részletét nagyobb méretarányú metszetben mutatjuk be;

a 7. ábra a 8. ábrán bejelölt C-C vonal mentén vett nagyobb méretarányú függőleges metszet; a 8. ábra a 7. ábrán bejelölt E-E vonal mentén vett kisebb méretarányú metszet; a 9. ábra a 7. ábrán bejelölt F-F vonal mentén vett kisebb méretarányú metszet. t

Az 1-6. ábra szerinti berendezés földbe süllyesztett» | építményének - amint ez legjobban a 4. ábrán látható - | fenéklemeze, felmenő 21 oldalfalai és 12 tetőszerke- | zete van, fenéklemeze, felmenő 21 oldalfalai és 12 tető- f szerkezete van, felülnézetben (1. ábra) hosszúkás téglalap alakú, és benne két egymással párhuzamos sorban tizennégy-tizennégy, azaz összesen huszonnyolc 1 tartály van elhelyezve. A tartálysorok között hosszúkás fekvőhenger alakú biogázgyűjtő 12 tartály helyezkedik el, amely felett hosszirányban - célszerűen a hengeres 12 tartály geometriai hossztengelyével párhuzamosan biogáztovábbító 13 fővezeték húzódik, amely egyrészt 13a bekötővezetékek és 13b kivezetőcsövek útján minden egyes 1 tartállyal, másrészt a 12 tartállyal kapcsolatban áll. A12 tartály alatt a biogázban lévő párák kicsapatásával képződött csapadék - csurgalék továbbítására szolgáló - az 1. ábrán legnagyobbrészt szaggatott vonallal jelölt - 11 fővezeték húzódik, amely a 12 tartály egyik - az 1. ábrán bal oldali - végétől indul ki, amerre a tartályfenék lejt, és ahol a 12 tartály a legmélyebb.

A például 20 mm-es KPE-csőből készült 11 fővezetékről 11a ágvezetékek indulnak ki két-két 1 tartályhoz, és minden tartályba egy 11 bekötővezeték nyúlik be, amelynek a tartályban lévő szakasza perforált; ezt a perfo- K rált vezetékszakaszt 11c hivatkozási számmal jelöltük.

A1 lb bekötővezetékek a hozzájuk tartozó 1 tartályba torkollásuk előtt 6 zárószerelvényt tartalmaznak. Amint az

HU 221 737 Bl

1. ábrán jól látható, a biogázgyűjtő 12 tartály jobb oldali végéből 23a zárószerelvényt tartalmazó, például 63 mmes KPE-csőből készült 23 kivezetőcső lép ki, amely a 24 nyomásszabályozó egységbe torkollik. Az 1 tartálynak!) átmérője 1,5 m; M magassága 1,8 m (2. ábra), H 5 hosszúsága 12,0 m, 5 szélessége pedig 3,0 m.

A 2. és 3. ábrákon egy 1 tartályt nagyobb méretarányban, a csatlakozó vezetékekkel és szerelvényekkel tüntettünk fel. A henger alakú 1 tartálynak felül kifelé nyúló, körbenfiitó la pereme van, amelyre a tartály 10 lezárására szolgáló 2 fedél a célszerűen gumiból készült 5 tömítés közbeiktatásával illeszkedik; a 2 fedélnek az 1 tartályhoz rögzítésére a 4 laza karima és az anyás 3 csavarok szolgálnak, azaz oldható kapcsolatról van szó. A 2 fedél középső tartományában alul például 15 háromrétegű netlonhálóból készült, például gömbszelet alakú 7 páraleválasztó van rögzítve; a már említett 13b kivezetőcső - amelyen az 1 tartályban képződő biogáz távozik - e 7 páraleválasztóból torkollik ki a 2 fedélen át. A 7 páraleválasztó szélessége 10 cm, mélysége pe- 20 dig célszerűen 5 cm lehet. A korrózióálló (saválló) anyagból, például KPE-ből készült, vagy ilyenné tett nyomásálló 1 tartály v falvastagsága v=10-40 mm között mozoghat. A 2. és 3. ábrán - ahol az 1. ábrán is feltüntetett szerkezeti elemeket az ott már alkalmazott hi- 25 vatkozási számokkal jelöltük - jól látható, hogy az a nyíl szerinti gáztovábbításra szolgáló 13b kivezetőcsőbe kifelé haladva egymás után sorban előbb egy 8 elzárócsap, majd egy 9 visszacsapó szelep, végül egy 10 csatlakozószerelvény van beépítve, mielőtt a 13b 30 kivezetőcső a 13a bekötőcsőbe (1. ábra) torkollik. A 2. és 3. ábrán jól látszik a biogázban lévő pára kicsapásával keletkezett csurgalék elvezetésére szolgáló, az 1. ábrán látható, 20 mm-es KPE-csőből készült 11 fővezetékbe torkolló 11a ágvezetékhez csatlakozó (1. ábra) 11b 35 bekötővezeték is a 6 zárószerelvénnyel, valamint az 1 tartály belsejében alul elhelyezkedő perforált 11c vezetékszakasz is, ahova a csurgalék - vagyis a folyékony oltóanyag - a 2. és 3. ábrán bejelölt b nyílnak megfelelően érkezik. A 4. ábrán az is jól látható, hogy a 40 biogázgyűjtő 12 tartály 16 bekötőkarommal a vasbeton 20 fenéklemezben lehorgonyzott 15 bakokkal megtartott ives 18 vályúban fekszik fel, amely a 15 bakokhoz célszerűen hegesztett kapcsolattal van csatlakoztatva.

A 4. ábrán az 1 és 12 tartályokat befogadó építmény 45 egy lehetséges szerkezeti megoldását ábrázoltuk; a 19 tetőt, amely a t terepszint tartományában helyezkedik el, célszerű a 6. ábrán látható, alul 17 hőszigeteléssel ellátott, 5 cm vastag faanyagú lemezekből készült 19a fedlapokból kialakítani, amelyek 26 fogantyúkkal 50 rendelkeznek. Az építmény legfelső pontján hosszirányban, statikai szempontból szükséges vasbeton 22 gerenda húzódik végig. A19 tetőszerkezeten kívül a 21 falak és 20 fenéklemez is 17 hőszigeteléssel van ellátva, hiszen az 1 tartályokat a találmány értelmében fiítjűk, 55 azaz állandóan 40-50 °C hőmérsékleten tartjuk.

Az 5. ábrán a 4. ábrán bejelölt B nyíl irányából tekintett nézetben a biogázgyűjtő 12 tartálynak az 1. ábra szerint tekintve bal oldali végrésze látható; az a 12 tartály legmélyebb pontja, ahol a csurgalékelvezető 11 fő- 60 vezeték a tartályból alul kitorkollik, hiszen az egész tartály az e nyitnak megfelelően ebbe az irányba lejt, azaz ehhez a helyhez irányuló, célszerűen 3%o-es eséssel van kiképezve. Az e nyíl irányát tekintve a fővezeték 11 ’ kitorkollási helye előtt csekély, célszerűen 1,0 m-nél kisebb távközzel ferde helyzetben van a páraleválasztó (szűrő) beépítve, amelyet előnyösen háromrétegű netlonháló alkot. A 14 páraleválasztó mögül (az e nyíl irányát tekintve) torkollik ki felül a 13 ’ helyen a biogáz elvezetésére szolgáló 13 fővezeték is.

A 12 tartály D_t átmérője 630 mm-re választható.

All fővezetékbe a kilépés után 29 zárószerelvény van beépítve, amelyhez 27 kezelőszár tartozik.

A találmány szerinti berendezés 7-9. ábrák szerinti kiviteli alakja lényegében megfelel az 1-6. ábrák szerinti rendszernek, ezért a már ismertetett szerkezeti elemeket a már alkalmazott hivatkozási számokkal jelöltük. Eltérés abban van, hogy a 7-9. ábrák szerinti megoldáshoz használt, a 30 alaptesteken álló épület - a 28 aknától eltekintve - a / terepszint fölé van kiemelve, és az épületben két szinten helyezkedik el két-két, egyenként tizennégy 1 tartályból álló tartálysor, vagyis itt összesen ötvenhat 1 tartály üzemel. A t terepszint alá süllyesztett 28 akna a hosszúkás téglalap alaprajzú épület egyik oldala mentén hosszirányban húzódik, a biogázgyűjtő 12 tartály befogadására szolgál, és a 32a fogantyúkkal felemelhető 32 fedlapokkal van letakarva.

A második 1 tartályokból álló tartálycsoport az épület * alsó vasbeton 31 födémén helyezkedik el. Megjegyez-' j zük, hogy a 8. és 9. ábrákon a 11 és 13 fővezetékek mel- ;

lékvezetékeit a jobb áttekinthetőség érdekében csak se- | matikusan, az azokhoz tartozó szerelvényeket pedig j egyáltalában nem ábrázoltuk, a 7. ábrán viszont feltün- | tettük a szerelvényeket is. I

Az 1-6. ábrák szerinti berendezés üzemeltetése - í feltételezve, hogy a biogáztermelés és a szervesanyag- í lebontás már folyamatban van - a kővetkezőképpen f történik:

arról az 1 tartályról, amelyben a betáplált szerves hulladék már 28 napon át tartózkodott, miután ezt az 1 tartályt a rendszer többi részétől a 8 és 6 zárószerelvények lezárásával elzártuk, a 3 csavarok oldásával a 2 fedelet levesszük, és abból a megérlelt, lebontott anyagot eltávolítjuk. Ez az anyag kiváló beltartalmi tulajdonságokkal rendelkező, a szerves trágyánál hatékonyabb, az adott esetben szükséges műtrágya 60-70%-ának kiváltására alkalmas, jól kezelhető tápanyag. Ezután ezt az 1 tartályt friss, aprítással előkészített, tehát megnövelt felületű szerves hulladékkal teljesen megtöltjük, majd a 2 fedelet az 1 tartályra a 3 csavarok meghúzásával rázárjuk, és a tartályt 28 napon keresztül, a benne lévő anyagot 40-50 °C-on tartva, vagyis a tartályt fűtve, a tartályban hagyjuk. Miután az 1 tartályt légmentesen (lásd az 5 tömítést a 2. ábrán) lezártuk, megnyitjuk a 2-4. ábrákon látható, az adott 1 tartályhoz tartozó 6 zárószerelvényt, valamint az 5. ábrán látható 27 zárószerel- [_ vényt, mire a biogázgyűjtő 12 tartályból az ott uralkodó |

0,06-0,15 MPa-os biogáztúlnyomás hatására a 12 tartály legmélyebb végrészénél beépített 14 páraleválasz- F tón (5. ábra) a biogázban lévő pára kicsapódása révén

HU 221 737 BI képződött csapadék, amely a 12 tartály legmélyebb tartományában folyamatosan összegyűlik - naponta ily módon 1,0-1,5 liter csapadék keletkezik - a 2., 3. és 5. ábrákon bejelölt b nyílnak megfelelően all fővezetéken, valamint az adott 1 tartályhoz tartozó 11a ágvezetéken és 11b bekötővezetéken át az 1 tartály belsejében húzódó Ile perforált vezetékszakaszba áramlik, onnan pedig a tartályban lévő szerves hulladékba hatolva azt mintegy beoltja (amint említettünk, a csapadék élettevékenységük során metángázt fejlesztő baktériumokban dús oltófolyadék), ezzel a lebomlást jelentősen intenzifikáljuk. Az említett 29 és 6 zárószerelvényeket mindaddig nyitva hagyjuk, amíg a 12 és 2 tartályokban a nyomás ki nem egyenlítődik. Ezalatt a 12 tartályból az egy nap alatt a rendszerben képződött csapadék is az 1 tartályba került át. Most a 29 és 6 zárószerelvényeket zárjuk, a biogáz továbbítására szolgáló 13a bekötőcsőbe iktatott 9 zárószerelvényt viszont megnyitjuk, így az 1 tartály belső tere a 13b kivezetőcsövőn és 13a bekötőcsövön át a biogáz-továbbító 13 fővezetékkel, azon át pedig a biogázgyűjtő 12 tartály belső terével (lásd a g nyilat az 5. ábrán) közlekedik, tehát az 1 tartályban 40-50 °C hőmérsékleten és 0,06-0,15 MPa nyomáson mostantól kezdve 28 napon át zajlanak a biogázképződés közben lejátszódó lebomlási folyamatok. A képződő biogáz amelynek nedvességtartalma egy részét a 2 tartályokba beépített 7 páraleválasztók a 2 tartályban visszatartják az említett csöveken, vezetéken át folyamatosan áramlik a biogázgyűjtő 12 tartályba, ahonnan a 23 kivezetőcsövön át az 1. ábrán bejelölt 24 nyomásszabályozó egységbe, onnan pedig a fogyasztókhoz kerül. Megjegyezzük, hogy a biogázfejlődés a betárolást és tartályzárást követő második-harmadik napon indul meg, és legkésőbb a harmincadik napon gyakorlatilag befejeződik. Huszonnyolc nap elteltével az 1 tartályt a már leírt módon ismét megnyitjuk, és a részletezett műveleteket ismételjük. Az 1-6. ábra szerinti rendszerben tehát mindennap egy-egy 1 tartály kerül ürítésre és feltöltésre, így a 28 darabos tartályparkkal a biogáztermelés - vagyis a szerves hulladék hasznosítása - teljesen folyamatosan végezhető.

A fent leirtakkal lényegében azonos módon történik a 7-9. ábrák szerinti berendezés üzemeltetése is, itt azonban mindkét szinten naponta egy-egy 1 tartály ürítése és töltése végezhető, azaz naponta még egyszer annyi biogáz és tápanyag nyerhető, mint az 1-6. ábrák szerinti berendezéssel. Megjegyezzük, hogy e megoldásnál a biogáz továbbítására szolgáló 13 fővezeték és a csapadék (csurgalék) továbbítására szolgáló 11 fővezeték függőleges szakasszal is rendelkezik, ami azonban a rendszerben uralkodó 0,06-0,15 MPa-os túlnyomás miatt a közegtovábbítás vonatkozásában nem jelent problémát.

A találmányhoz fűződő előnyös hatásokat a következőkben foglaljuk össze:

a keletkező biogáz - amelynek a literben kifejezett mennyisége a kísérletek és tapasztalatok szerint közelítőleg a tartályokba betárolt szerves anyag ugyancsak literben kifejezett mennyiségének felel meg, azzal azonos, vagy lényegében azonos lehet - magas, 0,02-0,030 MJ fűtőértékű, a lebomlási folyamat után a tartályban visszamaradó anyag pedig környezetbarát, a mezőgazdaságban azonnal hasznosuló, kiváló beltartalmi értékű tápanyagként alkalmazható (megjegyezzük, hogy az istállótrágya lebomlási ideje kb. 4 év), amivel adott helyen a mezőgazdaságban használt műtrágya mintegy 50-70%a kiváltható. A műtrágya-kiválthatóság mértéke természetesen függ a mindenkor kezelésre kerülő szerves anyag fejtájától, minőségétől, hiszen ennek függvényében a lebomlás eredményeként különböző fűtőértékű és különböző hatóanyag-tartalmú tápanyagok keletkeznek.

A találmány a mezőgazdaságban eddig nem, vagy nem megfelelően hasznosított anyagok teljes körű hasznosítására ad lehetőséget, emellett jól hasznosítható és közvetlenül felhasználható energiát biztosít A beruházás előreláthatólag 5-6 év alatt megtérül.

Claims (11)

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Eljárás darabos vagy/és szálas szerves anyagok, különösen mezőgazdasági vagy kommunális hulladékok és/vagy melléktermékek hasznosítására, amely eljárás során a szerves anyagból zárt térben történő kezeléssel biogázt fejlesztünk, és közben talaj-tápanyagtartalom növelésére alkalmas tennéket készítünk, azzal jellemezve, hogy a szerves anyagot egyidejűleg több, egymástól különálló zárt térben azonos, vagy lényegében azonos időtartamon át 40-50 °C, előnyösen 42-46 °C hőmérsékleten tartva kezeljük, a zárt tereket azonos, vagy lényegében azonos időközönként, célszerűen egymás után, ciklikusan ismétlődő sorrendben ürítjük ki és töltjük fel kezelendő szerves anyaggal; a biogázt a zárt terekből előnyösen folyamatosan kibocsátjuk és az atmoszferikust meghaladó nyomású térbe juttatjuk, és adott esetben a biogázban lévő pára kicsapatásával nyert kondenzátumot táplálunk - célszerűen a kezelési ciklus időszakában a kezelendő szerves anyaghoz.

2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy egy-egy zárt térben a szerves anyagot 25-30 napon, előnyösen 26-28 napon át kezeljük; ugyanennyi, egymástól különálló zárt térben végezzük a kezelési műveletet; naponta ürítünk és töltünk fel egy-egy zárt teret, és a kondenzátumot közvetlenül a zárt tér kezelendő szerves anyaggal történő feltöltése után juttatjuk ebbe az anyagba.

3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szerves anyag kezelésére és a nyert biogáz tárolására szolgáló zárt terek, valamint az ezeket összekötő vezeték által alkotott rendszert azonos, vagy lényegében azonos, legfeljebb 0,15 MPa-os, előnyösen 0,06-0,10 MPa-os túlnyomáson tartjuk.

4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a biogáz tárolására szolgáló zárt térben csapatjuk ki a biogázban lévő párát, és az így nyert kondenzátumot a biogáz túlnyomásának a kihasználásával juttatjuk a kezelendő szerves anyagba.

5. Berendezés az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás foganatosítására, azzal jellemezve, hogy a

HU 221 737 Bl szerves anyag kezeléséhez zárható-nyitható tartályai (1) vannak, és biogázgyűjtő tartállyal (12) rendelkezik, amely tartályok (1) zárószerelvényeket (8) tartalmazó vezetékrendszer útján a bennük képződő biogáznak a biogázgyűjtő tartályba (12) továbbítását biztosító kapcsolat- 5 bán állnak, másrészt egy másik, ugyancsak zárószerelvényeket (6) tartalmazó vezetékrendszer útján a biogázgyűjtő tartállyal (12) az abban kiválasztott csapadéknak az egyes tartályokba (1) táplálására alkalmas módon vannak összekapcsolva. 10

6. Az 5. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy hosszúkás fekvőhenger alakú biogázgyűjtő tartálya (12) van, amely az egyik vége irányában lejtéssel (e) rendelkezik; e tartályvég közelében a tartályba például többrétegű műanyag hálóból készült páráiévá- 15 lasztó (14) van beépítve, és a csapadékeltávolító fővezeték (11) a lejtésirányt (e) tekintve a páraleválasztó (14) mögül, a biogázgyűjtő tartály (12) legmélyebb helyének a környezetéből torkollik ki, és a tartályon (12) kívül zárószerelvényt (29) tartalmaz; a tartályokban (1) képző- 20 dőtt biogázt a biogázgyűjtő tartályba szállító fővezeték (13) is e páraleválasztó (14) mögött torkollik e tartályba.

7. Az 5. vagy 6. igénypont szerinti berendezés, αζζα/ jellemezve, hogy az egyes anyagkezelő tartályok (1) felső részéből, előnyösen a tartályperemhez (la) tömítés 25 (5) közbeiktatásával csatlakoztatható fedélből (2) biogáz-kibocsátó kivezetőcső (13b) torkollik ki, amely közvetlenül, vagy bekötőcső (13a) közbeiktatásával a biogáz-fővezetékhez (13) van csatlakoztatva, és a kitorkollási helyet előnyösen páraleválasztó (7) veszi körül; a 30 kivezetőcsőbe (13b) vagy/és a bekötőcsőbe (13a) a biogáz áramlásirányát tekintve előbb egy zárószerelvény (8), majd egy visszacsapó szelep (9), továbbá - adott esetben - csatlakozószerelvény (10) van beiktatva; és hogy a biogáztartályból (12) kilépő kondenzátum-fóvezeték - adott esetben ágvezeték (11a) közbeiktatásával

- bekötővezeték (11b) útján van az egyes anyagkezelő tartályokkal (1) összekapcsolva, amely bekötővezetékeknek (11b) a tartályba (1) nyúló perforált vezetékszakasza van, és mindegyik bekötővezeték (lb) - vagy adott esetben ágvezeték (1 la) - a tartályba (1) torkollása előtt zárószerelvényt tartalmaz.

8. Az 5-8. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a berendezésnek legalább 25-30, előnyösen 26-28 anyagkezelő tartálya (1) van.

9. Az 5-9. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a hosszúkás henger alakú biogáztartály (12) anyagkezelő tartály (1) sorok között helyezkedik el, előnyösen térszínt (t) alatti hőszigetelt épületben telepítve.

10. Az 5-8. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy - különösen többszintes, térszint fölé kiemelt befogadó építmény esetében - az anyagkezelő tartályok (1) az épületben, a biogázgyűjtő tartály (12) pedig az épületen kívül létesített, az épület mentén húzódó térszint (t) alatti hosszúkás aknában (28) helyezkedik el.

11. Az 5-10. igénypontok bármelyike szerinti be- ’ rendezés, azzal jellemezve, hogy a biogázgyűjtő tartály- * ból (12) kivezetőcső (23) lép ki, amelybe zárószerel- f vény (23a) van beiktatva, és amely nyomásszabályozót J egységhez (24) csatlakozik. f