NL1028047C2 - Werkwijze en inrichting voor het in een reactor uitvoeren van een vergisting. - Google Patents

Description

1 ®

Korte aanduiding: Werkwijze en inrichting voor het in een reactor uitvoeren van een vergisting.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze 5 voor het in een reactor uitvoeren van een vergisting waarbij het te vergisten materiaal wordt bevochtigd, biogas wordt geproduceerd en het vergiste materiaal aan de reactor wordt onttrokken. Verder heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een inrichting voor het in een reactor uitvoeren van een vergisting, welke inrichting is voorzien van 10 een leiding voor het onttrekken van biogas en middelen voor het verschaffen van toegang aan de reactor voor het toe- en afvoeren van respectievelijk te vergisten en vergist materiaal.

Een dergelijke werkwijze en inrichting zijn bijvoorbeeld bekend uit de Nederlandse octrooipublicatie NL 9401454, waarbij afval uit 15 de agro-industrie en huishoudelijk afval (zoals groente-, fruit- en tuinafval) worden gemengd met vloeibaar materiaal, in het bijzonder anaërobe slurry, en de temperatuur van het mengsel op een waarde tussen 25 en 70 *C wordt gebracht. Het in de methanogene zone gevormde biogas stroomt omhoog en borrelt door de drijflaag, in welke drijflaag hydrolyse 20 en verzuring van vast organisch materiaal plaatsvinden, waarbij enerzijds de flotatie wordt bevorderd en anderzijds menging en openbreking van de drijflaag plaatsvinden. Om accumulatie van verzuringsprodcuten in de drijflaag te voorkomen dient vloeistof van de methanogene zone te worden onttroken en over de drijflaag te worden gesproeid waarbij door 25 percolatie zure fermentatieproducten uit de drijflaag worden verwijderd en naar de methanogene zone worden gevoerd.

In de industrie komen op grote schaal vloeibare afvalstoffen vrij die met name in afvalwaterzuiveringsinstallaties worden verwerkt. Bij de afbraak van koolwaterstoffen wordt hierbij koolzuurgas 30 gevormd dat een aanzienlijke bijdrage levert aan het broeikaseffect. De onderhavige uitvinders hebben geconstateerd dat dergelijke afvalstromen, 1028047" 2 naast vaste afvalstoffen» ook kunnen worden vergist waarbij de aanwezige koolwaterstoffen worden omgezet in onder meer methaangas dat voor de opwekking van zogenaamde groene stroom wordt toegepast. Het vergistingsproces speelt zich daarbij af in een reactor waarbij in de 5 reactor een mengsel ontstaat van C02 en CH„ (methaangas). Een dergelijk gasmengsel kan, indien er sprake is van een ontstekingsbron en een voldoende hoeveelheid lucht, voor een explosie zorgen, te weten een zeer grote hitte-ontwikkeling en een enorme toename van het gasvolume. Een dergelijke gevaarlijke situatie kan zich met name voordoen wanneer de 10 reactor wordt geopend, te weten wanneer zuurstof in de reactor kan binnentreden zodat een explosief gasmengsel kan worden gevormd.

Het doel van de onderhavige uitvinding is aldus het verschaffen van een werkwijze en inrichting voor het in een reactor uitvoeren van een vergisting, waarbij de explosiekansen van het in de 15 reactor aanwezige gasmengsel tot een minimum worden beperkt.

Een ander doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een werkwijze en inrichting voor het in de reactor uitvoeren van een vergisting, waarbij het in de reactor gevormde biogas nuttig en duurzaam wordt hergebruikt.

20 De werkwijze zoals vermeld in de aanhef wordt door de onderhavige uitvinding gekenmerkt doordat de reactor wordt gespoeld met een spoel gas, voordat het vergiste materiaal aan de reactor wordt onttrokken.

Volgens de onderhavige uitvinding wordt aldus het in de 25 reactor aanwezige, methaangas bevattende gasmengsel verdrongen door een spoelgas zodat de kans op explosie nagenoeg nihil wordt geacht. Als spoel gas dient een inert gas te worden beschouwd dat geen explosief mengsel met het in de reactor aanwezige methaangas kan vormen, bijvoorbeeld stikstof, kooldioxide en koolmonoxide, of mengsels daarvan. 30 Hoewel hiervoor is aangegeven dat het spoelen met spoelgas plaatsvindt vóórdat het vergiste materiaal aan de reactor wordt onttrokken, moet het I 02804¾ -——------ .............———— — ...... j \ 3 duidelijk zijn dat het spoelen van de reactor volgens de onderhavige uitvinding ook kan plaatsvinden wanneer men de reactor wenst binnen te betreden9 bijvoorbeeld voor inspectie of onderhoud. Een dergelijke situatie dient ook tot de onderhavige beschermingsomvang te worden 5 gerekend.

Indien de reactor na het spoelen met spoelgas moet worden binnengegaan, dan is het met name gewenst dat na het spoelen met het spoelgas de reactor wordt doorgeleid met een zuurstof bevattend mengsel, in het bijzonder lucht. In een dergelijke situatie is er voor de mensen 10 een voldoende hoeveelheid zuurstof in de reactor aanwezig zodat een eventueel verstikkingsgevaar is geweken.

Om een voldoende mate van verdringen van het in de reactor aanwezige, biogas bevattende gasmengsel te verkrijgen is het gewenst dat het spoelen met spoelgas plaatsvindt onder een volumedebiet van ten 15 minste vijfmaal het volume van de reactor per uur. Indien het spoelen met spoelgas met een lager volumedebiet plaatsvindt, dan is het mogelijk dat zich nog steeds een explosief gasmengsel in de reactor bevindt, hetgeen ten zeerste dient te worden voorkomen. Onder het volume van de reactor dient te worden verstaan het netto volume, te weten het volume dat 20 daadwerkelijk aan het spoel proces deelneemt.

Als bijzonder geschikt spoelgas hebben zich uitlaatgassen afkomstig van een verbrandingsmotor bewezen, welke uitlaatgassen hoofdzakelijk koolstofdioxide en water bevatten. Een dergelijk spoelgas is in energetisch opzicht zeer gunstig omdat het in de reactor 25 geproduceerde biogas als verbrandingsgas aan de verbrandingsmotor kan worden toegevoerd, welke verbrandingsmotor een onderdeel vormt van een zogenaamde warmte-kracht-eenheid zodat de in het biogas aanwezige energie nuttig wordt hergebruikt.

In een bijzondere uitvoeringsvorm is het gewenst dat de van 30 de verbrandingsmotor afkomstige uitlaatgassen door een wasser worden geleid alvorens als spoelgas aan de reactor te kunnen worden toegevoerd.

1028047- - ^———»— I—------------------ \ 4

Het in een zogenaamde scrubber voorbehandelen van de uitlaatgassen is met name gewenst om het gas te ontdoen van potentiële ontstekingsbronnen, zoals vonken, en van milieubelastende bestanddelen. Bovendien worden de uit de verbrandingsmotor afkomstige warme gassen in de scrubber gekoeld.

5 Het spoelen van de reactor met spoel gas kan op elk gewenst moment geschieden maar wordt in het algemeen uitgevoerd op een moment dat de reactor dient te worden betreden. In een dergelijke situatie is het gewenst dat het bevochtigen van het te vergisten materiaal wordt beëindigd voordat het spoelen van de reactor met spoelgas wordt 10 aangevangen, waarna indien gewenst, het te vergisten materiaal enkele uren kan uitlekken. Door het bevochtigen te beëindigen zal de vergisting worden gestopt zodat de vorming van biogas afneemt. Wanneer het in de reactor aanwezige, biogas bevattende gasmengsel is verdrongen door het spoelgas, dan is het gewenst dat het spoelgas weer wordt verdrongen door 15 een zuurstof bevattend gasmengsel zoals lucht. Het uit de reactor tredende gasmengsel wordt met een overmaat lucht aan de reactor onttrokken en via een filtereenheid naar de atmosfeer afgevoerd. Aldus wordt volgens de onderhavige uitvinding het ontstaan van een explosief gasmengsel in de reactor vermeden.

20 De onderhavige uitvinding heeft verder betrekking op een inrichting voor het in een reactor uitvoeren van een vergisting, welke inrichting is voorzien van een leiding voor het onttrekken van biogas en middelen voor het verschaffen van toegang aan de reactor voor het toe- en afvoeren van respectievelijk te vergisten en vergist materiaal, welke 25 inrichting wordt gekenmerkt doordat de reactor is voorzien van een leiding voor het toevoeren van een spoelgas aan de reactor.

De leiding voor het toevoeren van spoelgas aan de reactor dient om het in de reactor optreden van explosieve gasmengsels, welke gasmengsels zijn ontstaan door het vergistingsproces, met name wanneer de 30 reactor dient te worden betreden, te voorkomen.

In een bijzondere uitvoeringsvorm is de leiding voor het 1028047= 5 o toevoeren van spoel gas verbonden met een leiding waardoor uitlaatgassen afkomstig van een verbrandingsmotor worden geleid, welke uitlaatgassen als spoel gas worden toegepast. In voornoemde leiding kunnen eventueel ventilatoren, compressoren en/of bevochtigingsinstallaties aanwezig zijn. 5 Voor het verkrijgen van een energetisch gunstige huishouding is de leiding voor het aan de reactor onttrekken van biogas verbonden met de verbrandingsmotor, in welke verbrandingsmotor het biogas bevattende gasmengsel afkomstig van de reactor wordt verbrand om energie op te wekken.

10 Het wezen van de onderhavige uitvinding moet worden gezien in het voorkomen van het optreden van explosieve gasmengsels in een reactor waarin een vergisting plaatsvindt, welk explosief gasmengsel met name dient te worden voorkomen wanneer de reactor moet worden betreden, bijvoorbeeld voor het aan de reactor onttrekken van het vergiste 15 materiaal of voor het onderwerpen van de reactor aan een onderzoek of inspectie. De onderhavige stap van het spoelen van de reactor met het spoel gas zal ertoe leiden dat er geen sprake is van explosieve gasmengsels, zodat onder veilige omstandigheden de reactor kan worden binnengegaan.

20 1028047-

Claims (11)

1. Werkwijze voor het in een reactor uitvoeren van een vergisting waarbij het te vergisten materiaal wordt bevochtigd» biogas 5 wordt geproduceerd en het vergiste materiaal aan de reactor wordt onttrokken, met het kenmerk, dat voordat het vergiste materiaal aan de reactor wordt onttrokken de reactor wordt gespoeld met een spoel gas.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat na het spoelen met spoel gas de reactor wordt doorgeleid met lucht.

3. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het spoelen met spoel gas plaatsvindt onder een volumedebiet van ten minste vijfmaal het volume van de reactor per uur.

4. Werkwijze volgens een of meer van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat als spoelgas uitlaatgassen afkomstig van 15 een verbrandingsmotor worden toegepast.

5. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat het in de reactor geproduceerde biogas wordt toegevoerd aan de verbrandingsmotor.

6. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 4-5, met 20 het kenmerk, dat de van de verbrandingsmotor afkomstige uitlaatgassen door een wasser worden geleid alvorens als spoelgas aan de reactor te worden toegevoerd.

7. Werkwijze volgens een of meer van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat het uit de reactor tredende spoelgas 25 door een filtereenheid wordt geleid.

8. Werkwijze volgens een of meer van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat voordat het spoelen van de reactor met spoelgas wordt aangevangen, het bevochtigen van het vergiste materiaal in de reactor wordt beëindigd.

9. Inrichting voor het in een reactor uitvoeren van een vergisting, welke inrichting is voorzien van een leiding voor het aan de i02QM7° O j reactor onttrekken van biogas en middelen voor het verschaffen van toegang aan de reactor voor het toe- en afvoeren van respectievelijk te vergisten en vergist materiaal» met het kenmerk» dat de reactor is voorzien van een leiding voor het toevoeren van een spoel gas aan de 5 reactor.

10. Inrichting volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de leiding voor het toevoeren van spoel gas is verbonden met een leiding waardoor uitlaatgassen afkomstig van een verbrandingsmotor worden geleid.

11. Inrichting volgens een of meer van de conclusies 9-10» met 10 het kenmerk, dat de leiding voor het aan de reactor onttrekken van biogas dient als toevoerleiding aan de verbrandingsmotor. 1028047-