PL222742B1

PL222742B1 - Method for producing biological gas

Info

Publication number: PL222742B1
Application number: PL410245A
Authority: PL
Inventors: Stanisław Parafiniuk
Original assignee: Stanisław Parafiniuk
Priority date: 2011-06-09
Filing date: 2011-06-09
Publication date: 2016-09-30
Also published as: PL410245A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania gazu biologicznego.The present invention relates to a method of producing biological gas.

Zmniejszające się zasoby konwencjonalnych surowców energetycznych stały się bodźcem do podjęcia poszukiwań surowców niekonwencjonalnych oraz metod uzyskiwania z nich paliw. Surowcami takimi okazały się substancje organiczne zawierające celulozę, a mianowicie nawozy zwierzęce, ścieki i osady ściekowe oraz odpadki roślinne, które w procesie fermentacji beztlenowej wydzielają gaz biologiczny o wysokiej zawartości metanu.The dwindling resources of conventional energy resources have become a stimulus to search for unconventional resources and methods of obtaining fuels from them. Such raw materials turned out to be organic substances containing cellulose, namely animal fertilizers, sewage and sewage sludge as well as plant waste, which in the process of anaerobic fermentation emit biological gas with a high methane content.

Znane są urządzenia do wytwarzania gazu biologicznego, tak zwane biogazownie wyposażone w zbiornik wsadu fermentacyjnego połączony z komorami fermentacyjnymi na przykład dwiema, które z kolei są połączone z jedną wtórną komorą fermentacyjną, z której osady są zbierane w zbiorniku osadów.Devices for producing biological gas are known, so-called biogas plants equipped with a fermentation batch tank connected to, for example, two fermentation chambers, which in turn are connected to one secondary fermentation chamber, from which the sludge is collected in the sludge tank.

Mieszanie zawartości komór fermentacyjnych jest prowadzone za pomocą mieszadeł pionowych zamontowanych w dachach.The contents of the fermentation chambers are mixed by means of vertical mixers installed in the roofs.

Komora fermentacyjna jest ogrzewana za pomocą zewnętrznego wymiennika ciepła. Ściany i dachy zbiorników komór fermentacyjnych są ocieplone i izolowane dla redukcji strat ciepła.The fermentation chamber is heated by an external heat exchanger. The walls and roofs of the fermentation chambers are insulated and insulated to reduce heat losses.

Proces fermentacji wsadu fermentacyjnego i wytwarzania gazu biologicznego zachodzi w komorach fermentacyjnych, gdzie jest produkowana większość gazu biologicznego.The process of fermentation of the fermentation charge and the production of biological gas takes place in the fermentation chambers, where most of the biological gas is produced.

Poziom wypełnienia wsadem fermentacyjnym w komorach fermentacyjnych jest stały. Podczas dostarczania świeżych substratów do komór fermentacyjnych następuje automatycznie przepływ częściowo przefermentowanego wsadu fermentacyjnego do wtórnej komory fermentacyjnej. Wtórną komorę fermentacyjną stanowi żelbetowy zbiornik wyposażony w dwumembranowy zbiornik gazu biologicznego i centralną kolumnę. Od kolumny do ścian zbiornika jest zamontowana konstrukcja z drewnianych belek lub innego materiału. Gdy zbiornik gazu biologicznego jest opróżniony ta konstrukcja zabezpiecza wewnętrzną membranę przed zatopieniem w cieczy pofermentacyjnej. Wtórna komora fermentacyjna wyposażona jest w dwa zatapialne mieszadła i ocieplona.The fermentation fill level in the fermentation chambers is constant. When fresh substrates are supplied to the fermentation chambers, the partially fermented batch is automatically transferred to the secondary fermentation chamber. The secondary fermentation chamber is a reinforced concrete tank equipped with a double-membrane biological gas tank and a central column. A structure made of wooden beams or other material is mounted from the column to the walls of the tank. When the biological gas tank is empty, this design prevents the inner membrane from sinking into the digestate. The secondary fermentation chamber is equipped with two submersible mixers and is insulated.

Dwumembranowy zbiornik magazynowy gazu biologicznego pełni zarazem funkcję dachu. Pojemność zbiornika wystarcza na zgromadzenie gazu biologicznego wytworzonego w ciągu około 3,5 godzin w dwóch komorach fermentacyjnych i wtórnej komorze fermentacyjnej. Poziom gazu biologicznego jest mierzony w sposób ciągły. Pomiary te służą do automatycznego sterowania mocą modułu kogeneracyjnego, urządzenia, które spalając gaz biologiczny produkuje energię elektryczną i ciepło jednocześnie. Sygnał jest doprowadzony do szafy sterowniczej i w zależności od ilości gazu biologicznego moduł pracuje pełną lub obniżoną mocą.The double-membrane storage tank for biological gas is also used as a roof. The capacity of the tank is sufficient to collect the biological gas produced in approximately 3.5 hours in two fermentation chambers and a secondary fermentation chamber. The biological gas level is continuously measured. These measurements are used to automatically control the power of a cogeneration module, a device that, by burning biological gas, produces electricity and heat at the same time. The signal is fed to the control cabinet and, depending on the amount of biological gas, the module works with full or reduced power.

Opisane rozwiązanie biogazowni, w którym wsad fermentacyjny jest ponownie poddawany procesowi fermentacji we wtórnej komorze fermentacyjnej nie zapewnia dostatecznego odgazowania wsadu fermentacyjnego, a co za tym idzie ma niedostateczną wydajność jeżeli chodzi o uzysk gazu a przy tym zagazowany osad pofermentacyjny zanieczyszcza środowisko.The described solution of a biogas plant, in which the fermentation batch is re-fermented in the secondary fermentation chamber, does not ensure sufficient degassing of the fermentation batch, and thus has insufficient efficiency in terms of gas yield, and the gassed post-fermentation sludge pollutes the environment.

Dwumembranowy zbiornik gazu biologicznego ma zbyt małą pojemność dla gromadzenia gazu, a przy tym jego rozwiązanie jest bardzo kosztowne.The double-membrane biogas tank has too little capacity for gas storage, and it is very expensive to develop.

Wykonanie komór fermentacyjnych z betonu uniemożliwia ich demontaż i przeniesienie w inne miejsce.The fact that the fermentation chambers are made of concrete makes it impossible to disassemble them and move them to another place.

Z polskiego opisu patentowego, nr patentu 164439 znane jest urządzenie do produkcji gazu biologicznego z materiałów organicznych o zbiorniku poziomym, zwanym fermentatorem z wyprowadzoną rurą przelewową do drugiego pojemnika, w którego końcach zamocowane są rury opadowe połączone z fermentatorem, zaopatrzone w ruchome zastawki.A device for the production of biological gas from organic materials with a horizontal tank, known as a fermenter with an overflow pipe leading to a second container, is known from the Polish patent specification No. 164,439, at the ends of which downpipes connected to the fermenter and equipped with movable valves are attached.

Z tego opisu patentowego jest również znane urządzenie do produkcji gazu biologicznego z materiałów organicznych w zbiorniku pionowym. Urządzenie to ma fermentator wyposażony u góry w szczelny klosz obwiedziony wokoło rynną, z której wyprowadzone są rury opadowe zaopatrzone w ruchome zastawki.A device for producing biological gas from organic materials in a vertical vessel is also known from this patent specification. This device has a fermenter equipped at the top with a tight lampshade surrounded by a gutter, from which downpipes equipped with movable valves are led out.

Fermentator w kształcie cylindra nakryty jest od góry ruchomym dzwonem, którego pionowy płaszcz zanurzony jest podczas działania w płynnym wsadzie fermentacyjnym, stanowiącym hydrauliczne uszczelnienie dla gazu biologicznego zbierającego się pod dzwonem. Fermentator jest zaopatrzony w zewnętrzny wskaźnik poziomu cieczy, zawieradło, zawór zwrotny i przewód rurowy odprowadzający gaz biologiczny spod dzwonu poprzez zawór zwrotny. Celem sprawdzenia poziomu wsadu fermentacyjnego, przed każdym okresowym załadunkiem fermentatora otwierane jest zawieradło, aby doprowadzić do wyrównania ciśnień gazu biologicznego pod kloszem i dzwonem. Normalnie zawieraPL 222 742 B1 dło jest zamknięte. Urządzenie posiada również króciec do napełniania i króciec spustowy do opróżniania oraz grzejnik do podgrzewania wsadu fermentacyjnego.The cylinder-shaped fermenter is topped with a movable bell, the vertical jacket of which is immersed during operation in a liquid fermentation feed, which forms a hydraulic seal for biological gas accumulating under the bell. The fermenter is equipped with an external liquid level indicator, a shutter, a check valve and a conduit for the discharge of biological gas from under the bell through the check valve. In order to check the level of the fermentation charge, the lid is opened before each periodic loading of the fermentor to bring the biological gas pressures under the shed and bell to equilibrate. The bottom is normally closed. The device also has a filling spigot and a drain spigot for emptying and a heater for heating the fermentation batch.

Po napełnieniu fermentatora wsadem fermentacyjnym i podgrzaniu do wymaganej temperatury rozpoczyna się fermentacja, a wytwarzający się gaz biologiczny zbiera się pod kloszem i wywiera parcie na lustro wsadu fermentacyjnego, podnosząc go w szczelinie między rynną a wewnętrzną ścianą dzwonu. Podnoszenie się powierzchni wsadu fermentacyjnego trwa do osiągnięcia górnej krawędzi rynny, przez którą wsad fermentacyjny przelewa się do jej wnętrza. Spiętrzony wsad fermentacyjny pozostały w rynnie spływa rurami opadowymi w dół otwierając zastawki. Wywołuje to efekt mieszania wsadu fermentacyjnego. Gaz biologiczny spod dzwonu odprowadzany jest do sieci przez zawór zwrotny.After filling the fermentor with fermentation charge and heating it to the required temperature, fermentation begins, and the produced biological gas is collected under the glass bowl and exerts pressure on the fermentation batch mirror, lifting it up in the gap between the gutter and the inner wall of the bell. The rising surface of the fermentation batch continues until the upper edge of the chute is reached, through which the fermentation batch is poured into it. The accumulated fermentation batch remaining in the gutter flows down the downpipes, opening the valves. This has the effect of mixing the fermentation batch. Biological gas from under the bell is discharged into the network through a check valve.

Urządzenie do produkcji gazu biologicznego w zbiorniku pionowym nie zapewnia dostatecznego odgazowania wsadu fermentacyjnego, bo jest to urządzenie tylko o jednej komorze fermentacyjnej, w którym nie zastosowano przyrządów kontrolujących stan odgazowania.The device for the production of biological gas in the vertical tank does not ensure sufficient degassing of the fermentation batch, because it is a device with only one fermentation chamber, in which there are no devices controlling the degassing state.

Zaproponowany sposób mieszania wsadu fermentacyjnego nie zapewnia dostatecznego jego wymieszania, a co za tym idzie wpływa na bardzo powolny przebieg procesu fermentacji.The proposed method of mixing the fermentation batch does not ensure its sufficient mixing, and thus affects a very slow course of the fermentation process.

Brak uszczelnienia pomiędzy fermentatorem a dzwonem powoduje przedostawanie się gazu biologicznego do środowiska, a co się z tym wiąże jego zanieczyszczenie i straty związane z niewykorzystaniem tej ilości gazu biologicznego.The lack of a seal between the fermenter and the bell causes the leakage of biological gas to the environment, and hence its pollution and losses related to the non-use of this amount of biological gas.

W urządzeniu tym ruch dzwonu jest możliwy tylko dzięki ciśnieniu wywieranemu przez wytworzony gaz biologiczny.In this device, the movement of the bell is only possible due to the pressure exerted by the produced biological gas.

Celem wynalazku jest zaproponowanie takiego sposobu wytwarzania gazu biologicznego, który zapewni maksymalne odgazowanie wsadu fermentacyjnego a przez to optymalny uzysk gazu biologicznego, przy jednoczesnym zapewnieniu minimalnego zatrucia środowiska.The aim of the invention is to propose such a method of producing biological gas that will ensure maximum degassing of the fermentation batch and thus optimal biological gas yield, while ensuring minimum environmental pollution.

W sposobie wytwarzania gazu biologicznego w procesie fermentacji beztlenowej według wynalazku wykorzystuje się urządzenie wyposażone w komorę fermentacyjną zawierającą urządzenia i przyrządy doprowadzenia wsadu fermentacyjnego, odprowadzenia osadów i odprowadzenia gazu, a także wyposażone w mieszadło i podgrzewacz wsadu fermentacyjnego oraz zespół zaworowo - pompowy.The method of producing biological gas in the anaerobic fermentation process according to the invention uses a device equipped with a fermentation chamber containing devices and devices for feeding the fermentation batch, sludge discharge and gas discharge, as well as equipped with a stirrer and a fermentation batch heater, and a valve-pump unit.

W sposobie wykorzystuje się zbiornik wsadu fermentacyjnego i zbiornik osadów.The method uses a fermentation batch tank and a sludge tank.

Zgodnie z tym sposobem wsad fermentacyjny ze zbiornika wsadu fermentacyjnego kieruje się do komory fermentacyjnej.According to this method, the fermentation batch from the fermentation batch tank is directed to a fermentation chamber.

Sposób wytwarzania gazu biologicznego według wynalazku charakteryzuje się tym, że wsad fermentacyjny kolejno kieruje się poprzez zawory doprowadzające wsad fermentacyjny do poszczególnych zespołów fermentacyjnych komory fermentacyjnej, kolejno napełniając wsadem fermentacyjnym dolne cylindry zespołów fermentacyjnych, przy czym kontroluje się ciśnienie wsadu fermentacyjnego czujnikiem ciśnienia wsadu ze wskaźnikiem w poszczególnych zespołach fermentacyjnych a po przekroczeniu zadanej wartości ciśnienia wsadu fermentacyjnego w dolnym cylindrze zespołu fermentacyjnego, która zawiera się w przedziale od 160 hPa do 1000 hPa, zamyka się dopływ wsadu fermentacyjnego do tego zespołu fermentacyjnego.The method of producing biological gas according to the invention is characterized in that the fermentation batch is successively directed through the valves supplying the fermentation batch to the individual fermentation units of the fermentation chamber, successively filling the lower cylinders of the fermentation units with the fermentation batch, while the pressure of the fermentation batch is monitored by a batch pressure sensor with the indicator w of individual fermentation units, and after the preset value of the pressure of the fermentation batch in the lower cylinder of the fermentation unit is exceeded, which is in the range from 160 hPa to 1000 hPa, the inflow of the fermentation batch to this fermentation unit is closed.

W zespole fermentacyjnym poddaje się wsad fermentacyjny procesowi fermentacji beztlenowej, przy czym miesza się wsad fermentacyjny mieszadłem i podgrzewa się go do temperatury nie wyższej aniżeli 40°C za pomocą podgrzewacza.In the fermentation unit, the fermentation batch is subjected to the process of anaerobic fermentation, whereby the fermentation batch is mixed with a mixer and heated to a temperature not higher than 40 ° C by means of a heater.

Wytworzony w tych warunkach gaz biologiczny magazynuje się w górnym cylindrze zespołu fermentacyjnego, gdzie kontroluje się ciśnienie gazu biologicznego czujnikiem ciśnienia gazu ze wskaźnikiem, zaś po przekroczeniu zadanej wartości ciśnienia gazu biologicznego w górnym cylindrze zespołu fermentacyjnego, która zawiera się w przedziale od 8 hPa do 20 hPa, odprowadza się gaz biologiczny zaworem odprowadzenia gazu do generatora, a przy spadku ciśnienia gazu biologicznego w górnym cylindrze zespołu fermentacyjnego do wartości poniżej 2 hPa oddaje się osady z dolnego cylindra zespołu fermentacyjnego przez zawór odprowadzający osady danego zespołu fermentacyjnego.The biological gas produced under these conditions is stored in the upper cylinder of the fermentation unit, where the biological gas pressure is controlled with a gas pressure sensor with an indicator, and after the set value of the biological gas pressure in the upper cylinder of the fermentation unit is exceeded, which ranges from 8 hPa to 20 hPa, the biological gas is drained through the gas discharge valve to the generator, and when the pressure of the biological gas in the upper cylinder of the fermentation unit drops below 2 hPa, sludge from the lower cylinder of the fermentation unit is released through the sludge discharge valve of the fermentation unit.

Czynności te powtarza się niezależnie w każdym zespole fermentacyjnym komory fermentacyjnej.These operations are repeated independently in each fermentation unit of the fermentation chamber.

Osady z dolnego cylindra zespołu fermentacyjnego oddaje się do zewnętrznego zbiornika osadów.The sludge from the lower cylinder of the fermentation unit is transferred to the external sludge tank.

W odmianie sposobu wytwarzania gazu biologicznego napełnia się wsadem fermentacyjnym wewnętrzny zbiornik wsadu fermentacyjnego, połączony poprzez zespół zaworowo - pompowy z zespołem fermentacyjnym komory fermentacyjnej. Osady z dolnego cylindra zespołu fermentacyjnegoIn a variant of the biological gas production method, the internal fermentation batch tank is filled with fermentation batch, connected via a valve-pump unit with the fermentation unit of the fermentation chamber. Sediment from the lower cylinder of the fermentation unit

PL 222 742 B1 oddaje się do wewnętrznego zbiornika osadów, połączonego przez zespół zaworowo - pompowy z zespołem fermentacyjnym komory fermentacyjnej.The heat is transferred to an internal sludge tank connected by a valve-pump unit to the fermentation unit of the fermentation chamber.

W kolejnej odmianie sposobu wytwarzania gazu biologicznego osady z dolnego cylindra zespołu fermentacyjnego oddaje się do wewnętrznego zbiornika osadów, połączonego przez zespół zaworowo - pompowy z zespołem fermentacyjnym komory fermentacyjnej.In another variant of the biological gas production method, the sludge from the lower cylinder of the fermentation unit is transferred to the internal sludge tank, connected by a valve-pump unit with the fermentation unit of the fermentation chamber.

Zastosowanie sposobu wytwarzania gazu biologicznego według wynalazku zapewnia maksymalne odgazowanie wsadu fermentacyjnego, a co się z tym wiąże maksymalny uzysk gazu biologicznego i minimalne zatrucie środowiska. Maksymalne odgazowanie wsadu fermentacyjnego jest zapewnione przez kolejne napełnianie zespołów fermentacyjnych i opróżnianie zespołów fermentacyjnych już odgazowanych.The use of the biological gas production method according to the invention ensures the maximum degassing of the fermentation batch, and thus the maximum yield of biological gas and minimum environmental pollution. Maximum degassing of the fermentation batch is ensured by successive filling of the fermentation units and emptying of the fermentation units already degassed.

Dzięki zapewnieniu w sposobie według wynalazku magazynowania dużej ilości gazu biologicznego zastosowanie tego sposobu w godzinach szczytu zapotrzebowania na energię elektryczną jest bardzo opłacalne.Due to the storage of a large amount of biological gas in the method according to the invention, it is very economical to use this method during peak times of electricity demand.

Sposób według wynalazku jest dostosowany do różnych potrzeb i jest możliwy do realizacji przy wykorzystaniu różnych zestawów wyposażenia.The method according to the invention is adapted to various needs and can be carried out with the use of various sets of equipment.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia wnętrze pracującego zespołu fermentacyjnego w widoku w ujęciu schematycznym, fig. 2 przedstawia zestaw wyposażenia do realizacji sposobu wytwarzania gazu biologicznego według wynalazku z widokiem wnętrza pracującej komory fermentacyjnej w ujęciu schematycznym, fig. 3 przedstawia zestaw wyposażenia do realizacji sposobu wytwarzania gazu biologicznego według wynalazku z widokiem wnętrza pracującej komory fermentacyjnej w ujęciu schematycznym, zawierający wewnętrzny zbiornik wsadu fermentacyjnego i wewnętrzny zbiornik osadów i fig. 4 przedstawia zestaw wyposażenia do realizacji sposobu wytwarzania gazu biologicznego według wynalazku z widokiem wnętrza pracującej komory fermentacyjnej w ujęciu schematycznym, zawierający wewnętrzny zbiornik osadów.The subject of the invention is presented in the embodiment in the drawing, in which Fig. 1 shows the inside of a working fermentation unit in a schematic view, Fig. 2 shows a set of equipment for implementing the method of producing biological gas according to the invention with a schematic view of the interior of the working fermentation chamber, Fig. 3 is a schematic view of the equipment kit for carrying out the biological gas production method according to the invention, in a schematic view of the inside of the fermentation chamber, including an internal fermentation batch tank and an internal sludge tank; the interior of the working digester in a schematic view, including the internal sludge tank.

W sposobie wytwarzania gazu biologicznego w procesie fermentacji beztlenowej według wynalazku dla którego realizacji na rysunku fig. 2 jest przedstawiony zestaw wyposażenia wykorzystuje się urządzenie wyposażone w komorę fermentacyjną 1.In the method of producing biological gas in the anaerobic digestion process according to the invention, the implementation of which in Fig. 2 is a set of equipment, a device equipped with a fermentation chamber 1 is used.

Komora fermentacyjna 1 zawiera urządzenia i przyrządy doprowadzenia wsadu fermentacyjnego, odprowadzenia osadów i odprowadzenia gazu.The fermentation chamber 1 comprises devices and devices for feeding the fermentation charge, removing the sludge and removing the gas.

Urządzenie jest także wyposażone w mieszadło 11 i podgrzewacz 12 wsadu fermentacyjnego oraz zespół zaworowo - pompowy 16.The device is also equipped with an agitator 11 and a fermentation batch heater 12 and a valve-pump unit 16.

W sposobie wykorzystuje się również zbiornik wsadu fermentacyjnego, którym w przykładzie wykonania jest zewnętrzny zbiornik 14 wsadu fermentacyjnego i zbiornik osadów, którym w przykładzie wykonania jest zewnętrzny zbiornik 15 osadów.The method also uses a fermentation batch tank, which in an embodiment is an external batch tank 14 and a sludge tank, which in an embodiment is an external batch tank 15.

Zgodnie z tym sposobem wsad fermentacyjny z zewnętrznego zbiornika 14 wsadu fermentacyjnego, na przykład cysterny kieruje się do komory fermentacyjnej 1.According to this method, the fermentation batch from the external fermentation batch tank 14, e.g. a cistern, is directed to the fermentation chamber 1.

Wsad fermentacyjny kolejno kieruje się poprzez zawory 7 doprowadzające wsad fermentacyjny do poszczególnych zespołów fermentacyjnych 2 komory fermentacyjnej 1, kolejno napełniając wsadem fermentacyjnym dolne cylindry 4 zespołów fermentacyjnych 2, przy czym kontroluje się ciśnienie wsadu fermentacyjnego czujnikiem 8 ciśnienia wsadu ze wskaźnikiem w poszczególnych zespołach fermentacyjnych 2. Po przekroczeniu 800 hPa, zadanej wartości ciśnienia wsadu fermentacyjnego w dolnym cylindrze 4 zespołu fermentacyjnego 2 zamyka się dopływ wsadu fermentacyjnego do tego zespołu fermentacyjnego 2.The fermentation batch is successively directed through the valves 7 supplying the fermentation batch to the individual fermentation units 2 of the fermentation chamber 1, successively filling the lower cylinders 4 of the fermentation units 2 with the fermentation batch, while the pressure of the fermentation batch is controlled by a batch pressure sensor 8 with an indicator in the individual fermentation units 2. After exceeding 800 hPa, the set value of the fermentation batch pressure in the lower cylinder 4 of the fermentation unit 2, the inflow of the fermentation batch to this fermentation unit 2 is closed.

W zespole fermentacyjnym 2 poddaje się wsad fermentacyjny procesowi fermentacji beztlenowej, przy czym miesza się wsad fermentacyjny mieszadłem 11 i podgrzewa się go do temperatury 40°C za pomocą podgrzewacza 12.In the fermentation unit 2, the fermentation batch is subjected to the process of anaerobic fermentation, whereby the fermentation batch is mixed with the mixer 11 and it is heated to 40 ° C by the heater 12.

Wytworzony w tych warunkach gaz biologiczny magazynuje się w górnym cylindrze 3 zespołu fermentacyjnego 2, gdzie kontroluje się ciśnienie gazu biologicznego czujnikiem 5 ciśnienia gazu ze wskaźnikiem. Po przekroczeniu 15 hPa, zadanej wartości ciśnienia gazu biologicznego odprowadza się gaz biologiczny zaworem 6 odprowadzenia gazu do generatora. Przy spadku ciśnienia gazu biologicznego w górnym cylindrze 3 zespołu fermentacyjnego 2 do wartości poniżej 2 hPa oddaje się osady z dolnego cylindra 4 zespołu fermentacyjnego 2 do zewnętrznego zbiornika 15 osadów, na przykład cysterny przez zawór 9 odprowadzający osady danego zespołu fermentacyjnego 2.The biological gas produced under these conditions is stored in the upper cylinder 3 of the fermentation unit 2, where the pressure of the biological gas is monitored by a gas pressure sensor 5 with an indicator. After exceeding 15 hPa, the set value of the biological gas pressure, the biological gas is discharged through the gas discharge valve 6 to the generator. When the pressure of the biological gas in the upper cylinder 3 of the fermentation unit 2 drops below 2 hPa, the sludge from the lower cylinder 4 of the fermentation unit 2 is transferred to the external sludge tank 15, for example a cistern, through the valve 9 draining the sludge of the fermentation unit 2 in question.

Czynności te powtarza się niezależnie w każdym zespole fermentacyjnym 2 komory fermentacyjnej 1.These activities are repeated independently in each fermentation unit 2 fermentation chamber 1.

PL 222 742 B1PL 222 742 B1

Zadana wartość ciśnienia wsadu fermentacyjnego w dolnym cylindrze 4 zespołu fermentacyjnego 2 zawiera się w przedziale od 160 hPa do 1000 hPa.The set value of the pressure of the fermentation batch in the lower cylinder 4 of the fermentation unit 2 ranges from 160 hPa to 1000 hPa.

Zadana wartość ciśnienia gazu biologicznego w górnym cylindrze 3 zespołu fermentacyjnego 2 zawiera się w przedziale od 8 hPa do 20 hPa.The set value of the biological gas pressure in the upper cylinder 3 of the fermentation unit 2 is in the range from 8 hPa to 20 hPa.

W zespole fermentacyjnym 2 podgrzewa się wsad fermentacyjny do temperatury nie wyższej aniżeli 40°C.In the fermentation unit 2, the fermentation batch is heated to a temperature not higher than 40 ° C.

W sposobie wytwarzania gazu biologicznego w procesie fermentacji beztlenowej według wynalazku dla którego realizacji na rysunku fig. 3 jest przedstawiony zestaw wyposażenia wykorzystuje się urządzenie wyposażone w komorę fermentacyjną 1.In the method of producing biological gas in the anaerobic digestion process according to the invention, for the implementation of which a set of equipment is shown in Fig. 3, a device equipped with a fermentation chamber 1 is used.

W sposobie wykorzystuje się również zbiornik wsadu fermentacyjnego, którym w przykładzie wykonania jest wewnętrzny zbiornik 10 wsadu fermentacyjnego, połączony przez zespół zaworowo - pompowy 16 z zespołem fermentacyjnym 2 komory fermentacyjnej 1 i zbiornik osadów, którym w przykładzie wykonania jest wewnętrzny zbiornik 13 osadów, połączony przez zespół zaworowo - pompowy 16 z zespołem fermentacyjnym 2 komory fermentacyjnej 1.The method also uses a fermentation batch tank, which in an exemplary embodiment is an internal fermentation batch tank 10, connected by a valve-pump unit 16 with the fermentation unit 2 of the fermentation chamber 1, and a sludge tank, which in the embodiment is an internal sludge tank 13, connected by valve and pump unit 16 with fermentation unit 2 fermentation chamber 1.

Zgodnie z tym sposobem napełnia się wsadem fermentacyjnym wewnętrzny zbiornik 10 wsadu fermentacyjnego a następnie wsad fermentacyjny z wewnętrznego zbiornika 10 wsadu fermentacyjnego kieruje się do komory fermentacyjnej 1.According to this method, the internal fermentation batch tank 10 is filled with fermentation batch, and then the fermentation batch from the fermentation batch inner tank 10 is directed to the fermentation chamber 1.

Wsad fermentacyjny kolejno kieruje się poprzez zawory 7 doprowadzające wsad fermentacyjny do poszczególnych zespołów fermentacyjnych 2 komory fermentacyjnej 1, kolejno napełniając wsadem fermentacyjnym dolne cylindry 4 zespołów fermentacyjnych przy czym kontroluje się ciśnienie wsadu fermentacyjnego czujnikiem 8 ciśnienia wsadu ze wskaźnikiem w poszczególnych zespołach fermentacyjnych 2. Po przekroczeniu 800 hPa, zadanej wartości ciśnienia wsadu fermentacyjnego w dolnym cylindrze 4 zespołu fermentacyjnego 2 zamyka się dopływ wsadu fermentacyjnego do tego zespołu fermentacyjnego 2.The fermentation batch is successively directed through the valves 7 supplying the fermentation batch to the individual fermentation units 2 of the fermentation chamber 1, successively filling the lower cylinders of 4 fermentation units with the fermentation batch, whereby the pressure of the fermentation batch is controlled by the batch pressure sensor 8 with an indicator in individual fermentation units 2. After exceeding 800 hPa, the set value of the pressure of the fermentation batch in the lower cylinder 4 of the fermentation unit 2, the inflow of the fermentation batch to this fermentation unit 2 is closed.

Wytworzony w tych warunkach gaz biologiczny magazynuje się w górnym cylindrze 3 zespołu fermentacyjnego 2, gdzie kontroluje się ciśnienie gazu biologicznego czujnikiem 5 ciśnienia gazu ze wskaźnikiem. Po przekroczeniu 15 hPa, zadanej wartości ciśnienia gazu biologicznego odprowadza się gaz biologiczny zaworem 6 odprowadzenia gazu do generatora. Przy spadku ciśnienia gazu biologicznego w górnym cylindrze 3 zespołu fermentacyjnego 2 do wartości poniżej 2 hPa oddaje się osady z dolnego cylindra 4 zespołu fermentacyjnego 2 do wewnętrznego zbiornika 13 osadów przez zawór 9 odprowadzający osady danego zespołu fermentacyjnego 2.The biological gas produced under these conditions is stored in the upper cylinder 3 of the fermentation unit 2, where the pressure of the biological gas is monitored by a gas pressure sensor 5 with an indicator. After exceeding 15 hPa, the set value of the biological gas pressure, the biological gas is discharged through the gas discharge valve 6 to the generator. When the biological gas pressure in the upper cylinder 3 of the fermentation unit 2 drops to a value below 2 hPa, the sludge from the lower cylinder 4 of the fermentation unit 2 is transferred to the internal sludge tank 13 through the valve 9 draining the sludge of the fermentation unit 2 in question.

W sposobie wytwarzania gazu biologicznego w procesie fermentacji beztlenowej według wynalazku dla którego realizacji na rysunku fig. 4 jest przedstawiony zestaw wyposażenia wykorzystuje się urządzenie wyposażone w komorę fermentacyjną 1.In the method of producing biological gas in the anaerobic digestion process according to the invention, the implementation of which in Fig. 4 is a set of equipment, a device equipped with a fermentation chamber 1 is used.

W sposobie wykorzystuje się również zbiornik wsadu fermentacyjnego, którym w przykładzie wykonania jest zewnętrzny zbiornik 14 wsadu fermentacyjnego i zbiornik osadów, którym w przykła6The method also employs a fermentation batch tank, which in an exemplary embodiment is an external batch tank 14 and a sludge tank, which in e.g.

PL 222 742 B1 dzie wykonania jest wewnętrzny zbiornik 13 osadów, połączony przez zespół zaworowo - pompowy 16 z zespołem fermentacyjnym 2 komory fermentacyjnej 1.One embodiment is the internal sludge tank 13, connected by a valve-pump unit 16 to the fermentation unit 2 of the fermentation chamber 1.

Zadana wartość ciśnienia gazu biologicznego w górnym cylindrze zespołu fermentacyjnego 2 zawiera się w przedziale od 8 hPa do 20 hPa.The set value of the biological gas pressure in the upper cylinder of the fermentation unit 2 is in the range from 8 hPa to 20 hPa.

Sposób wytwarzania gazu biologicznego według wynalazku znajduje zastosowanie w gospodarstwach rolnych, w przemyśle przetwórczym i w oczyszczalniach ścieków przy wykorzystaniu produktów odpadowych z gospodarczych urządzeń produkcji zwierzęcej, z produkcji rolnej oraz organicznych odpadów przemysłowych i osiedlowych.The method of producing biological gas according to the invention is used in farms, in the processing industry and in wastewater treatment plants with the use of waste products from farm animal production devices, agricultural production and organic industrial and housing estate wastes.

Claims

Patent claims

1. A method of producing biological gas in the anaerobic fermentation process, which uses a device equipped with a fermentation chamber containing devices and devices for feeding the fermentation batch, sludge discharge and gas discharge, as well as equipped with a stirrer and a fermentation batch heater as well as a valve-pump unit and uses there is a fermentation batch tank and a sludge tank, according to which the fermentation batch from the fermentation batch tank is directed to the fermentation chamber, characterized in that the fermentation batch is successively directed through the valves (7) supplying the fermentation batch to the individual fermentation units (2) of the fermentation chamber ( 1), sequentially filling the lower cylinders (4) of the fermentation units (2) with the fermentation batch, while the pressure of the fermentation batch is controlled by the batch pressure sensor (8) with an indicator in individual fermentation units (2) and after exceeding the set value pressure of the fermentation batch in the lower cylinder (4) of the fermentation unit (2), which is in the range from 160 hPa to 1000 hPa, the inflow of fermentation batch to this fermentation unit (2) is closed and the fermentation batch is subjected to the process of anaerobic fermentation, the fermentation batch is mixed with a mixer (11) and heated to a temperature not higher than 40 ° C with a heater (12), and the biological gas produced under these conditions is stored in the upper cylinder (3) of the fermentation unit (2), where the biological gas pressure is controlled with a gas pressure sensor (5) with an indicator, and after exceeding the set value of the biological gas pressure in the upper cylinder (3) of the fermentation unit (2), which is in the range from 8 hPa to 20 hPa,

The biological gas is discharged through the gas discharge valve (6) to the generator, and when the pressure of the biological gas in the upper cylinder (3) of the fermentation unit (2) drops below 2 hPa, the sediments from the lower cylinder (4) of the fermentation unit are released (2) through the valve (3) draining the sludge of a given fermentation unit (2), these operations being repeated independently in each fermentation unit (2) of the fermentation chamber (1).

2. The method according to p. The method of claim 1, characterized in that the internal fermentation batch tank (10) is filled with the fermentation batch, connected via the valve-pump unit (16) with the fermentation unit (2) of the fermentation chamber (1).

3. The method according to p. 1 or 2, characterized in that the sludge is transferred from the lower cylinder (4) of the fermentation unit (2) to the internal sludge tank (13), connected by the valve-pump unit (16) with the fermentation unit (2) of the fermentation chamber (1) .

4. The method according to p. The method of claim 1, characterized in that the sludge is discharged from the lower cylinder (4) of the fermentation unit (2) to the outer sludge tank (15).