PL242362B1 - Biogazownia - Google Patents

Abstract

Biogazownia zawierająca naczynie fermentacyjne do prowadzenia fermentacji beztlenowej z co najmniej jednym zaworem do odprowadzania wytworzonego metanu oraz z co najmniej jednym wejściem do podawania odpadów i wyjściem do odprowadzania nawozu, gdzie naczynie fermentacyjne (1) jest pokryte materiałem izolacyjnym (2) oraz jest wyposażone w co najmniej jedno urządzenie grzewcze (3).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest biogazownia przeznaczona w szczególności do przetwarzania odpadów organicznych pochodzących z gospodarstw domowych, zawierająca naczynie fermentacyjne do prowadzenia fermentacji beztlenowej z co najmniej jednym zaworem do odprowadzania wytworzonego metanu oraz z co najmniej jednym wejściem do podawania odpadów i wyjściem do odprowadzania nawozu.

Z opisu patentowego EP3010863 znana jest biogazownia zawierająca naczynie fermentacyjne do prowadzenia fermentacji beztlenowej, przeznaczona do utylizacji odpadów organicznych w drodze fermentacji beztlenowej. System obejmuje rusztowanie strukturalne i fermentator wykonany z elastycznego materiału.

W opisie wzoru użytkowego DE202013102297 opisana jest biogazownia zawierająca naczynie fermentacyjne do prowadzenia fermentacji beztlenowej z co najmniej jednym zaworem do odprowadzania wytworzonego metanu oraz z co najmniej jednym wejściem do podawania odpadów i wyjściem do odprowadzania nawozu, przy czym naczynie fermentacyjne jest w kształcie rury i jest wykonane z tworzywa sztucznego.

Opis patentowy WO2019003075 ujawnia biogazownię zawierającą naczynie fermentacyjne do prowadzenia fermentacji beztlenowej wykonane z elastycznego materiału i zbiornik na gaz.

Znane biogazownie działają prawidłowo, gdy temperatura otoczenia nie spada poniżej 20°C. W niższych temperaturach proces fermentacji zostaje zaburzony i biogazownia przestaje działać. Powoduje to, że w strefie klimatów umiarkowanych biogazownię nie są popularne, gdyż poza okresem lata nie są w stanie funkcjonować. Tymczasem rozpowszechnienie się niewielkich biogazowni przydomowych miałoby pozytywny wpływ na środowisko, z jednej strony umożliwiając pozbycie się w ekologiczny sposób odpadów organicznych, a z drugiej pozwalając na zmniejszenie zużycia paliw kopalnych, takich jak węgiel czy olej opałowy i tym samym poprawę jakości powietrza. Nieoczekiwanie okazało się, że w stosunkowo prosty sposób można wytworzyć biogazownię dostosowaną do warunków strefy klimatów umiarkowanych.

Biogazownia zawierająca naczynie fermentacyjne do prowadzenia fermentacji beztlenowej z co najmniej jednym zaworem do odprowadzania wytworzonego metanu oraz z co najmniej jednym wejściem do podawania odpadów i wyjściem do odprowadzania nawozu, według wynalazku charakteryzuje się tym, że naczynie fermentacyjne jest pokryte materiałem izolacyjnym oraz jest wyposażone w co najmniej jedno urządzenie grzewcze połączone z panelem fotowoltaicznym oraz jest wyposażone w układ mieszający fermentujące odpady, a ponadto zawiera co najmniej jeden czujnik temperatury, który służy do pomiaru temperatury powietrza na zewnątrz lub wewnątrz naczynia fermentacyjnego oraz sterownik wyposażony w program komputerowy, który w przypadku spadku temperatury do określonego poziomu włącza urządzenie grzewcze.

Materiał izolacyjny to materiał niepalny, bądź nisko palny np. wełna mineralna czy płyty ogniotrwałe. Dzięki temu izolacja nie tylko chroni przed spadkiem temperatury, ale także stanowi zaporę ogniową. Gaz wyprodukowany w biogazowni jest gromadzony w przeznaczonym do tego zbiorniku.

Odpady wykorzystywane w biogazowni to przede wszystkim resztki żywności pochodzące z gospodarstwa domowego, a także odpady organiczne z ogrodu np. skoszona trwa, liście, opadłe owoce itp. W celu wspomożenia fermentacji do mieszaniny odpadów można podać bakterie.

Urządzenie grzewcze to korzystnie mata grzewcza.

Panel fotowoltaiczny posiada moc od 100 do 400 kWp.

Urządzenie grzewcze to korzystnie instalacja grzewcza połączona z pompą ciepła.

Układ mieszający fermentujące odpady to np. układ hydrauliczny zawierający pompę, która zasysa i wtłacza z powrotem do naczynia fermentujące odpady. Mogą to być także różnego rodzaju mieszadła.

Biogazownia jest wyposażona w urządzenie szatkujące odpady przed podaniem ich do naczynia fermentacyjnego.

Naczynie fermentacyjne jest wykonane z elastycznego materiału syntetycznego.

Biogazownia jest wyposażona w układ odprowadzający nawóz.

Biogazownia jest połączona z instalacją do odprowadzania gazu wyposażoną w urządzenia zasilane metanem. Urządzenia zasilane metanem to np. agregat prądotwórczy, lampy gazowe, palniki gazowe, grille gazowe, piece gazowe, lampy grzewcze itp. Biogazownia może być także połączona ze standardową instalacją gazową zasilaną gazem pochodzącym z sieci, czy ze zbiornika (dostarczanym przez wyspecjalizowane przedsiębiorstwa).

Biogazownia jest połączona z układem doprowadzającym osad z oczyszczalni ścieków biologicznie rozkładalnych, w szczególności bytowych. Biogazownia może być połączona np. z przydomową oczyszczalnią ścieków, czy z oczyszczalnią ścieków przerabiającą odpady pochodzące z hodowli zwierząt.

Biogazownia jest połączona z układem sterującym wyposażonym w program komputerowy, gdzie program ten zbiera dane z czujników znajdujących się w naczyniu fermentacyjnym i na podstawie tych danych reguluje dopływ odpadów lub odpływ nawozu lub odpływ gazu (metanu).

Połączenie biogazowni z układem sterującym powoduje, że jest ona w pełni zautomatyzowana i działa w zasadzie bezobsługowo.

Objętość naczynia fermentacyjnego korzystnie wynosi od 1 do 15 m³.

Dzięki wynalazkowi odpady organiczne zamiast trafiać na wysypisko śmieci, czy do spalarni śmieci, bądź kompostowni, gdzie przyczyniają się do globalnego ocieplenia, trafią do niewielkiej biogazowni, gdzie zostaną przetworzone na metan i nawóz przydatny do nawożenia roślin.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku.

Przykład

Biogazownia zawiera naczynie fermentacyjne 1, którego ścianki są pokryte materiałem izolacyjnym 2. Na dnie naczynia fermentacyjnego 1 znajduje się mata grzewcza 3. Odpady gromadzone są w zbiorniku 4, z którego pompa 5 podaje je przez zawór 6 do naczynia fermentacyjnego 1 poprzez dopływ 8. Naczynie fermentacyjne 1 jest połączone poprzez rury z układem mieszającym fermentujące odpady 7, który pompuje mieszaninę fermentacyjną 9 do dopływu 8, dzięki czemu następuje mieszanie mieszaniny fermentacyjnej. Z mieszaniny fermentacyjnej wydobywa się metan 10. Kompost powstały jako drugi produkt fermentacji jest odprowadzany poprzez układ odprowadzający nawóz 11 do zbiornika na kompost 12. Panel fotowoltaiczny 13 zasila matę grzewczą 3. Metan 10 poprzez filtr odsiarczający 14 jest pompowany przez pompę 15 do instalacji połączonej z generatorem prądu 16. Instalacja dodatkowo zawiera ciśnieniomierz 17, a ponadto zasila lampę gazową 18 i kuchenkę gazową 19. Niewykorzystany gaz jest gromadzony w zbiorniku 20. Generator prądu 16 oraz panel fotowoltaiczny 13 są połączone z akumulatorem 21, w którym magazynowany jest prąd.

Wewnątrz naczynia fermentacyjnego znajdują się czujniki kontrolujące poziom i temperaturę mieszaniny fermentacyjnej. Dane z tych czujników są przekazywane do układu sterującego, który w zależności od potrzeby włącza bądź wyłącza matę grzewczą, a także zamyka bądź otwiera dopływ odpadów organicznych do naczynia fermentacyjnego.

Claims (10)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Biogazownia zawierająca naczynie fermentacyjne do prowadzenia fermentacji beztlenowej z co najmniej jednym zaworem do odprowadzania wytworzonego metanu oraz z co najmniej jednym wejściem do podawania odpadów i wyjściem do odprowadzania nawozu, znamienna tym, że naczynie fermentacyjne (1) jest pokryte materiałem izolacyjnym (2) oraz jest wyposażone w co najmniej jedno urządzenie grzewcze (3) połączone z panelem fotowoltaicznym (13) oraz jest wyposażone w układ mieszający fermentujące odpady (7), a ponadto zawiera co najmniej jeden czujnik temperatury, który służy do pomiaru temperatury powietrza na zewnątrz lub wewnątrz naczynia fermentacyjnego (1) oraz sterownik wyposażony w program komputerowy, który w przypadku spadku temperatury do określonego poziomu włącza urządzenie grzewcze (3).
2. 2. Biogazownia według zastrz. 1, znamienna tym, że urządzenie grzewcze (3) to mata grzewcza.
3. 3. Biogazownia według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że panel fotowoltaiczny (13) posiada moc od 100 do 400 kWp.
4. 4. Biogazownia według dowolnego z zastrz. 1-3, znamienna tym, że urządzenie grzewcze (3) to instalacja grzewcza połączona z pompą ciepła.
5. 5. Biogazownia według dowolnego z zastrz. 1-4, znamienna tym, że jest wyposażona w urządzenie szatkujące odpady przed podaniem ich do naczynia fermentacyjnego (1).
6. 6. Biogazownia według dowolnego z zastrz. 1-5, znamienna tym, że naczynie fermentacyjne (1) jest wykonane z elastycznego materiału syntetycznego.
7. 7. Biogazownia według dowolnego z zastrz. 1-6, znamienna tym, że jest wyposażona w układ odprowadzający nawóz (11).
8. 8. Biogazownia według dowolnego z zastrz. 1-7, znamienna tym, że jest połączona z instalacją do odprowadzania gazu wyposażoną w urządzenia zasilane metanem.
9. 9. Biogazownia według dowolnego z zastrz. 1-8, znamienna tym, że jest połączona z układem doprowadzającym osad z oczyszczalni ścieków biologicznie rozkładalnych, w szczególności bytowych.
10. 10. Biogazownia według dowolnego z zastrz. 1-9, znamienna tym, że jest połączona z układem sterującym wyposażonym w program komputerowy, gdzie program ten zbiera dane z czujników znajdujących się w naczyniu fermentacyjnym (1) i na podstawie tych danych reguluje dopływ odpadów lub odpływ nawozu lub odpływ metanu.