WO2010063709A2 - Verfahren zur verminderung von methanschlupf beim anfahren und abschalten von biogasfermentern sowie biogasanlage zur durchführung dieses verfahrens - Google Patents

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    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Definitions

  • the invention relates to a method for reducing methane slip in the operation of biogas plants with at least one biogas fermenter.
  • dry fermentation makes it possible to methanize pourable biomass from agriculture, from biofouling and communal care areas, without transferring the materials into a pumpable, liquid substrate. It can be fermented biomasses with up to 50% dry matter content. This dry fermentation process is described for example in EP 0 934 998.
  • the material to be fermented is not stirred into a liquid phase, as is the case, for example, with the liquid fermentation of biowaste.
  • the fermentation substrate introduced into the fermenter is kept constantly moist by withdrawing the percolate from the fermenter bottom and re-spraying it over the biomass. This ensures optimal living conditions for the bacteria.
  • temperature can be regulated during recirculation of the percolate, and it is possible to add additives for process optimization.
  • a bioreactor or a fermenter in the form of a prefabricated garage is known, which is operated according to the principle of dry fermentation in the so-called batch process.
  • the fermentation substrate is filled with wheel loaders in the fermenter.
  • the garage-shaped fermentation tank is closed with a gas-tight door.
  • the biomass is fermented under exclusion of air, there is no further mixing and it is fed to any additional material.
  • the percolate seeping out of the fermentation material is drawn off via a drainage channel, stored temporarily in a tank and sprayed to moisten again over the fermentation substrate, the fermentation process takes place in the mesophilic temperature range 34-37 0 C instead, the tempering is carried out by means of a floor and wall heating.
  • the resulting biogas can be used in a combined heat and power plant to generate electricity and heat.
  • several fermentation tanks are operated at different times in the dry fermentation plant.
  • the fermenter room is completely emptied and then refilled.
  • the fermented substrate is supplied to a post-composting, so that a conventional compost comparable organic fertilizer is produced.
  • the individual fermenters Due to the batch mode, the individual fermenters have to be switched off from time to time. h the biogas production must be stopped, the fermented biomass must be removed from the respective fermenter and fresh biomass must be filled into the fermenter and the biogas production must be resumed
  • the methane content in the biogas produced so low and the shares Carbon dioxide and nitrogen are so high that immediate use of the biogas in a CHP is not possible.
  • the addition to already running in batch mode parallel fermenters is not possible because the quality of the biogas produced in the fresh fermenter fermentator is too bad and would lead to the fact that the quality of the total gas flow would not be sufficient to in a CHP to be used.
  • a method for the use of methanhal- tiger biogas in which the biogas is split by a gas treatment facility in a partial flow with high methane content and in a partial flow with low methane content.
  • the substream with a high methane content is fed into a gas engine as fuel and the substream with a low methane content is returned to the biogas producing process.
  • the methane content in the gas mixture escaping from the biogas fermenter increases over a period of a few hours until it is high enough for the biogas produced to be supplied to its intended use. Instead of flaring off the gas mixture with too little methane anion or emitting it directly to the environment, it is fed to a gas treatment facility. Be in the gas treatment facility Non-methane components of the gas mixture partially separated and the remaining gas mixture with a higher proportion of methane is returned as long as back to the B ⁇ ogasfeimenter until the Methaneantei! is high enough
  • FIG. 1 schematically shows a first embodiment of the present invention a biogas fermenter
  • FIG. 2 shows schematically a second embodiment of the invention with a biogas fermenter
  • FIGS. 3 to 5 show different phases of starting up a biogas fermenter loaded with fresh biomass
  • Fig. 6 to 14 are schematic representations of a third embodiment of the invention with a plurality of parallel operated biogas fermenters in different operating conditions.
  • FIG. 1 shows a basic first embodiment of a biogas plant according to the present invention with a single fermenter 2, the fermenter 2 is cuboid and has approximately the construction of a final garage. Via a loading and unloading opening 4, which extends over one of the end faces of the cuboid fermenter 2, biomass 8 can be filled into the fermenter 2 by means of a wheel loader and removed again.
  • the fermenter 2 further comprises a biogas outlet 8, which is connected to the input of a gas treatment device 20.
  • the output of the gas treatment device 20 is connected to a biogas line 12, which ends in a three-way valve 13.
  • the three-way valve 13 is via a biogas return line 14 with a gas inlet 16 in the biogas fermenter 2 and with a Biogasverêts- or Biogas kauungs- device 18, z. B. a CHP, connectable.
  • the gas inlet 16 opens into the bottom region of the biogas fermenter 2.
  • a measuring and control device 22 is connected to a measuring sensor 32 for detecting the methane concentration at the outlet of the gas conditioning device 20 and to the three-way valve 13.
  • the quality of the biogas produced is increased by means of pressurized water washing, filters or membranes, in which non-methane constituents, in particular carbon dioxide, are partly separated. This increases the methane concentration in the gas mixture at the outlet of the gas treatment device 20. The separated non-methane components are discharged via an exhaust 25 to the environment.
  • the fresh biomass 6 When starting up the biogas fermenter 2 loaded with fresh biomass, the fresh biomass 6 is sprayed with percolate and there is very little biogas in the biogas fermenter 2.
  • the gas mixture escaping from the biogas fermenter 2 via the biogas outlet 8 is treated with methane in the gas treatment device 20 concentrated.
  • the three-way valve 13 is switched by the measuring and control device 22 so that the output of the gas treatment device 20 connected to the biogas return line 14 is.
  • the biogas with insufficient methane content on the biogas return line 14 and the gas inlet 16 back into the biogas fermenter 2.
  • the biogas Only when the methane concentration in the biogas at the output of the biogas upgrading device 20 via is the limit C M0 , the biogas is fed via the three-way valve 13 to the CHP 18. In this way the so-called methane slip is reduced,
  • FIGS 2 to 4 Corresponding components are provided with identical reference numerals. With the exception of the three-way valve 13, all components of the first embodiment are also present in the second embodiment
  • the three-way valve is replaced in the second embodiment of the invention by an arrangement of three valves 10-1, 10-2 and 10-3.
  • a biogas / exhaust gas line 11 branches off after the gas delivery device 24.
  • the valve 10-1 is arranged in the biogas line 12 in front of the CHP 18.
  • the valve 10-2 is arranged in the biogas return line 14.
  • the valve 10-3 is arranged in the biogas / exhaust gas line 11.
  • the biogas / exhaust pipe 11 opens into an exhaust stack 19th
  • the fermenter 2 comprises a purge gas inlet 16 'which, in contrast to the gas inlet 16, opens in the ceiling region of the biogas fermenter 2.
  • the purge gas inlet 16 ' is connected via valves 10 with an exhaust pipe 26 or a fresh air line 28.
  • an exhaust fan 27 is arranged, by means of which exhaust gas can be pumped into the fermenter 2.
  • a fresh air blower 29 is arranged for sucking in fresh air from the environment.
  • About the exhaust pipe 26 is carbon dioxide-containing exhaust gas as purge gas and the fresh air line 28 fresh air is fed into the fermenter 2.
  • the valves 10 in the exhaust pipe 26 and the fresh air line 28 are connected to the measuring and control device 22 and are opened or closed by them.
  • the measuring and control device 22 is connected in addition to the measuring sensor 32 for methane concentration with a sensor 34 for detecting the carbon dioxide concentration and with a Meßurier 36 for detecting the gas flow rate. Both the sensor 34 as well as the measuring sensor 36 are also arranged at the outlet of the gas treatment device 20
  • FIGS. 3 to 5 different phases of the startup of the biogas fermenter 2 loaded with fresh biomass 6 are shown, with active
  • FIG. 3 shows the first phase of the startup of the biogas fermenter 2 charged with fresh biomass 2.
  • Be and discharge opening 4 is closed, the connection between biogas outlet 8 and exhaust gas chimney 19 via the biogas / exhaust gas line 11 is switched through.
  • the biogas upgrading device 20 is not active in this phase and merely passes the gas mixture through.
  • the measuring and control device 22 opens the valve 10 in the exhaust gas line 26 so that the exhaust gas containing carbon dioxide is pumped into the biogas fermenter 2 until the carbon dioxide concentration detected by the second measuring sensor 34 reaches or exceeds an upper limit value C KDO at the outlet of the inactive gas-conditioning device 20.
  • the methane concentration at the outlet of the inactive gas-conditioning device 20 is detected by the measuring sensor 32 reaches or exceeds the detected methane concentration a lower one
  • the gas treatment device 20 is activated, the valve 10-3 is closed and the valve 10-2 is opened, so that in the gas treatment device with respect to methane on concentrated gas mixture via the biogas return line 14 and the gas inlet 16 back into the biogas fermenter 2 becomes
  • FIGS. 6 to 14 show a third embodiment of the present invention in which three fermenters 2-1, 2-2 and 2-3 are used in parallel to biogas production. Corresponding components are provided with the same reference numerals.
  • each of the three fermenters 2-1, 2-2, 2-3 is provided with a purge gas inlet 16'-1, 16'-2 and 16'-3 and with a gas inlet 16-1, Provided 16-2 and 16-3, each of which can be shut off with a valve 10.
  • the three purge gas inlets 16 ! -i are combined to form a common purge gas inlet 42.
  • In the common purge gas inlet 42 opens an exhaust gas line 26 and a fresh air line 28, each of which can be shut off by a valve 10.
  • the purge gas inlets 16-i and 16'-i can also be combined to a Spülgaseiniass - not shown.
  • Each of the three fermenters 2-1, 2-2, 2-3 is provided with a Biogasauslass 8-1, 8-2 and 8-3, which are each shut off with a valve 10.
  • the individual biogas outlets 3-i are combined after the valves 10 into a common biogas line 12, which flows into a CHP 18 as a biogas consumer.
  • Between the valves 10 and the biogas fermenter 2-i branches from the Biogasauslässen 8-i each have a partial biogas / exhaust gas line 40-1, 40-2 and 40-3 from which can be shut off by a valve 10 and after the Valves 10 are combined to form a common biogas / exhaust gas line 40.
  • the biogas / exhaust line 40 is connected to the inlet of a gas treatment device 20, the outlet of which is connected to a gas delivery device 24.
  • the gas delivery device 24 opens into a four-way valve 30 which is switched by means of a control device 22.
  • the other valves 10 are actuated by the control device 22, even if this is not explicitly shown in Figures 6 to 14.
  • the biogas / exhaust gas line 40 leads to an exhaust gas chimney 19.
  • a biogas return line 14 branches off into the gas intakes 16-i of the individual biogas fermenters 2-i From the From the Vierwegevenfil 30 branches a Biogaszu 1900- sion 38, which opens into the common biogas line 12.
  • An exhaust line 44 from the CHP 18 opens a second exhaust gas chimney 46, the exhaust pipe 26 is connected via a 3-way ventii 48 with the
  • Exhaust pipe 44 connected, d. H. the carbon dioxide-containing exhaust gas obtained in the CHP 18 is used for flushing a fermenter 2-i to be switched off.
  • the 3-way valve By the 3-way valve, the volume flow of the exhaust gas, which is sent to flush a fermenter 2-i via the exhaust pipe 26 and the amount of exhaust gas, which is discharged via the second exhaust stack 48 to the environment, can be controlled.
  • a first measuring sensor 32 is arranged to detect the methane concentration in the common biogas line 12.
  • a second measuring sensor 34 for detecting the carbon dioxide concentration, a third Iviesstalkler 36 for detecting the flow rate and fourth sensor 50 for detecting the methane concentration is arranged in the common biogas / exhaust gas line 40 in the flow direction after the gas treatment device 20 and after the blower 24.
  • the four probes 32, 34, 36 and 50 are connected to a control device 22. For clarity, these control lines are not shown in Figures 6 to 14.
  • valve 10 in the Abgasieitung 26 can be omitted, since its function can also be taken over by the 3-way valve 48.
  • FIGS. 6 to 14 show different phases for switching off and restarting the second fermenter 2-2.
  • the biogas production of the first and third fermenters 2-1 and 2-3 continues to run during shutdown and restart of the second fermenter 2-2.
  • FIG. 6 shows the first phase of switching off the fermenter 2-2 in the exhaust gas containing carbon dioxide from the CHP 18 via the 3-way valve 48 and the exhaust pipe 26, the exhaust fan 27 and the second flushing
  • the second B ⁇ ogasausiass 8-2 is still connected to the common biogas line 12, so that the biogas / exhaust gas mixture is further supplied to the CHP 18,
  • valve 10 Only when the detected by the first sensor 32 in the common biogas line 12 methane concentration has dropped below an upper limit C-MO, the valve 10 is closed in the second Biogasausiass 8-2 by the controller 22 and the valve 10 in the second partial biogas / Exhaust line 40-2 is opened as shown in Fig. 7.
  • the biogas / exhaust gas mixture is concentrated in the gas treatment device 20 with respect to methane and fed via the four-way valve 30 and the biogas supply 38 of the common biogas line 12, as long as the fifth sensor 50 at the output of the gas treatment device methane concentration is above the upper limit C M0 ,
  • the carbon dioxide-containing exhaust gas is partly removed from the biogas / exhaust gas mixture in the partial biogas / exhaust gas line 40-2 and the remaining biogas / exhaust gas mixture in the gas treatment device 20 sufficient methane concentration is supplied to the BHKVV 18 together with the biogas from the biogas fermenters 2- 1 and 2-3.
  • This third phase of switching off is carried out until the methane concentration detected by the first measuring sensor 32 drops below the upper limit value C Mo or that by the fourth measuring sensor 50 in the common biogas / waste gas line 40 recognized Methane concentration falls below the lower limit C- MU , whichever comes first
  • the control device 22 opens the valve 10 in the Abgasieitung 26 and switches the 3-way valve 48 in the exhaust pipe 44 of the CHP 18, so the carbon dioxide-containing exhaust gas in the fermenter. 2 -2 is pumped.
  • the Gasaufleungse ⁇ nraum 20 is not active. This first phase of restarting the biogas fermenter 2 is continued until the detected by the fourth probe 50 methane concentration in the common biogas / exhaust gas line 40 reaches the lower limit C Mu .
  • the common biogas / waste gas line 40 is connected to the biogas feed line 38 by means of the control device 22 and the four-way valve 30.
  • the partial biogas / waste gas lines 40-1 and 40-3 are also connected to the common biogas / waste gas line 40, so that the biogas from all biogas fermenters 2-i is now concentrated in the gas treatment device 20.
  • the difference of the methane concentration after the fourth measuring sensor 50 and the first measuring sensor 52 of the gas treatment device 20 drops below the predetermined limit value C M3 , the normal operation of the biogas plant is reached, ie the biogas produced in all the biogas fermenters 2-i is transferred via the Biogas outlets 8-i supplied directly to the common biogas line 12 and the gas processing device 20 is deactivated.
  • the circuit of FIG. 13 can be maintained as normal operation.
  • a further gas conditioning device (not shown) may be provided, which would be arranged directly in front of the CHP 18.
  • the quality of the biogas produced is raised to the quality level of natural gas by means of pressurized water washing, filters or membranes, i. H.
  • the proportion of methane is increased and the carbon dioxide content is reduced.
  • the exhaust gas volume flow in the exhaust pipe 26 is between 150 and 1000 m 3 / h.
  • the fresh air volume flow in the fresh air line 28 is between 1000 and 5000 m 3 / h, LIST OF REFERENCE NUMBERS

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Verminderung von Methanschlupf beim Betrieb von Biogasaniagen mit wenigstens einem Biogasfermenter sowie eine Biogasanlage zur Durchführung dieses Verfahrens angegeben. Beim Anfahren eines frisch beladenen Fermenters ist zunächst der Methananteil in dem erzeugten Biogas so gering und die Anteile an Kohlendioxid und Stickstoff sind so hoch, dass eine unmittelbare Nutzung des Biogases in einem BHKW nicht möglich ist. Während dieser Anfahrphase eines frisch beladenen Fermenters wird das erzeugte Biogas mit geringem Methananteil daher unmittelbar an die Atmosphäre abgegeben oder bei höherem Methananteil abgefackelt. Damit wird ein Teil des erzeugten Methans nicht genutzt - Methanschlupf. Um dies zu vermeiden wird das in der Anfahrphase erzeugte Biogas mit geringem Methananteil einer Gasaufbereitungseinrichtung zugeführt, in der Gasaufbereitungseinrichtung werden Nicht-Methanbestandteile des Gasgemisches teilweise abgetrennt und das verbleibende Gasgemisch mit höherem Methananteil wird solange wieder zu dem Biogasfermenter zurück geführt, bis der Methananteil hoch genug ist.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Verminderung von Methanschlupf beim Anfahren und Abschalten von Biogasfermentern sowie Bϊogasaniage zur Durchführung dieses Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verminderung von Methanschlupf beim Betrieb von Biogasanlagen mit wenigstens einem Biogasfer- menter.
Die so genannte "Trockenfermentation" erlaubt es, schüttfähige Biomassen aus der Landwirtschaft, aus Bioabfälien und kommunalen Pflegeflächen zu methanisieren, ohne die Materialien in ein pumpfähiges, flüssiges Substrat zu überführen. Es können Biomassen mit bis zu 50% Trockensubstanzanteil vergoren werden. Dieses Trockenfermentations-Verfahren ist beispielsweise in der EP 0 934 998 beschrieben.
Bei der "trockenen" Vergärung wird das zu vergärende Material nicht in eine flüssige Phase eingerührt, wie das zum Beispiel bei der Flüssigvergärung von Bioabfällen der Fall ist. Stattdessen wird das in den Fermenter eingebrachte Gärsubstrat ständig feucht gehalten, indem das Perkolat am Fermenterboden abgezogen und über der Biomasse wieder versprüht wird. So werden optimale Lebensbedingungen für die Bakterien erreicht. Bei der Re- Zirkulation des Perkolats kann zusätzlich die Temperatur reguliert werden, und es besteht die Möglichkeit, Zusatzstoffe für eine Prozessoptimierung zuzugeben.
Aus der WO 02/06439 ist ein Bioreaktor bzw. ein Fermenter in Form ei- ner Fertiggarage bekannt, der nach dem Prinzip der Trockenfermentation im sogenannten Batch-Verfahren betrieben wird. Hierbei wird nach einer Animp- fung mit bereits vergorenem Material wird das Gärsubstrat mit Radladern in den Fermenter gefüllt. Der garagenförmig aufgebaute Gärbehälter wird mit einem gasdichten Tor verschlossen. Die Biomasse wird unter Luftabschluss vergoren, dabei erfolgt keine weitere Durchmischung und es wird kein zusätzliches Material zugeführt. Das aus dem Gärgut sickernde Perkolat wird über eine Drainagerinne abgezogen, in einem Tank zwischengespeichert und zur Befeuchtung wieder über dem Gärsubstrat versprüht, Der Gär- prozess findet im mesophilen Temperaturbereich bei 34-370C statt, die Temperierung erfolgt mittels einer Boden- und Wandheizung.
Das entstehende Biogas kann in einem Blockheizkraftwerk zur Gewinnung von Strom und Wärme genutzt werden Damit immer genug Biogas für das Blockheizkraftwerk zur Verfügung steht, werden in der Trockenfermenta- tionsanlage mehrere Gärbehälter zeitlich versetzt betrieben. Am Ende der Verweilzeit wird der Fermenterraum vollständig entleert und dann neu befülϊt. Das vergorene Substrat wird einer Nachkompostierung zugeführt, so dass ein konventionellen Komposten vergleichbarer organischer Dünger entsteht.
Bedingt durch den Batch-Betrieb müssen die einzelnen Fermenter von Zeit zu Zeit abgeschaltet werden, d. h die Biogasproduktion muss gestoppt werden, die vergorene Biomasse muss aus dem jeweiligen Fermenter entnommen und frische Biomasse muss in den Fermenter eingefüllt und die Biogasproduktion muss wieder aufgenommen werden Beim Anfahren eines frische beladenen Fermenters ist zunächst der Methananteil in dem erzeugten Biogas so gering und die Anteile an Kohlendioxid und Stickstoff sind so hoch, dass eine unmittelbare Nutzung des Biogases in einem BHKW nicht möglich ist. Auch die Zumischung zu bereits im Batch-Betrieb laufenden parallelen Fermentern ist nicht möglich, da die Qualität des in dem frisch beia- denen Fermenters erzeugten Biogases zu schlecht ist und dazu führen würde, dass die Qualität des Gesamtgasstroms nicht mehr ausreichen würde um in einem BHKW genutzt zu werden. Es dauert je nach Größe des Behälters und Art und Qualität der Biomasse zwischen 5 und 12 Stunden bis das in dem frisch beladenen Fermenter erzeugte Biogas eine Qualität erreicht hat, die die Nutzung in einem BHKW bzw. die Zumischung zu Biogas aus bereits länger laufenden Fermentern ermöglicht Während dieser Anfahr- phase eines frisch beladenen Fermenters wird das erzeugte Biogas mit geringem Methananteil daher unmittelbar an die Atmosphäre abgegeben oder bei höherem Methananteil abgefackelt. Damit wird ein Teil des erzeugten Methans nicht genutzt - Methanschlupf. Aus den vom Anmelder hinterlegten Patentanmeldungen DE 10 2007 024 911.1 und EP 08 156 915 4, die Stand der Technik nach § 3(2) PatG darstellen, ist es bekannt, bei einer Mehrzahl von parallel betriebenen Fermentern die gemeinsame Biogasieitung zunächst mit einer Gasaufberei- tungsaniage zu verbinden, in der Gasaufbereitungsanlage wird der Methan- antei! durch Wegfiltern von Stickstoff und Kohlendioxid erhöht. Da die Gas- aufbereϊtungsanlage in die gemeinsame Biogasleitung geschaltet ist, kann nur die Gasqualität des Mischbiogases in der gemeinsamen Biogasleitung verbessert werden, nicht jedoch die Qualität des Biogases, das unmitteibar in den einzelnen Fermentern erzeugt wird. Folglich kann damit der insbesondere beim Anfahren von frisch beladenen Fermentern auftretende Me- thanschlupf nicht vermindert werden.
Aus der DE10047264A1 ist ein Verfahren zur Nutzung von methanhai- tigern Biogas bekannt, bei der das Biogas durch eine Gasaufbereitungseinrichtung in einen Teilstrom mit hohem Methananteil und in einen Teilstrom mit niedrigem Methananteil aufgespalten wird. Der Teilstrom mit hohem Me- thananteil wird einem Gasmotor als Brennstoff zugeführt und der Teilstrom mit niedrigem Methananteil wird in den Biogas erzeugenden Prozess zurück geführt.
Es ist daher Aufgabe der voriiegenden Erfindung ein Verfahren zur Verminderung von Methanschiupf sowie eine Biogasanlage, die dieses Verfahren nutzt, anzugeben.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der Ansprüche 1 , 5, 6, 8, 10, 13 bzw. 14.
Beim Anfahren von mit frischer Biomasse beladenen Biogasfermentern steigt der Methananteil in dem aus dem Biogasfermenter entweichenden Gasgemisch über einen Zeitraum von einigen Stunden an bis er hoch genug ist, dass das erzeugte Biogas seiner bestimmungsgemäßen Verwendung zugeführt werden kann. Anstatt das Gasgemisch mit zu geringem Methanan- teii abzufackeln oder direkt an die Umwelt abzugeben, wird es einer Gasauf- bereitungseinrichtung zugeführt. In der Gasaufbereitungseinrichtung werden Nicht-Methanbestandteile des Gasgemisches teilweise abgetrennt und das verbleibende Gasgemisch mit höherem Methananteil wird solange wieder zu dem Bϊogasfeimenter zurück geführt, bis der Methanantei! hoch genug ist,
Die Unteransprüche beziehen sich auf vorteilhafte Ausgestaltungen der
Erfindung.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung zeigt die nachfolgende Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen anhand der Zeichnungen:
Es zeigt:
Fig 1 schematisch eine erste Ausführungsform der vorliegenden Er- findung einem Biogasfermenter;
Fig 2 schematisch eine zweite Ausführungsform der Erfindung mit einem Biogasfermenter;
Fig, 3 bis 5 verschieden Phasen des Anfahrens eines mit frischer Biomasse beladenen Biogasfermenters;
Fig. 6 bis 14 schematische Darstellungen einer dritten Ausführungsform der Erfindung mit einer Mehrzahl von parallel betriebenen Biogasfermentern in verschiedenen Betriebszuständen.
Figur 1 zeigt eine grundlegende erste Ausführungsform einer Biogasanlage gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem einzelnen Fermenter 2, Der Fermenter 2 ist quaderförmig und besitzt in etwa den Aufbau einer Fer- tiggarage. Über eine Be- und Entladeöffnung 4, die sich über eine der Stirnseiten des quaderförmigen Fermenters 2 erstreckt, lässt sich Biomasse 8 mittels eines Radladers in den Fermenter 2 einfüllen und wieder entnehmen. Hinsichtlich des genauen Aufbaus des Fermenters 2 wird auf die WO 02/06439 verwiesen. Der Fermenter 2 umfasst weiter einen Biogasauslass 8, der mit dem Eingang einer Gasaufbereitungseinrichtung 20 verbunden ist. Der Ausgang der Gasaufbereitungseinrichtung 20 ist mit einer Biogasleitung 12 verbunden, die in einem Dreiwege-Ventil 13 endet. Das Dreiwege-Ventil 13 ist über eine Biogasrückführleitung 14 mit einem Gaseinlass 16 in dem Biogasfer- menter 2 und mit einer Biogasverwertungs- oder einer Biogasverarbeitungs- einrichtung 18, z. B. einem BHKW, verbindbar. Der Gaseinlass 16 mündet in den Bodenbereich des Biogasfermenters 2. Eine Mess- und Steuereinrichtung 22 ist mit einem Messfühler 32 zur Erfassung der Methankonzentration am Ausgang der Gasaufbereitungseinrichtung 20 und mit dem Dreiwege- Ventil 13 verbunden. Zwischen dem Dreiwege-Ventil 13 und dem Ausgang der Gasaufbereitungseinrichtung 20 ist eine Gasfördereinrichtung 24, z. B. in Form eines Gebläses angeordnet,
Durch die Gasaufbereϊtungseinrichtung 20 wird mittels Druckwasserwäsche, Filtern oder Membranen die Qualität des erzeugten Biogases erhöht, in dem Nicht-Methanbestandteile, insbesondere Kohlendioxid teilweise abgetrennt werden. Hierdurch erhöht sich die Methankonzentration in dem Gasgemisch am Ausgang der Gasaufbereitungseinrichtung 20. Die abge- trennten Nicht-Methanbestandteile werden über einen Auspuff 25 an die Umwelt abgegeben.
Beim Anfahren des mit frischer Biomasse beladenen Biogasfermenters 2 wird die frische Biomasse 6 mit Perkolat besprüht und es befindet sich nur sehr wenig Biogas in dem Biogasfermenter 2. Das über den Biogasauslass 8 aus dem Biogasfermenter 2 entweichende Gasgemisch wird in der Gasauf- bereitungseinrichtung 20 hinsichtlich Methan aufkonzentriert. Solange die durch den Messfühler 32 am Ausgang der Gasaufbereitungseinrichtung 20 gemessene Methankonzentration unter dem vorbestimmten Grenzwert (CM0) liegt, wird das Dreiwege-Ventil 13 durch die Mess- und Steuereinrichtung 22 so geschaltet, dass der Ausgang der Gasaufbereitungseinrichtung 20 mit der Biogasrückführleitung 14 verbunden ist. Damit wird das Biogas mit zu geringem Methananteil über die Biogasrückführleitung 14 und den Gaseinlass 16 zurück in den Biogasfermenter 2 geführt. Erst wenn die Methankonzentration in dem Biogas am Ausgang der Biogasaufbereitungseinrichtung 20 über dem Grenzwert CM0 liegt, wird das Biogas über das Dreiwege-Ventil 13 dem BHKW 18 zugeführt. Auf diese Weise wird der sogenannte Methanschlupf verringert,
Nachfolgend wird eine zweite Ausführungsform der Erfindung anhand der Figuren 2 bis 4 beschrieben. Einander entsprechende Komponenten sind mit identischen Bezugszeichen versehen. Mit Ausnahme des Dreiwege- Ventils 13 sind sämtliche Komponenten der ersten Ausführungsform auch bei der zweiten Ausführungsform vorhanden
Das Dreiwege-Ventil ist bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung durch eine Anordnung von drei Ventilen 10-1 , 10-2 und 10-3 ersetzt. Von der Biogasleitung 12 zweigt nach der Gasfördereinrichtung 24 eine Bio- gas/Abgas-Leitung 11 ab. Das Ventil 10-1 ist in der Biogasleitung 12 vor dem BHKW 18 angeordnet. Das Ventil 10-2 ist in der Biogasrückführleitung 14 angeordnet. Das Ventil 10-3 ist in der Biogas/Abgas-Leitung 11 angeordnet. Die Biogas/Abgas-Leitung 11 mündet in einen Abgaskamin 19.
Weiter umfasst der Fermenter 2 einen Spülgaseinlass 16', der im Ge- gensatz zu dem Gaseiniass 16 im Deckenbereich des Biogasfermenters 2 mündet. Der Spülgaseinlass 16' ist über Ventile 10 mit einer Abgasleitung 26 oder einer Frischluftleitung 28 verbindbar. In der Abgasleitung 26 ist ein Abgasgebläse 27 angeordnet, mittels dem Abgas in den Fermenter 2 gepumpt werden kann. In der Frischluftleitung 28 ist ein Frischluftgebläse 29 zum An- saugen von Frischluft aus der Umgebung angeordnet. Über die Abgasleitung 26 wird kohlendioxidhaltiges Abgas als Spülgas und über die Frischluftleitung 28 wird Frischluft in den Fermenter 2 geführt.
Die Ventile 10 in der Abgasleitung 26 und der Frischluftleitung 28 sind mit der Mess- und Steuereinrichtung 22 verbunden und werden durch diese geöffnet oder geschlossen. Die Mess- und Steuereinrichtung 22 ist neben dem Messfühler 32 für Methankonzentration auch mit einem Messfühler 34 zur Erfassung der Kohlendioxidkonzentration und mit einem Messfühier 36 zur Erfassung der Gasdurchflussmenge verbunden. Sowohl der Messfühler 34 als auch der Messfuhler 36 sind ebenfalϊs am Ausgang der Gasaufberei- tungseinπchtung 20 angeordnet
In den Figuren 3 bis 5 sind verschieden Phasen des Anfahrens des mit frischer Biomasse 6 beladenen Biogasfermenters 2 dargestellt, wobei aktive
Leitungen und Stellungen von Komponenten breit markiert dargestellt sind
Fig 3 zeigt die erste Phase des Anfahrens des mit frischer Biomasse 6 beladenen Biogasfermenter 2 Be und Entladeoffnung 4 wird geschlossen, die Verbindung zwischen Biogasauslass 8 und Abgaskamin 19 über die Bio- gas/Abgas-Leitung 11 wird durchgeschaltet. Die Biogasaufbereitungseinrich- tung 20 ist in dieser Phase nicht aktiv und leitet das Gasgemisch lediglich durch Die Mess- und Steuereinrichtung 22 öffnet das Ventil 10 in der Abgas- leitung 26, so das kohlendioxidhaltiges Abgas in den Biogasfermenter 2 ge- pumpt wird Dies wird solange fortgesetzt, bis die durch den zweiten Messfuhler 34 erfasste Kohlendioxidkonzentration am Ausgang der inaktiven Gasaufberestungseinrichtung 20 einen oberen Grenzwert CKDO erreicht bzw übersteigt, Zusätzlich wird durch den Messfuhler 32 die Methankonzentrati- on am Ausgang der inaktiven Gasaufbereitungseinrichtung 20 erfasst Er- reicht oder übersteigt die erfasste Methankonzentration einen unteren
Grenzwert CMu, so wird die Gasaufbereitungseinrichtung 20 aktiviert, das Ventil 10-3 geschlossen und das Ventil 10-2 geöffnet, so dass das in der Gasaufbereitungseinrichtung hinsichtlich Methan auf konzentrierte Gasgemisch über die Biogasrückführleitung 14 und den Gaseinlass 16 zurück in den Biogasfermenter 2 geführt wird
Dies Biogas-Rückführung wird solange fortgesetzt, bis die durch den Messfuhler 32 am Ausgang der Gasaufbereitungseinrichtung 20 erfasste Methankonzentration eine oberen Grenzwert CM0 erreicht und übersteigt. Das Ventil 10-1 wird geöffnet und das Ventil 10-2 wird geschlossen, so dass das in der Gasaufbereitungseinrichtung auf konzentrierte Biogas dem BHKW 18 zugeführt wird - Fig. 5. Die „normale" Biogasproduktionsphase ist erreicht Das Abschalten des Biogasfermenters 2 erfolgt in gleicher Weise wie dies in der Patentanmeldung EP 08 156 915,4 beschrieben ist. Diesbezüglich wird auf die EP 08 156 915.4 vollinhaltlich Bezug genommen
Die Figuren 6 bis 14 zeigen eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der drei Fermenter 2-1 , 2-2 und 2-3 im Parallelbetrieb zur Biogaserzeugung genutzt werden. Einander entsprechende Komponenten sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Bei der Biogasanlage nach den Figuren 6 bis 14 ist jeder der drei Fermenter 2-1 , 2-2, 2-3 mit einem Spülgaseinlass 16'-1 , 16'-2 und 16'-3 sowie mit einem Gaseinlass 16-1 , 16-2 und 16-3 versehen, die jeweils mit einem Ventil 10 absperrbar sind. Die drei Spülgaseinlässe 16!-i sind zu einem gemeinsamen Spülgaseinlass 42 zu- sammengefasst. In den gemeinsamen Spülgaseinlass 42 mündet eine Ab- gasleitung 26 und eine Frischluftleitung 28, die jeweils durch ein Ventil 10 absperrbar sind Die Spülgaseinlässe 16-i und 16'-i können auch zu einem Spülgaseiniass zusammengefasst werden - nicht dargestellt.
Jeder der drei Fermenter 2-1 , 2-2, 2-3 ist mit einem Biogasauslass 8-1 , 8-2 und 8-3 versehen, die jeweils mit einem Ventil 10 absperrbar sind. Die einzelnen Biogasauslässe 3-i werden nach den Ventilen 10 zu einer gemeinsamen Biogasleitung 12 zusammengefasst, die in ein BHKW 18 als Biogasverbraucher mündet. Zwischen den Ventilen 10 und dem Biogasfermentern 2-i zweigt von den Biogasauslässen 8-i jeweils eine Teil-Biogas/Abgas- Leitung 40-1 , 40-2 bzw. 40-3 ab, die jeweils durch ein Ventil 10 absperrbar und nach den Ventilen 10 zu einer gemeinsamen Biogas/Abgas-Leitung 40 zusammengefasst sind. Die Biogas/Abgas-Leitung 40 ist mit dem Einlass einer Gasaufbereitungseinrichtung 20 verbunden, deren Auslass mit einer Gasfördereinrichtung 24 verbunden ist. Die Gasfördereinrichtung 24 mündet in eine Vierwegeventil 30, das mittels einer Steuereinrichtung 22 geschaltet wird. Auch die übrigen Ventile 10 werden durch die Steuereinrichtung 22 betätig, auch wenn dies in den Figuren 6 bis 14 nicht explizit dargestellt ist. Nach dem Vierwegeventil 30 führt die Biogas/Abgas- Leitung 40 zu einem Abgaskamin 19. Von dem Vierwegeventil 30 zweigt eine Biogasrückführlei- tung 14 ab, die in die Gaseiniässe 16-i der einzelnen Biogasfermenter 2-i zurückführt, Von dem Von dem Vierwegevenfil 30 zweigt eine Biogaszuführ- ieitung 38, die in die gemeinsame Biogasleitung 12 mündet.
Eine Auspuffleitung 44 aus dem BHKW 18 mündet einen zweiten Ab- gaskamin 46, Die Abgasleitung 26 ist über ein 3-Wege-Ventii 48 mit der
Auspuffleitung 44 verbunden, d. h. das in dem BHKW 18 anfallende kohlen- dioxid haltige Abgas wird zum Spülen eines abzuschaltenden Fermenters 2-i verwendet. Durch das 3-Wege-Ventil kann der Volumenstrom des Abgases, der zum Spülen eines Fermenters 2-i über die Abgasleitung 26 geschickt wird und die Menge des Abgases, die über den zweiten Abgaskamin 48 an die Umgebung abgegeben wird, geregelt werden.
Ein erster MessfühSer 32 ist zur Erfassung der Methankonzentration in der gemeinsamen Biogasleitung 12 angeordnet. Ein zweiter Messfühler 34 zur Erfassung der Kohlendioxidkonzentration, ein dritter Iviessfühler 36 zur Erfassung des Volumenstroms und vierter Messfühler 50 zur Erfassung der Methankonzentration ist in der gemeinsamen Biogas/Abgas-Leitung 40 in Strömungsrichtung nach der Gasaufbereitungseinrichtung 20 und nach dem Gebläse 24 angeordnet. Die vier Messfühler 32, 34, 36 und 50 sind mit einer Steuereinrichtung 22 verbunden. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind diese Steuerleitungen nicht in den Figuren 6 bis 14 eingezeichnet.
Das Ventil 10 in der Abgasieitung 26 kann entfallen, da dessen Funktion auch durch das 3-Wege-Ventil 48 übernommen werden kann.
in den Figuren 6 bis 14 sind verschieden Phasen für das Abschalten und wieder Anfahren des zweiten Fermenters 2-2 dargestellt. Die Biogasproduktion des ersten und dritten Fermenters 2-1 und 2-3 läuft während des Abschaltens und wieder Anfahrens des zweiten Fermenters 2-2 kontinuier- lieh weiter.
Erste Phase Anfahren - Fig. 6:
Fig. 6 zeigt die erste Phase des Abschaltens des Fermenters 2-2 bei der kohlendioxidhaltiges Abgas aus dem BHKW 18 über das 3-Wege-Ventil 48 und die Abgasleitung 26, das Abgasgebläse 27 und den zweiten Spül- gaseinlass 16'-2 in das Innere des Fermenters 2-2 gepumpt wird, Der zweite Bϊogasausiass 8-2 ist nach wie vor mit der gemeinsamen Biogasleitung 12 verbunden, so dass das Biogas/Abgas-Gemisch weiter dem BHKW 18 zugeführt wird,
Zweite Phase Abschalten - Fig, 7;
Erst wenn die durch den ersten Messfühler 32 in der gemeinsamen Biogasleitung 12 erfasste Methankonzentration unter einen oberen Grenzwert C-MO abgesunken ist, wird das Ventil 10 im zweiten Biogasausiass 8-2 durch die Steuereinrichtung 22 geschlossen und das Ventil 10 in der zweiten Teil-Biogas/Abgas-Leitung 40-2 wird geöffnet, wie dies in Fig. 7 dargestellt ist. Das Biogas/Abgas-Gemisch wird in der Gasaufbereitungseinrichtung 20 hinsichtlich Methan aufkonzentriert und über das Vierwegeventil 30 und die Biogaszuführleitung 38 der gemeinsamen Biogasleitung 12 zugeführt, solan- ge die durch den fünften Messfühler 50 am Ausgang der Gasaufbereitungseinrichtung Methankonzentration über dem oberen Grenzwert CM0 liegt. In dieser zweiten Phase des Abschaltens des Fermenters 2-2 wird in der Gasaufbereitungseinrichtung 20 das kohiendioxidhaltige Abgas zum Teil aus dem Biogas/Abgas-Gemisch in der Teil-Biogas/Abgas-Leitung 40-2 entfernt und das verbleibende Biogas/Abgas-Gemisch mit ausreichender Methankonzentration wird zusammen mit dem Biogas aus den Biogasfermentern 2- 1 und 2-3 weiter dem BHKVV 18 zugeführt.
Dritte Phase Abschalten - Fig. 8: Wenn die durch den vierten Messfühler 50 in der gemeinsamen Biogas/Abgas-Leitung 40 nach der Gasaufbereitungseinrichtung 20 erfasste Methankonzentration unter den oberen Grenzwert CM0 abgesunken ist, verbindet das Vierwegeventil 30 die gemeinsam Biogas/Abgas-Lβitung 40 mit der Biogasrückführleitung 14 und das Biogas/Abgas-Gemisch wird in die beiden anderen Biogasfermenter 2-1 und 2-3 über die Gaseinlässe 16-1 und
16-3 zugeführt - Fig. 8. Diese dritte Phase des Abschaltens wird solange durchgeführt, bis die durch den ersten Messfühler 32 erfasste Methankonzentration unter den oberen Grenzwert CMo absinkt oder die durch den vierten Messfühler 50 in der gemeinsamen Biogas/Abgas-Leitung 40 erfasste Methankonzentration unter den unteren Grenzwert C-MU absinkt, je nachdem was früher eintritt
Vierte Phase Abschalten - Fig. 9; Wenn die durch den ersten IVlβssfühter 32 erfasste Methankonzentratton unter den oberen Grenzwert CM0 abgesunken ist oder wenn die durch den vierten Messfühler 50 erfasste Methankonzentration am Ausgang der Gasaufbereitungseinrichtung 20 in der gemeinsamen Biogas/Abgas-Leitung 40 unter den unteren Grenzwert CMU abgesunken ist, je nachdem was früher eintritt, wird das Ventil 10 in der Abgasleitung 26 geschlossen und das Ventil 10 in der Frischluftleitung 29 wird durch Steuereinrichtung 22 geöffnet. Die Steuereinrichtung 22 verbindet mittels dem Vierwegeventi! 30 die gemeinsame Biogas/Abgas-Leitung 40 mit dem ersten Abgaskamin 19 und die Gasaufbereitungseinrichtung 20 wird deaktiviert. Das Biogas/Abgas/Luft- Gemisch mit sehr geringem Methangehalt wird über den ersten Abgaskamin 19 direkt an die Umgebung abgegeben. Diese vierte Phase des Abschaltens wird solange durchgeführt, bis die durch den zweiten Messfühler 34 in der gemeinsamen Biogasleitung 40 erfasste Kohlendioxidkonzentration unter einen unteren Grenzwert CKDU abgesunken ist.
Fünfte Phase Abschalten bzw. Entladen - Fig. 10: Wenn die durch den zweiten Messfühler 34 in der gemeinsamen Biogas/Abgas-Leitung 40 erfasste Kohlendioxidkonzentration unter den unteren CKDU Grenzwert abgesunken ist, wird das Ventil 10 in der Frischluftleitung 28 durch die Steuereinrichtung 22 geschlossen und das Frischluftgeb!äse 29 abgeschaltet, wie dies in Fig 10 dargestellt ist. Die in den Figuren 6 bis 14 nicht dargestellte Be- und Entladeöffnung wird geöffnet. Gleichzeitig wird über das Gebläse 24 in die gemeinsamen Biogas/Abgas-Leitung 40 Frischluft über die offene Be- und Entladeöffnung angesaugt und über den Abgas- kamin 19 an die Umgebung abgegeben. Auf diese Weise wird verhindert, dass noch in der vergorenen Biomasse enthaltene Bϊogasreste während des Entladens eine Gefahr für das Bedienungspersonal darstellen. Auch Abgase eines zum Be- und Entladen verwendeten Radladers werden damit abgesaugt Erste Phase Anfahren - Fig. 11 :
Ist der Fermenter 2-2 wieder mit frischer Biomasse beladen, wird die Be- und Entladeöffnung geschlossen, die Verbindung zwischen zweiten Bio- gasauslass 8-2 und Abgaskamin 19 über die zweite Teü-Biogas/Abgas- Leitung 40-2 und die gemeinsame Biogas/Abgas-Leitung 40 zu dem ersten Abgaskamin 19 wird aufrecht erhalten und die Steuereinrichtung 22 öffnet das Ventil 10 in der Abgasieitung 26 und schaltet das 3- Wege-Ventil 48 in der Auspuffleitung 44 des BHKW 18, so das kohlendioxidhaltiges Abgas in den Fermenter 2-2 gepumpt wird. Die Gasaufbereitungseϊnrichtung 20 ist nicht aktiv. Diese erste Phase des Wiederanfahrens des Biogasfermenters 2 wird solange fortgesetzt, bis die durch den vierten Messfühler 50 erfasste Methankonzentration in der gemeinsamen Biogas/Abgas-Leitung 40 den unteren Grenzwert CMu erreicht.
Zweite Phase Anfahren - Fig. 12:
Ist dieser untere Grenzwert CMu erreicht, wird die Zufuhr von Abgas über die Abgasieitung 26 gestoppt, die Gasaufbereitungseinrichtung 20 aktiviert und die gemeinsame Biogas/Abgas-Leitung 40 wird über das Vierwegeventil 30 und die Steuereinrichtung 22 mit der Biogasrückführieitung 14 ver- bunden. Das in der Gasaufbereitungseinrichtung 20 aufkonzentrierte Biogas/Abgas-Gemisch wird über die Biogasrückführieitung 14 in den anzufahrenden Biogasfermenter 2 zurückgeführt. Diese zweite Phase des Anfahrens wird solange beibehalten, bis die durch den vierten Messfühler 50 am Ausgang der Gasaufbereitungseinrichtung 20 erfasste Methankonzentration den oberen Grenzwert CMo erreicht.
Dritte Phase Anfahren - Fig. 13:
Erreicht die durch den vierten Messfühler 50 erfasste Methankonzentration den oberen Grenzwert CM0 wird mittels der Steuereinrichtung 22 und dem Vierwegeventil 30 die gemeinsame Biogas/Abgas-Leitung 40 mit der Biogaszuführleitung 38 verbunden. Zusätzlich werden auch die Teil- Biogas/Abgas-Leitungen 40-1 und 40-3 mit der gemeinsamen Biogas/Abgas- Leitung 40 verbunden, so dass das Biogas aus allen Biogasfermentern 2-i nunmehr in der Gasaufbereitungseinrichtung 20 aufkonzentriert wird. Normalbetrieb - Fig. 14:
Wenn die Differenz der Methankonzentration nach - vierter Messfühler 50 - und vor - fünfter Messfύhler 52 - der Gasaufbereitungseinrichtung 20 unter vorbestimmten Grenzwert CM3 absinkt, ist der Normalbetrieb der Bio- gasanlage erreicht, d. h. das in allen Biogasfermentem 2-i erzeugte Biogas wird über die Biogasauslässe 8-i direkt der gemeinsamen Biogasleitung 12 zugeführt und die Gasaufbereitungseinrichtung 20 wird deaktiviert.
Anstelle des Normalbetriebs nach Fig. 14 kann die Schaltung nach Fig. 13 als Normalbetrieb beibehalten werden. Als weitere Alternative kann bei dem Normalbetrieb nach Fig. 13 eine weitere Gasaufbereitungseinrichtung (nicht dargestellt) vorgesehen werden, die unmittelbar vor dem BHKW 18 angeordnet wäre. Durch die Gasaufbereitungseinrichtungen wird mittels Druckwasserwäsche, Filtern oder Membranen die Qualität des erzeugten Biogases auf die Qualitätsstufe von Erdgas angehoben, d. h. es wird insbesondere der Methananteil erhöht und der Kohlendioxϊdanteii wird verringert.
Nachfolgend sind beispielhafte Zahlenwerte für die verschiedenen Grenzwerte angegeben:
Methankonzentration- oberer Grenzwert CM0 30% bis 50% unterer Grenzwert CMu 0% bis 3% Grenzwert CM3 0% bis 1 %
Kohlendioxidkonzentration: unterer Grenzwert CKDU 0,5% bis 2% oberer Grenzwert CKDO 5% bis 15%
Der Abgasvolumenstrom in der Abgasleitung 26 beträgt je nach Größe der Fermenter und der Menge des zur Verfügung stehenden Abgases zwischen 150 und 1000 m3/h. Der Frischluftvolumenstrom in der Frischluftleitung 28 beträgt zwischen 1000 und 5000 m3/h, Bezugszeichenliste
2 Fermenter
4 Be- und Entladeöffnung
6 Biomasse
8 Biogasauslass
10 Ventil
11 Biogas/Abgas-Leitung
12 BiogasSeitung
13 Dreiwege-Ventil
14 Biogasrückführleitung
16 Gaseinlass
16' Spülgaseiniass
18 Biogasverwertungs- oder einer Biogasverarbeitungseinrichtung
19 Abgaskamin
20 Gasaufbereitungseinrichtung
22 Mess- und Steuereinrichtung
24 Gasfördereinrichtung
25 Auspuff
26 Abgasleitung
27 Abgasgebläse
28 Frischluftleitung
29 Frisch!uftgebiäse
30 Vierwegeventil
32 Messfühler für Methankonzentration
34 Messfühler für Kohlendioxidkonzentration
36 Messfühler für Volumenstrom
38 Biogaszuführleitung
40 gemeinsame Biogas/Abgas-Leitung
40-1 erste Teil-Biogas/Abgas-Leitung
40-2 zweite Teii-Biogas/Abgas-Leitung
40-3 dritte Teil-Bϊogas/Abgas-Leitung
42 gemeinsame Spülgaseiniass
44 Auspuffleitung zweiter Abgaskamin 3~Wege Ventil vierter Messfuhler (Methankonzentration) fünfter Messfuhler (Methankonzentration)

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Verminderung von Methanschlupf beim Anfahren von Bϊogasfermentern (2) durch folgende Verfahrensschritte: a) Zuführung des in einem frisch beladenen Biogasfermenter (2) erzeugten Biogases zu einer Gasaufbereitungseinrichtung (20), b) Erhöhung des Methananteiis in dem Biogas durch teilweise Abtrennung von Nicht-Methanbestandteiien in dem Biogas in der Gas- aufbereitungseinrichtung (20), c) Messung der Methankonzentration in dem aufbereiteten Biogas, und d) Rückführung des aufbereiteten Biogases in den Biogasfermenter (2), falls die gemessene Methankonzentration unter einem vorbe- stimmten Grenzwert (CM0) liegt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Biogas aus der Biogasaufbereitungseinrichtung (20) einer Biogasverwer- tungseinrichtung (18) zugeführt wird, falls die in Schritt c) gemessene Methankonzentration den vorbestimmten Grenzwert (CM0) erreicht hat.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dass der vorbestimmte Grenzwert (CM0) für die in Schritt c) gemessene Methankonzentration im Bereich zwischen 15% und 50%, vorzugsweise zwischen 30% und 50% und ins- besondere im Bereich zwischen 40% und 50% liegt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Bϊogasfermentern (2-1 , 2-2, 2- 3) parallel betrieben werden.
5. Biogasanlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit wenigstens einem nach dem Prinzip der Trockenfermentation arbeitenden Fermenter (2) zur Erzeugung von Biogas im Batch-Betrieb mit einem Biogasausiass (8) und einem Gaseiniass (16); einer Gasaufbereitungseinrichtung (20), die eingangsseitig mit dem Biogasauslass (8) des Biogasfermenters (2) verbunden ist, und die einen Biogasauslass aufweist, einer Gasrückführleitung (14), die über eine Ventileinrichtung (13) mit dem Biogasauslass der Gasaufbereitungseinrichtung (8) verbind- 5 bar ist und mit dem Gasemlass (18) des Biogasfermenters (2) verbunden ist, einer Mess- und Steuereinrichtung (14) zur Erfassung der Methan- konzentration sm Biogasauslass der Gasaufbereitungseinrichtung (20) und Verbindung der Gasrückführleitung (14) mit dem Biogasauslass j 0 der Gasaufbereitungseinrichtung (20), solange die Methankonzentration im Biogasauslass der Gasaufbereitungseinrichtung (20) unter einem vorbestimmten Grenzwert (CM0) liegt
6. Verfahren zur Verminderung von Methanschlupf beim Anfahren von 15 Biogasfermentern durch folgende Verfahrensschritte: a) Schließen des mit frischer Biomasse beladenen Biogasfermenters
(2), b) Spulen des geschlossenen Biogasfermenters (2) mit kohiendioxid- haltigem Abgas, bis die Kohlendioxidkonzentration im Biogasfermen-
20 ter (2) einen vorbestimmten oberen Grenzwert (CKDO) erreicht hat, c) Beenden der Zufuhr von Abgas in den Biogasfermenter (2) und Zuführung des Gasgemisches aus dem Biogasfermenter (2) zu einer Gasaufbereitungseinrichtung (20), wenn der obere Grenzwert für die Kohlendioxidkonzentration (C«DO) überschritten ist,
25 d) Erhöhung des fviethananteils in dem Gasgemisch durch teilweise
Abtrennung von Nicht-Methanbestandteilen in der Gasaufbereitungseinrichtung (20), e) Messung der Methankonzentration in dem aufbereiteten Gasgemisch, 0 f) Rückführung des aufbereiteten Gasgemisches in den Biogasfermenter (2), falls die in Schritt e) gemessene Methankonzentration unter einem vorbestimmten oberen Grenzwert (CMo) fegt, und g) Zuführung des Gasgemisches zu einer Biogasweiterverarbeitungs- einπchtung (18), falls die in Schritt e) gemessene Methankonzentrati- 35 on über dem oberen Grenzwert (CM0) liegt.
7 '. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine
Mehrzahl von Biogasfermentern (2-1 , 2-2, 2-3) parallel betrieben werden,
C
8. Biogasanlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 6 oder 7, mit wenigstens einem nach dem Prinzip der Trockenfermentation arbeitenden Fermenter (2) zur Erzeugung von Biogas im Batch-Betrieb mit0 einem Biogasauslass (8) und einem Gaseinlass (16, 16!); einer Gasaufbereitungseinrichtung (20), die eingangsseitig mit dem Biogasauslass (8) des Biogasfermenters (2) verbunden ist, und die einen Biogasauslass aufweist, einer Ivlesseinrichtung (32) zur Erfassung der Methankonzentration 5 im Ausgang der Gasaufbereitungseinrichtung (20), einer Gasrückführleitung (14), die mit dem Biogasauslass der Gasaufbereitungseinrichtung (20) verbindbar ist und mit dem Gaseinlass (16, 16') des Biogasfermenters (2) verbunden ist, einer Spülgaszuführung (26, 27) für kohlendioxidhaltiges Abgas, einem Abgaskamin (19), der über eine Biogas/Abgas-Leitung (1 1 ) mit dem Ausgang der Gasaufbereitungseinrichtung (20) verbindbar ist, einer Steuereinrichtung (22), die mit der Messeinrichtung (32) verbunden ist, zur Verbindung des Gaseinlasses (16, 16') des Biogasfermenters (2) mit der Spülgaszuführung (26, 27) oder dem Biogasauslass der Gas- aufbereitungseinrichtung (20), zur Verbindung des Biogasauslasses (8) des Biogasfermenters (2) mit dem Abgaskamin (19), solange die Methankonzentration im Bio- gasauslass der Gasaufbereitungseinrichtung (20) oder im Biogasauslass (8) des Biogasfermenters unter einem vorbestimmten unteren Grenzwert (CMu) liegt, und zur Verbindung der Gasrückführleitung (14) mit dem Biogasauslass der Gasaufbereitungseinrichtung (20), solange die Methankonzentra- tion im Biogasauslass der Gasaufbereitungseinrichtung (20) über dem unteren Grenzwert (CMU) und unter einem oberen Grenzwert (CM0) liegt.
9. Biogasanlage nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Frisch- luftzuführung (26, 27), die mittels der Steuereinrichtung (22) mit dem
Gaseinlass (16, 16') des Biogasfermenters (2) verbindbar ist.
10. Biogasanlage zur Erzeugung von Biogas mit einer Mehrzahl nach dem Prinzip der Trockenfermentation arbeiten- den Biogasfermentern (2) zur Erzeugung von Biogas im Batch-
Betrieb, die jeweils einen Biogasauslass (8-i) und einem Spülgasein- lass (16'-i) umfassen; einer Biogasleitung (12) in die die Biogasauslässe (8-i) der einzelnen Biogasfermenter (2-i) münden; einer Abgasleitung (26) mittels der kohlendioxidhaltiges Abgas dem
SpuSgaseinlässen (16'-i) der einzelnen Biogasfermenter (2-i) zuführbar ist; einer Gasaufbereitungseinrichtung (20), die mit den Biogasauslässen (8-i) der einzelnen Biogasfermenter verbindbar ist; einer Ventileinrichtung (30), die mit dem Ausgang der Gasaufbereitungseinrichtung (20) verbunden ist einer Biogaszuführleitung (38), die mit der gemeinsamen Biogasleitung (12) und der Ventϊleinrichtung (30) verbunden ist; einer Biogasrückführleitung (14), die mit der Ventileinrichtung (30) verbunden ist, und die mit den Spülgaseinlässen (16-i) der einzelnen
Biogasfermenter (2-i) verbindbar ist; einem Abgaskamin (19), der über eine Biogas/Abgas-Leitung (40) mit der Ventileinrichtung verbunden ist; einer Frischluftieitung (28), die mit den Spülgaseinlässen (16'-i) der einzelnen Biogasfermenter (2-i) verbindbar ist; einer Steuereinrichtung (22) zur Verbindung der einzelnen Biogasauslässe (8-i) mit der gemeinsamen Biogasleitung (12) oder mit dem Eingang der Gasaufbereitungseinrichtung (20) und zur Verbindung der einzelnen Spülgaseϊnlässe (16'-i) mit der Abgas- Ieitung (28) oder mit der Frischluffieitung (28); und einer Messeinrichtung (32, 34, 36, 50, 52), die mit der Steuereinrichtung (22) verbunden ist und Messfühler (32, 50, 52) zur Erfassung der Methankonzentration und Messfühler (34) zur Erfassung der Kohlen- dioxidkonzentratϊon in dem aus dem wenigstens einen Fermenter (2) austretenden Gasgemisch umfasst.
11 Biogasanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (32) zur Erfassung der Methankonzentration in der gemeinsamen Biogasleitung (12) angeordnet ist.
12, Biogasanlage nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (50) zur Erfassung der Methankonzentration zwischen Ventileinrichtung (30) und Gasaufbereitungseinrichtung (20) angeordnet ist
13. Verfahren zur Verminderung von Methanschlupf beim Anfahren von einem aus einer Mehrzahl von Biogasfermentern in einer Biogasanla- ge nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 12 mit den Ver- fahrensschritten: a) Schließen des mit frischer Biomasse beladenen Biogasfermenters (2-2), b) Spülen des geschlossenen Biogasfermenters (2-2) mit kohlendi- oxidhaltigem Abgas über die Abgasleitung (26) und den Gaseinlass (16'-2) des anzufahrenden Biogasfermenters (2-2), bis die Kohlendioxidkonzentration in dem Biogasfermenter (x-i) einen oberen Grenzwert (CKDO) und/oder bis die Methankonzentration in dem Biogasfermenter (2-2) einen unteren Grenzwert (CMU) erreicht hat, c) Zuführung des Gasgemisches aus dem anzufahrenden Biogasfer- menter (2-2) zu der Gasaufbereitungseinrichtung (20), wenn der obere Grenzwert (CKDO) für die Kohlendtoxidkonzentration und/oder der untere Grenzwert für die Methankonzentration (CMU) überschritten ist. d) Erhöhung des Methananteils in dem Gasgemisch durch teilweise Abtrennung von Nicht-Methanbestandteilen in der Gasaufbereitungs- etnrichtung (2O)1 e) Messung der Methankonzentration in dem aufbereiteten Gasgemisch mittels der Messeinrichtung (50), f) Rückführung des aufbereiteten Gasgemisches in den anzufahrenden Bϊogasfermenter (2-2) falls die in Schritt e) gemessene Methan- Konzentration unter einem vorbestϊmrnten oberen Grenzwert (CMo) iiegt, und g) Zuführung des aufbereiteten Gasgemisches über die Biogaszuführ- ieitung (38) in die gemeinsame Biogasieitung (12), falls die in Schritt e) gemessene Methankonzentration über dem oberen Grenzwert (CM0) liegt.
14. Verfahren zur Verminderung von Methanschlupf beim Abschalten von einem aus einer Mehrzahl von Biogasfermentern in einer Biogasanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 12 mit den Ver- fahrensschritten: a) Verbinden des Biogasauslasses (8-2) des abzuschaltenden Bio- gasfermenters (2-2) mit dem Eingang der Gasaufbereitungseinrichtung; b) Verbinden der Abgasleitung (26) mit dem Gaseinlass (16'-2) des abzuschaltenden Bϊogasfermenters (2-2); c) Verbinden der Biogaszuführleitung (38) mit dem Ausgang der Gasaufbereitungseinrichtung (20) über die Ventileinrichtung (30); d) Zuführen von Abgas in den abzuschaltenden Biogasfermenters (2- 2) über die Abgasleitung (26), bis die durch die Messeinrichtung (50) erfasste Methankonzentration am Auslass der Gasaufbereitungseinrichtung (20) auf einen vorbestimmten oberen Grenzwert (CM0) abgesunken ist; e) Trennen der Biogaszuführleitung (38) von dem Auslass der Gasaufbereitungseinrichtung (20); f) Verbinden der Biogasrückführleitung (14) mit der Biogas/Abgas-
Leitung (40) mitteis der Ventileinrichtung (30); g) Verbinden der Biogasrückführleitung (14) mit den Spülgaseinlässen (16-1 , 16-3) der anderen noch Biogas produzierenden Biogasfermen- ter (2-1 , 2-3), h) Weiterzuführung von Abgas in den abzuschaltenden Biogasfer- menter (2-2), bis die Methankonzentration in der Biogas/Äbgas- Leitung (40) auf einen unteren Grenzwert (CM11) abgesunken ist oder bis die Methankonzentration in der gemeinsamen Biogasleitung (12) auf den oberen Grenzwert (CM0) abgesunken ist; i) Trennen der Abgasleitung (26) von der Spülgasleitung (16'-2) des abzuschaltenden Biogasfermenters (2-2); j) Trennen der Biogasrückführleitung (14) von der Biogas/Abgas- Leitung (40) und Verbinden der Bϊogas/Abgas-Leitung (40) mit dem Abgaskamin (19), k) Verbinden der Frischluftleitung (28) mit dem Gaseinlass (16'-2) des abzuschaltenden Biogasfermenters (2-2) und Zufuhr von Frischluft in den abzuschaltenden Biogasfermenter (2-2), bis die durch die Messeinrichtung (34) erfasste Kohlendioxidkonzentration in dem abzuschaltenden Biogasfermenter (2-2) auf einen vorbestimmten unteren Grenzwert (CKDU) abgesunken ist, und
I) Öffnen des abgeschalteten Biogasfermenters (2-2)
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012120446A (ja) * 2010-12-06 2012-06-28 Central Nippon Highway Maintenance Chuoh Co Ltd 微生物資材の培養・製造装置
US8272436B2 (en) 2008-12-01 2012-09-25 Bekon Energy Technologies Gmbh & Co. Kg Reducing methane slack when starting and stopping biogas fermenters
US20130302871A1 (en) * 2010-11-17 2013-11-14 Kompoferm Gmbh Method and device for operating a fermentation plant
US20140349363A1 (en) * 2011-09-29 2014-11-27 Kompoferm Gmbh Biogas Plant And Method For Operating A Biogas Plant

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009050867A1 (de) * 2009-10-27 2011-04-28 Vsr Industrietechnik Gmbh Verfahren zur Erzeugung von Biogas durch Trockenfermentation sowie Biogasanlage zur Gewinnung von Biogas durch Trockenfermentation
DE102012212505A1 (de) 2012-07-17 2014-01-23 Bekon Energy Technologies Gmbh & Co. Kg Verfahren zum Betreiben einer Biogasanlage und eine derart betriebene Biogasanlage
DE102013213258A1 (de) * 2013-07-05 2015-01-29 Bekon Holding Ag Verfahren zur Erzeugung eines flüssigen Düngemittels und eine Biogasanlage zur Durchführung des Verfahrens
DE102013107683B4 (de) * 2013-07-18 2017-10-12 Peter Lutz Biogasanlage zur Erzeugung von Biogas aus nicht-pumpbarer Biomasse sowie Verfahren zu ihrem Betrieb
GB2516994A (en) * 2013-08-05 2015-02-11 Linde Ag Introduction of CO2 for reduction of start-up time in a gas stream separation process
JP2017209614A (ja) * 2016-05-24 2017-11-30 日本プライスマネジメント株式会社 メタン発酵装置
NL2017177B1 (en) * 2016-07-15 2018-01-18 Seatechenergy Ip B V Installation and process for anaerobic digestion of organic material
TWI638796B (zh) 2016-09-12 2018-10-21 樹德科技大學 可收集沼氣之堆肥裝置
CN114324772A (zh) * 2022-01-06 2022-04-12 周荣满 一种反刍动物消化系统排出的甲烷收集处理装置
CN114623368B (zh) * 2022-03-31 2023-04-07 农业部沼气科学研究所 户用沼气池减少甲烷逃逸的方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2672583B1 (fr) * 1991-02-11 1993-04-23 Degremont Procede de regulation d'un dispositif de depollution d'eaux residuaires.
DE19805045A1 (de) 1998-02-09 1999-08-12 Manfred Prof Dr Hoffmann Verfahren und Vorrichtung zur Methanisierung von Biomassen
DE20104047U1 (de) * 2000-07-14 2001-10-25 Bekon Energy Technologies Gmbh Bioreaktor zur Methanisierung von Biomasse und eine Biogasanlage zur Erzeugung von thermischer, elektrischer oder mechanischer Energie aus Biomasse mit einem solchen Bioreaktor
DE10047264B4 (de) * 2000-09-23 2006-05-04 G.A.S. Energietechnologie Gmbh Verfahren zur Nutzung von methanhaltigem Biogas
JP2002275482A (ja) * 2001-03-16 2002-09-25 Ebara Corp 消化ガスによる発電方法及び発電システム
DE102004044645B3 (de) * 2004-09-13 2006-06-08 RÜTGERS Carbo Tech Engineering GmbH Umweltschonendes Verfahren zur Gewinnung von Bioerdgas
EP1681274A3 (de) * 2005-01-17 2006-09-06 Orgaworld B.V. Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung eines Fermentationsprozesses in einem Reaktor
DE102006002836A1 (de) * 2006-01-20 2007-07-26 Eckard, Horst K. Einleitung von Biogas in einen Fermenter
DE102007024911B4 (de) 2007-05-29 2009-04-09 Bekon Energy Technologies Gmbh & Co. Kg Biogasanlage zur Erzeugung von Biogas aus Biomasse sowie Verfahren zum Betreiben der Biogasanlage
DE102008059803A1 (de) 2008-12-01 2010-06-02 Bekon Energy Technologies Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Verminderung von Methanschlupf beim Anfahren und Abschalten von Biogasfermentern sowie Biogasanlage zur Durchführung dieses Verfahrens

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8272436B2 (en) 2008-12-01 2012-09-25 Bekon Energy Technologies Gmbh & Co. Kg Reducing methane slack when starting and stopping biogas fermenters
US8408293B2 (en) 2008-12-01 2013-04-02 Bekon Energy Technologies Gmbh & Co. Kg Reducing methane slack when starting and stopping biogas fermenters
US20130302871A1 (en) * 2010-11-17 2013-11-14 Kompoferm Gmbh Method and device for operating a fermentation plant
US9034621B2 (en) * 2010-11-17 2015-05-19 Zerowaste Energy, Llc Method and device for operating a fermentation plant
JP2012120446A (ja) * 2010-12-06 2012-06-28 Central Nippon Highway Maintenance Chuoh Co Ltd 微生物資材の培養・製造装置
US20140349363A1 (en) * 2011-09-29 2014-11-27 Kompoferm Gmbh Biogas Plant And Method For Operating A Biogas Plant
EP2760989B1 (de) * 2011-09-29 2020-10-28 Kompoferm GmbH Biogasanlage und verfahren zum betreiben einer biogasanlage

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