AT410273B - Anlage zum abbau von biomasse durch mikroorganismen - Google Patents

Description

AT 410 273 B

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zum Abbau von Biomasse durch Mikroorganismen in einem Fermenter, der mit einer Einrichtung zum Zuführen von zu vergärender Biomasse, einer Einrichtung zum Abführen der vergorenen Biomasse und einer Einrichtung zum Sammeln und Abführen des gebildeten Biogases versehen ist. Ähnliche Systeme werden in den Schriften US 5 616 241 A, RO 113 458 B1, US 5666890 A, US 5750028 A, AT 404084 B sowie DE 3100324 A beschrieben.

Die erfindungsgemäße Biogasanlage weist gegenüber den bekannten Systemen den Vorteil auf, dass sie durch ihren einfachen Aufbau auf landwirtschaftlichen Betrieben eingesetzt werden kann wo eine einfach zu handhabende Technik mit hoher Betriebssicherheit gefordert ist.

Dies wird erfindungsgemäß mit den Maßnahmen des kennzeichnenden Teiles des Anspruches 1 erreicht.

Weiters weist die erfindungsgemäße Biogasanlage gegenüber herkömmlichen Systemen den Vorteil auf, dass sie verstopfungssicher betrieben werden kann und in dieser Anlage bei genügen großer Dimensionierung die gesamte organische Substanz eines durchschnittlichen landwirtschaftlichen Betriebes, insbesondere Gras, vergoren werden kann.

Ein angeschlossene Gastrenner dient zur Trennung von Methan von den Restgasen (hauptsächlich C02) und deren Rückführung in den Fermenter, welches zu einer Erhöhung der Methanproduktion führt.

Zudem werden in einer der beispielsweisen Ausführungsformen die Abgase, nach der Verbrennung in den Fermenter eingetragen, die Wärmeenergie in den Abgasen kann so direkt genutzt werden und die eingepumpten Abgase unter Umständen auch zum Verrühren des Substrates im Fermenter verwendet werden.

Dasselbe gilt für die thermische Vorbehandlung im Zubringeschacht.

Die in den Fermenter, vorzugsweise im unteren Bereich des Fermenters eingetragenen Abgase, werden durch eine Gasdurchlässige und teilweise Flüssigkeitsdurchlässige Vorrichtung dem Substrat großflächig zugeführt wodurch in der Gaseintrage-Vorrichtungen eventuelle Sauerstoffanteile durch aerobe Bakterienstämme abgebaut werden und welche zudem als Trägermaterial für Bakterien dient.

Das in den Abgasen enthaltene C02 wird wiederum von den Bakterien im Fermenter, teilweise zur Bildung von Methan herangezogen, was den Gesamtgasertrag steigern kann, ein Teil vom C02 ist hierbei unter Umständen aus diesem Kreislauf abzutrennen und muss an de Aussenluft abgegeben werden.

Es wird durch die Trennung des Gasgemisches ein ideales Gasgemisch-Verhältnis im Fermenter und außerhalb erzielt.

Die Gastrennung erfolgt vorzugsweise durch einen Druck-Gas-Wäscher, wodurch der Methan-Anteil so erhöht wird, dass dieses weiter verarbeitet (verbrannt) werden kann. Durch dieses Verfahren ist es möglich nicht nur die Methanproduktion zu steigern, sondern auch den C02-Anteil der Luft, welcher nach der Verbrennung des Gas-Luft-Gemisches in einer WKK den System zugeführt und von Bakterien in CH4 umgewandelt wird, zumindest zum Teil in Energie umzuwandeln und so der Umwelt, das bei zu hohem Anteil in der Atmosphäre, gefährliche Treibhausgas in geringen Mengen zu entziehen.

Zur Verrührung des Substrats im Fermenter sind Traktormixer vorgesehen, welche über Flansche am Fermenter fixiert sind wobei einer in den oberen und einer in den unteren Bereich des Fermenters ragt.

Dies hat den Vorteil, dass durch die hohe Leistung der Traktormixer ein vermischen im Fermenter auch bei sehr hohem Feststoff-Anteil möglich ist, zudem sind diese Mixer kostengünstig und betriebssicher und sind leicht zu wechseln und abzudichten.

Dadurch, dass der Vorschacht vorzugsweise so groß dimensioniert ist dass eine Tagesration auf einmal eingefüllt werden kann, jedoch nicht sofort in den Fermenter gelangt, ist eine thermische Vorbehandlung leicht zu bewerkstelligen, zudem kann durch die Einschiebevorrichtung welche zeitgesteuert ausgeführt sein kann, das Substrat nach einer längeren Verweildauer im Vorschacht langsam in den Fermenter eingeschoben werden.

Einzelheiten der Erfindung werden anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert, welche beispielsweise Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Fermenters veranschaulicht.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt einer Ausführungsform einer anaeroben Behandlungsanlage für 2

Claims (5)

1. AT 410 273 B Biomasse (Gras) welche die Einbringung und Vergärung der Biomasse, sowie die Restgas bzw. Abgas Rückfuhr-Vorrichtung in den Fermenter veranschaulicht. Diese anaeroben Aufbereitungsanlage für organische Subtanzen kann aus sämtlichen für diesen Zweck in Frage kommenden Materialien gefertigt werden und kann eine runde oder eckige Form haben. Es können bei dieser Anlage auch alle für die Gastrennung und Rückführung verwendbaren Verfahren eingesetzt werden und eine beliebe Anordnung haben. Der Zubringeschacht (6,14) kann am Fermenter angebracht oder in den Fermenter integriert sein. Bei der erfindungsgemäßen anaeroben Aufbereitungsanlage für organische Substanzen handelt es sich um eine betonierte Anlage (1), welche um Wärmeverluste zu vermeiden, isoliert ist (13). Am Boden des Fermenters (1), ist eine flüssigkeitsaufsaugende und gasdurchlässige Vorrichtung (4) angeordnet, durch welche das rückgeführte Gas strömt wodurch ein Verstärkter C02 Abbau bewirkt wird und das rückgeführte Gas im Fermenter (1) gleichmäßig verteilt wird. Das Biogas wird vorzugsweise in einer Gas-Trennvorrichtung getrennt, wodurch hauptsächlich das C02 aus dem Biogas gelöst wird und in den Fermenter (1) wieder rückgeführt wird. Dasselbe kann auch verwendet werden um ein brennbares Gas zu erreichen, wenn die Abgase einer WKK dem Fermenter (1) zugeführt werden. Die Einbringung der Biomasse erfolgt bei der beispielsweisen Ausführungsform über einen Schacht (Vorkammer) (6,14), welcher auch zur thermischen Vorbehandlung dienen kann, über einen vorzugsweise hydraulischen Schieber (7,14) welcher die Biomasse nach der thermischen Behandlung langsam in den Fermenter (1) schiebt. Die Vorkammer (6,14) ist vorzugsweise so groß dimensioniert, dass eine Tagesration auf einmal eingebracht werden kann. Das Rühren des Substrates im Fermenter (1) erfolgt vorzugsweise über Traktormixer (9) und (10) welche fest mit Flansche (11) am Fermenter (1) befestigt sind. Der Fermenter (1) ist mit einer Gasfolie (12) abgedeckt, welche gleichzeitig als Gasspeicher dient und wo vorzugsweise die Isolierung (13) beweglich, auf dieser aufliegt. PATENTANSPRÜCHE: 1. Anlage zum Abbau von Biomasse durch Mikroorganismen in einem Fermenter, der mit einer Einrichtung zum Zuführen von zu vergärender Biomasse, einer Einrichtung zum Abführen der vergorenen Biomasse und einer Einrichtung zum Sammeln und Abführen des gebildeten Biogases versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass an die Einrichtung zum Abführen des gebildeten Biogases eine in den Fermenter führende, bis in die gärende Biomasse reichende, Gasrückführungsleitung angeschlossen ist.
2. 2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in Gärung befindliche Biomasse mittels eines über die Zapfwelle eines Traktors antreibbaren Rührwerks (9,10) durchmischbar ist.
3. 3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Fermenter (1) ein Schieber (7) oder (14) für das Einbringen durch den Schacht (6) oder (15) der zu vergärenden Biomasse vorgeschaltet ist.
4. 4. Anlage nach 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass dem Fermenter (1) ein Schwenkrechen (14) bzw. Schwenkschieber (7) zum Austragen durch den Schacht (6) oder (15) der vergorenen Biomasse nachgeschaltet ist.
5. 5. Anlage nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Fermenter (1) eine Einrichtung zum Einbringen der Abgase, in den Fermenter (1), einer Energie-Gewinnungsanlage, welche sich außerhalb des Systems befindet, angeschlossen ist. HIEZU 1 BLATT ZEICHNUNGEN 3