CZ20022385A3 - Způsob výroby bioplynu obsahujícího methan z organických látek a zařízení k provádění tohoto způsobu - Google Patents
Způsob výroby bioplynu obsahujícího methan z organických látek a zařízení k provádění tohoto způsobu Download PDFInfo
- Publication number
- CZ20022385A3 CZ20022385A3 CZ20022385A CZ20022385A CZ20022385A3 CZ 20022385 A3 CZ20022385 A3 CZ 20022385A3 CZ 20022385 A CZ20022385 A CZ 20022385A CZ 20022385 A CZ20022385 A CZ 20022385A CZ 20022385 A3 CZ20022385 A3 CZ 20022385A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- methane
- fermentation
- low
- thermophilic
- gas
- Prior art date
Links
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 160
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims description 50
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 78
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 66
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 claims abstract description 59
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 46
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 44
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 claims abstract description 41
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims abstract description 36
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 33
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 33
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 claims description 56
- 238000010564 aerobic fermentation Methods 0.000 claims description 35
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims description 26
- 239000010808 liquid waste Substances 0.000 claims description 18
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 claims description 18
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 claims description 18
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 claims description 11
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 9
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000005273 aeration Methods 0.000 claims description 5
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 claims description 5
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011368 organic material Substances 0.000 abstract description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000696 methanogenic effect Effects 0.000 abstract 3
- 238000010000 carbonizing Methods 0.000 abstract 1
- 230000029087 digestion Effects 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 23
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 17
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 10
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 6
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 5
- 239000003925 fat Substances 0.000 description 5
- 235000019197 fats Nutrition 0.000 description 5
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 5
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 4
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 4
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 4
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 4
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 3
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 2
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GXCLVBGFBYZDAG-UHFFFAOYSA-N N-[2-(1H-indol-3-yl)ethyl]-N-methylprop-2-en-1-amine Chemical compound CN(CCC1=CNC2=C1C=CC=C2)CC=C GXCLVBGFBYZDAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 2
- 241000124033 Salix Species 0.000 description 2
- 244000061456 Solanum tuberosum Species 0.000 description 2
- 235000002595 Solanum tuberosum Nutrition 0.000 description 2
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 2
- 239000002154 agricultural waste Substances 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000000539 dimer Substances 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- -1 faeces Substances 0.000 description 2
- 239000002921 fermentation waste Substances 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 description 2
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- LELOWRISYMNNSU-UHFFFAOYSA-N hydrogen cyanide Chemical compound N#C LELOWRISYMNNSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010806 kitchen waste Substances 0.000 description 2
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- 229920001277 pectin Polymers 0.000 description 2
- 239000001814 pectin Substances 0.000 description 2
- 235000010987 pectin Nutrition 0.000 description 2
- 244000144977 poultry Species 0.000 description 2
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 2
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BSYNRYMUTXBXSQ-FOQJRBATSA-N 59096-14-9 Chemical compound CC(=O)OC1=CC=CC=C1[14C](O)=O BSYNRYMUTXBXSQ-FOQJRBATSA-N 0.000 description 1
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 1
- 244000198134 Agave sisalana Species 0.000 description 1
- 241000228245 Aspergillus niger Species 0.000 description 1
- BSYNRYMUTXBXSQ-UHFFFAOYSA-N Aspirin Chemical compound CC(=O)OC1=CC=CC=C1C(O)=O BSYNRYMUTXBXSQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 description 1
- 235000014698 Brassica juncea var multisecta Nutrition 0.000 description 1
- 235000006008 Brassica napus var napus Nutrition 0.000 description 1
- 240000000385 Brassica napus var. napus Species 0.000 description 1
- 235000006618 Brassica rapa subsp oleifera Nutrition 0.000 description 1
- 235000004977 Brassica sinapistrum Nutrition 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000007154 Coffea arabica Species 0.000 description 1
- 240000000491 Corchorus aestuans Species 0.000 description 1
- 235000011777 Corchorus aestuans Nutrition 0.000 description 1
- 235000010862 Corchorus capsularis Nutrition 0.000 description 1
- 229920002261 Corn starch Polymers 0.000 description 1
- 239000004278 EU approved seasoning Substances 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 description 1
- 239000001828 Gelatine Substances 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 241000203353 Methanococcus Species 0.000 description 1
- 241000590931 Methona Species 0.000 description 1
- 244000061176 Nicotiana tabacum Species 0.000 description 1
- 235000002637 Nicotiana tabacum Nutrition 0.000 description 1
- 235000014676 Phragmites communis Nutrition 0.000 description 1
- 108010064851 Plant Proteins Proteins 0.000 description 1
- 241000219000 Populus Species 0.000 description 1
- 244000062793 Sorghum vulgare Species 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 244000269722 Thea sinensis Species 0.000 description 1
- 244000299461 Theobroma cacao Species 0.000 description 1
- 235000009470 Theobroma cacao Nutrition 0.000 description 1
- 239000005862 Whey Substances 0.000 description 1
- 102000007544 Whey Proteins Human genes 0.000 description 1
- 108010046377 Whey Proteins Proteins 0.000 description 1
- 229960001138 acetylsalicylic acid Drugs 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013405 beer Nutrition 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 1
- 238000009924 canning Methods 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000002144 chemical decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 description 1
- 235000019504 cigarettes Nutrition 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 235000016213 coffee Nutrition 0.000 description 1
- 235000013353 coffee beverage Nutrition 0.000 description 1
- 238000009264 composting Methods 0.000 description 1
- 239000008120 corn starch Substances 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 239000006071 cream Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 239000008157 edible vegetable oil Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 235000011194 food seasoning agent Nutrition 0.000 description 1
- 239000010794 food waste Substances 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 description 1
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 description 1
- 239000010903 husk Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 1
- 210000000936 intestine Anatomy 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000007483 microbial process Effects 0.000 description 1
- 235000019713 millet Nutrition 0.000 description 1
- 235000013379 molasses Nutrition 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 235000012015 potatoes Nutrition 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 229940100486 rice starch Drugs 0.000 description 1
- 210000004767 rumen Anatomy 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000010801 sewage sludge Substances 0.000 description 1
- 239000010822 slaughterhouse waste Substances 0.000 description 1
- 210000002784 stomach Anatomy 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 235000013616 tea Nutrition 0.000 description 1
- 235000019871 vegetable fat Nutrition 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 1
- 210000005253 yeast cell Anatomy 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P5/00—Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons
- C12P5/02—Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons acyclic
- C12P5/023—Methane
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P5/00—Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons
- C12P5/02—Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons acyclic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
- C12M21/04—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses for producing gas, e.g. biogas
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M43/00—Combinations of bioreactors or fermenters with other apparatus
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Gas Separation By Absorption (AREA)
- Prostheses (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Description
Vynález se týká způsobu výroby bioplynu obsahujícího methan z organických látek, při kterém se organické látky rozkládají pomocí živých mikroorganismů a přeměňují na methan. Vynález se dále týká zařízení k provádění tohoto způsobu.
Dosavadní stav techniky
Při rozkladu organických látek vzniká plyn, který může sloužit jako alternativní zdroj energie. Tento plyn se často podle způsobu jeho získávání nazývá bioplynem. Významnou složkou bioplynu je methan, který vzniká z organických, popřípadě rostlinných látek nebo produktů z nich hnitím, popřípadě rozkladem za nepřítomnosti vzduchu. Bioplyn se průmyslově získává zplyňováním uhlí nebo při petrochemických procesech a používá se jako topný plyn a surovina pro spalovací zařízení a také jako výchozí materiál pro syntetické produkty, například acetylen, synthesní plyn, kyanovodík a produkty substituované chlorem.
S ohledem na význam methanu je snaha dosáhnout při výrobě bioplynu vysokého podílu methanu. Podle dosavadního stavu techniky se k tomuto používají jedno- nebo dvoustupňové fermentační procesy, při kterých se z organických látek pomocí anaerobní fermentace získává bioplyn s obsahem methanu mezi 40 % a 60 %. Zbylými složkami bioplynu je přitom oxid uhličitý v množství 25 % až 55 % a menší podíly dusíku, sirovodíku a • · · ·
- 2 jiných látek.
Známé způsoby anaerobní fermentace za účelem získávání methanu z anorganických látek nejsou tedy zcela uspokojivé co se týká kvality vyráběného bioplynu a výtěžnosti methanu. Nežádoucí je zejména vysoký obsah síry, popřípadě sirovodíku, kolem 2 %, protože již koncentrace od 0,1 % jsou rušivé při provozu motorů a použití s r.imi spojených katalyzátorů.
Známé způsoby anaerobní fermentace mají kromě toho další nedostatky. Stupeň odbourávání činí obvykle pouze přibližně 45 % organické sušiny a procesy probíhají poměrně nestabilně, protože zúčastněné mikroorganismy reagují citlivě na změny prostředí. Teto má také za následek, že při přerušení procesu, například za účelem údržby nebo oprav, a opětovném uvedení do provozu se hospodárné úrovně výkonu dosáhne teprve po přibližně 12 až 25 týdnech.
Kromě toho, při známých způsobech zůstává přibližně 30 % až 70 % použitých organických látek jáko nevyužitelný odpad, který se musí ukládat na skládky. Také technologické doby, to jest doba mezi zavedením organické látky do procesu a vyrobením bioplynu, jsou poměrně dlouhé a činí 20 až 30 týdnů.
Známé způsoby jsou sice neutrální k životnímu prostředí co se týká obsahu oxidu uhličitého, nevedou však ke snížení zatěžování životního prostředí oxidem uhličitým. Je přitom třeba uvážit také to, že při neřízeném rozkladu ve volné přírodě uvolňovaný methan je pro skleníkový efekt přibližně 30x škodlivější r.ež oxid uhličitý.
Dokument US 4,289,625 popisu biotermický způsob zplyňování, • ·
- 3 při kterém se organický materiál nejdříve anaerobně fermentuje a zbytky se následně nízkotepelně karbonizují. Při nízkotepelné karbonizaci vznikající plyny se pak pomocí anaerobních mikroorganismů konvertují v methan.
Úkolem vynálezu je s přihlédnutím k tomuto stavu techniky nalezení způsobu a příslušného zařízení pro výrobu methan obsahujícího bioplynu z organických látek, přičemž organické látky se rozkládají a na methan přeměňují pomocí živých mikroorganismů, které budou mít vysokou výtěžnost methanu a kterými se odstraní nebo potlačí odstátní nedostatky známých způsobů a zařízení.
Podstata vynálezu
Uvedený úkol řeší a nedostatky známých řešení tohoto druhu do značné míry odstraňuje způsob výroby bioplynu obsahujícího methan z organických látek, při kterém se organické látky rozkládají pomocí živých mikroorganismů a přeměňují na methan, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že v prvním kroku aerobní fermentace způsobu se organická látka fermentuje za aerobních podmínek fermentačními mikroorganismy, přičemž se vytvářejí pevné a/nebo kapalné odpady a odpadní plyn obsahující oxid uhličitý, v druhém kroku nízkotepelné karbonizace se nízkotepelně karbonizují pevné a/nebo kapalné odpady z prvního kroku způsobu, přičemž se vytváří dřevěné uhlí a dřevoplyn, a v třetím kroku termofilní fermentace pro generování methanu způsobu se dřevoplyn z druhého kroku způsobu za anaerobních podmínek pomocí termofilních fermentačních mikroorganismů fermentuje v bioplyn, obsahující methan.
• ·
- 4 Způsob podle vynálezu tedy sestává ze tří kroků.
V prvním kroku aerobní fermentace způsobu se organická látka fermentuje za aerobních podmínek fermentačními mikroorganismy. Vytvářejí se přitom pevné a/nebo kapalné odpady a odpadní plyn, obsahující oxid uhličitý.
V druhém kroku nízkotepelné karbonizace způsobu se nízkotepelně karbonizují pevné a/nebo kapalné odpady z prvního kroku způsobu, přičemž se vytváří dřevěné uhlí a dřevoplyn. Odpady z prvního kroku způsobu, zejména kapalné odpady, se před nízkotepelnou karbonizací s výhodou vysušují. Jsou k tomu vhodné běžné způsoby sušení. Obsah vody po sušení by měl být s výhodou pod 20 %. Užitkovou vodu, která se získá při sušení, lze opět použít v procesu nabobtnávání biomasy.
V třetím kroku termofilní fermentace pro generování methanu způsobu se dřevoplyn z druhého kroku způsobu za anaerobních podmínek pomocí termofilních fermentačních mikroorganismů fermentuje v bioplyn s vysokým obsahem methanu.
Pod fermentací se obecně rozumí odbourávání organických látek vhodnými mikroorganismy, jako jsou kvasnicové buňky, bakterie nebo houby, zejména plísně. V prvním kroku způsobu aerobní fermentace probíhá chemická přeměna, popřípadě rozklad organické látky vhodnými fermentačními mikroorganismy, zejména bakteriemi. Při volbě vhodných fermentačních mikroorganismů by se měl vzít ohled na to, že fermentace v kapalném živném roztoku se vyznačuje vysokou spotřebou uhlíku a vodíku, značným rozmnožováním mikroorganismů samotných a zvyšováním obsahu produktů jejich metabolismu a/nebo mikrobiálně přeměněného substrátu, například zvýšením obsahu proteinů. Kromě toho • · (· • · • · • · · • · · • *
vznikají sekundární produkty metabolismu, například enzymy a farmaceuticky účinné látky. Vhodnými mikroorganismy jsou například Aspergillus niger, Pyroccocus furiosus a Escheria coli.
V prvním kroku způsobu se snižuje obsah dusíku a zvyšuje obsah oxidu uhličitého. Pevným odpadem je v podstatě živočišné uhlí, to jest produkt podobný dřevěnému uhlí. Odpadním plynem je oxid uhličitý. Produkt fermentace tvořený živočišným uhlím má vysoký obsah ligninu. Fermentaci a dynamiku procesu přeměny lze řídit teplotou a volbou mikroorganismů. Teplota je s výhodou v rozsahu mezi 30 °C a 50 °C, zejména v rozsahu mezi 36 °C a 38 °C.
V druhém kroku nízkotepelné karbonizace způsobu se po volitelném vysušení nízkotepelné karbonizují pevné a/nebo kapalné odpady z prvního kroku způsobu. Pod nízkotepelnou karbonizací se rozumí ohřev, popřípadě pomalé spalování za řízeného nedostatku vzduchu nebo za nepřítomnosti vzduchu. Na dřevoplyn a dřevěné uhlí se přitom kromě monomerů a dimerů přeměňují také vyšší polymery. Dřevěné uhlí, které přitom vzniká, je konečným produktem a může se odpovídajícím způsobem využít.
Druhý krok způsobu se s výhodou provádí ve zplyňovacím zařízení na dřevo, s výhodou metodu vířivé vrstvy. Ve srovnání s běžnými systémy zplyňování dřeva se přitom může s výhodou použít zvláštního opatření, které spočívá v tom, že místo normálního vzduchu z okolní atmosféry se zavádí odpadní plyn z prvního kroku způsobu. Přívod odpadního plynu z aerobní fermentace, který obsahuje oxid uhličitý, do nízkotepelné karbonizace, je výhodným opatřením, protože při aerobní fermentaci vznikající odpadní plyn je obohacen oxidem uhličitým a je v něm snížen obsahu dusíku, takže se může v procesu • ·
- 6 nízkotepelné karbonizace použít místo čerstvého vzduchu. Zásluhou obohacení odpadního plynu z aerobní fermentace oxidem uhličitým se takto podpoří proces nízkotepelné karbonizace.
Dřevoplyn, který vzniká v druhém kroku způsobu, má vysoký obsah oxidu uhelnatého a oxidu uhličitého, který se v třetím kroku termofilní methanové fermentace přeměňuje na methan.
V třetím kroku termofilní methanové fermentace způsobu se monomery a dimery, to jest oxid uhelnatý a oxid uhličitý, mikrobiálně přeměňují na methan. Podle potřeby lze přitom provést také chemické a/nebo fyzikální zpracování. Při termofilní methanové fermentací použité mikroorganismy by měly splňovat následující požadavky : Vysoká spotřeba oxidu uhličitého, vysoká spotřeba vodíku a značné rozmnožování mikrobů produkujících methan. Příklady takových mikroorganismů jsou Methona baktericum Thermoautotrophicum, Methanogascina a Methanococcus.
Další výhodné přídavné speciální opatření může spočívat také v tom, že při nízkotepelné karbonizaci mohou být spolu s pevnými a/nebo kapalnými odpady z aerobní fermentace nízkotepelné karbonizovány také další organické látky, zejména látky obsahující lignin.
Jiným další výhodným opatřením může být, že při termofilní methanové fermentací se spolu s dřevoplynem z nízkotepelné karbonizace zpracovávají po případném vysušení také zbytky z aerobní fermentace. Termofilní fermentace může být přitom řízena.
V další výhodné variantě, při které může být termofilní methanová fermentace případně řízena, je navrženo, aby se při • · · · · • · · · · • · · · · · • · · · · • · · ·
- 7 • · termofilní methanové fermentaci spolu s dřevoplynem z nízkotepelné karbonizace fermentovaly na methan také jiné plyny, které obsahují oxid uhelnatý a/nebo oxid uhličitý.
Jako zdroje takových plynů, které obsahují oxid uhelnatý a/nebo oxid uhličitý, připadají v úvahu mimo jiné následující procesy : Procesy spalování, například topná zařízení nebo elektrárny spalující fosilní paliva, výfukové plyny motorů, procesy kvašení, například v kvasném průmyslu nebo výrobě kvasnic, procesy nízkotepelné karbonizace, chemické procesy, proces přírodního tlení, odpadní plyny z budov a průmyslových procesů a spalovacích článků. Toto provedení vynálezu má takto speciální výhodu spočívající v tom, že umožňuje, aby se takto na energetický methan přeměňovaly takové odpady a současně se snížilo zatížení životního prostředí oxidem uhelnatým a oxidem uhličitým.
Organické látky se při aerobní fermentaci s výhodou udržují v pohybu.
Je výhodné, jestliže organické látky se udržují v pohybu bez pomoci mechanických míchadel.
Je zvláště výhodné, jestliže organické látky se udržují v pohybu pomocí systému přívodu vzduchu a provzdušňování.
Při nízkotepelné karbonizaci se spolu s pevnými a/nebo kapalnými odpady z aerobní fermentace mohou nízkotepelné karbonizovat také další organické látky, zejména látky obsahující lignin.
Je výhodné, jestliže při nízkotepelné karbonizaci se zavádí
- 8 oxid uhličitý obsahující odpadní plyn z aerobní fermentace.
Dále je výhodné, jestliže při termofilní fermentaci pro generování methanu se spolu s dřevoplynem z nízkotepelné karbonizace přeměňují také pevné a/nebo kapalné odpady z aerobní fermentace.
Při termofilní fermentaci pro generování methanu se spolu s dřevoplynem z nízkotepelné karbonizace mohou fermentovat v methan také jiné plyny, obsahující oxid uhelnatý a/nebo oxid uhličitý.
Je také výhodné, jestliže organické látky se při termofilní fermentaci neudržují v pohybu.
Další výhodné provedení způsobu podle vynálezu spočívá v tom, že termofilní fermentace pro generování methanu se provádí pomocí termofilních fermentačních mikroorganismů, jejichž optimální životní podmínky jsou v rozsahu teplot mezi 18 °C a 90 °C, s výhodou mezi 35 °C a 85 °C, zejména mezi 45 °C nebo 55 °C a 65 °C. V případě potřeby je třeba použít vhodné ohřívací zařízení, aby se teplota látky mohla regulovat.
Způsob se s výhodou vede tak, že se vyrábí bioplyn s obsahem methanu nejméně 80 %, s výhodou nejméně 85 %, zejména nejméně
%.
Je také výhodné, jestliže se způsob vede tak, že se vyrábí bioplyn s obsahem sirovodíku nižším než 2 %, s výhodou nižším než 1 %, zejména nižším než 0,5 %, 0,1 % nebo 0,05 %.
Zařízení pro výrobu bioplynu obsahujícího methan • 4 4 ·
- 9 z organických látek, při kterém se organické látky rozkládají pomocí živých mikroorganismů a přeměňují na methan, se podle vynálezu vyznačuje tím, že sestává z aerobního fermentačního reaktoru pro fermentaci organických látek za aerobních podmínek pomocí fermentačních mikroorganismů, přičemž se vytvářejí pevné a/nebo kapalné odpady a odpadní plyn, obsahující oxid uhličitý, nízkotepelného karbonizačního zařízení pro nízkotepelnou karbonizaci pevných a/nebo kapalných odpadů z aerobního fermentačního reaktoru, přičemž se vytváří dřevěné uhlí a dřevoplyn, a fermentačního reaktoru pro generování methanu pro provádění termofilní methanové fermentace, při které se dřevoplyn z nízkotepelného karbonizačního zařízení za anaerobních podmínek pomocí termofilních fermentačních mikroorganismů fermentuje v bioplyn, obsahující methan.
Vhodné zařízení, například pro výrobu elektrického proudu z biomasy způsobem podle vynálezu, se svou velikostí s výhodou přizpůsobí množství biomasy, která je k dispozici. Podle přísunu biomasy jsou vhodná zařízení s výkonem například 100 kW, 200 kW, 500 kW, 1 MW nebo až přibližně 8 MW. Zařízení o výkonu přibližně 8 MW spotřebuje ročně přibližně 100 000 tun až 120 000 tun biomasy a vyžaduje plochu 10 000 m2 až 15 000 m2.
Způsob podle vynálezu a příslušné zařízení mají výhodu spočívající v tom, že lze vyrábět bioplyn s vysokým obsahem methanu přes 60 % až 70 %. Způsob lze vést nebo regulovat tak, že se s reprodukovatelnou kvalitou vyrábí bioplyn s obsahem methanu nejméně 80 %, s výhodu nejméně 85 % a zejména s výhodu nejméně 90 %.
·· ·« • 0 0 0 • · ·· • · · · • · 0 · ·· ··
* · ·
- 10 Methan je takto k dispozici jako zdroj energie nebo jako výchozí látka pro chemické syntézy. Bioplyn, popřípadě methan, se může využít v malých zařízeních pro výrobu elektrického proudu, v plynem poháněných motorech nebo v blokových energetických zařízeních pro výrobu elektrického proudu a tepla a také v plynových pohonech obecně.
Další výhodu způsobu podle vynálezu lze spatřovat v tom, že může být veden nebo regulován tak, že se vyrábí bioplyn s obsahem sirovodíku nižším než 2 %, s výhodou nižším než 1 % a zejména s výhodu nižším než 0,5 %. Zpravidla lze dosáhnout obsahu síry nižšího než 0,1 % nebo 0,05 %. Síra se aerobní fermentací oxiduje na sulfát, takže bioplyn je na rozdíl od stavu techniky téměř úplně zbaven síry. Získaný methan je průmyslově využitelný.
Způsobem podle vynálezu se kromě toho ve srovnání se stavem techniky zvýší stupeň odbourávání, který může činit až 65 % nebo více, vztaženo k výchozí organické látce. Také mikrobiální procesy probíhají reprodukovatelně a zásluhou toho do značné míry bezporuchově, protože při rozdělení odbourávání organických látek podle vynálezu na aerobní fermentací a anaerobní výrobu methanu lze cíleně dodržovat a regulovat rozdílné podmínky pro mikroorganismy. Po opětovném uvedení zařízení podle vynálezu do provozu lze tudíž hospodárného výkonu dosáhnout nejpozději za osm dnů. Způsob podle vynálezu kromě toho probíhá poměrně rychle, takže technologická doba pro přeměnu organické látky v methan činí obecně pouze například 16 až 36 hodin, přičemž maximum produkce methanu se dosáhne již za přibližně 12 hodin.
Aerobní fermentační reaktor je s výhodou opatřen zařízení pro udržování organických látek v pohybu.
• · fcfcfc
- 11 Aerobní fermentační reaktor přitom s výhodou neobsahuje žádné mechanické míchadlo pro udržování organických látek v pohybu .
Je přitom výhodné, jestliže aerobní fermentační reaktor je opatřen systémem přívodu vzduchu a provzdušňování pro udržování organických látek v pohybu.
Kromě toho je výhodné, jestliže fermentační reaktor pro generování methanu neobsahuje žádné zařízení pro udržování organických látek v pohybu.
Konečným produktem způsobem podle vynálezu je na trhu zhodnotitelné dřevěné uhlí jako pevný zbytek, které může být v závislosti na použité výchozí látce zčásti zaváděno zpět do procesu, to jest provádí se kaskádové využití biomasy. V jednotlivých stupních zpracování kromě toho vznikají ekonomicky zajímavé meziprodukty, například pektiny, bílkoviny, rostlinné drogy, například heconinacetát nebo kyselina acetylsalicylová, které mohou být vhodnými postupy extrahovány.
V dalším výhodném provedení způsobu podle vynálezu může být tento způsob upraven tak, že při termofilní výrobě methanu sena methan konvertuje další oxid uhličitý, takže se sníží zatížení životního prostředí oxidem uhličitým.
Vynálezem se tedy dosáhne výsledků, o které se odborný svět již dlouho snažil. Aby se dosáhlo obzvláště dobrých výsledků, použijí se opatření uvedená v předchozím popisu a v následujících příkladech provedení, a to buď jednotlivě nebo ve vzájemné kombinaci, přičemž interakcí výhodných opatření lze dosáhnout přídavných výhod.
« ·
- 12 1 • · »« » · C « 1 « « 4 • · * · • » · · « 4 · « • ♦ « « · » · • · · * · · * » ♦
Přehled obrázků na výkresech
Podstata vynálezu je dále objasněna na příkladech jeho provedení, které jsou popsány na základě připojeného výkresu, který znázorňuje
- na obr. 1 schéma způsobu, popřípadě příslušného zařízení podle vynálezu.
Příklady provedení vynálezu
Na obr. 1 je znázorněno schéma způsobu, popřípadě příslušného zařízení podle vynálezu. Organickou látkou 1, která slouží jako výchozí materiál, může být každá organická látka, to jest organický biologický odpad, například hnůj, zemědělské odpady, kaly z čističek odpadní vody, kaly z výroby papíru, kuchyňské odpadky nebo zbylý odpad z kompostovacích zařízení.
Způsobem podle vynálezu zhodnocovanými organickými látkami 1 mohou být například paliva, biomasa a energetické rostliny. Palivy mohou být například odpady z pil, z dřevozpracujícího průmyslu nebo z likvidace starého dřeva, zemědělské odpady, papír, kaly z papíren a organické kaly. Vhodnou biomasou jsou například všechny druhy organického odpadu, jako jsou například zbytky potravin, například z potravinářského průmyslu, mláto, odpady z krmiv, zkažené potraviny, odpady z jatek, výkaly, odpady z výroby škrobu, kuchyňské odpadky a podobně.
Jako specifické příklady lze uvést: potraviny s prošlou záruční lhůtou, plevy a prach z obilí, zbytky z konzerváren, zbytky melasy, odpady z těsta, kalovité odpady, prošlé pochutiny, tabákový prach, listy, žebra listů a kal, vadné výrobní šarže »9·0
- 13 cigaret, sladové mláto, sladový prach, chmelové mláto, výpalky z ovoce, obilí a brambor, kaly z pivovarů, kaly z palíren, mláto, odpady z výroby kávy, čaje a kakaa, kvasnice a jim podobné odpady, zbytky krmiv, odpady z olejnatých semen, tukové odpady a zkažené tuky, například z jatek a výroby rostlinných tuků, výstupy z odlučovačů tuku, flotáty, syrovátka, olejové, tukové a voskové emulze, odpady z výroby krémů, kaly z výroby jedlých tuků a olejů, oleje zbavená bílá zem, odpady z kostí a zbytky kůže, vnitřnosti, odpady z drůbeže a ryb, obsahy žaludku, střev a bachorů, drůbeží trus, prasečí a hovězí kejdy, škrobové kaly, kal z výroby želatiny, odpady z lisování želatiny, odpady z výroby bramborového, kukuřičného a rýžového škrobu, odpady z výroby jedlých olejů a kosmetiky, proteinové odpady, kuchyňské a kantinské odpady z velkokuchyní a podobně.
Jako zhodnotitelné energetické rostliny připadá v úvahu například čínský rákos (Miscantus sinensis giganteus), vrby, topoly, cukernaté proso a řepka.
Organická látka 1 může být v případě potřeby upravena v upravovacím stupni 2, například rozmělněna, vysušena nebo zavlažena, tvarována a podobně. Takto upravená organická látka 3 se pak zavádí do prvního stupně podle vynálezu, kterým je aerobní fermentační reaktor 4, ve kterém probíhá chemická přeměna/rozklad fermentačními mikroorganismy, přičemž se snižuje obsah dusíku a upravená organická látka 3 se sytí oxidem uhličitým.
Vznikají přitom pevné a/nebo kapalné odpady 5 a odpadní plyn 6, obsahující oxid uhličitý. Aerobní fermentace se s výhodou provádí tak, že orgnické látky jsou při ní udržovány v pohybu, aby se zvýšila výtěžnost a proces se urychlil. Aby se předešlo • · · * ·· · ·*·· ···· ·· · ·· · • · · · · · ·· ·· · · • · · · ··· ··· • · ·· ·· · ······
- 14 zničení kultur mikroorganismů, je přitom výhodné, jestliže se organické látky udržují v pohybu bez pomoci mechanických prostředků.
Při aerobní fermentaci probíhá biochemické rozvolnění organické látky, které vytváří příznivější podmínky pro působení mikroorganismů v aerobním stupni pro vývin methanu. Kromě toho se biomasa může při tomto procesu zavádět opakovaně. Například lze z biomasy z vrb získat touto cestou kyselinu acetylsalicylovou. Jiným příkladem je získávání pektinu z odpadu z výroby piva. Podle jiného příkladu lze z odpadů z výroby sisálové příze (výroby juty) získat heconinacetát. Zbylé látky se při způsobu podle vynálezu zavádějí dále do výroby bioplynu.
Jiným výhodným znakem je, že organická látka může být v aerobním fermentačním reaktoru 4 promíchávána systémem přívodu vzduchem a provzdušňování. Takto lze přivádět nejen kyslík, který je zapotřebí pro aerobní fermentaci, ale současně lze takto organickou látku také promíchávat bez použití mechanického míchadla.
Pevné a/nebo kapalné odpady 5 se po případném sušení zavádějí do dalšího stupně podle vynálezu, to jest do nízkotepelného karbonizačního zařízení 7. Toto nízkotepelné karbonizační zařízení 7 může být s výhodou tvořeno zařízením pro zlyňování dřeva, které s výhodou pracuje metodou vířivé vrstvy. Další výhodný znak vynálezu může spočívat v tom, že odpadní plyn 6, který obsahuje oxid uhličitý, se také zavádí do nízkotepelného karbonizačního zařízení 7, zejména do fáze nízkotepelné karbonizace, aby se podpořil proces nízkotepelné karbonizace nebo zvýšila výtěžnost methanu.
• Λ • ·
- 15 « « Λ ·
V nízkotepelném karbonizačním zařízení 7 vzniká jako konečný produkt dřevěné uhlí 8 a dále zpracovávaný dřevoplyn 9 s vysokým obsahem oxidu uhelnatého a oxidu uhličitého, který se po průchodu volitelně zařazenou plynovou čističkou 10 zavádí do třetího stupně podle vynálezu, to jest fermentačního reaktoru 11 pro generování methanu. Dřevoplyn 9 z nízkotepelného karbonizačního zařízení 7 je horký a zavádí se s výhodou ještě horký do fermentačního reaktoru 11 pro generování methanu, který je s výhodou proveden jako trubkový reaktor.
Ve fermentačním reaktoru 11 pro generování methanu je dřevoplyn 9 pomocí termofilní methanové fermentace fermentován za anaerobních podmínkek na bioplyn 12 s vysokým podílem methanu. Aby se přitom předešlo zničení kultur mikroorganismů, je použito přídavné opatření spočívající v tom, že organická látka se v průběhu termofilní methanové fermentace neudržuje v pohybu, například pomocí mechanického míchadla.
Na obr. 1 je dále znázorněno, že dále může být výhodné, jestliže se při nízkotepelné karbonizaci v nízkotepelném karbonizačním zařízení 7 spolu s pevnými a/nebo kapalnými odpady 5 z aerobního fermentačního reaktoru 4 nízkotepelné karbonizují také další organické látky 13, zejména látky obsahující lignin.
Dále je znázorněno, že je také možné, aby se do fermentačního reaktoru 11 pro generování methanu zaváděly pro přeměnu na methan po případném vysušení také pevné a/nebo kapalné odpady 5 z aerobního fermentačního reaktoru 4 spolu s dřevoplynem 9 z nízkotepelné karbonizace.
Zvláště výhodný volitelný znak vynálezu spočívá v tom, že v termofilním fermentačním reaktoru 11 pro generování methanu se
- 16 na methan mohou spolu s dřevoplynem 9 z nízkotepelného karbonizačního zařízení 7 fermentovat také jiné plyny 14 obsahující oxid uhelnatý nebo oxid uhličitý, které pocházejí z jiných zdrojů.
Zastupuje:
Ing.J.Chlustina
08.07.2002
- 17 Z4604/02-CZ
Claims (14)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Způsob výroby bioplynu (12) obsahujícího methan z organických látek (1), při kterém se organické látky (1) rozkládají pomocí živých mikroorganismů a přeměňují na methan, vyznačující se tím, že v prvním kroku aerobní fermentace (4) způsobu se organická látka fermentuje za aerobních podmínek fermentačními mikroorganismy, přičemž se vytvářejí pevné a/nebo kapalné odpady (5) a odpadní plyn (6), obsahující oxid uhličitý, v druhém kroku nízkotepelné karbonizace (7) způsobu se nízkotepelně karbonizují pevné a/nebo kapalné odpady (5) z prvního kroku způsobu, přičemž se vytváří dřevěné uhlí (8) a dřevoplyn (9), a v třetím kroku termofilní fermentace (11) pro generování methanu způsobu se dřevoplyn (9) z druhého kroku způsobu za anaerobních podmínek pomocí termofilních fermentačních mikroorganismů fermentuje v bioplyn (12), obsahující methan.
2. Způsob podle nároku že organické látky udržují v pohybu. 1, vyznačující se tím, (1) se při aerobní fermentaci (4) 3. Způsob podle nároku 2, vyzná č u j i c í se t í m, že organické látky (1) se udržují v pohybu bez pomoci mechanických míchadel.• · • · · · · ·- 18 4. Způsob podle nároku 2 nebo 3, vyznačující se tím, že organické látky (1) se udržují v pohybu pomocí systému přívodu vzduchu a provzdušňování. - 5. Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že při nízkotepelné karbonizaci (7) se spolu s pevnými a/nebo kapalnými odpady (5) z aerobní fermentace (4) nízkotepelně karbonizují také další organické látky (13), zejména látky obsahující lignin.
- 6. Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že při nízkotepelné karbonizaci (7) se zavádí oxid uhličitý obsahující odpadní plyn (6) z aerobní fermentace (4).
- 7. Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že při termofilní fermentaci (11) pro generování methanu se spolu s dřevoplynem (9) z nízkotepelné karbonizace (7) přeměňují také pevné a/nebo kapalné odpady (5) z aerobní fermentace (4).
- 8. Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že při termofilní fermentaci (11) pro generování methanu se spolu s dřevoplynem (9) z nízkotepelné karbonizace (7) fermentují v methan také jiné plyny (14), obsahující oxid uhelnatý a/nebo oxid uhličitý.
- 9. Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že organické látky (1) se při termofilní fermentaci (11) neudržují v pohybu.- 19 • · · · ·· · ···· ···· ·· · · · · • · · · · · · · ·· · · ···· ··· ··· ·· · · ·· · ······
- 10. Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že termofilní fermentace (11) pro generování methanu se provádí pomocí termofilních fermentačních mikroorganismů, jejichž optimální životní podmínky jsou v rozsahu teplot mezi 18 °C a 90 °C, s výhodou mezi 35 °C a 85 °C, zejména mezi 45 °C nebo 55 °C a 65 °C.
- 11. Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že se vede tak, že se vyrábí bioplyn (12) s obsahem methanu nejméně 80 %, s výhodou nejméně 85 %, zejména nejméně 90 %.
- 12. Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že se vede tak, že se vyrábí bioplyn (12) s obsahem sirovodíku nižším než 2 %, s výhodou nižším než 1 %, zejména nižším než 0,5 %, 0,1 % nebo 0,05 %.
- 13. Zařízení pro výrobu bioplynu (12) obsahujícího methan z organických látek (1), při kterém se organické látky (1) rozkládají pomocí živých mikroorganismů a přeměňují na methan, zejména k provádění způsobu podle některého z nároků 1 až 12, vyznačující se tím, že sestává z aerobního fermentačního reaktoru (4) pro fermentaci organických látek (1) za aerobních podmínek pomocí fermentačních mikroorganismů, přičemž se vytvářejí pevné a/nebo kapalné odpady (5) a odpadní plyn (6), obsahující oxid uhličitý, nízkotepelného karbonizačního zařízení (7) pro nízkotepelnou karbonizaci pevných a/nebo kapalných odpadů (5) z aerobního fermentačního reaktoru (4), přičemž se vytváří dřevěné uhlí (8) a dřevoplyn (9), a fermentačního reaktoru (11) pro generování methanu pro provádění termofilní methanové fermentace, při které se dřevoplyn (9) z nízkotepelného karbonizačního zařízení (7) za anaerobních podmínek pomocí termofilních fermentačních mikroorganismů fermentuje v bioplyn (12), obsahující methan.
- 14. Zařízení podle nároku 13, vyznačující se tím, že aerobní fermentační reaktor (4) je opatřen zařízením pro udržování organických látek (1) v pohybu.
- 15. Zařízení podle nároku 14, vyznačující se tím, že aerobní fermentační reaktor (4) neobsahuje žádné mechanické míchadlo pro udržování organických látek (1) v pohybu.
- 16. Zařízení podle nároku 14 nebo 15, vyznačuj ící se tím, že aerobní fermentační reaktor (4) je opatřen systémem přívodu vzduchu a provzdušňování pro udržování organických látek (1) v pohybu.
- 17. Zařízení podle nároku 13, vyznačující se tím, že fermentační reaktor (11) pro generování methanu neobsahuje žádné zařízení pro udržování organických látek (1) v pohybu.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP00100256A EP1118671A1 (de) | 2000-01-18 | 2000-01-18 | Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen von methanhaltigem Biogas aus organischen Stoffen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ20022385A3 true CZ20022385A3 (cs) | 2003-01-15 |
Family
ID=8167574
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20022385A CZ20022385A3 (cs) | 2000-01-18 | 2001-01-17 | Způsob výroby bioplynu obsahujícího methan z organických látek a zařízení k provádění tohoto způsobu |
Country Status (19)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6802974B2 (cs) |
| EP (2) | EP1118671A1 (cs) |
| JP (1) | JP2003520045A (cs) |
| KR (1) | KR20030013366A (cs) |
| CN (1) | CN1167802C (cs) |
| AT (1) | ATE267872T1 (cs) |
| AU (1) | AU2001240514A1 (cs) |
| BR (1) | BR0107653A (cs) |
| CZ (1) | CZ20022385A3 (cs) |
| DE (1) | DE50102404D1 (cs) |
| DK (1) | DK1240346T3 (cs) |
| ES (1) | ES2222349T3 (cs) |
| HU (1) | HUP0204455A3 (cs) |
| IL (1) | IL150653A0 (cs) |
| PL (1) | PL356266A1 (cs) |
| PT (1) | PT1240346E (cs) |
| SI (1) | SI20979A (cs) |
| WO (1) | WO2001053510A1 (cs) |
| ZA (1) | ZA200205316B (cs) |
Families Citing this family (58)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002263617A (ja) * | 2001-03-07 | 2002-09-17 | Ryoichi Okamoto | 廃棄物処理装置 |
| DE20315555U1 (de) | 2003-10-07 | 2004-01-15 | Lafontaine, Hans Jörg, Dr. | Vorrichtung zum Verwerten von Flüssigabfällen |
| JP4257847B2 (ja) * | 2003-12-10 | 2009-04-22 | 潤一 高橋 | 二酸化炭素変換方法および二酸化炭素変換装置 |
| NL1025653C1 (nl) * | 2004-03-08 | 2005-09-12 | E M Engineering F T S B V | Kooldioxyde gas omvormer naar methaan-gas. |
| EP1766037B1 (en) | 2004-05-12 | 2015-07-01 | Transworld Technologies Limited | Generation of hydrogen from hydrocarbon-bearing materials |
| DE102004035997A1 (de) | 2004-07-16 | 2006-02-02 | Rühl, Bernhard | Biogasanlage zur Bereitstellung von methanhaltigen Gasen |
| DE102004045239A1 (de) * | 2004-09-17 | 2006-03-30 | Gürtner, Michael | Verfahren zur Erhöhung der Gasausbeute einer Biogasanlage |
| DE202004014519U1 (de) * | 2004-09-17 | 2005-02-24 | Gürtner, Michael | Anlage zur Erhöhung der Gasausbeute einer Biogasanlage |
| US20060223153A1 (en) * | 2005-04-05 | 2006-10-05 | Luca Technologies, Llc | Generation of materials with enhanced hydrogen content from anaerobic microbial consortia |
| US20060223159A1 (en) * | 2005-04-05 | 2006-10-05 | Luca Technologies, Llc | Generation of materials with enhanced hydrogen content from microbial consortia including thermotoga |
| US20060223160A1 (en) * | 2005-04-05 | 2006-10-05 | Luca Technologies, Llc | Systems and methods for the isolation and identification of microorganisms from hydrocarbon deposits |
| US7426960B2 (en) * | 2005-05-03 | 2008-09-23 | Luca Technologies, Inc. | Biogenic fuel gas generation in geologic hydrocarbon deposits |
| US20070117195A1 (en) * | 2005-07-01 | 2007-05-24 | Jerry Warner | Integrated thermochemical and biocatalytic energy production system |
| WO2007052306A2 (en) * | 2005-09-05 | 2007-05-10 | Gangotree Resource Developers Pvt. Ltd. | A three-step biomethanation process |
| US7416879B2 (en) * | 2006-01-11 | 2008-08-26 | Luca Technologies, Inc. | Thermacetogenium phaeum consortium for the production of materials with enhanced hydrogen content |
| US7977282B2 (en) * | 2006-04-05 | 2011-07-12 | Luca Technologies, Inc. | Chemical amendments for the stimulation of biogenic gas generation in deposits of carbonaceous material |
| US7696132B2 (en) * | 2006-04-05 | 2010-04-13 | Luca Technologies, Inc. | Chemical amendments for the stimulation of biogenic gas generation in deposits of carbonaceous material |
| US20100248322A1 (en) * | 2006-04-05 | 2010-09-30 | Luca Technologies, Inc. | Chemical amendments for the stimulation of biogenic gas generation in deposits of carbonaceous material |
| US20090130734A1 (en) * | 2006-06-13 | 2009-05-21 | Laurens Mets | System for the production of methane from co2 |
| EP2032710A2 (en) * | 2006-06-26 | 2009-03-11 | Novus Energy, LLC | Bio-recycling of carbon dioxide emitted from power plants |
| DE102006032039A1 (de) * | 2006-07-10 | 2008-01-17 | Rebholz, Erich, Dr. | Verfahren zur Herstellung von Methangas und Reaktor zu dessen Durchführung |
| US8278087B2 (en) | 2006-07-18 | 2012-10-02 | The University of Regensburg | Energy production with hyperthermophilic organisms |
| WO2008053353A2 (en) * | 2006-07-18 | 2008-05-08 | Hyperthermics Holding As | Energy production with hyperthermophilic organisms |
| WO2008062558A1 (en) | 2006-11-20 | 2008-05-29 | Yamaguchi University | Thermotolerant ethanol-producing yeast and ethanol production method utilizing the same |
| US20100167369A1 (en) * | 2006-11-21 | 2010-07-01 | Castaldi Marco J | Biomass As A Sustainable Energy Source |
| DE102007006483A1 (de) * | 2007-02-09 | 2008-08-14 | Westfalia Separator Gmbh | Verfahren zur Gewinnung eines Wertproduktes, insbesondere Stärke, aus einem Getreidemehl |
| WO2008109122A1 (en) * | 2007-03-05 | 2008-09-12 | Novus Energy, Llc | Efficient use of biogas carbon dioxie in liquid fuel synthesis |
| EP2215772A1 (en) * | 2007-10-30 | 2010-08-11 | Media Patents, S. L. | Method for managing multicast traffic between routers communicating by means of a protocol integrating the pim protocol; and router and switch involved in said method |
| CA2648454C (en) * | 2008-01-02 | 2016-06-28 | Dunkirk Metal Products, Inc. | High efficiency wood or biomass boiler |
| US20100035309A1 (en) * | 2008-08-06 | 2010-02-11 | Luca Technologies, Inc. | Analysis and enhancement of metabolic pathways for methanogenesis |
| CN101749106B (zh) * | 2008-12-08 | 2012-02-15 | 刘爱平 | 一种可循环利用碳源的微生物发电方法 |
| US20100248321A1 (en) * | 2009-03-27 | 2010-09-30 | Luca Technologies, Inc. | Surfactant amendments for the stimulation of biogenic gas generation in deposits of carbonaceous materials |
| US20100248344A1 (en) * | 2009-03-27 | 2010-09-30 | Tech V, LLC | Methanogenic reactor |
| DE102009030013A1 (de) * | 2009-04-27 | 2010-11-04 | Schottdorf, Bernd, Dr. | Vorrichtung, deren Verwendung, Verfahren und System zur kontinuierlichen Umwandlung von Biomasse |
| US20100297740A1 (en) * | 2009-05-21 | 2010-11-25 | Xiaomei Li | Use of Anaerobic Digestion to Destroy Biohazards and to Enhance Biogas Production |
| JP5108853B2 (ja) * | 2009-10-16 | 2012-12-26 | 浦安電設株式会社 | 湿潤有機廃棄物の処理システム |
| US8479813B2 (en) * | 2009-12-16 | 2013-07-09 | Luca Technologies, Inc. | Biogenic fuel gas generation in geologic hydrocarbon deposits |
| CN102268296A (zh) * | 2010-06-02 | 2011-12-07 | 高增芳 | 一种利用污泥生产可燃气体的工艺 |
| DE102010049379A1 (de) | 2010-10-26 | 2012-04-26 | Mioba Mitteldeutscher Industrie-Ofenbau Gmbh & Co. Kg | Vorrichtung zum energetischen Verwerten von festen organischen Abfällen |
| DK2661511T3 (en) | 2011-01-05 | 2016-07-25 | Univ Chicago | METHANOTHERMOBACTER THERMAUTOTROPHIC STUPS AND VARIATIONS THEREOF |
| US8580219B2 (en) | 2011-07-25 | 2013-11-12 | Coskata, Inc. | Ammonium recovery methods |
| CN103087793A (zh) * | 2011-10-31 | 2013-05-08 | 上海百沃思水处理科技有限公司 | 一种利用厌氧微生物实现焦炉气制备天然气的工艺 |
| TWI562960B (en) | 2011-11-14 | 2016-12-21 | Basf Se | Segmented graphene nanoribbons |
| DE102012003246A1 (de) | 2012-01-31 | 2013-08-01 | extech GmbH | Kombi-Mischgasanlage mit Gasreinigung |
| EP2622967B8 (de) * | 2012-02-02 | 2015-06-24 | Bühler Barth GmbH | Verfahren zur Verarbeitung von pflanzlichen Rückständen |
| US9004162B2 (en) | 2012-03-23 | 2015-04-14 | Transworld Technologies Inc. | Methods of stimulating acetoclastic methanogenesis in subterranean deposits of carbonaceous material |
| US9051237B2 (en) * | 2012-04-09 | 2015-06-09 | Peter Coorey | Biogas to liquid fuel converter |
| DE102014102192A1 (de) | 2014-02-20 | 2015-08-20 | Günther Kutter | Verfahren zur Vorbereitung von organischen Abfällen |
| DE102014102196A1 (de) | 2014-02-20 | 2015-08-20 | Hannelore Deger | Verfahren zur Vorbereitung von organischen Abfällen |
| DE102014102187A1 (de) | 2014-02-20 | 2015-08-20 | Oliver Deger | Verfahren zur Vorbereitung von organischen Abfällen |
| KR101683074B1 (ko) | 2016-02-24 | 2016-12-07 | (주)정봉 | 유기산 축적에 의한 바이오가스 생산 효율 저하 방지 기능을 갖는 유기성 폐기물을 이용한 바이오가스의 생산방법 및 시스템 |
| US12416024B2 (en) | 2018-03-29 | 2025-09-16 | Transworld Technologies Inc. | Biologically enhanced oil recovery methods |
| ES2735142A1 (es) * | 2018-06-11 | 2019-12-16 | Crespo Laureano Allariz | Método para la elaboración de combustibles a partir de residuos de pescado y otros residuos alimentarios |
| CN109266691B (zh) * | 2018-09-18 | 2021-12-07 | 罗绍庆 | 一种木薯酒糟发酵制备生物质燃气的方法 |
| KR102092200B1 (ko) | 2019-08-29 | 2020-03-24 | 동병길 | 메탄가스 생성 장치 |
| US11198819B1 (en) * | 2020-08-14 | 2021-12-14 | Serendipity Technologies Llc | Food waste carbonizer |
| US11377597B2 (en) * | 2020-11-30 | 2022-07-05 | Serendipity Technologies Llc | Organic waste carbonizer |
| NO347395B1 (en) * | 2021-08-24 | 2023-10-16 | Wai Env Solutions As | Process for treatment of organic waste and resource recovery |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB721823A (en) * | 1949-04-04 | 1955-01-12 | Matepa Mij Tot Exploiteeren Va | Improvements relating to a method of producing methane |
| US4289625A (en) * | 1980-01-18 | 1981-09-15 | Institute Of Gas Technology | Hybrid bio-thermal gasification |
| DE3330542A1 (de) * | 1983-08-24 | 1985-03-07 | Johannes Dipl.-Ing. 6200 Wiesbaden Linneborn | Verfahren zur aufbereitung von biomassen |
| DE3340971A1 (de) * | 1983-11-11 | 1985-05-23 | Johannes Dipl.-Ing. 6200 Wiesbaden Linneborn | Verfahren zur herstellung von aus mindestens zwei komponenten bestehenden fluessigen brennbaren medien |
| DE3531605A1 (de) * | 1985-09-04 | 1987-05-21 | Johannes Dipl Ing Linneborn | Reaktor zur behandlung organischer massen und verfahren zur erzielung mehrerer zwischen- und endprodukte aus diesen massen |
| DE4103715A1 (de) * | 1990-02-12 | 1991-07-11 | Annerose Kutzer | Anlage und verfahren zur behandlung von hausmuell und hausmuellaehnlichen gewerbeabfaellen |
-
2000
- 2000-01-18 EP EP00100256A patent/EP1118671A1/de active Pending
-
2001
- 2001-01-17 SI SI200120007A patent/SI20979A/sl not_active IP Right Cessation
- 2001-01-17 DK DK01911494T patent/DK1240346T3/da active
- 2001-01-17 US US10/181,548 patent/US6802974B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-01-17 WO PCT/EP2001/000493 patent/WO2001053510A1/de not_active Ceased
- 2001-01-17 EP EP01911494A patent/EP1240346B9/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-01-17 DE DE50102404T patent/DE50102404D1/de not_active Expired - Fee Related
- 2001-01-17 BR BR0107653-1A patent/BR0107653A/pt not_active IP Right Cessation
- 2001-01-17 HU HU0204455A patent/HUP0204455A3/hu unknown
- 2001-01-17 AT AT01911494T patent/ATE267872T1/de not_active IP Right Cessation
- 2001-01-17 PL PL01356266A patent/PL356266A1/xx not_active Application Discontinuation
- 2001-01-17 AU AU2001240514A patent/AU2001240514A1/en not_active Abandoned
- 2001-01-17 CZ CZ20022385A patent/CZ20022385A3/cs unknown
- 2001-01-17 JP JP2001553372A patent/JP2003520045A/ja not_active Ceased
- 2001-01-17 ES ES01911494T patent/ES2222349T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2001-01-17 CN CNB018038700A patent/CN1167802C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2001-01-17 PT PT01911494T patent/PT1240346E/pt unknown
- 2001-01-17 IL IL15065301A patent/IL150653A0/xx unknown
- 2001-01-17 KR KR1020027008826A patent/KR20030013366A/ko not_active Ceased
-
2002
- 2002-07-03 ZA ZA200205316A patent/ZA200205316B/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1396955A (zh) | 2003-02-12 |
| EP1240346B9 (de) | 2004-12-22 |
| US6802974B2 (en) | 2004-10-12 |
| BR0107653A (pt) | 2002-10-15 |
| ES2222349T3 (es) | 2005-02-01 |
| SI20979A (sl) | 2003-02-28 |
| EP1240346A1 (de) | 2002-09-18 |
| CN1167802C (zh) | 2004-09-22 |
| US20040035785A1 (en) | 2004-02-26 |
| HUP0204455A3 (en) | 2004-10-28 |
| DE50102404D1 (de) | 2004-07-01 |
| PL356266A1 (pl) | 2004-06-28 |
| AU2001240514A1 (en) | 2001-07-31 |
| ATE267872T1 (de) | 2004-06-15 |
| JP2003520045A (ja) | 2003-07-02 |
| EP1240346B1 (de) | 2004-05-26 |
| KR20030013366A (ko) | 2003-02-14 |
| WO2001053510A1 (de) | 2001-07-26 |
| DK1240346T3 (da) | 2004-10-04 |
| HUP0204455A2 (hu) | 2003-04-28 |
| PT1240346E (pt) | 2004-10-29 |
| IL150653A0 (en) | 2003-02-12 |
| ZA200205316B (en) | 2003-08-18 |
| EP1118671A1 (de) | 2001-07-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CZ20022385A3 (cs) | Způsob výroby bioplynu obsahujícího methan z organických látek a zařízení k provádění tohoto způsobu | |
| Mshandete et al. | Anaerobic batch co-digestion of sisal pulp and fish wastes | |
| Ubalua | Cassava wastes: treatment options and value addition alternatives | |
| US6299774B1 (en) | Anaerobic digester system | |
| US20020102673A1 (en) | Biogasification of solid waste with an anaerobic-phased solids-digester system | |
| Gunjal et al. | Management of pressmud (agroindustry by-product) by conversion to value-added products: a review | |
| Hutňan | Maize silage as substrate for biogas production | |
| JP4011439B2 (ja) | 有機性廃棄物のメタン発酵方法および装置 | |
| Smith et al. | Bioprocessing of lignocelluloses | |
| JP2004237246A (ja) | メタン発酵処理装置及びメタン発酵処理方法 | |
| JP7811076B2 (ja) | 有機廃棄材料を処理する方法 | |
| EP2955217B1 (en) | Method and system for processing biomass | |
| CN111218481A (zh) | 有机垃圾与污泥联合发酵的方法 | |
| Izzati Dyah Lantasi et al. | Rice husk as renewable energy for biogas production from biomass: prospect and challenges | |
| Mydeen et al. | Self-circulating biogas generation for swine waste | |
| Sari et al. | Biogas production from rice straw | |
| WO2023209736A1 (en) | Method of producing biogas from lignocellulosic biomass | |
| Zaeni et al. | Anaerobic digestion of solid and liquid organic waste with microorganism from manure | |
| CN116854509A (zh) | 基于碳氮回收的餐厨垃圾资源化处理方法 | |
| KR20200000663A (ko) | 하수슬러지와 첨가제를 이용한 연료 제조방법 | |
| Verrier et al. | The French programme on methane fermentation | |
| Chiumenti et al. | Anaerobic Digestion of Spent Compost and Peat from the Cultivation of Mushroom | |
| Obonukut | Advances and challenges of anaerobic biodigestion technology | |
| AU2021264040A1 (en) | System and process for recycling biogenic carbon dioxide | |
| CN112828008A (zh) | 一种黑水虻将垃圾转化为高蛋白质生物饲料的方法 |