DD158700A3 - Vorrichtung zur erzeugung von biogas - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung wird bei der Verwertung von Abprodukten aus kleinen und grossen landwirtschaftlich tierischen Produktionsanlagen und von organischen Siedlungsabfaellen angewendet. Ziel ist die Gewinnung von Biogas nach dem Durchflussprinzip bei zusaetzlicher Erzeugung von Dung und Warmwasser. Aufgabe ist es, den konstruktiven Aufwand, Energieeinsatz sowie Betriebs- und Wartungsaufwand zu senken. Dies wird erfindungsgemaess geloest, indem der Faulprozess in einem Behaelter mit schottenartiger Unterteilung erfolgt, welchem Waermetauscher vor- und nachgeschaltet sind. Der Faulprozess wird durch die Zufuehrung des selbst erzeugten Gases und Warmwassers aktiviert und ueber Signal- und Regel- bzw. Steuereinrichtungen weitestgehend automatisiert. Die Restwaerme d. Faulgutes wird mittels Waermeaustauscher auf ein Medium uebertragen, welches durch eine Waermepumpe eine hoehere Temp. erhaelt, um es danach bei Bedarf zur Aufheizung des Faulgutes mittels Waermetauscher bzw. des Warmwassers insbesondere mittels Waermeuebertrager zu verwenden. Die Vorrichtung ist waermegedaemmt und hat entsprechende Reinigungsoeffnungen.
Description
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Titel der Erfindung
Vorrichtung zur Erzeugung von Biogas Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung ist anwendbar bei der Verwertung von Abprodukten aus kleinen und großen landwirtschaftlich tierischen Produktionsanlagen und von organischen Siedlungsabfällen·
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Die bekannten technischen Lösungen werden unterschieden in Wechsel-, Speicher- und Durchflußsysterne, wobei das Durch- „ flußsystem den relevanten Stand der Technik darstellt· Hierzu sind die US-Patentschrift 19 90 523 "Heth'Öd of Producing Methane«, die BRD Offenlegungsschrift 25 35 756 "Behälter mit Vorrichtungen zur Erzeugung von Methangas aus organisehen Abfällen" sowie aus Österreich die Biogasgewinnungsanlage der Pirma BVT (Y¥enzlaff, R·; Biogas, Probleme Marktübersicht, Empfehlungen ; top agrar 5/1930, Seiten 98 ··· 106) als naheliegenste Lösungen bekannt·
Bei den beiden erstgenannten Lösungen ist nachteilig, daß sie nur als Kleinanlage einsetzbar sind, eine elektrisch angetriebene Mischeinrichtung haben, die Sedimentation an der Behälterwandung und Mischeinrichtung gefördert wird und ein
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großer Betriebs- und Wartungsaufwand erforderlich ist·
Bei der letztgenannten Losung ist nachteilig, daß sie konstruktiv sehr aufwendig ist, hohe WärmeVerluste des Paulgutes hat, die Sedimentation im allgemeinen und ein Zusetzen des Absetzbeckens bis zur Unwirksamkeit des Hauptgärbehälters gefördert v/ird, ein großer Betriebs- und Wartungsaufwand erforderlich ist, keine V/ärmerückgewinnung und Warmwasserbereitung erfolgt sowie dem Faulgut keine Wärme zur Aktivierung des Faulprozesses zugeführt wird·
Ziel der Erfindung
Ziel der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Gewinnung von Biogas für die Verwertung von Abprodukten aus kleinen und großen landwirtschaftlich tierischen Produktionsanlagen und von organischen Siedlungsabfällen· Der nachteilige Aufwand für die Konstruktion einschließlich ?/ärmedämmung, den Betrieb und die Wartung ist zu reduzieren, wobei die elektrisch angetriebene Eilischeinrichtung entfallen soll· Zusätzlich ist eine Wärmerückgewinnung und Warmwasserbereitung sowie ein hoher Vorfertigungsgrad der Vorrichtung und die Dunggewinnung vorzusehen·
Darlegung des Wesens der Erfindung
Mit der Erfindung wird die Aufgabe gelöst, durch die Verwertung von Abprodukten aus kleinen und großen landwirtschaftlich tierischen Produktionsanlagen sowie von organischen Siedlungsabfällen Biogas zu erzeugen, wobei die Vorteile des Durchflußsystems, wie kontinuierlichere Gaserzeugung, bessere Automatisierungsmöglichkeit, Kapazitätsauslastung und -erweiterung, genutzt v/erden· Der konstruktive Aufwand, zusätzlicher Energieeinsatz, Betriebs- und Wartungsaufwand werden reduziert,
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Je nach Bedarf wird Warmwasser erzeugt· Durch den Ausfaulprozeß wird zusätzlich Dung gewonnen, welcher gegenüber dem ursprünglichen Ausgangsprodukt umweltfreundlicher ist· Erfindungsgemäß wird dies erreicht, indem die Mischeinrichtung und der dafür benötigte Energieaufwand entfallen, die Form und Zuordnung der Paulräume optimaler gestaltet, Wärmeverluste, Sedimentation und Schwimmdeckenbildung reduziert werden, der Paulprozeß durch Zuführung von Wärme und Gas aktiviert, eine Y/ärmerückgewinnungsanlage vorgesehen wird, welehe nach dem Prinzip der Kalte-Wärme-Kopplung zwei Wärmetauscher miteinander verbindet sowie zusätzlich für den Bedarfsfall eine Warmwasserbereitung angeordnet ist·
In der Zulaufeinrichtung sind Signaleinrichtung und Thermostat sowie in der Hauptfaulkamiaer Signalgeber vorgesehen, welche den Füllstand und die Temperatur des Paulgutes sowie die Temperatur des Mediums in der Wärmetauscherringleitung weitestgebend automatisch steuern beziehungsweise regelne
In der Torrichtung sind mehrere Kammern angeordnet» Diese Kammern werden insbesondere durch flexible Wände gebildet, wobei diese Wände nicht den gesamten Querschnitt des Paulraumbehälters ausfüllen* Es sind vorzugsweise senkrecht stehende und senkrecht hängende Wände eingebaut.
Die Beweglichkeit der Wände wird erreicht, indem diese aus flexiblem Material gefertigt und/oder an scharnierartig wirkenden Vorrichtungen angebracht sind· Damit wird durch den Gasdruck eine stoßartige Portbewegung der Gasblase von Kammer zu Kammer und eine Durchwirbelung des Paulgutes erreicht· Durch die Formgebung des Querschnittes des Paulraumbehälters bzw· die Befestigungsart der beweglichen Wände im Paulraumbehalter wird ein Umkippen der beweglichen Wände bis zum Behälterboden verhinderte
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Die Überströmwände sind mit einer sägezahnartigen Kammleiste versehen, so daß beim Überströmen das Paulgut in seiner Portbewegung beeinflußt wird und damit eine Verstärkung des sebwaHartigeη Weiterfließens eintritt· Die Prallelemente an den Überströmwänden leiten das ein- oder überströmende Paulgut richtungsorientiert und tragen damit zur Wirbelbildung bei.
Die Gasentnahme aus der Vorrichtung erfolgt über verschiedene Gasglocken· Das Gas wird in einem Gasspeicher gelagert· Das Eindrücken von Gas erfolgt vorzugsweise in die Zulaufeinrichtung zur zusätzlichen Aktivierung der Biogasbildung und schwallartigen Portbewegung des Paulgutes von einer in die andere Kammer über eine Gasaustauschleitung aus dem Gasspeicher· Sine Portbewegung des Paulgutes innerhalb der Vorrichtung erfolgt durch Druckerhöhung des entstehenden beziehungsweise des zusätzlich eingeleiteten Gases wahlweise in Richtung der Zulauf- bzw· Ablaufeinrichtung·
Das Paulgut ist im Bedarfsfalle über die Ablaufeinrichtung 13 zurückführbar· Am Boden sowie an den längsenden des Paulraumbehälters sind Reinigungsöffnungen angebracht·
In der Zu- und Ablaufeinrichtung befinden sich Wärme tauscher an sich bekannter Art, welche durch eine Wärmetauscherringleitung miteinander verbunden sind·
Die gesamte Vorrichtung ist wärmegedämmt· Der Paulraumbehälter hat vorzugsweise eine zylindrische Porm·
Die Restwärme des Paulgutes in der Ablaufeinrichtung wird nach dem Prinzip der Kälte-Wärme-Kopplung über eine Wärmetauscherringleitung geleitet, in welche vorzugsweise in Richtung der Zulaufeinrichtung eine Wärmepumpe an sich bekannter Art und das zum System gehörende Entspannungsventil nach dem Wärmetauscher in Richtung der Ablaufeinrichtung angeordnet sind·
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Bin Speicher mit bzw· ohne Wärmeübertrager ist angeordnet, • tun bei Bedarf das Faulgut in der Zulaufeinrichtung aufzuheizen bzw· Warmwasser zu erzeugen·
Ausführungsbeispiel
Die Erfindung soll am Beispiel näher erläutert werden· Es zeigen: ·
Fig. 1 Längsschnitt durch die Vorrichtung
Die Torrichtung besteht aus dem Faulraumbehälter 3 mit vorgeschalteter Zulaufeinrichtung 1 und nachgeschalteter Ablaufeinrichtung 13.
Der Faulraumbehälter 3 ist mit Überströmwänden 7, an denen Prallelemente 10 und Kammleiste 8 angeordnet sind, sowie 'lauchwänden 6 in Vorfaulkammer 4, Hauptfaulkammern 5 und Bachfaulkammer 19 untergliedert sowie mit Gasglocken 9 und Reinigungsöffnungen 11 versehen·
In der Zulaufeinrichtung 1 sind Absperrorgan 15 und Wärmetauscher 2 eingefügt. Die Wärmetauscher 2 in der Ablaufeinrichtung 13 und Zulaufeinrichtung 1 sind mit Wärmetauscherringleitung verbunden* In diese Wärmetauscherringleitung 20 sind Vorzugsweise in Richtung zur Zulaufeinrichtung 1 die Wärmepumpe 21 angeordnet und das dazugehörende Entspannungsventil hierzu in der Wärmetauscherringleitung 20 in Richtung der Ablaufeinrichtung 13 eingefügt. Der Speicher 27 mit Wärmeübertrager 30 ist zur Gewinnung von Warmwasser in diese Wärmetauscherringleitung zwischen Wärmepumpe 21 und Zulaufeinrichtung 1 eingebunden sowie eine Warm- und Kaltwasserleitung 23, 29 angeordnet· Zur Füllung der Wärmetauscherringleitung 20 mit einem Medium sind Fülleitung 22 und Absperrventil 25 angeordnet· An den Gasglocken 9 ist die Gasentnahmeleitung 12 mit Gasregeleinrichtung 16 an sich bekannter Art angeordnet und mündet in den Gasspeicher 28 ein. Die Gasaustauschleitung 14 mit Druckerhöhungseinrichtung 24 führt vom Gasspeicher 28 vorzugsweise zu der Zulaufeinrichtung 1 und Ablaufeinrichtung 13·
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Die Zulauf- und Ablaufeinrichtung 1, 13 sind bei Bedarf mehrmals anzuordnen»
Mittels Signaleinrichtung 17, 18 und Thermostat 26 in der Hauptfaulkammer 5 beziehungsweise Zulaufeinrichtung 1 wird der Füllstand und die Temperatur des Paulgutes des Mediums in der Wärmetauscherringleitung 20 und das Absperrorgan 15 geregelt beziehungsweise gesteuert·
Die Anzahl der Hauptfaulkammern 5 richtet sich nach der Länge des Faulraumbehälters 3· Über die Zulaufeinrichtung 1, in welcher das Faulgut mittels ?iTärmetauscher 2 aufgeheizt wird, erfolgt mittels Absperrorgan 15 der dosierte Zulauf des Faulgutes in die Vorfaulkammer 4 und wird mittels Erhöhung des Gasdruckes vorzugsweise über die Gasaustauschleitung 14 mit Druckerhöhungseinrichtung 24 in die Hauptfaulkammern 5, Nachfaulkammer 19 und Ablaufeinrichtung 13 zyklisch weitergeleitet, wobei das Absperrorgan jeweils geschlossen ist· Die Restwärme des Faulgutes wird mit einem Medium über den Wärmetauscher 2 der Ablaufeinrichtung 13, die Wärmetauscherringleitung 20 und Wärmepumpe 21 durch den Speicher 27 mit Wärmeübertrager 30 geleitet· Bei Bedarf wird das Faulgut über den Wärmetauscher 2 der Zulaufeinrichtung 1 aufgeheizt beziehungsweise Warmwasser über den Wärmeübertrager 30 ständig bereitgestellt.« Bei direkter Warmwasserbereitstellung über den Speicherest die Entnahme des Warmwassers nur bei Wärmeüberschuß, d· h· ausreichender Temperatur des Faulgutes, möglich·
Claims (1)
- 227937 7Erfindungsanspruch
Punkt 1Vorrichtung zur Erzeugung von Biogas im Paulraumbehälter mit Gasglocken und -abzugsleitungen, Regeleinrichtungen für Gasabnahme, Temperatur und Füllstand sowie Wärmepumpe, nach dem Durchflußprinzip unter Hutzung des Druckes des erzeugten Biogases, gekennzeichnet dadurch, daß der in Torfaulkammer (4)» Hauptfaulkammer (5) und Hachfaulkammer (19) unterteilte Faulraumbehälter (3) mit beweglichen Überströmwänden (7) mit daran angeordneten Kammleisten (S) und Prall- · elementen (10) sowie Tauchwänden (6) versehen ist, eine Zulaufeinrichtung (1) mit Absperrorgan (15) -und-Wärmetauscher (2) sowie eine Ablaufeinrichtung (13) mit Wärmetauscher (2) aufweist, wobei die Wärmetauscher (2) durch die Wärmetauscherringleitung (20) verbunden und vorzugsweise die Wärmepumpe (21) an sich bekannter Art vor der Zulaufeinrichtung (1) sowie das dazugehörende Entspannungsventil vor der Ablaufeinrichtung (13) angeordnet sind, la die Wärmetauscherringleitung (20) ein Speicher (27) mit Kaltwasserleitung (29) und Warmwasserleitung (23) sowie ein 7/änaeübertrager (30) zur zusätzlichen Warmwassererzeugung eingebunden 'Hind, die Gasentnahnelsitung (12) mit der Zulaufe und Ablaufeinrichtung (1, 13) über den Gasspeicher (28) und die Gasaustauschleitung (14) mit Druckerhöhungseinrichtung (24) verbunden sind«Punkt 2Vorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Paulraumbehälterfo eine zylindrische Form hat, wärmegedämmt und horizontal liegend angeordnet sowie in der Dimensionierung variabel ist·227937 7Punkt 3Torrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Tauchwände (6) und Überstromwände (7) elastisch oder teilbeweglich gestaltet sind·- Hierzu 1 Seite Zeichnung -
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