FR2502174A1 - Installation pour la production de gaz par fermentation de matieres organiques - Google Patents
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Abstract
CETTE INSTALLATION COMPREND UNE ENCEINTE TUBULAIRE 2 D'AXE SENSIBLEMENT HORIZONTAL OBTUREE A SES DEUX EXTREMITES PAR DEUX PORTES 3, 4 POUVANT ETRE FERMEES DE MANIERE ETANCHE, EQUIPEE A SA PARTIE SUPERIEURE D'UN SYSTEME 22, 23 D'ALIMENTATION EN LIQUIDE, ET A SA PARTIE INFERIEURE D'UN DOUBLE FOND PERFORE 5 DELIMITANT AVEC LA BASE DE L'ENCEINTE UN BAC 6 DE RECUPERATION DU LIQUIDE, CETTE ENCEINTE SERVANT DE LOGEMENT A UN CERTAIN NOMBRE DE PANIERS AJOURES 9, CE NOMBRE ETANT SUPERIEUR A DEUX, LA LONGUEUR DE L'ENCEINTE 2 ETANT UN MULTIPLE DE LA LONGUEUR D'UN PANIER, ET LES DEUX ZONES EXTREMES DE L'ENCEINTE CORRESPONDANT AUX EMPLACEMENTS DES PREMIER ET DERNIER PANIERS POUVANT ETRE RENDUS ETANCHES RELATIVEMENT A LA PARTIE CENTRALE DE CELLE-CI.
Description
La présente invention a pour objet une installation pour la production de gaz par fermentation de matières organiques, de concentration en matières sèches comprise, selon les produits utilisés, entre 5 et 20 So.
I1 est connu de produire un gaz à forte teneur en méthane par fermentation de matières organiques dans un digesteur en conditions anaérobie, après broyage, brassage et OxygénatiOn .
Les installations de type connu présentent de nombreux inconvénients, tant en ce qui concerne leur mode de fonctionnement que leur rendement. Elles sont constituées, le plus souvent, par un digesteur vertical dans lequel la récupération de gaz se fait à la partie supérieure, ce digesteur comportant une enveloppe à l'intérieur de laquelle sont intégrées les tubulures d'alimentation en masse réactionnelle et d'évacuation du liquide en fin de réaction.
Outre la complexité et par suite le coût élevé de telles installations, celles-ci sont peu pratiques en ce qui concerne les opérations d'entretien.
La présente invention vise a remédier à cet inconvénient en fournissant une installation plus spécialement destinée aux petites exploitations agricoles.
Cette installation comprend une enceinte tubulaire d'axe sensiblement horizontal obturéeà ses deux extrémités par deux portes pouvant être fermées de manière e' étanche, équipée à sa partie supérieure d'un système d'alimentation en liquide, et sa partie inférieure d'un double fond perforé délimitant avec la base de l'enceinte un bac de récupération du liquide, cette enceinte servant de logement a un certain nombre de paniers ajourés, ce nombre étant supérieur a deux, la longueur de l'enceinte étant un multiple de la longueur d'un panier, et les deux zones extases de l'enceinte correspondant aux emplacements des premier et dernier paniers pouvant être rendue, étanches relativement a la partie centrale de celle-ci.
La fermentation méthanique étant relativement longue puisque durant plusieurs semaines il n'est pas possible, dans une exploitation agricole de petite importance d'utiliser un matériel travaillant de façon discontinue, du fait que la fourni turc en matières organiques telles que paille et fumier est réalisée quotidiennement mais sous de faibles quantités. L'installation selon l'invention permet donc un travail en continu en sortan-t le panier disposé le plus en aval qui est rempli de matières épuisées en germes. en fin de réaction, en déplaçant tous les paniers d'une distance correspondant à la longueur du panier qui a été retiré, puis en réintroduisant dans l'enceinte, en amont de celle-ci, un panier rempli de matières fermentescibles.
Il faut noter qu'il est important de réaliser, lors de l'ouverture d'une extrémité de l'enceinte, l'étanchéité entre cette extrémité et la partie centrale, où la réaction continue de se produire et où il y a dégagement de gaz.
De toute façon l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de cette installation.
Figure 1 en est une vue en perspective.
Figure 2 est une vue en perspective et à échelle agrandie, d'un panier destiné à équiper cette installation.
Figure 3 est une vue en coupe longitudinale par un plan vertical des deux extrémités du digesteur.
Cette installation comprend une enceinte tubulaire 2 par exemple de forme cylindrique, d'axe sensiblement horizontal, obturée à ses deux extrémités par deux portes respectivement 3 et 4 fermant avec étanchéité, A sa partie inférieure, l'en- ceinte 2 est équipée d'un double fond 5 perforés délimitant un bac de récupération 6 du liquide d'arrosage des matières fermentescibles. Sur le fond ajoure 5 de enceinte 2 sont disposés deux rails longitudinaux 7. Ces rails permettent le déplacement, grâce à des roues 8, d'un certain nombre de paniers 9.
Un panier 9 est représenté plus en détail à la Figure 2.
I1 comprend un fond perforé 10, deux flasques antérieur et postérieur 12 pleins, et une surface latérale 13 ajourée de profil complémentaire de celui de la section transversale de l'enceinte. I1 faut toutefois noter que la section transversale d'un panier est inférieure à la section transversale de l'enceinte de manière à permettre un libre déplacement axial des paniers dans celle-ci. La longueur de l'enceinte 2 est un multiple de la longueur des paniers 9.
Dans la forme d'exécution représentée au dessin, l'enceinte 2 est destinée à contenir six paniers 9. Il est prévu une interruption 14 des rails 7 au niveau de la jonction entre la partie centrale de enceinte et chaque zone d'extrémité.
Dans cette interruption 14 des rails, est logée, de même que sur le pourtour de la face interne de l'enceinte, une chambre à air annulaire 15 destinée à former joint d'étanchéité. En position dégonflée, cette chambre à air permet le libre passage des paniers sans assurer l'étanch6ité, tandis qu'en position gonflée, comme montré à la figure 3, elle prend appui sur un flasque d'extrémité d'un panier et assure ltétanchéité entre la partie centrale de l'enceinte et une zone d'extrémité
La porte 2 disposée en amont dans le sens de déplacement des paniers est rquipée d'un vérin 16, dont l'axe qui la traverse avec étanchéité assure le déplacement axial des paniers.
La porte 2 disposée en amont dans le sens de déplacement des paniers est rquipée d'un vérin 16, dont l'axe qui la traverse avec étanchéité assure le déplacement axial des paniers.
I1 est prévu, débouchant à la partie supérieure de l'enceinte, un collecteur 17 de gaz.
Cette installation comprend également un réservoir 18 communiquant avec le bac de récupération 6 disposé à la partie inférieure de l'enceinte. A l'intérieur du réservoir 18 est monté un serpentin 18a parcouru par un fluide chaud destiné à maintenir le liquide d'arrosage à une température comprise entre 30 et 400C, assurant des conditions optimales au développement de la réaction. Du réservoir 18 sort une tubulure 19 sur laquelle est montée une pompe 20 d'amenée de liquide à une tubulure 22 d'alimentation des rampes 23 de pulvérisation dont chacune est située au niveau d'une zone destinée à recevoir un panier. Les rampes d'arrosage des deux zones extraies peuvent être isolées par des vannes respectivement 24 pour la zone amont et 25 pour la zone aval.
Sur la tubulure 19 est prévu un piquage 26 pour l'ali- mentation directe de la zone située le plus en aval. Ce piquage 26 peut être isolé par une vanne 27. Une vanne 28 est, pour sa part, montée sur la tubulure 19, entre la tubulure d'alimentation 22 des rampes et le piquage 26.
Le bac de récupération 29, disposé dans la zone de l'enceinte située le plus en aval, est isolé du bac de récupération 6 mais est susceptible d'être mis en communication avec celui-ci par une tubulure 30 sur laquelle est montée une vanne 32.
A la partie supérieure de la zone de l'enceinte située le plus en aval est montée une soupape de décharge tarée 33.
Le fonctionnement de cette installation est le suivant en période normale, les portes 3 et 4 sont fermées, les joints 15 sont dégonflés, les vannes 25, 28 et 32 sont ouvertes, la pompe 20 assure l'arrosage cyclique de la matière contenue dans les paniers et le gaz à haute teneur en méthane s'évacue par le collecteur 17.
Pour sortir le panier disposé le plus en aval, il convient de gonfler le joint 15a, d'arrêter la pompe 2Q, de fermer les vannes 28, 27, 25 et 32. Le gaz s'évacue par le collecteur 17. Cette opération permet d'isoler totalement la zone contenant le panier situé le plus en aval.
Il est alors procédé à l'ouverture de la porte 4, a l'extraction du panier situé à proximité de celle-ci, puis à la fermeture de ladite porte.
Après fermeture, le joint 15a demeurant gonflé pour assurer l'étanchéité de la partie centrale de l'enceinte, il est procédé à l'ouverture de la vanne 27, les vannes 25 28 et 32 demeurant fermées. La pompe 20 qui est mise en fonctionnement assure le remplissage du caisson en lisier ou autre liquide, chassant l'air que contient celui-ci par la soupape 33. Lorsque le caisson est plein, la pompe s'arrête de fonctionner.
I1 est alors procédé à la vidange de ce caisson. Les vannes 27 et 28 sont fermées, et les vannes 25 et 32 sont ouvertes. La pompe étant arrêtée la vidange dru caisson se fait par gravité et par système de vases communicants, le volume de liquide étant compensé par un volume de gaz.
Le joint 15a est alors dégonflé et l'ensemble des cinq paniers contenus dans l'installation est déplacé vers l'aval par l'intermédiaire du vérin 16.
I1 est ensuite procédé à la mise en place d'un nouveau panier en amont. Préalablement à cette opération, il convient d'isoler le caisson disposé en amont de la partie centrale. Cela est réalisé par gonflage du joint 15b qui assure l'étanchéité sur le flasque 12 du dernier panier introduit dans l'installation, la vanne 24 étant fermée.
Après isolation, il est procédé à l'ouverture de la porte 3, et à l'introduction d'un nouveau panier. Après fermeture de la porte 3, le joint 15b demeure gonflé pendant 48 heures environ, de manière à assurer l'isolation du premier panier pendant une phase de pré fermentation. I1 faut noter qu'il n'y a pas de collecteur de gaz au niveau du premier panier.
Le cycle de fonctionnement repart donc à partir de ce stade.
Comme il ressort de ce qui précède, l'invention apporte une grande amélioration à la technique existante en fournissant une installation de production de gaz à haute teneur en méthane, d'un prix de revient modéré, pouvant parfaitement convenir de par la continuité de son fonctionnement, à des exploitations agricoles de petite taille.
Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de cette installation,décrite ci-dessus à titre d'exemple ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation. C'est ainsi notamment que les moyens de chauffage dans le bac 18 pourraient être constitués par une résistance électrique, ou qu'en fonction de la nature des matières organiques, les paniers pourraient être entièrement immergés dans un liquide fermentescible tel que du lisier, sans que l'on sorte pour autant du cadre de l'invention.
Claims (6)
1. Installation pour la production de gaz par fermentation de matières organiques, caracterisée en ce qu'elle comprend une enceinte tubulaire (2) d'axe sensiblement horizontal obturées ses deux extrémités par deux portes (3,4) pouvant être fermées de manière étanche, équipée â sa partie supérieure d'un système (24,23) d'alimentation en liquide, et à sa partie inférieure d'un double fond perforé (5) délimitant avec la base de l'enceinte un bac (6) de récupération du liquide, cette enceinte servant de logement à un certain nombre de paniers ajoures (9), ce nombre étant supérieur à deux, la longueur de l'enceinte (2) étant un multiple de la longueur d'un panier, et les deux zones extrêmes de l'enceinte correspondant aux emplacements des premier et dernier paniers pouvant être rendues étanches relativement à la partie centrale de celle-ci.
2. Installation selon la reSiendicat1.on 1, caractérisée en ce que les paniers (9) qutelle comprend sont équipés de roulettes (8) destinées à venir prendre appui sur des rails (7) fixés st l'intérieur de l'enceinte sur le double fond de celle-ci.
3. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que chaque panier (9) est limité par un fond ajouré (lO),deux flasques d'extrémité pleins (12) et des parois latérales ajourées (13), une partie de ces dernières étant articulée pour permettre louserture du panier en vue de son chargement ou de son déchargement.
4. Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que les moyens assurant l'étanchéité entre chaque zone d'extrémité et la zone centrale sont constitués par une chambre à air annulaire (15a, 15b) fixée sur la face interne de lwenceinte, à a la limite des deux zones considérées, et sur le double fond (5) de celle-ci au niveau dtune interruption (14) des rails, cette chambre (15a, 15b) étant telle qu'en position dégonflée, elle permette le libre passage axial des paniers (9) et qu'en position gonflée, elle vienne en appui contre le flasque d'extrémité d'un panier situé dans la zone centrale du digesteur.
5. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 .ì 4, caractérisée en ce que la porte (3) obturant ltextré- mité amont de l'enceinte est équipée d'un vérin (16) dont 1 tige la traverse axialement avec étanchéité.
6. Installation selon l'une qe7conque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle comprend un réservoir (18) dans lequel se dévide le réceptacle (6), de récupération du liquide d'arrosage ménagé a la partie inférieure de l'enceinte, duquel sort une tubulure (19) sur laquelle est montée une pompe (20) alimentant une tubulure (22) amenant le liquide aux rampes d'arrosage (23) situées au niveau de chaque zone de l'enceinte contenant un panier, les rampes correspondant aux zones d'extrémité pouvant être isolées par des vannes (24,25), de même que la tubulure d'alimentation des rampes peut elle-même être isolée par une vanne (28), un piquage (26) étant prévu en amont de ladite vanne pour l'alimentation directeAde la zone de l'enceinte située le plus en aval, ce piquage pouvant lui-même être isolé par une vanne (27), les réceptacles (6) de la partie centrale et (29) de la zone la plus en aval de l'enceinte étant distincts et pouvant être mis en communication par une tubulure (30) sur laquelle est montée une vanne (32), l'enceinte (2) comportant dans sa partie haute et dans la zone la plus en aval, une soupape (33) de décharge tarée.
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