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AT410273B - Apparatus for biodegrading biomass, e.g. grass, has shafts fitted with swiveling plates or rakes for adding or removing material, mat at base absorbing liquid and distributing recycled gas - Google Patents

Apparatus for biodegrading biomass, e.g. grass, has shafts fitted with swiveling plates or rakes for adding or removing material, mat at base absorbing liquid and distributing recycled gas Download PDF

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AT410273B
AT410273B AT0091800A AT9182000A AT410273B AT 410273 B AT410273 B AT 410273B AT 0091800 A AT0091800 A AT 0091800A AT 9182000 A AT9182000 A AT 9182000A AT 410273 B AT410273 B AT 410273B
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Abstract

Apparatus for biodegrading biomass, e.g. grass, has shafts (6, 15) fitted with swiveling plates (7) or rakes for adding or removing the material. A mat (4) at the base absorbs liquid and distributes recycled gas.

Description

AT 410 273 BAT 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.The invention relates to a plant for the degradation of biomass by microorganisms in a fermenter, which is provided with a device for supplying biomass to be fermented, a device for discharging the fermented biomass and a device for collecting and discharging the biogas formed. Similar systems are described in the documents US 5 616 241 A, RO 113 458 B1, US 5666890 A, US 5750028 A, AT 404084 B and DE 3100324 A.

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.The biogas plant according to the invention has the advantage over the known systems that its simple design means that it can be used on agricultural holdings where easy-to-use technology with high operational reliability is required.

Dies wird erfindungsgemäß mit den Maßnahmen des kennzeichnenden Teiles des Anspruches 1 erreicht.This is achieved according to the invention with the measures of the characterizing part of claim 1.

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.Furthermore, the biogas plant according to the invention has the advantage over conventional systems that it can be operated without clogging and that the entire organic substance of an average agricultural business, in particular grass, can be fermented in this plant with sufficient dimensions.

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.A connected gas separator is used to separate methane from the residual gases (mainly C02) and return them to the fermenter, which leads to an increase in methane production.

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.In addition, in one of the exemplary embodiments, the waste gases are introduced into the fermenter after combustion, the thermal energy in the waste gases can thus be used directly and the pumped-in waste gases may also be used to stir the substrate in the fermenter.

Dasselbe gilt für die thermische Vorbehandlung im Zubringeschacht.The same applies to thermal pretreatment in the feeder shaft.

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.The exhaust gases introduced into the fermenter, preferably in the lower region of the fermenter, are supplied to the substrate over a large area by a gas-permeable and partially liquid-permeable device, as a result of which possible oxygen components are broken down in the gas introduction devices by aerobic bacterial strains and which also serves as a carrier material for bacteria.

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.The C02 contained in the exhaust gases is in turn used by the bacteria in the fermenter, partly to form methane, which can increase the total gas yield. Part of the C02 may have to be separated from this cycle and must be released to the outside air.

Es wird durch die Trennung des Gasgemisches ein ideales Gasgemisch-Verhältnis im Fermenter und außerhalb erzielt.The separation of the gas mixture achieves an ideal gas mixture ratio inside and outside the fermenter.

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.The gas is preferably separated by a pressure gas scrubber, which increases the methane content so that it can be further processed (burned). With this method it is possible not only to increase the methane production, but also the CO2 content of the air, which is fed into the system after combustion of the gas-air mixture in a WKK and converted into CH4 by bacteria, at least partly in To convert energy and thus to withdraw the dangerous greenhouse gas in small quantities from the environment if the proportion in the atmosphere is too high.

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.To mix the substrate in the fermenter, tractor mixers are provided, which are fixed to the fermenter via flanges, one projecting into the upper and one into the lower region of the fermenter.

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.This has the advantage that due to the high performance of the tractor mixers mixing in the fermenter is possible even with a very high solids content. In addition, these mixers are inexpensive and reliable and are easy to change and seal.

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.Because the feed chute is preferably dimensioned so large that a daily ration can be filled in at once, but does not get into the fermenter immediately, thermal pretreatment is easy to accomplish; longer dwell time in the pre-shaft are slowly pushed into the fermenter.

Einzelheiten der Erfindung werden anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert, welche beispielsweise Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Fermenters veranschaulicht.Details of the invention are explained in more detail with reference to the accompanying drawing, which for example illustrates embodiments of a fermenter according to the invention.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt einer Ausführungsform einer anaeroben Behandlungsanlage für 21 shows a cross section of an embodiment of an anaerobic treatment system for 2

Claims (5)

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.AT 410 273 B Biomass (grass) which illustrates the introduction and fermentation of the biomass, as well as the residual gas or exhaust gas recirculation device in the fermenter. This anaerobic processing plant for organic substances can be made of all materials that are suitable for this purpose and can have a round or square shape. This system can also be used with all methods that can be used for gas separation and recirculation and can have any arrangement. The feed shaft (6, 14) can be attached to the fermenter or integrated into the fermenter. The anaerobic treatment plant for organic substances according to the invention is a concrete plant (1) which is insulated to avoid heat loss (13). At the bottom of the fermenter (1), a liquid-absorbing and gas-permeable device (4) is arranged, through which the recirculated gas flows, which causes increased CO 2 degradation and the recirculated gas in the fermenter (1) is evenly distributed. The biogas is preferably separated in a gas separation device, as a result of which mainly the CO 2 is released from the biogas and is returned to the fermenter (1). The same can also be used to achieve a combustible gas if the exhaust gases from a CHP are fed to the fermenter (1). In the exemplary embodiment, the biomass is introduced via a shaft (prechamber) (6, 14), which can also be used for thermal pretreatment, via a preferably hydraulic slide (7, 14) which slowly transfers the biomass into the fermenter after the thermal treatment (1) pushes. The antechamber (6, 14) is preferably dimensioned so large that a daily ration can be introduced at once. The substrate in the fermenter (1) is preferably stirred using tractor mixers (9) and (10) which are firmly attached to the fermenter (1) with flanges (11). The fermenter (1) is covered with a gas film (12), which also serves as a gas reservoir and where the insulation (13) preferably rests on it. PATENT CLAIMS: 1. Plant for the degradation of biomass by microorganisms in a fermenter, which is provided with a device for supplying biomass to be fermented, a device for discharging the fermented biomass and a device for collecting and discharging the biogas formed, characterized in that a gas return line leading into the fermenter and reaching into the fermenting biomass is connected to the device for discharging the biogas formed. 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.2. Plant according to claim 1, characterized in that the biomass in fermentation can be mixed by means of an agitator (9, 10) which can be driven via the PTO shaft of a tractor. 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.3. Plant according to claim 1 or 2, characterized in that the fermenter (1) is preceded by a slide (7) or (14) for introduction through the shaft (6) or (15) of the biomass to be fermented. 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.4. Plant according to 1-3, characterized in that the fermenter (1) is followed by a pivoting rake (14) or pivoting slide (7) for discharge through the shaft (6) or (15) of the fermented biomass. 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 35. Plant according to one of claims 1-5, characterized in that a device for introducing the exhaust gases into the fermenter (1), an energy recovery system, which is located outside the system, is connected to the fermenter (1). THEREFORE 1 SHEET OF DRAWINGS 3
AT0091800A 2000-05-25 2000-05-25 Apparatus for biodegrading biomass, e.g. grass, has shafts fitted with swiveling plates or rakes for adding or removing material, mat at base absorbing liquid and distributing recycled gas AT410273B (en)

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