Транспортировочное устройство для биомассы в ферментёре для получения биогаза

Номер патента: 13339

Опубликовано: 30.04.2010

Автор: Луц Петер

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Транспортировочное устройство для биомассы (22), в частности, из возобновляемого сырья в ферментере (2; 40) для получения биогаза, содержащее

транспортировочный канал (18; 62) с лежащими напротив друг друга боковыми стенками (6, 7; 46, 48), которые соединены друг с другом через нижнюю поверхность (4) и крышку (5),

множество распределенных по транспортировочному каналу (18; 62) заполняемых текучей средой транспортировочных подушек (24-i; 66-i; 72-i), которые находятся в контакте с подлежащей транспортировке биомассой (22), и

устройство (26) управления текучей средой для последовательного заполнения и опустошения следующих друг за другом транспортировочных подушек (24-i; 25, 66-i; 67-i; 68-i; 72-i) для создания волнового движения, обеспечивающего перемещение биомассы (22) через транспортировочный канал (18; 62),

отличающееся тем, что транспортировочные подушки (67-i; 68-i) закреплены на крышке (5) и/или по меньшей мере на одной из обеих боковых сторон (6, 7; 46, 48, 78).

2. Транспортировочное устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно нижние транспортировочные подушки (24-i; 66-i; 72-i) закреплены на нижней поверхности (4; 44).

3. Транспортировочное устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что нижние транспортировочные подушки (24-i; 66-i; 72-i) выполнены с возможностью заполнения жидкостью, в частности водой.

4. Транспортировочное устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что транспортировочные подушки (67-i) на крышке (5) выполнены с возможностью заполнения газом, который вместе с биогазом не образует взрывной газовой смеси.

5. Транспортировочное устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что над транспортировочными подушками (24-i; 66-i; 72-i) размещено покрытие (28) транспортировочных подушек для передачи создаваемого транспортировочными подушками (24-i; 66-i; 72-i) волнового движения на биомассу (22).

6. Транспортировочное устройство по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что в транспортировочных подушках на боковых стенках (6, 7; 46, 48; 78) транспортировочные подушки (68-i) расположены попарно и противоположно друг другу.

7. Большой ферментер для получения биогаза по принципу метанизации твердого вещества, содержащий

газонепроницаемый метантенк (42) с нижней плитой (4; 44),

зону (10; 54) загрузки с проходящим через газонепроницаемый метантенк (42) загрузочным устройством (12; 56) для непрерывной подачи свежей биомассы (22) в метантенк (42),

зону (14; 58) разгрузки с проходящим через газонепроницаемый метантенк (42) разгрузочным устройством (16; 58) для извлечения биомассы (22) из метантенка (42),

транспортировочное устройство (20; 64; 70) по любому из пп.1-6 для транспортировки биомассы (22) от зоны (10; 54) загрузки к зоне (14, 58) разгрузки и соединение для отвода биогаза.

8. Большой ферментер по п.7, отличающийся тем, что в зоне загрузочного устройства (12; 56) предусмотрена по меньшей мере одна расширяющаяся в направлении транспортировки биомассы заполняемая текучей средой толкающая подушка (25).

9. Большой ферментер по п.7 или 8, отличающийся тем, что метантенк (42) содержит

газонепроницаемую, проходящую от нижней плиты (44) вверх цилиндрическую, в частности круговую цилиндрическую, наружную стенку (46),

газонепроницаемую, проходящую от нижней плиты (44) вверх цилиндрическую, в частности круговую цилиндрическую, внутреннюю стенку (48),

газонепроницаемую крышку, которая соединена с наружной и внутренней стенками (46, 48),

с образованием между нижней плитой (44), наружной стенкой (46), внутренней стенкой (48) и крышкой метантенка (42) кольцеобразной формы для приема биомассы (22), проходящую от нижней плиты (44), наружной стенки (46) и внутренней стенки (48) вверх перегородку (52),

при этом загрузочное устройство (56) проходит на одной стороне перегородки (52) через наружную стенку (46) и

при этом разгрузочное устройство (58) проходит на другой стороне перегородки (52) через наружную стенку (46).

10. Большой ферментер по п.7 или 8, отличающийся тем, что между внутренней стенкой (48) и наружной стенкой (46) проходит вверх от нижней плиты (44) средняя стенка (78) с образованием между внутренней стенкой (48) и средней стенкой (78) внутреннего кольца (74) транспортировочного канала, а между наружной стенкой (46) и средней стенкой (78) - наружного кольца (76) транспортировочного канала.

11. Большой ферментер по любому из пп.7-10, отличающийся тем, что на перегородке (52) расположена по меньшей мере одна толкающая подушка (25).

12. Большой ферментер по любому из пп.7-11, отличающийся тем, что предусмотрено устройство для циркуляции перколята, которое имеет резервуар для хранения перколята, который расположен внутри цилиндрической внутренней стенки (48).

13. Способ работы большого ферментера по любому из пп.7-11, содержащий следующие этапы:

подают свежую биомассу через загрузочное устройство (12);

извлекают полусброженную биомассу через разгрузочное устройство (16; 60, 50);

отделяют перколят из полусброженной биомассы;

повторно подают полусброженную биомассу через загрузочное устройство (12; 56; 50) и

извлекают полностью сброженную биомассу через разгрузочное устройство (16; 60; 50).

14. Способ по п.13, отличающийся тем, что

выделенный из полусброженной биомассы (22) перколят фильтруют и фильтрат из перколята возвращают в большой ферментер.

Рисунок 1


Текст

Смотреть все

013339 Изобретение относится к транспортировочному устройству для биомассы в ферментере для получения биогаза согласно п.1 формулы изобретения, большому ферментеру для получения биогаза из биомассы согласно п.7 формулы изобретения, а также к способу эксплуатации такого большого ферментера согласно п.11 формулы изобретения. До настоящего времени техника биогаза концентрировалась, главным образом, на мокром сбраживании жидкого навоза и/или биоотходов из коммунального сектора. Установки и устройства для создания биогаза из биомассы в соответствии со способом мокрого сбраживания известны, например, из публикаций AT 408230 В, WO 96/12789, DE 3228391 A1, AT 361885 В и DE 19746636 А 1. При этом из DE 3228391 А 1 известен метантенк в виде эластичного шланга, в котором биомасса транспортируется через шланг с помощью искусственно создаваемой перистальтики. Перистальтическое движение создается с помощью натянутых на шланг петель, которые стягиваются с помощью натянутых на шланг манжет, в которые подается сжатый воздух, или же с помощью распределенных по длине шланга плунжеров, которые последовательно вдавливаются в шланг. Из DE 19746636 А 1 известен метантенк в виде круглой силосной башни, при этом собственно метантенк расположен в центре круглой силосной башни и окружен кольцеобразной промежуточной зоной. Из AT 361885 В также известен метантенк в виде круглой силосной башни, которая содержит цилиндрическую наружную стенку и цилиндрическую внутреннюю стенку, за счет чего образуется кольцеобразный транспортировочный канал. Подается сжиженная биомасса, которая протекает по транспортировочному каналу и снова извлекается. Из AT 361885 В дополнительно известно размещение цилиндрической средней стенки между внутренней и наружной стенками, за счет чего образуется наружное и внутреннее кольцо транспортировочного канала. Возобновляемое сырье с высоким содержанием сухого вещества (например, кукурузный, сенажный и растительный силос) или твердый навоз можно подмешивать при этом жидкостном способе лишь в ограниченном объеме. Так называемая сухая ферментация позволяет механизировать обработку сыпучих биомасс из сельского хозяйства, из биоотходов и коммунальных хозяйств, без перевода материалов в пригодное для перекачки жидкое вещество. Можно подвергать брожению биомассы с долей сухого вещества вплоть до 50%. Этот способ сухой ферментации описан, например, в ЕР 0394998. При сухом брожении подлежащий сбраживанию материал подают не в жидкой фазе, как, например, в случае жидкого сбраживания биоотходов. Вместо этого подаваемый в ферментер бродильный субстрат постоянно подудерживают влажным посредством отбора перколята со дна ферментера и разбрызгивания снова над биомассой. Таким образом, достигаются оптимальные условия жизни для бактерий. При рециркуляции перколята можно дополнительно регулировать температуру, а также имеется возможность добавления добавок для оптимизации процесса. Из WO 02/06439 известен биореактор, соответственно ферментер, в виде блочного гаража, который работает по принципу сухой ферментации так называемым периодическим способом. При этом после затравливания с помощью уже сброженного материала субстрат для брожения заполняется с помощью колесных погрузчиков в ферментер. Выполненный в виде гаража резервуар для брожения закрывают с помощью газонепроницаемых ворот. Биомасса бродит без доступа воздуха, при этом не выполняется дополнительное перемешивание и не добавляется дополнительный материал. Просачивающийся из сбраживаемого материала перколят отводится через дренажный желоб, промежуточно хранится в баке и снова разбрызгивается над сбраживаемым субстратом для увлажнения. Процесс сбраживания происходит в мезофильном диапазоне температур 34-37 С, при этом темперирование осуществляется с помощью нагрева стенок и дна. Из DE 3341691 А 1 также известен способ и устройство для анаэробной обработки органических веществ с высокой долей твердых веществ, при котором также возникает биогаз. При этом биомассу подвергают разминающему, перистальтическому движению в желобе и тем самым транспортируют через метантенк. Перистальтическое движение достигается тем, что края желоба выполняют параллельно друг другу направленное вверх и вниз движение. Одновременно при движении вверх и вниз в желоб вдавливаются снизу карманы для создания разминающего движения. Возникающий биогаз можно использовать в ТЭЦ для получения электрического тока и тепла. Для того чтобы в распоряжении ТЭЦ всегда имелось достаточно биогаза, в установкесухой ферментации работает несколько резервуаров сбраживания со смещением во времени. В конце времени пребывания ферментационное пространство полностью опустошают и затем снова заполняют. Отбродивший субстрат подают для последующего компостирования, так что возникает органическое удобрение, сравнимое с обычными компостами. Такая установка очень успешно работает в Мюнхене несколько лет. Известные большие ферментеры работают, как правило, в периодическом режиме, т.е. производство биогаза в ферментере необходимо прерывать для загрузки и разгрузки, и заполненный биогазом ферментер необходимо продувать воздухом. Поэтому желательно иметь работающий по принципу сухой ферментации большой ферментер, в который непрерывно подается свежая биомасса и выводится использованная биомасса без прерывания создания биогаза. Для этого необходимо предусмотреть в большом ферментере транспортировочное устройство, с помощью которого биомасса транспортируется от-1 013339 зоны загрузки к зоне разгрузки. Из WO 93/17091 известно закрытое компостное устройство, в котором в дне резервуара расположены пузыри, в которые подается сжатый воздух, для перемешивания биомассы в резервуаре и для ее транспортировки через резервуар от зоны загрузки к зоне разгрузки. Для создания биогаза без доступа воздуха этот способ транспортировки не пригоден на основании связанных с этим проблем герметизации(опасность взрыва). Из WO 2005/085411 А 2 известно транспортировочное устройство для биомассы в ферментерах, в котором на дне и на боковых стенках ферментера расположены транспортировочные подушки, в которые последовательно подается текучая среда и тем самым создается волновое движение с целью перемещения биомассы через ферментер. При определенных рабочих условиях ферментера транспортировочная способность таких транспортировочных подушек ограничена. Поэтому исходя из известного из WO 2005/085411 А 2 транспортировочного устройства задачей данного изобретения является создание транспортировочного устройства с улучшенной транспортировочной способностью для биомассы в ферментере для получения биогаза. Решение этой задачи осуществляется с помощью признаков п.1, соответственно п.7, формулы изобретения. В известном из WO 2005/085411 А 2 большом ферментере было установлено, что при определенных рабочих состояниях возникает так много перколята, что биомасса плавает. Таким образом, закрепленные на дне транспортировочные подушки больше не соприкасаются с биомассой и лишь перемешивают перколят. Дополнительно к этому биомасса претерпевает за счет образования биогаза объемное расширение,так что биомасса ударяется в потолок, соответственно крышку, транспортировочного канала и, следовательно, создаются помехи для дальнейшей транспортировки, соответственно дальнейшего проплывания. За счет размещения транспортировочных подушек на потолке, соответственно на крышке, транспортировочного канала и/или на боковых стенках транспортировочного канала достигается улучшенная транспортировочная способность. Таким образом, даже при всплывании биомассы на собравшемся на дне перколята или при соударении биомассы с крышкой обеспечивается достаточная транспортировочная способность. Транспортировочное устройство согласно изобретению содержит несколько расположенных друг за другом в направлении транспортировки транспортировочных подушек, которые последовательно заполняются текучей средой и снова опустошаются. Транспортировочные подушки согласно одному предпочтительному варианту выполнения дополнительно расположены и закреплены также на нижней плите метантенка. За счет движения вверх и вниз транспортировочных подушек по всей ширине транспортировочного канала создается транспортирующее биомассу волновое движение. Транспортировочные подушки на дне работают с помощью жидкости, в частности теплой воды, в то время как транспортировочные подушки на крышке предпочтительно работают с помощью газа, который не образует с биогазом взрывной смеси. За счет выполнения покрытия на транспортировочных подушках предотвращается отложение биомассы между транспортировочными подушками и оставление ее там. Дополнительно к этому транспортировочные подушки могут быть также размещены попарно и расположены противоположно на боковых стенках. За счет этого также обеспечивается, соответственно поддерживается, перистальтическое движение биомассы через транспортировочный канал. Транспортировочное устройство согласно данному изобретению можно встраивать в обычные биореакторы или ферментеры которые известны, например, из WO 02/06439 А или 2005/085411 А 2. За счет этого можно создавать большие ферментеры согласно п.7 формулы изобретения. В больших ферментерах согласно п.7 формулы изобретения свежую биомассу подают в зону загрузки через шлюз в постоянно создающий биогаз большой ферментер. В большом ферментере биомасса транспортируется с помощью транспортировочного устройства от зоны загрузки в зону разгрузки. Во время транспортировки биомассы возникает биогаз и биомасса расходуется. В зоне разгрузки израсходованную биомассу удаляют через шлюз. За счет этого возможна непрерывная работа также при получении биогаза по принципу сухой ферментации. В частности, в больших ферментерах для получения биогаза из биомассы часто возникают проблемы с герметизацией, в особенности в углах и на кромках резервуаров, а также в отверстиях для загрузки и разгрузки. Поэтому из области мокрого сбраживания, при котором сжиженную биомассу необходимо качать в и из метантенка, известны круговые резервуары, которые имеют меньше углов и кромок с проблемами герметизации. При получении метана из твердого вещества в больших ферментерах эти круговые резервуары не используются из-за проблем при загрузке и разгрузке в периодическом режиме. За счет транспортировочного устройства согласно данному изобретению и тем самым возможного непрерывного режима работы можно предпочтительно использовать круговые резервуары также при сухом сбраживании. За счет круговой конструкции большого ферментера значительно уменьшаются проблемы герметизации, поскольку наружная стенка, соответственно внутренняя стенка, нагружается лишь на сжатие, соответственно на растяжение. Однако предотвращаются обычные проблемы герметизации углов и кро-2 013339 мок. За счет конструкции с круговой кольцевой внутренней стенкой и окружающей внутреннюю стенку круговой кольцевой наружной стенкой образуется кольцеобразный ферментационный резервуар с кольцеобразным транспортировочным каналом. Этот круговой кольцевой цилиндр разделен перегородкой. Биомасса непрерывно подается на одной стороне перегородки в зоне загрузки и непрерывно отводится на другой стороне перегородки в конце транспортировочного канала. Подача свежей биомассы в зоне загрузки и удаление израсходованной биомассы в зоне разгрузки осуществляется через шлюзы, например через ванну с жидкостью подобно сифону. Согласно одному предпочтительному варианту выполнения изобретения дополнительно предусмотрены нижние, верхние и/или боковые транспортировочные подушки, которые можно расширять в направлении транспортировки и которые тем самым дополнительно продавливают биомассу в направлении транспортировки - пп.8 и 11 формулы изобретения. Кроме того, задачей данного изобретения является создание способа эксплуатации большого ферментера согласно данному изобретению. Эта задача решена с помощью признаков п.13 формулы изобретения. В частности, при использовании воспроизводимого сырья в качестве биомассы высокое содержание жидкости в биомассе может приводить к слишком сильному разжижению биомассы в метантенке. Это приводит к сильному отрицательному воздействию на работу транспортировочного устройства с транспортировочными подушками. За счет того, что лишь наполовину сброженную биомассу после одного прохода удаляют из метантенка, обезвоживают и подают для нового прохода в метантенк, предотвращается слишком сильное разжижение. Согласно одному предпочтительному варианту выполнения извлекаемый из наполовину сброженной биомассы перколят фильтруют и полученный фильтрат со сконцентрированными в нем микроорганизмами снова подают в ферментер. За счет этого улучшается производство биогаза. Остальные зависимые пункты формулы изобретения относятся к предпочтительным вариантам выполнения изобретения. Другие подробности, признаки и преимущества изобретения следуют из приведенного ниже описания приведенных в качестве примера вариантов выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых схематично изображено фиг. 1 - вытянутый в длину большой ферментер, дно которого покрыто транспортировочными подушками; фиг. 2 - транспортировочный канал варианта выполнения согласно фиг. 1 с одной толкающей подушкой, вид сверху; фиг. 3 а-3 с - разрез транспортировочных подушек для иллюстрации создаваемого ими волнового движения с помощью приведенного в качестве примера управления; фиг. 4 а-4 с - разрез транспортировочных подушек для иллюстрации создаваемого ими волнового движения с помощью альтернативного управления; фиг. 5 - альтернативный вариант выполнения транспортировочных подушек; фиг. 6 - альтернативный вариант выполнения, в котором транспортировочные подушки снабжены покрытием, которое передает волновое движение дальше на лежащую на нем биомассу; фиг. 7 - большой ферментер с круговой конструкцией согласно данному изобретению; фиг. 8 - дно кругового большого ферментера согласно фиг. 7 с имеющими соответствующую форму транспортировочными подушками, вид сверху; фиг. 9 - разрез транспортировочного канала варианта выполнения согласно фиг. 1, соответственно фиг. 7; и фиг. 10 - альтернативный вариант выполнения кругового большого ферментера. На фиг. 1 схематично показан проходящий в длину, имеющий форму прямоугольного параллелепипеда большой ферментер 2 с прямоугольной нижней плитой 4, верхней стенкой 5, правой боковой стенкой 6, левой боковой стенкой 7, передней стенкой 8 и задней стенкой 9. Большой ферментер 2 содержит на одном конце зону 10 загрузки с проходящим через переднюю стенку 8 загрузочным устройством 12(обозначено стрелкой), а на другом конце - зону 14 разгрузки с проходящим через заднюю стенку 9 разгрузочным устройством 16 (также обозначено стрелкой). Между зоной 10 загрузки и зоной 14 разгрузки образован ограниченный обеими боковыми стенками 6 и 7 транспортировочный канал 18. Транспортировочный канал 18 снабжен транспортировочным устройством 20. С помощью загрузочного устройства 12 в зоне 10 загрузки непрерывно подается свежая биомасса 22. С помощью транспортировочного устройства 20 биомасса 22 транспортируется к другому концу большого ферментера 2 в зону 14 разгрузки. Из зоны 14 разгрузки биомасса 22 удаляется с помощью разгрузочного устройства 16. Подачу свежей биомассы и удаление сброженной биомассы можно также осуществлять через крышку 5 или боковые стенки 7 и 8. Транспортировочное устройство 20 состоит из множества расположенных непосредственно смежно друг с другом в транспортировочном канале 18 на нижней плите 4 транспортировочных подушек 24-i. Как показано на фиг. 1, отдельные транспортировочные подушки 24-i проходят по всей ширине большого ферментера 2 и имеют форму разделенных по высоте пополам цилиндров с овальной базовой поверх-3 013339 ностью. То есть, верхняя сторона транспортировочных подушек является выпуклой, а не такой прямой,как кажется на фиг. 1-6. Растянутость отдельных транспортировочных подушек 24-i вверх можно увеличивать и уменьшать посредством периодической подачи и отвода текучей среды с помощью управляющего текучей средой устройства 26. За счет подачи и отвода текучей среды из непосредственно смежных друг с другом транспортировочных подушек 24-i можно создавать волновое движение, с помощью которого биомасса 22 транспортируется от зоны 10 загрузки к зоне 14 разгрузки. На фиг. 2 показана на виде сверху передняя часть транспортировочного канала 18 большого ферментера согласно фиг. 1. В зоне 10 загрузки на передней стенке 8 расположена толкающая подушка 25,которая за счет повторяющегося заполнения текучей средой толкает биомассу в направлении транспортировки. В зависимости от высоты передней стенки 8, соответственно транспортировочного канала 18,может быть предусмотрено также несколько расположенных друг над другом толкающих подушек 25. Непрерывная транспортировка биомассы 22 с помощью транспортировочных подушек 24-i схематично показана на фиг. 3 а, 3b и 3c для наполненного биомассой 22 большого ферментера 2. На фиг. 3 а, 3b и 3 с для иллюстрации транспортировочного волнового движения показано десять распределенных по транспортировочному каналу 18 транспортировочных подушек 24-1-24-10. Сначала в последнюю на фиг. 3 а транспортировочную подушку 24-10 перед зоной 14 разгрузки закачивают текучую среду против действия веса опирающейся на транспортировочную подушку 24-10 биомассы 22, и опирающаяся на последнюю транспортировочную подушку 24-10 биомасса 22 поднимается и частично падает в свободную зону 14 разгрузки. Затем текучую среду удаляют, соответственно откачивают, из последней транспортировочной подушки 24-10. Как показано на фиг. 3b, одновременно закачивают текучую среду в предпоследнюю подушку 24-9. После этого накачивается транспортировочная подушка 24-8, в то время как транспортировочная подушка 24-9 опустошается (см. фиг. 3 с), пока,наконец, не будет накачана первая транспортировочная подушка 24-1 и снова опустошена (не изображено). Затем процесс снова начинается с последней транспортировочной подушки 24-10. Таким образом,создается волновое движение, которое непрерывно транспортирует биомассу 22 от зоны 10 загрузки к зоне 14 разгрузки. При таком управлении отдельными транспортировочными подушками 24-i волновое движение проходит противоположно направлению транспортировки. Это управление особенно пригодно при очень высокой доле сухого вещества биомассы 22. На фиг. 4 а-4 с показано альтернативное управление отдельными транспортировочными подушками 24-i для обеспечения транспортировки биомассы 22 в транспортировочном канале 18 от зоны 10 загрузки в зону 14 разгрузки. В частности, при биомассе с меньшей долей сухого вещества и уровнем жидкости над транспортировочными подушками, в которой плавает сухое вещество биомассы, пригодно волновое движение в направлении транспортировки. Это схематично показано на фиг. 4 а-4 с. Сначала в первую на фиг. 4 а транспортировочную подушку 24-1 в зоне 10 загрузки закачивают текучую среду против действия веса опирающейся на транспортировочную подушку 24-1 биомассы 22, и жидкость над первой транспортировочной подушкой 24-1 вытесняется. Затем закачивают жидкость во вторую транспортировочную подушку 24-2 (см. фиг. 4 а). После этого (см. фиг. 4b) выпускают жидкость из первой транспортировочной подушки и одновременно накачивают третью транспортировочную подушку 24-3, в то время как вторая транспортировочная подушка 24-2 остается накачанной. Затем, как показано на фиг. 4 с, выпускают жидкость из второй транспортировочной подушки и накачивают четвертую транспортировочную подушку 24-4, в то время как третья транспортировочная подушка остается накачанной. Таким образом, создается транспортировочная волна в направлении транспортировки,которая транспортирует биомассу 22 из зоны 10 загрузки в зону 14 разгрузки. В этом случае зона 14 разгрузки не является свободной от биомассы 22. В зависимости от длины транспортировочного канала можно также образовывать несколько движущихся в транспортировочном канале гребней волн в виде заполняемых жидкостью транспортировочных подушек 24-i. Аналогично способу управления, согласно фиг. 3 а-3 с можно также в этом случае изменять направление волнового движения на обратное. На фиг. 5 схематично показано альтернативное выполнение транспортировочных подушек 16-i таким образом, что поверхность транспортировочных подушек 16-i в накачанном состоянии наклонена в направлении транспортировки. За счет этого выполнения повышается транспортировочное действие. На фиг. 6 показано другое выполнение транспортировочного устройства согласно изобретению, которое отличается от указанных выше вариантов выполнения тем, что биомасса 22 прилегает не непосредственно к транспортировочным подушкам 24-i, а к покрытию 28 транспортировочных подушек в виде пленки, которая лежит на транспортировочных подушках 24-i. За счет этого предотвращаются отложения биомассы между смежными транспортировочными подушками 24-i и 24-i+1. На фиг. 7 показан большой ферментер 40 круговой конструкции с круговым цилиндрическим метантенком 42. Большой ферментер 40 содержит плоскую нижнюю плиту 44. От нижней плиты 44 проходит вверх круговая цилиндрическая наружная стенка 46. Круговая цилиндрическая наружная стенка 46 окружает круговую цилиндрическую внутреннюю стенку 48 с меньшим диаметром. С помощью неизображенной крышки пространство между наружной стенкой 46 и внутренней стенкой 48 закрыто. Соединенные герметично друг с другом нижняя плита 44, наружная стенка 46, внутренняя стенка 48 и крышка-4 013339 образуют метантенк 42. Метантенк 42 разделен внутри с помощью перегородки 52. На одной стороне перегородки 52 предусмотрена зона 54 загрузки с проходящим через наружную стенку 46 загрузочным устройством 56. На другой стороне перегородки 52 предусмотрена зона 58 разгрузки с проходящим через наружную стенку 46 разгрузочным устройством 60. Между зоной 54 загрузки и зоной 58 разгрузки образован ограниченный внутренней стенкой 48 и наружной стенкой 46 кольцеобразный транспортировочный канал 62. В транспортировочном канале 62 предусмотрено транспортировочное устройство 64 описанного в связи с фиг. 2-5 вида, которое содержит множество транспортировочных подушек 66-i, которые расположены на нижней плите 54 непосредственно смежно друг с другом. Как показано на фиг. 8, транспортировочные подушки 66-i имеют примерно форму секторов с обрезанной вершиной, т.е. они шире в зоне наружной стенки 48, чем в зоне внутренней стенки 48. На фиг. 7 двойной стрелкой 50 обозначено устройство разгрузки и загрузки, которое расположено между зоной 54 загрузки и зоной 58 разгрузки с прохождением через наружную стенку 46. С помощью устройства 50 разгрузки и загрузки извлекают наполовину сброженную биомассу 22 из метантенка 42,удаляют из нее воду и снова подают в метантенк 42. Удаление воды можно осуществлять, например, с помощью сепаратора. Получаемый в сепараторе перколят фильтруют и возникающий фильтрат снова подают обратно в ферментер. За счет содержащихся в перколяте микроорганизмов повышается коэффициент преобразования биомассы 22 и за счет этого улучшается производство биогаза. Транспортировочное устройство 64 с транспортировочными подушками 66-i показано на фиг. 8 на виде сверху. Транспортирующее волновое движение создается аналогично варианту выполнения согласно фиг. 1. На фиг. 9 показан в разрезе транспортировочный канал 18, соответственно, 62 вариантов выполнения изобретения согласно фиг. 1, соответственно фиг. 7. Как показано на фиг. 9, на крышке 5 также расположены верхние транспортировочные подушки 67-i. Верхние транспортировочные подушки 67-i расположены на крышке 5 зеркально симметрично нижним транспортировочным подушкам 24-i, 66-i. Дополнительно к этому могут быть также предусмотрены боковые транспортировочные подушки 68-i на боковых стенках 6, 7, соответственно на наружной стенке 46 и внутренней стенке 48. При этом расположенные напротив друг друга боковые транспортировочные подушки 68-i расположены парами и управляются синхронно. Верхними и нижними транспортировочными подушками 24-i, 66-i и 67-i можно также синхронно управлять попарно. В остальном управление транспортировочными подушками 67-i и 68-i осуществляется аналогично управлению нижними транспортировочными подушками 24-i, соответственно 66-i. Верхними, нижними и боковыми подушками в одной плоскости можно управлять синхронно, так что образуется перистальтическое движение подобно кишке. На фиг. 10 показан альтернативный вариант выполнения транспортировочного устройства 70 в соответствующем фиг. 8 виде. Транспортировочное устройство 70 содержит также множество нижних транспортировочных подушек 72-i, которые распределены во внутреннем кольце 74 транспортировочного канала и наружном кольце 76 транспортировочного канала. Внутреннее и наружное кольца 74, 76 транспортировочного канала отделены друг от друга с помощью расположенной концентрично внутренней и наружной стенкам 48, 46 средней стенки 78. При этом количество транспортировочных подушек 72-i в наружном кольце 76 транспортировочного канала больше, чем во внутреннем кольце 74 транспортировочного канала. В показанном на фиг. 10 примере выполнения число транспортировочных подушек 72-i в наружном кольце 76 транспортировочного канала в два раза больше, чем во внутреннем кольце 74 транспортировочного канала. За счет этого учитывается то, что путь транспортировки в наружном кольце 76 транспортировочного канала длиннее, чем во внутреннем кольце 74 транспортировочного канала. Транспортирующее волновое движение создается аналогично вариантам выполнения согласно фиг. 1,соответственно, фиг. 7. Так же как в указанных выше вариантах выполнения могут быть также предусмотрены боковые и верхние транспортировочные подушки. В транспортировочных устройствах 64 и 70 может быть также предусмотрено покрытие на транспортировочных подушках согласно фиг. 6. Может быть также предусмотрено выполнение верхней стороны транспортировочных подушек согласно фиг. 5. Кроме того, в вариантах выполнения согласно фиг. 7 и 10, соответственно, в транспортировочных устройствах 64 и 70 могут быть расположены в соответствии с фиг. 2 в зоне 54 загрузки у перегородки 52 одна или несколько толкающих подушек 25 с целью поддержки транспортировки биомассы от перегородки 52. Большие ферментеры согласно изобретению для непрерывной работы особенно пригодны для биомассы из воспроизводимого сырья, поскольку его можно легко транспортировать с помощью транспортировочного устройства согласно изобретению за счет его гомогенности. Изображения, описание которых приведено выше, показаны не в масштабе, а лишь в виде принципиальных схем. Перечень позиций 2 Большой ферментер 4 Нижняя плита-5 013339 5 Верхняя стенка 6 Левая боковая стенка 7 Правая боковая стенка 8 Передняя стенка 9 Задняя стенка 10 Зона загрузки 12 Загрузочное устройство 14 Зона разгрузки 16 Разгрузочное устройство 18 Транспортировочный канал 20 Транспортировочное устройство 22 Биомасса 24-i Нижние транспортировочные подушки 25 Толкающая подушка 26 Устройство управления текучей средой 28 Покрытие транспортировочных подушек 30 Досочные элементы 32 Шарнирное соединение 40 Большой ферментер круговой конструкции 42 Метантенк 44 Нижняя плита 46 Наружная стенка 48 Внутренняя стенка 52 Перегородка 50 Дополнительное устройство разгрузки и загрузки 54 Зона загрузки 56 Загрузочное устройство 58 Зона разгрузки 60 Разгрузочное устройство 62 Транспортировочный канал 66-i Нижние транспортировочные подушки 67-i Верхние транспортировочные подушки 68-i Боковые транспортировочные подушки 70 Транспортировочное устройство 72-i Нижние транспортировочные подушки 74 Внутреннее кольцо транспортировочного канала 76 Наружное кольцо транспортировочного канала 78 Средняя стенка ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Транспортировочное устройство для биомассы (22), в частности, из возобновляемого сырья в ферментере (2; 40) для получения биогаза, содержащее транспортировочный канал (18; 62) с лежащими напротив друг друга боковыми стенками (6, 7; 46,48), которые соединены друг с другом через нижнюю поверхность (4) и крышку (5),множество распределенных по транспортировочному каналу (18; 62) заполняемых текучей средой транспортировочных подушек (24-i; 66-i; 72-i), которые находятся в контакте с подлежащей транспортировке биомассой (22), и устройство (26) управления текучей средой для последовательного заполнения и опустошения следующих друг за другом транспортировочных подушек (24-i; 25, 66-i; 67-i; 68-i; 72-i) для создания волнового движения, обеспечивающего перемещение биомассы (22) через транспортировочный канал (18; 62),отличающееся тем, что транспортировочные подушки (67-i; 68-i) закреплены на крышке (5) и/или по меньшей мере на одной из обеих боковых сторон (6, 7; 46, 48, 78). 2. Транспортировочное устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно нижние транспортировочные подушки (24-i; 66-i; 72-i) закреплены на нижней поверхности (4; 44). 3. Транспортировочное устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что нижние транспортировочные подушки (24-i; 66-i; 72-i) выполнены с возможностью заполнения жидкостью, в частности водой. 4. Транспортировочное устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что транспортировочные подушки (67-i) на крышке (5) выполнены с возможностью заполнения газом, который вместе с биогазом не образует взрывной газовой смеси. 5. Транспортировочное устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что над транспортировочными подушками (24-i; 66-i; 72-i) размещено покрытие (28) транспортировочных подушек для пере-6 013339 дачи создаваемого транспортировочными подушками (24-i; 66-i; 72-i) волнового движения на биомассу(22). 6. Транспортировочное устройство по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что в транспортировочных подушках на боковых стенках (6, 7; 46, 48; 78) транспортировочные подушки (68-i) расположены попарно и противоположно друг другу. 7. Большой ферментер для получения биогаза по принципу метанизации твердого вещества, содержащий газонепроницаемый метантенк (42) с нижней плитой (4; 44),зону (10; 54) загрузки с проходящим через газонепроницаемый метантенк (42) загрузочным устройством (12; 56) для непрерывной подачи свежей биомассы (22) в метантенк (42),зону (14; 58) разгрузки с проходящим через газонепроницаемый метантенк (42) разгрузочным устройством (16; 58) для извлечения биомассы (22) из метантенка (42),транспортировочное устройство (20; 64; 70) по любому из пп.1-6 для транспортировки биомассы(22) от зоны (10; 54) загрузки к зоне (14, 58) разгрузки и соединение для отвода биогаза. 8. Большой ферментер по п.7, отличающийся тем, что в зоне загрузочного устройства (12; 56) предусмотрена по меньшей мере одна расширяющаяся в направлении транспортировки биомассы заполняемая текучей средой толкающая подушка (25). 9. Большой ферментер по п.7 или 8, отличающийся тем, что метантенк (42) содержит газонепроницаемую, проходящую от нижней плиты (44) вверх цилиндрическую, в частности круговую цилиндрическую, наружную стенку (46),газонепроницаемую, проходящую от нижней плиты (44) вверх цилиндрическую, в частности круговую цилиндрическую, внутреннюю стенку (48),газонепроницаемую крышку, которая соединена с наружной и внутренней стенками (46, 48),с образованием между нижней плитой (44), наружной стенкой (46), внутренней стенкой (48) и крышкой метантенка (42) кольцеобразной формы для приема биомассы (22), проходящую от нижней плиты (44), наружной стенки (46) и внутренней стенки (48) вверх перегородку (52),при этом загрузочное устройство (56) проходит на одной стороне перегородки (52) через наружную стенку (46) и при этом разгрузочное устройство (58) проходит на другой стороне перегородки (52) через наружную стенку (46). 10. Большой ферментер по п.7 или 8, отличающийся тем, что между внутренней стенкой (48) и наружной стенкой (46) проходит вверх от нижней плиты (44) средняя стенка (78) с образованием между внутренней стенкой (48) и средней стенкой (78) внутреннего кольца (74) транспортировочного канала, а между наружной стенкой (46) и средней стенкой (78) - наружного кольца (76) транспортировочного канала. 11. Большой ферментер по любому из пп.7-10, отличающийся тем, что на перегородке (52) расположена по меньшей мере одна толкающая подушка (25). 12. Большой ферментер по любому из пп.7-11, отличающийся тем, что предусмотрено устройство для циркуляции перколята, которое имеет резервуар для хранения перколята, который расположен внутри цилиндрической внутренней стенки (48). 13. Способ работы большого ферментера по любому из пп.7-11, содержащий следующие этапы: подают свежую биомассу через загрузочное устройство (12); извлекают полусброженную биомассу через разгрузочное устройство (16; 60, 50); отделяют перколят из полусброженной биомассы; повторно подают полусброженную биомассу через загрузочное устройство (12; 56; 50) и извлекают полностью сброженную биомассу через разгрузочное устройство (16; 60; 50). 14. Способ по п.13, отличающийся тем, что выделенный из полусброженной биомассы (22) перколят фильтруют и фильтрат из перколята возвращают в большой ферментер.

МПК / Метки

МПК: C12M 1/113

Метки: устройство, получения, транспортировочное, биогаза, ферментёре, биомассы

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/11-13339-transportirovochnoe-ustrojjstvo-dlya-biomassy-v-fermentyore-dlya-polucheniya-biogaza.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Транспортировочное устройство для биомассы в ферментёре для получения биогаза</a>

Похожие патенты