BE1028840B1 - Inrichting en werkwijze voor productie van elektriciteit en warmte door verwerking van biomassa - Google Patents

Inrichting en werkwijze voor productie van elektriciteit en warmte door verwerking van biomassa Download PDF

Info

Publication number
BE1028840B1
BE1028840B1 BE20205866A BE202005866A BE1028840B1 BE 1028840 B1 BE1028840 B1 BE 1028840B1 BE 20205866 A BE20205866 A BE 20205866A BE 202005866 A BE202005866 A BE 202005866A BE 1028840 B1 BE1028840 B1 BE 1028840B1
Authority
BE
Belgium
Prior art keywords
fraction
fermentation tank
biomass
installation
heat
Prior art date
Application number
BE20205866A
Other languages
English (en)
Other versions
BE1028840A1 (nl
Inventor
Kristof Vansevenant
Original Assignee
Krivalec Bvba
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Krivalec Bvba filed Critical Krivalec Bvba
Priority to BE20205866A priority Critical patent/BE1028840B1/nl
Priority to EP21211431.8A priority patent/EP4008769A1/en
Publication of BE1028840A1 publication Critical patent/BE1028840A1/nl
Application granted granted Critical
Publication of BE1028840B1 publication Critical patent/BE1028840B1/nl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS 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
    • C12M21/00Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
    • C12M21/04Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses for producing gas, e.g. biogas
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS 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
    • C12M41/00Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/12Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of temperature
    • C12M41/18Heat exchange systems, e.g. heat jackets or outer envelopes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS 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
    • C12M43/00Combinations of bioreactors or fermenters with other apparatus
    • C12M43/08Bioreactors or fermenters combined with devices or plants for production of electricity
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/59Biological synthesis; Biological purification

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

Abstract

De huidige uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor productie van elektriciteit en warmte omvattende een vergistingstank, waarbij de vergistingstank een geïsoleerde bodem, geïsoleerde zijwanden, een gasdicht dak, een toevoer voor biomassa, een afvoer voor biogas, een afvoer voor digestaat en verwarmingsbuizen omvat, en een warmtekrachtkoppelingsinstallatie, omvattende een gasmotor en een generator, waarbij de gasmotor een gastoevoer en een motoras omvat, waarbij de generator een generatoras omvat, waarbij de gastoevoer aan de afvoer voor biogas gekoppeld is en waarbij de motoras aan de generatoras gekoppeld is, waarbij de gasmotor een koelcircuit omvat, waarbij de verwarmingsbuizen van de vergistingstank op het koelcircuit van de motor gekoppeld zijn. De uitvinding heeft eveneens betrekking op een werkwijze voor productie van elektriciteit en warmte en op een gebruik van een inrichting of werkwijze volgens de huidige uitvinding voor productie in een industrieel bedrijf van elektriciteit en warmte uit biomassa.

Description

t BE2020/5866
INRICHTING EN WERKWIJZE VOOR PRODUCTIE VAN ELEKTRICITEIT EN WARMTE DOOR VERWERKING VAN BIOMASSA
TECHNISCH DOMEIN De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor productie van elektriciteit en warmte. De uitvinding heeft in een tweede aspect eveneens betrekking op een werkwijze voor productie van elektriciteit en warmte. In een derde aspect heeft de uitvinding eveneens betrekking op een gebruik voor voor productie in een industrieel bedrijf van elektriciteit en warmte uit biomassa.
STAND DER TECHNIEK Diverse industrieën, zoals boerderijen en voedingsbedrijven, produceren naast producten eveneens afvalstromen zoals bijvoorbeeld mest van dieren en groente- en fruitafval. Omwille van ecologische redenen worden deze afvalstromen niet meer simpelweg verbrand, op een stortplaats gestort of bijvoorbeeld op een akker uitgespreid. Tegenwoordig worden deze afvalstromen als waardevolle biomassa beschouwd, waaruit door vergisting biogas kan gewonnen worden. Een dergelijke vergisting kan lokaal gebeuren, waardoor de biomassa niet hoeft getransporteerd te worden. Het biogas kan dan voor de productie van elektriciteit en warmte worden aangewend. De geproduceerde elektriciteit en warmte wordt bijvoorbeeld op de boerderij, in een voedingsbedrijf of een ander industrieel bedrijf voor het uitvoeren van de bedrijfsactiviteiten gebruikt. Het vergisten van biomassa kan zowel als een mesofiel proces bij lage temperatuur, tussen 32°C en 42°C, of als een thermofiel proces bij hoge temperatuur, tussen 48°C en 55°C, worden uitgevoerd. Een mesofiel proces is robuuster dan een thermofiel proces, maar heeft als nadeel dat de vergisting van de biomassa trager verloopt. Een bijkomend nadeel is dat een digestaat, dat als restproduct na vergisting overblijft, in vele gevallen niet hygiënisch is, waardoor het digestaat niet zomaar kan geloosd of op een akker kan uitgespreid worden en al zeker niet kan geëxporteerd worden. Een gespecialiseerd bedrijf moet het digestaat voor verdere
? BE2020/5866 verwerking ophalen, wat tot bijkomende transport- en verwerkingskosten voor bijvoorbeeld een boerderij, voedingsbedrijf of ander industrieel bedrijf leidt.
Bij een thermofiel proces verloopt het proces sneller en worden pathogene micro- organismen sneller gedood. Hierdoor is het digestaat wel hygiënisch en kan het bijvoorbeeld zonder bijkomende processtappen voor het hygiënisch maken van het digestaat in een bedrijf tot meststof verwerkt worden. Het digestaat is in plaats van een restproduct een waardevolle grondstof. Bijzonder nadelig aan een thermofiel proces is dat het proces door de hoge temperatuur een zeer hoge energiebehoefte heeft. Eveneens nadelig is dat het proces minder robuust is. Geringe temperatuurschommelingen kunnen al het proces verstoren. Omwille van deze redenen wordt voor het vergisten vaak een mesofiel proces verkozen. De huidige uitvinding beoogt minstens een oplossing te vinden voor enkele van bovenvermelde problemen of nadelen.
SAMENVATTING VAN DE UITVINDING In een eerste aspect betreft de huidige uitvinding een inrichting volgens conclusie
1. Het grote voordeel van een dergelijke inrichting is dat een gasmotor van een warmtekrachtkoppelingsinstallatie een koelcircuit omvat, waarbij verwarmings- buizen van een vergistingstank van de inrichting op het koelcircuit van de gasmotor gekoppeld zijn. Hierdoor kan de vergistingstank op energetisch en economisch gunstige wijze worden opgewarmd. De gasmotor genereert in werking sowieso warmte, die anders door het koelcircuit wordt opgenomen en afgevoerd. Doordat de vergistingstank met behulp van deze warmte kan worden opgewarmd, kan in een inrichting volgens de huidige uitvinding een stabiele omgeving op hoge temperatuur gecreëerd worden waarin vergisting volgens een thermofiel proces robuust kan worden uitgevoerd. Doordat in de inrichting volgens de huidige uitvinding een thermofiel proces kan worden gebruikt, kan een hygiënisch digestaat bekomen worden, dat als waardevolle grondstof kan worden afgezet. Voorkeursvormen van de inrichting worden weergegeven in de conclusies 2 tot en met 10.
Een specifieke voorkeursvorm betreft de uitvinding een inrichting volgens conclusie
5. In deze voorkeursvorm omvat de inrichting een scheider, geconfigureerd voor het scheiden van het digestaat in een eerste dunne en een eerste dikke fractie. De eerste dikke fractie kan als meststof worden gebruikt, waardoor het op zichzelf een waardevol product is. Het kan eventueel lokaal als meststof op een akker worden uitgespreid of als waardevolle grondstof aan bijvoorbeeld een producent van meststoffen verkocht worden. Doordat de eerste dunne fractie uit het digestaat kan verwijderd worden, zullen transportkosten voor het transporteren van de eerste dikke fractie naar bijvoorbeeld een producent van meststoffen lager dan de transportkosten voor het transporteren van het digestaat zijn, waardoor de eerste dikke fractie als grondstof waardevoller dan het digestaat is. Doordat de eerste dikke fractie uit een hygiënisch digestaat bekomen wordt, is de eerste dikke fractie eveneens hygiënisch, waardoor de eerste dikke fractie naar landen, waar een tekort aan meststoffen is, kan geëxporteerd worden of waardoor de dikke eerste fractie als ligboxstrooisel kan gebruikt worden. Hygiënisch ligboxstrooisel verlaagt het risico op bijvoorbeeld uierontstekingen bij runderen.
In een tweede aspect betreft de huidige uitvinding een werkwijze volgens conclusie
11. Deze werkwijze heeft onder meer als voordeel dat biomassa door middel van een thermofiel proces in een vergistingstank in biogas wordt omgezet. De vergistingstank wordt op een ecologische en economische efficiënte wijze met koelwater van de gasmotor tot een hoge temperatuur opgewarmd. Het opwarmen van de vergistingstank heeft als voordeel dat een stabiele omgeving op hoge temperatuur gecreëerd wordt waarin het thermofiele proces robuust kan worden uitgevoerd. Bijkomend voordelig is dat een hygiënisch digestaat bekomen wordt, dat als waardevolle grondstof kan worden afgezet.
Voorkeursvormen van de werkwijze worden beschreven in de volgconclusies 12 tot en met 16.
In een derde aspect betreft de huidige uitvinding een gebruik volgens conclusie 17. Dit gebruik resulteert in een voordelige productie in een industrieel bedrijf van elektriciteit en warmte uit biomassa. Biomassa wordt in een industrieel bedrijf naar elektriciteit en warmte omgezet. Bepaalde industriële bedrijven, zoals bijvoorbeeld een boerderij of een voedingsbedrijf, genereren eigen biomassa onder de vorm van mest, groenteafval, fruitafval en/of ander organisch afval. De elektriciteit en warmte worden bij allerlei bedrijfsactiviteiten in het industriële bedrijf gebruikt. Resterende elektriciteit en warmte kan verkocht worden. Digestaat kan doordat het hygiënisch is als waardevolle grondstof aan een meststof producerend bedrijf worden afgezet of eventueel in het industriële bedrijf tot meststof worden verwerkt. In het geval van een boerderij kan de meststof ter bemesting op eigen akkers worden uitgespreid of als waardevol product worden verkocht. De biomassa is ter plaatse tot nuttige elektriciteit, warmte en waardevolle grondstoffen of producten omgezet, waardoor bijkomende transport- en verwerkingskosten voor ophalen en verwerken van biomassa en een niet-hygiënisch digestaat vermeden zijn. Restfracties, zoals bijvoorbeeld slib, worden in het industriële bedrijf als biomassa hergebruikt, waardoor de restfracties niet voor verwerking moeten worden afgevoerd.
BESCHRIJVING VAN DE FIGUREN Figuur 1 toont een schematische voorstelling van een inrichting volgens een uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding.
Figuur 2 toont een schematische voorstelling van een inrichting volgens een alternatieve uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding. Figuur 3 toont een schematische voorstelling van een inrichting volgens nog een andere alternatieve uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding.
GEDETAI LLEERDE BESCHRIJVING Tenzij anders gedefinieerd hebben alle termen die gebruikt worden in de beschrijving van de uitvinding, ook technische en wetenschappelijke termen, de betekenis zoals ze algemeen begrepen worden door de vakman in het technisch veld van de uitvinding. Voor een betere beoordeling van de beschrijving van de uitvinding, worden de volgende termen expliciet uitgelegd. “Een”, “de” en “het” refereren in dit document aan zowel het enkelvoud als het meervoud tenzij de context duidelijk anders veronderstelt. Bijvoorbeeld, “een segment” betekent een of meer dan een segment.
> BE2020/5866 De termen “omvatten”, “omvattende”, “bestaan uit”, “bestaande uit”, “voorzien van”, “bevatten”, “bevattende”, “inhouden”, “inhoudende” zijn synoniemen en zijn inclusieve of open termen die de aanwezigheid van wat volgt aanduiden, en die de aanwezigheid niet uitsluiten of beletten van andere componenten, kenmerken, elementen, leden, stappen, gekend uit of beschreven in de stand der techniek. Het citeren van numerieke intervallen door de eindpunten omvat alle gehele getallen, breuken en/of reële getallen tussen de eindpunten, deze eindpunten inbegrepen.
In de context van dit document is droge stofgehalte van een oplossing uitgedrukt als een massa droge stof in kg in een volume van 1 m3 van de oplossing. De massa droge stof wordt bepaald door het nemen van een monster met een gekend volume, het drogen van het monster totdat alle vloeistof volledig verdampt is en enkel droge stof overblijft, het wegen van de massa droge stof en het herrekenen van de massa droge stof in het gekende volume van de oplossing naar een volume van 1 m3 van de oplossing. Alternatief kan het droge stofgehalte ook als een verhouding van de massa van de droge stof in een gekende massa van de oplossing uitgedrukt worden. Dit wordt als een dimensieloos getal of als een percentage voorgesteld. In de context van dit document is een warmtekrachtkoppelingsinstallatie een installatie voor gelijktijdig opwekken van warmte en kracht onder de vorm van elektriciteit, waarbij de opgewekte warmte lokaal nuttig gebruikt wordt, bijvoorbeeld voor productie van warm water, stoom of hete lucht. In de context van dit document is een bolkap een deel van een bol dat van de bol door een vlak afgesneden is. In een eerste aspect betreft de uitvinding een inrichting voor productie van elektriciteit en warmte. Volgens een voorkeurdragende uitvoeringsvorm omvat de inrichting een vergistingstank en een warmtekrachtkoppelingsinstallatie.
De vergistingstank omvat een geïsoleerde bodem en geïsoleerde zijwanden. Dit is voordelig voor het bewaren van warmte in de vergistingstank, waardoor er een
© BE2020/5866 stabiele temperatuur in de vergistingstank is, wat voor een thermofiel vergistingsproces voordelig is. De geisoleerde bodem en de geisoleerde zijwanden begrenzen een binnenruimte. De binnenruimte is geschikt voor opvang van biomassa. Bij voorkeur zijn de geïsoleerde bodem en de geïsoleerde zijwanden uit beton. Bij voorkeur vormen de geïsoleerde bodem en de geïsoleerde zijwanden een cilindrisch vat met een open top. Dit is voordelig voor het bekomen van een structureel sterke vergistingstank die krachten uitgeoefend door biomassa in de vergistingstank kan opvangen.
De vergistingstank omvat een gasdicht dak, geconfigureerd voor het gasdicht afdichten van de open top van de vergistingstank. Het gasdichte dak is voordelig voor het bewaren in de vergistingstank van uit biomassa gevormd biogas. Het gasdichte dak omvat bij voorkeur een long, gevormd uit een flexibel en gasdicht zeil, en een bovenliggend beschermingszeil, waarbij bij voorkeur het beschermingszeil de long enkel nabij de geïsoleerde zijwanden raakt. Dit is voordelig doordat de long bij vorming van biogas in de vergistingstank kan uitzetten, terwijl het beschermingszeil de long tegen beschadiging en bijgevolg lekken beschermt. Het gasdichte dak is bij voorkeur kegelvormig, waarbij de basis van de kegel zich aan de open top van de vergistingstank bevindt en waarbij de top van de kegel in een richting weg van de geïsoleerde bodem georiënteerd is. Alternatief is het dak een bolkap, waarbij het vlak waardoor de bolkap van de bol gesneden is, zich aan de open top van de vergistingstank bevindt en waarbij de bolkap zich aan een zijde van het vlak weg van de geïsoleerde bodem bevindt. Het gasdichte dak is bij voorkeur centraal door een paal ondersteund, meer bij voorkeur een hardhouten paal. Een hardhouten paal is voordelig omdat dergelijke paal tegen schadelijke bestanddelen die in de biomassa, het digestaat of het biogas kunnen aanwezig zijn, zoals bijvoorbeeld maar niet beperkt tot H2S, bestand is.
De vergistingstank omvat een toevoer voor biomassa. Biomassa kan mest, groenteafval, fruitafval en/of ander organisch afval omvatten. De toevoer omvat een pomp, een vijzel en/of een ander geschikt middel.
De vergistingstank omvat een afvoer voor biogas. De afvoer voor biogas omvat minstens een gasleiding die op een gasdichte aansluiting van de vergistingstank is gekoppeld. De afvoer voor biogas is bij voorkeur centraal in het gasdichte dak. Dit is voordelig omdat biogas lichter is dan lucht en naar het gasdichte dak stijgt. Een kegelvormig gasdicht dak is bijkomend voordelig voor het verzamelen van het biogas bij de top van de kegel.
De vergistingstank omvat een afvoer voor digestaat. Digestaat is een restproduct dat in de vergistingstank na afbraak van de biomassa overblijft. Digestaat is vloeibaar. De afvoer voor digestaat omvat een afvoerbuis. De afvoer voor digestaat omvat bij voorkeur een afsluiter.
De vergistingstank omvat verwarmingsbuizen. De verwarmingsbuizen zijn bij voorkeur over de volledige omtrek van de geïsoleerde zijwanden aanwezig. De verwarmingsbuizen zijn bij voorkeur op verschillende hoogtes op de geïsoleerde zijwanden aanwezig. De verwarmingsbuizen zijn voordelig voor het verwarmen en op temperatuur houden van de vergistingstank en de biomassa in de vergistingstank, waardoor er een stabiele omgeving op een geschikte temperatuur voor thermofiele vergisting mogelijk is. Een geschikte temperatuur is een temperatuur van minstens 48° C en hoogstens 55° C. Door de geïsoleerde bodem en de geïsoleerde zijwanden is benodigde warmte voor het verwarmen van de vergistingstank beperkt ten opzichte van niet-geïsoleerde vergistingstanks.
De warmtekrachtcentrale omvat een gasmotor en een generator. De gasmotor omvat een motoras. De gasmotor is een ontploffingsmotor waarbij de genoemde motoras een krukas is. Alternatief is de gasmotor een gasturbine, waarbij de motoras een as is waarop turbinebladen gemonteerd zijn. De gasmotor omvat een gastoevoer. De gastoevoer is aan de afvoer voor biogas gekoppeld. Dit is voordelig doordat de gasmotor hierdoor geconfigureerd is om op biogas, dat met behulp van de inrichting geproduceerd is, te werken. De generator omvat een generatoras. De generator omvat een rotor en een stator. De generatoras is omvat in de rotor van de generator. De generator is geconfigureerd voor het omzetten van mechanische energie in de vorm van een roterende rotor in elektrische energie. De motoras is aan de generatoras gekoppeld. Dit is voordelig voor het omzetten van een mechanische energie in de vorm van een roterende motoras naar elektrische energie. De motoras is rechtstreeks aan de generatoras gekoppeld. Alternatief is de motoras via een overbrenging aan de generatoras gekoppeld.
De gasmotor omvat een koelcircuit. Het koelcircuit is geconfigureerd voor afkoeling van de gasmotor in werking. De verwarmingsbuizen van de vergistingstank zijn op het koelcircuit van de gasmotor gekoppeld. De verwarmingsbuizen zijn rechtstreeks op het koelcircuit gekoppeld. Bij voorkeur zijn de verwarmingsbuizen via een warmtewisselaar op het koelcircuit gekoppeld. De koppeling van de verwarmingsbuizen op het koelcircuit van de gasmotor is bijzonder voordelig doordat hierdoor de vergistingstank op energetisch en economisch gunstige wijze kan worden opgewarmd. De gasmotor genereert in werking sowieso warmte, die anders door het koelcircuit wordt opgenomen en afgevoerd. Doordat de vergistingstank met behulp van deze warmte kan worden opgewarmd en op temperatuur worden gehouden, kan in een inrichting volgens de huidige uitvinding een stabiele omgeving op hoge en geschikte temperatuur gecreëerd worden, waarin vergisting volgens een thermofiel proces robuust kan worden uitgevoerd. Doordat in de inrichting volgens de huidige uitvinding een thermofiel proces kan worden gebruikt, kan een hygiënisch digestaat bekomen worden, dat als waardevolle grondstof, bijvoorbeeld aan een producent van meststoffen, kan worden afgezet.
Volgens een uitvoeringsvorm omvat de vergistingstank een dompelmixer. Dit is voordelig voor het mengen van toegevoerde biomassa en in de vergistingstank aanwezige biomassa, voor het bekomen van een optimale vergisting.
Volgens een uitvoeringsvorm omvat de vergistingstank een overdruk- en een onderdrukbeveiliging. De overdruk- en onderdrukbeveiliging is een klep die automatisch bij een vooraf bepaalde overdruk of onderdruk in de vergistingstank ten opzichte van de omgeving opent en een overmaat van biogas uit de vergistingstank laat ontsnappen of lucht in de vergistingstank laat binnendringen om een onveilige overdruk of onderdruk binnen de vergistingstank weg te nemen.
Hierdoor wordt beschadiging aan het gasdichte dak vermeden.
Volgens een voorkeurdragende uitvoeringsvorm zijn de geïsoleerde bodem en de geïsoleerde zijwanden van de vergistingstank aan een zijde gericht naar de binnenruimte geïsoleerd. Dit is voordelig omdat isolatiemateriaal, waarmee de geïsoleerde bodem en de geïsoleerde zijwanden geïsoleerd zijn, de genoemde bodem en zijwanden tegen schadelijke bestanddelen die in de biomassa, het digestaat of het biogas kunnen aanwezig zijn, beschermen. Hierdoor is het niet nodig om op de geïsoleerde bodem en geïsoleerde zijwanden een beschermende coating aan te brengen, zoals bij een vergistingstank volgens de stand der techniek. Bijkomend voordelig is, doordat het isolatiemateriaal aan de zijde van de geïsoleerde bodem en de geïsoleerde zijwanden, gericht naar de binnenruimte, is aangebracht, het isolatiemateriaal tegen weersomstandigheden en dieren beschermd is, waardoor geen bijkomende beschermingsmaterialen, zoals bijvoorbeeld panelen, aan een zijde van de geïsoleerde bodem en de geïsoleerde zijwanden, gericht weg van de binnenruimte, moet worden aangebracht.
Volgens een verdere uitvoeringsvorm zijn de geïsoleerde bodem en de geïsoleerde zijwanden met PUR-schuim geïsoleerd. Dit is voordelig omdat PUR-schuim snel en zonder bijkomende bevestigingsmiddelen op de genoemde bodem en zijwanden kan worden aangebracht.
Volgens een voorkeurdragende uitvoeringsvorm zijn de verwarmingsbuizen op een zijde gericht naar de binnenruimte van de vergistingstank op de geïsoleerde wanden bevestigd. Hierdoor is er een rechtstreekse en efficiënte overdracht van warmte naar de biomassa. Dit is in het bijzonder voordelig bij een voorheen beschreven uitvoeringsvorm waarbij geïsoleerde wanden aan de zijde gericht naar de binnenruimte van de vergistingstank geïsoleerd zijn. Verwarmingsbuizen die bijvoorbeeld in de geïsoleerde wanden zijn opgenomen, zoals bij vergistingstanks volgens de stand der techniek, zouden door de aanwezigheid van isolatie slechts beperkt warmte naar de biomassa kunnen overdragen. De verwarmingsbuizen zijn bij voorkeur inox-buizen. Inox-buizen zijn voordelig voor vermijden van beschadiging door schadelijke bestanddelen die in de biomassa, het digestaat of het biogas kunnen aanwezig zijn. Inox-buizen zijn bijkomend voordelig voor snelle warmteoverdracht door een hoge warmtegeleidingscoëfficiënt van inox.
Volgens een voorkeurdragende uitvoeringsvorm omvat de inrichting tussen de afvoer van biogas en de gasmotor een condensor, geconfigureerd voor condensatie van waterdamp. Dit is voordelig om waterdamp uit het biogas te verwijderen, waardoor een betere werking van de gasmotor bekomen wordt.
Volgens een voorkeurdragende uitvoeringsvorm omvat de inrichting tussen de afvoer van biogas en de gasmotor een actieve koolfilter. Een actieve koolfilter is geschikt voor het verwijderen van H:2S of andere schadelijke bestanddelen uit het biogas, waardoor deze de gasmotor niet kunnen beschadigen.
Volgens een voorkeurdragende uitvoeringsvorm omvat de inrichting een warmtewisselaar. De warmtewisselaar is geconfigureerd voor het uitwisselen van warmte tussen twee gescheiden circuits, waarbij een eerste circuit met de toevoer voor biomassa van de vergistingstank is verbonden en een tweede circuit met de afvoer voor digestaat is verbonden. Biomassa die in de vergistingstank wordt aangebracht, kan hierdoor door digestaat op hoge temperatuur uit de vergistingstank worden voorverwarmd, waardoor minder door de warmtekrachtkoppelingsinstallatie geproduceerde warmte vereist is voor het verwarmen en op temperatuur houden van de vergistingstank. Uitgespaarde warmte kan verkocht worden of voor andere bedrijfsactiviteiten nuttig aangewend worden. Bijzonder voordelig is dat door het voorverwarmen het temperatuurverschil tussen biomassa die in de vergistingstank wordt aangebracht en biomassa in de vergistingstank kleiner is, waardoor de vergistingstank voor bacteriën, die voor het thermofiele proces noodzakelijk zijn, een stabiele omgeving is en het thermofiele proces robuust kan worden uitgevoerd. Bijkomend voordelig is dat digestaat met behulp van de warmtewisselaar snel kan afgekoeld worden, waardoor het digestaat meteen verder kan verwerkt worden, zonder dat hiervoor een opslagbuffer vereist is waarin het digestaat kan afkoelen.
Volgens een voorkeurdragende uitvoeringsvorm omvat de gasmotor een kleppensturing en omvat de inrichting een gassensor. De gassensor is geconfigureerd voor het meten van een hoeveelheid methaan in het biogas. De kleppensturing is communicatief met de gassensor verbonden. De kleppensturing is bedraad en/of draadloos met de gassensor verbonden. De kleppensturing kan hierdoor meetwaarden van de gassensor over de hoeveelheid methaan in het biogas lezen. Deze uitvoeringsvorm is in het bijzonder voordelig met een ontploffingsmotor als gasmotor. Een ontploffingsmotor omvat één of meerdere cilinders, waarbij een cilinder minstens een inlaat- en een uitlaatklep omvat. De kleppensturing is geconfigureerd voor aansturing van het openen en sluiten van inlaat- en uitlaatkleppen. De aansturing gebeurt volgens een timing. Een correcte timing is essentieel voor goede verbranding van biogas in de ontploffingsmotor. De timing is van de hoeveelheid methaangas in het biogas afhankelijk. Door het aanpassen van de timing door de kleppensturing in functie van de hoeveelheid methaangas in het biogas kan een optimale werking van de gasmotor bekomen worden, waarbij een gasmotor vanaf 40 vol.% methaangas in biogas in werking kan zijn. De kleppensturing omvat minstens drie discrete instellingen voor de timing in functie van de hoeveelheid methaangas in het biogas. Bij voorkeur is de timing door de kleppensturing continue instelbaar in functie van de hoeveelheid methaangas in het biogas.
+ BE2020/5866 Volgens een voorkeurdragende uitvoeringsvorm omvat de inrichting een scheider, geconfigureerd voor het scheiden van het digestaat in een eerste dunne fractie en een eerste dikke fractie.
De eerste dunne fractie heeft een droge stofgehalte van hoogstens 50 kg/m3, bij voorkeur hoogstens 48 kg/m3, bij meer voorkeur hoogstens 45 kg/m3, bij nog meer voorkeur hoogstens 43 kg/m3 en bij zelfs nog meer voorkeur hoogstens 40 kg/m8.
De eerste dikke fractie heeft een droge stofgehalte van minstens 200 kg/m3, bij voorkeur minstens 210 kg/m3, bij meer voorkeur minstens 220 kg/m3, bij nog meer voorkeur minstens 230 kg/m:3 en bij zelfs nog meer voorkeur minstens 240 kg/m8.
De scheider is bijvoorbeeld een centrifuge, een zeefbandpers, een schroefpers of een ander geschikt middel. Het is voor een vakman geschoold in het technische veld duidelijk dat een combinatie van meerdere van genoemde voorbeelden eveneens deel van de huidige uitvinding uitmaakt.
Optioneel omvat de scheider middelen, geconfigureerd voor het toevoegen van coagulans en/of flocculant aan het digestaat. Dit is voordelig voor het bekomen van een betere scheiding in een eerste dunne fractie en een tweede dunne fractie.
Deze uitvoeringsvorm is voordelig doordat hierdoor het droge stofgehalte in de eerste dikke fractie ten opzichte van het droge stofgehalte in het digestaat kan verhoogd worden, waardoor de eerste dikke fractie als meststof kan worden gebruikt en waardoor het op zichzelf een waardevol product is. Het kan eventueel lokaal als meststof op een akker worden uitgespreid of als waardevolle grondstof aan bijvoorbeeld een producent van meststoffen verkocht worden. Doordat de eerste dunne fractie uit het digestaat kan verwijderd worden, zullen transportkosten voor het transporteren van de eerste dikke fractie naar bijvoorbeeld een producent van meststoffen lager dan de transportkosten voor het transporteren van het digestaat zijn, waardoor de eerste dikke fractie als grondstof waardevoller dan het digestaat is. Doordat de eerste dikke fractie uit een hygiënisch digestaat bekomen wordt, is de eerste dikke fractie eveneens hygiënisch, waardoor de eerste dikke fractie naar landen, waar een tekort aan meststoffen is, kan geëxporteerd worden of waardoor de dikke eerste fractie als ligboxstrooisel kan gebruikt worden. Hygiënisch ligboxstrooisel verlaagt het risico op bijvoorbeeld uierontstekingen bij runderen.
Volgens een verdere uitvoeringsvorm omvat de inrichting een zuiveringsinstallatie, geconfigureerd voor het zuiveren van de eerste dunne fractie. De zuiveringsinstallatie omvat een dissolved air flotation-installatie, een optionele ultrafiltratie-installatie en een omgekeerde osmose-installatie.
Een dissolved air flotation-installatie omvat een bad voor opvang van dunne fractie.
Het bad strekt zich bij voorkeur in een lengterichting uit. Het bad omvat een toevoer, waarbij de toevoer geconfigureerd is voor toevoeren van dunne fractie in het bad en waarbij de toevoer bij voorkeur aan een eerste uiteinde volgens de lengterichting van het bad gepositioneerd is. De dissolved air flotation-installatie omvat middelen voor toevoer van een coagulans aan de dunne fractie. De dissolved air flotation-installatie omvat optioneel een toevoer voor een base of een zuur. Dit is voordelig voor pH-correctie van met coagulans behandelde dunne fractie. Bij voorkeur omvat de dissolved air flotation-installatie een mixer, geconfigureerd voor het mixen van de dunne fractie en de coagulans. Het bad is op atmosferische druk.
Niet-limitatieve voorbeelden van coagulans zijn FeCls en Fez(SO4)3. Coagulans is voordelig voor het vormen van vlokken door destabilisatie van colloïdale deeltjes in de dunne fractie. De dissolved air flotation-installatie omvat optioneel een toevoer voor flocculant. Flocculant is voordelig voor het verder vergroten van door coagulans gevormde vlokken. Flocculant wordt samen met coagulans of na toevoeging van coagulans toegevoegd. De dissolved air flotation-installatie omvat een drukvat. Het drukvat is geconfigureerd voor bevatten van water onder een druk van minstens 3 bar, bij voorkeur minstens 4 bar en bij meer voorkeur minstens 5 bar. Het drukvat omvat middelen voor inbrengen van lucht in het drukvat. De dissolved air flotation-installatie omvat een leiding van het drukvat naar het bad.
Door het inbrengen van water met lucht onder druk in het bad, ontstaan in het bad op atmosferische druk luchtbellen. Deze luchtbellen doen lichte vlokken in het bad drijven. Zware vlokken bezinken in het bad. Het bad omvat een afvoer, geconfigureerd voor het afvoeren van bezonken vlokken uit het bad. De dissolved air flotation-installatie omvat middelen geconfigureerd voor het verwijderen van de drijvende vlokken. Een niet-limitatief voorbeeld is een schraper, geconfigureerd voor het schrapen van drijvende vlokken uit het bad. Het bad omvat een afvoer, geconfigureerd voor het afvoeren van vloeistof, waarbij de vloeistof substantieel van vlokken gezuiverd is. De afvoer is bij voorkeur aan een tweede uiteinde volgens de lengterichting van het bad gepositioneerd, waarbij het tweede uiteinde tegenover het eerste uiteinde ligt. De bezonken vlokken en de drijvende vlokken zijn slib uit de dissolved air flotation-installatie. Het slib uit de dissolved air flotation-installatie is tevens voordelig als biomassa in de vergistingstank.
De zuiveringsinstallatie omvat leidingen voor het voeren van de vloeistof van de dissolved air flotation-installatie naar de optionele ultrafiltratie-installatie. De leidingen kunnen de vloeistof rechtstreeks naar de optionele ultrafiltratie-installatie voeren of onrechtstreeks via bijkomende installaties voor zuiveren van vloeistoffen en/of een buffertank. De ultrafiltratie-installatie omvat filtermembranen. De filtermembranen zijn droog opgesteld. De ultrafiltratie-installatie omvat een pomp, geconfigureerd voor het pompen onder druk van de vloeistof van een eerste zijde naar een tweede zijde doorheen de filtermembranen. De ultrafiltratie-installatie omvat een afvoer van vloeistof aan de tweede zijde. Een ultrafiltratie-installatie is voordelig voor het verwijderen van resterende niet-opgeloste stof en/of macromoleculen in een vloeistof, waardoor semipermeabele membranen bij een omgekeerde osmose-installatie minder vaak moeten vervangen of gereinigd worden. Het resterende niet-opgeloste stof en/of macromoleculen dat door de ultrafiltratie-installatie uit de vloeistof afkomstig van de dissolved air flotation- installatie is gefilterd, is opgewaardeerd slib uit de ultrafiltratie-installatie. Het slib uit de ultrafiltratie-installatie is tevens voordelig als biomassa in de vergistingstank. De zuiveringsinstallatie omvat leidingen voor het voeren van de vloeistof uit de afvoer aan de tweede zijde van de optionele ultrafiltratie-installatie naar de omgekeerde osmose-installatie. Indien de waterzuiveringsinstallatie geen ultrafiltratie-installatie omvat, omvat de zuiveringsinstallatie leidingen voor het voeren van de vloeistof van de dissolved air flotation-installatie naar de omgekeerde osmose-installatie. De leidingen kunnen de vloeistof rechtstreeks naar de omgekeerde osmose-installatie voeren of onrechtstreeks via bijkomende installaties voor zuiveren van vloeistoffen, zoals bijvoorbeeld een papierbandfilter, en/of een buffertank. De omgekeerde osmose-installatie omvat een semipermeabel membraan. De omgekeerde osmose-installatie omvat een toevoer voor vloeistof en een eerste afvoer voor vloeistof aan een eerste zijde van het semipermeabele membraan. De omgekeerde osmose-installatie omvat een tweede afvoer voor vloeistof aan een tweede tegenoverliggende zijde van het semipermeabele membraan. De omgekeerde osmose-installatie omvat een pomp, geconfigureerd voor het pompen onder druk van de vloeistof uit de afvoer aan de tweede zijde van de optionele ultrafiltratie-installatie of de vloeistof uit de afvoer van de dissolved air flotation-installatie in de toevoer voor vloeistof.
De druk is hierbij minstens hoger dan een osmotische druk in de vloeistof.
Hierdoor migreert water doorheen het semipermeabele membraan van de eerste zijde naar de tweede zijde.
Via de eerste afvoer wordt vloeistof met een verhoogde concentratie aan mineralen afgevoerd en via de tweede afvoer wordt gezuiverd water afgevoerd.
Deze uitvoeringsvorm is bijzonder voordelig voor het zuiveren van dunne fractie in gezuiverd water en in een mineralenconcentraat.
Het gezuiverde water is geschikt als irrigatiewater.
Het gezuiverde water is eveneens loosbaar.
Het gezuiverde water kan ook geschikt gemaakt worden om bijvoorbeeld als proceswater in een voedingsbedrijf gebruikt te worden, bijvoorbeeld voor het spoelen en/of blancheren van groenten.
Door de verhoogde concentratie aan mineralen in het mineralenconcentraat, is het mineralenconcentraat waardevoller dan een dunne fractie, bijvoorbeeld voor een producent van meststoffen.
Doordat gezuiverd water uit het mineralenconcentraat verwijderd is, zijn transportkosten voor het mineralenconcentraat lager dan voor dunne fractie.
Volgens een uitvoeringsvorm omvat de zuiveringsinstallatie een beluchtingstank en optioneel een bezinkingstank.
De beluchtingstank omvat een toevoer, geconfigureerd voor toevoer van dunne fractie in de beluchtingstank.
De dunne fractie omvat minstens de eerste dunne fractie.
De beluchtingstank omvat een afvoer, geconfigureerd voor het afvoeren van dunne fractie uit de beluchtingstank.
De afvoer is gekoppeld met de toevoer van de dissolved air flotation-installatie, zoals in een voorheen beschreven uitvoeringsvorm.
De beluchtingstank omvat een afvoer voor bezonken slib.
Het bezonken slib is gevormd door zwevende deeltjes in de dunne fractie die in de beluchtingstank bezinken.
Het bezonken slib omvat ook biologisch slib dat onstaat door microbiologische zuivering van dunne fractie in de beluchtingstank.
De afvoer van slib is voordelig om te vermijden dat de beluchtingstank volledig met bezonken slib opvult en zo biologische activiteit in de beluchtingstank teniet doet.
Het slib uit de beluchtingstank is tevens voordelig als biomassa in de vergistingstank.
De beluchtingstank omvat een beluchtingssysteem, zoals bijvoorbeeld, maar niet beperkt tot beluchtingsschotels, buisbeluchters en/of dompelbeluchters.
Het beluchtingssysteem is geconfigureerd voor het creëren van fijne luchtbellen in de dunne fractie.
Een beluchtingstank is voordelig voor het verwijderen van stikstof uit de eerste dunne fractie.
Dit gebeurt door omzetten van ammonium naar nitraat tijdens nitrificatie en door omzetting van nitraat naar stikstofgas tijdens denitrificatie. De beluchtingstank omvat twee compartimenten. In een eerste compartiment is er beluchting. Het eerste compartiment is geschikt voor nitrificatie. In een tweede compartiment is geen beluchting. Het tweede compartiment is geschikt voor denitrificatie. Alternatief omvat de beluchtingstank een enkel compartiment en omvat het beluchtingssysteem een tijdsgeschakelde sturing, geschikt voor het tijdsgeschakeld aan- of uitschakelen van het beluchtingssysteem. Dit is voordelig voor nitrificatie tijdens aangeschakelde beluchting en denitrificatie tijdens uitgeschakelde beluchting in een enkel compartiment.
Optioneel is de afvoer niet rechtstreeks gekoppeld met de toevoer van de dissolved air flotation-installatie, maar is optioneel een bezinkingstank tussen de beluchtingstank en de dissolved air flotation-installatie in de zuiveringsinstallatie opgenomen. Een bezinkingstank is voordelig voor het laten bezinken van slib dat wordt gevormd in de beluchtingstank. Dit vereenvoudigt verdere zuivering van de dunne fractie. Het slib uit de bezinkingstank is tevens voordelig als biomassa in de vergistingstank. Volgens een verdere uitvoeringsvorm omvat de beluchtingstank warmtebuizen. De warmtebuizen zijn aan de warmtekrachtkoppelingsinstallatie gekoppeld. De warmtebuizen zijn geconfigureerd voor opwarming door warmte die door de warmtekrachtkoppelingsinstallatie geproduceerd is, bijvoorbeeld hete rookgassen van de gasmotor. De warmtebuizen zijn voordelig voor een constante temperatuur in de beluchtingstank gedurende het jaar, waardoor aerobe processen in de beluchtingstank niet door wisselende temperaturen doorheen de seizoenen verstoord worden. De warmtebuizen zijn voordelig voor ecologische en economische verwarming van de beluchtingstank. Volgens een uitvoeringsvorm omvat het beluchtingssysteem van de beluchtingstank een warmtewisselaar, waarbij de warmtewisselaar geconfigureerd is voor het uitwisselen van warmte tussen twee gescheiden circuits, waarbij een eerste circuit met het beluchtingssysteem van de beluchtingstank is verbonden. Lucht wordt tijdens het beluchten van de beluchtingstank door het beluchtingssysteem gecomprimeerd, waardoor de lucht sterk opwarmt. De lucht kan tot een temperatuur van 80° C opwarmen. Door de warmtewisselaar kan warmte aan de lucht onttrokken worden, waardoor de lucht afgekoeld wordt. De onttrokken warmte kan in het tweede circuit nuttig aangewend worden om bijvoorbeeld lucht of water te verwarmen. Volgens een verdere uitvoeringsvorm is het tweede circuit van de warmtewisselaar geconfigureerd voor het voorverwarmen van biomassa voor het toevoeren in de vergistingstank. Biomassa die in de vergistingstank wordt aangebracht, wordt hierdoor voorverwarmd, waardoor minder door de warmtekrachtkoppelings- installatie geproduceerde warmte vereist is voor het verwarmen van de vergistingstank. Uitgespaarde warmte kan verkocht worden of voor andere bedrijfsactiviteiten nuttig aangewend worden. Bijzonder voordelig is dat door het voorverwarmen het temperatuurverschil tussen biomassa die in de vergistingstank wordt aangebracht en biomassa in de vergistingstank kleiner is, waardoor de vergistingstank voor bacteriën, die voor het thermofiele proces noodzakelijk zijn, een stabiele omgeving is en het thermofiele proces robuust kan worden uitgevoerd.
Het is voor een vakman geschoold in het technische veld duidelijk dat deze uitvoeringsvorm combineerbaar is met een warmtewisselaar, geconfigureerd voor het voorverwarmen van de biomassa door het digestaat, zoals in een voorheen beschreven uitvoeringsvorm.
Volgens een alternatieve uitvoeringsvorm is het tweede circuit van de warmtewisselaar geconfigureerd voor het verwarmen van de vergistingstank. Het tweede circuit is met verwarmingsbuizen in de vergistingstank gekoppeld. Dit is voordelig doordat hierdoor minder door de warmtekrachtkoppelingsinstallatie geproduceerde warmte vereist is voor het verwarmen van de vergistingstank. Uitgespaarde warmte kan verkocht worden of voor andere bedrijfsactiviteiten nuttig aangewend worden. Dit is in het bijzonder voordelig in het geval de vergistingstank onvoldoende door het koelcircuit van de gasmotor kan opgewarmd worden.
Volgens een voorkeurdragende uitvoeringsvorm omvat de zuiveringsinstallatie een scheider, geconfigureerd voor het scheiden van slib uit de zuiveringsinstallatie in een tweede dunne en een tweede dikke fractie. De scheider is gelijkaardig aan de scheider voor het scheiden van het digestaat in een eerste dunne fractie en een eerste dikke fractie zoals in een voorheen beschreven uitvoeringsvorm. De tweede dunne fractie heeft een gelijkaardig droge stofgehalte als de eerste dunne fractie. De tweede dikke fractie heeft een gelijkaardig droge stofgehalte als de eerste dikke fractie. Het slib uit de zuiveringsinstallatie is slib uit een beluchtingstank en/of uit een bezinkingstank en/of uit een dissolved air flotation-installatie en/of uit een ultrafiltratie-installatie.
Het slib uit de zuiveringsinstallatie heeft een droge stofgehalte.
De scheider is voordelig voor scheiden van het slib in een tweede dikke fractie met een droge stofgehalte hoger dan het slib uit de zuiveringsinstallatie, waardoor de tweede dikke fractie voordeliger is als biomassa in de vergistingstank dan het slib uit de zuiveringsinstallatie.
De scheider omvat een retourleiding voor de tweede dunne fractie naar de zuiveringsinstallatie.
De retourleiding voert de tweede dunne fractie terug naar de zuiveringsinstallatie voor het verder zuiveren van de tweede dunne fractie tot gezuiverd water en mineralenconcentraat zoals in een voorheen beschreven uitvoeringsvorm.
Het is voor een vakman geschoold in het technische veld duidelijk dat in voorheen of hierna beschreven uitvoeringsvormen van de zuiveringsinstallatie, waarbij de zuiveringsinstallatie een scheider volgens deze uitvoeringsvorm omvat, met dunne fractie zowel de eerste dunne fractie als de tweede dunne fractie bedoeld wordt.
Deze uitvoeringsvorm is voordelig omdat de tweede dunne fractie hierdoor niet voor verdere verwerking hoeft afgevoerd te worden, maar lokaal gezuiverd wordt, waardoor verwerkings- en transportkosten uitgespaard worden.
Volgens een alternatieve uitvoeringsvorm omvat de inrichting een zuiveringsinstallatie, geconfigureerd voor het zuiveren van de eerste dunne fractie, waarbij de zuiveringsinstallatie een beluchtingstank, een membraan bioreactor, een omgekeerde osmose-installatie en optioneel een ultrafiltratie-installatie omvat.
De beluchtingstank, de optionele ultrafiltratie-installatie en de omgekeerde osmose- installatie zijn gelijkaardig zoals in voorheen beschreven uitvoeringsvormen en zijn gelijkaardig zoals in deze uitvoeringsvormen met elkaar verbonden.
De membraan bioreactor is een alternatief voor de bezinkingstank en de dissolved air flotation- installatie in deze voorheen beschreven uitvoeringsvormen.
De membraan bioreactor omvat een bad, geconfigureerd voor het opvangen van vloeistof uit de beluchtingstank.
In het bad zijn membranen gepositioneerd.
De membranen vormen een volume.
De membranen omvatten poriën.
De membraan bioreactor omvat een pomp, geconfigureerd voor het zuigen van vloeistof uit het bad doorheen de poriën in het volume gevormd door de membranen.
De pomp heeft een debiet.
Het debiet is lager dan een debiet waarmee vloeistof uit de beluchtingstank in het bad vloeit.
De membraan bioreactor heeft een afvoer, geconfigureerd voor afvoer van afgezogen vloeistof.
De zuiveringsinstallatie omvat leidingen voor het voeren van de vloeistof van de membraan bioreactor naar de optionele ultrafiltratie-installatie. De leidingen kunnen de vloeistof rechtstreeks naar de ultrafiltratie-installatie voeren of onrechtstreeks via bijkomende installaties voor zuiveren van vloeistoffen en/of een buffertank. Indien de zuiveringsinstallatie geen ultrafiltratie-installatie omvat, omvat de zuiveringsinstallatie leidingen voor het voeren van de vloeistof van de membraan bioreactor naar de omgekeerde osmose- installatie. De leidingen kunnen de vloeistof rechtstreeks naar de omgekeerde osmose-installatie voeren of onrechtstreeks via bijkomende installaties voor zuiveren van vloeistoffen en/of een buffertank. De membraan bioreactor omvat een overloop. De overloop is voordelig voor afvoer van teveel aan vloeistof in de membraan bioreactor. Het teveel aan vloeistof dat via de overloop uit de membraan bioreactor vloeit, heeft een hogere droge stofgehalte door het zuigen van vloeistof doorheen de membranen. Het teveel aan vloeistof is slib uit de membraan bioreactor. Het slib uit de membraan bioreactor is voordelig als biomassa in de vergistingstank. Het is voor een vakman geschoold in het technische veld duidelijk dat het slib door middel van een scheider zoals in een voorheen beschreven uitvoeringsvorm met gelijkaardige voordelen in een tweede dunne fractie en een tweede dikke fractie kan gescheiden worden en dat de tweede dunne fractie door middel van een retourleiding in de zuiveringsinstallatie verder kan gezuiverd worden. Alternatief omvat de zuiveringsinstallatie een retourleiding, geconfigureerd voor het terugvoeren van het slib uit de membraan bioreactor naar de beluchtingstank. Het is voor een vakman geschoold in het technische veld duidelijk dat een deel van het slib naar een scheider voor het scheiden in een tweede dunne fractie en een tweede dikke fractie kan gevoerd worden en dat een deel van het slib via de retourleiding naar de beluchtingstank kan teruggevoerd worden.
Volgens een uitvoeringsvorm omvat de zuiveringsinstallatie een ionenwisselaar. De ionenwisselaar is door middel van leidingen met de tweede afvoer van de omgekeerde osmose-installatie verbonden. De ionenwisselaar omvat kunsthars. De ionenwisselaar is voordelig voor het verwijderen van ongewenste ionen uit het gezuiverde water. Volgens een voorkeurdragende uitvoeringsvorm omvat de inrichting transportmiddelen, geconfigureerd voor het automatisch transporteren van slib en/of tweede dikke fractie uit de zuiveringsinstallatie naar de vergistingstank. Dit is voordelig omdat het slib of de tweede dikke fractie voldoende voedingswaarde heeft om als biomassa in de vergistingstank geschikt te zijn. Hierdoor wordt vermeden dat het slib en/of de tweede dikke fractie voor verdere verwerking moet worden afgevoerd, waardoor transport- en verwerkingskosten worden bespaard. Dit is bijkomend voordelig omdat het slib en/of de tweede fractie nog een deel niet verbruikt coagulans, zoals in een voorheen beschreven uitvoeringsvorm, kan omvatten. Fe-zouten als niet-limitatief voorbeeld zijn bijzonder voordelig voor omzetting van H2S naar niet schadelijke zwavelvormen, zoals bijvoorbeeld S of Fe2S3, waardoor beschadiging van bijvoorbeeld de vergistingstank en de warmtekrachtkoppelingsinstallatie door H2S vermeden wordt.
Volgens een voorkeurdragende uitvoeringsvorm omvat de inrichting verwarmingsmiddelen, geconfigureerd voor het drogen van de eerste dikke fractie, waarbij de verwarmingsmiddelen geconfigureerd zijn voor gebruik van warmte die door de warmtekrachtkoppelingsinstallatie geproduceerd is, bijvoorbeeld hete rookgassen van de gasmotor. Dit is voordelig omdat hierdoor de eerste dikke fractie op een ecologische en economische wijze kan gedroogd worden. Een niet- limitatief voorbeeld is een droogvijzel. Deze uitvoeringsvorm is voordelig voor het verder verhogen van het droge stofgehalte van de eerste dikke fractie. Hierdoor is de gedroogde dikke fractie nog waardevoller als meststof. Volgens een voorkeurdragende uitvoeringsvorm omvat de inrichting een brander, waarbij de brander aan de afvoer voor biogas gekoppeld is. Deze uitvoeringsvorm is voordelig indien de vergistingstank meer biogas produceert dan vereist voor de warmtekrachtkoppelingsinstallatie. De brander zet biogas om in warmte die bij verschillende bedrijfsactiviteiten nuttig aangewend kan worden of die kan verkocht worden. Deze uitvoeringsvorm is in het bijzonder voordelig als verwarmingsmiddel, geconfigureerd voor het drogen van de eerste dikke fractie, zoals in een voorheen beschreven uitvoeringsvorm. Volgens een voorkeurdragende uitvoeringsvorm omvat de inrichting een korrelpers, geconfigureerd voor het persen van gedroogde eerste dikke fractie in korrels. Dit is voordelig doordat de korrels eenvoudig kunnen bewaard worden. De korrels zijn als meststof verkoopbaar. Volgens een voorkeurdragende uitvoeringsvorm omvat de inrichting een scheider, geconfigureerd voor het scheiden van de biomassa in een derde dunne fractie en een derde dikke fractie. De derde dunne fractie en de derde dikke fractie zijn gelijkaardig aan de eerste dunne fractie en de eerste dikke fractie. De derde dikke fractie heeft een hoger droge stofgehalte dan de biomassa. De derde dikke fractie is daardoor voordeliger dan de biomassa voor productie van biogas, omdat de derde dikke fractie minder water omvat, waaruit geen biogas kan geproduceerd worden. De derde dunne fractie kan in de zuiveringsinstallatie voor de eerste dunne fractie samen met de eerste dunne fractie gezuiverd worden. Het is voor een vakman geschoold in het technische veld duidelijk dat bij deze uitvoeringsvorm in de voorheen beschreven uitvoeringsvormen van de zuiveringsinstallatie met dunne fractie de eerste dunne fractie en/of tweede dunne fractie en/of derde dunne fractie bedoeld wordt.
Volgens een verdere uitvoeringsvorm is de scheider voor het scheiden van de biomassa in een derde dunne fractie en een derde dikke fractie, de scheider voor het scheiden van slib uit de zuiveringsinstallatie in een tweede dunne fractie en een tweede dikke fractie. Dit is voordelig omdat in een inrichting waarin de scheider voor het scheiden van slib uit de zuiveringsinstallatie omvat, een scheider voor het scheiden van biomassa kan uitgespaard worden. Het is voor een vakman geschoold in het technische veld duidelijk dat in deze uitvoeringsvorm de derde dunne fractie gelijk is aan de tweede dunne fractie en de derde dikke fractie gelijk is aan de tweede dikke fractie. Deze uitvoeringsvorm wordt bij voorkeur gecombineerd met een voorheen beschreven uitvoeringsvorm waarbij de inrichting transportmiddelen omvat, geconfigureerd voor het automatisch transporteren van slib en/of tweede dikke fractie uit de zuiveringsinstallatie naar de vergistingstank. Dit is voordelig omdat hierdoor de derde dikke fractie nog steeds in de vergistingstank hygiënisch wordt gemaakt, waardoor nog steeds volgens voorheen beschreven uitvoeringsvormen een hygiënische eerste dikke fractie kan bekomen worden.
In een tweede aspect betreft de uitvinding een werkwijze voor productie van elektriciteit en warmte.
Volgens een voorkeurdragende uitvoeringsvorm omvat de werkwijze de stappen van: - toevoeren van biomassa in een vergistingstank, - vergisten van de biomassa in de vergistingstank gedurende minstens vijftig dagen bij een temperatuur van minstens 48°C en hoogstens 55°C, - afvoeren van digestaat uit de vergistingstank, - afvoeren van biogas uit de vergistingstank, - genereren van warmte en elektriciteit uit het biogas in een warmtekrachtkoppelingsinstallatie, omvattende een gasmotor en een generator.
Het vergisten van biomassa in de vergistingstank gedurende minstens vijftig dagen bij een temperatuur van minstens 48°C en hoogstens 55°C, bij voorkeur minstens 49°C en hoogstens 54°C, bij meer voorkeur minstens 50°C en hoogstens 53°C, garandeert dat de biomassa door middel van een thermofiel proces voldoende lang bij een hoge temperatuur vergist, zodat een hygiënisch digestaat en biogas bekomen wordt. Vijftig dagen is een minimum duur volgens geldende Franse wetgeving.
De vergistingstank wordt met koelwater van de gasmotor opgewarmd. De vergistingstank wordt hierdoor op een ecologische en economische efficiënte wijze met koelwater van de gasmotor tot een hoge temperatuur opgewarmd. Het opwarmen van de vergistingstank heeft als voordeel dat een stabiele omgeving op hoge temperatuur gecreëerd wordt, waarin het thermofiele proces robuust kan worden uitgevoerd. Bijkomend voordelig is dat het hygiënische digestaat als waardevolle grondstof voor productie van meststof kan afgezet worden.
Volgens een voorkeurdragende uitvoeringsvorm omvat de werkwijze de bijkomende stap van voorverwarmen van de biomassa door het digestaat door middel van een warmtewisselaar voor het toevoeren van de biomassa in de vergistingstank. Biomassa die in de vergistingstank wordt aangebracht, wordt door digestaat op hoge temperatuur uit de vergistingstank voorverwarmd, waardoor minder door de warmtekrachtkoppelingsinstallatie geproduceerde warmte vereist is voor het verwarmen van de vergistingstank. Uitgespaarde warmte kan verkocht worden of voor andere bedrijfsactiviteiten nuttig aangewend worden. Bijzonder voordelig is dat door het voorverwarmen het temperatuurverschil tussen biomassa die in de vergistingstank wordt aangebracht en biomassa in de vergistingstank kleiner is, waardoor de vergistingstank voor bacteriën, die voor het thermofiele proces noodzakelijk zijn, een stabiele omgeving is en het thermofiele proces robuust kan worden uitgevoerd. Bijkomend voordelig is dat digestaat hierdoor met behulp van de warmtewisselaar snel afgekoeld wordt, bij voorkeur tot een temperatuur onder 40°C, waardoor het digestaat meteen verder kan verwerkt worden, zonder dat hiervoor een opslagbuffer vereist is waarin het digestaat moet afkoelen. Dit is in het bijzonder voordelig voor het vermijden van schade aan bijvoorbeeld membranen en/of filters van een zuiveringsinstallatie, zoals in voorheen beschreven uitvoeringsvormen van een inrichting volgens de huidige uitvinding. Dergelijke membranen en filters zijn vaak slechts tegen temperaturen van maximaal 40°C bestand. Dit is eveneens in het bijzonder voordelig bij gebruik van een beluchtingstank, zoals in voorheen beschreven uitvoeringsvormen van een inrichting volgens de huidige uitvinding, waar temperaturen boven 40°C aerobe processen in de beluchtingstank kunnen verstoren.
Volgens een voorkeurdragende uitvoeringsvorm omvat de werkwijze de bijkomende stap van scheiden van het digestaat met behulp van een scheider in een eerste dunne fractie en een eerste dikke fractie.
De eerste dunne fractie heeft een droge stofgehalte van hoogstens 50 kg/m3, bij voorkeur hoogstens 48 kg/m3, bij meer voorkeur hoogstens 45 kg/m3, bij nog meer voorkeur hoogstens 43 kg/m3 en bij zelfs nog meer voorkeur hoogstens 40 kg/m8.
De eerste dikke fractie heeft een droge stofgehalte van minstens 200 kg/m3, bij voorkeur minstens 210 kg/m3, bij meer voorkeur minstens 220 kg/m3, bij nog meer voorkeur minstens 230 kg/m:3 en bij zelfs nog meer voorkeur minstens 240 kg/m8.
Deze uitvoeringsvorm is voordelig doordat hierdoor het droge stofgehalte in de eerste dikke fractie ten opzichte van het droge stofgehalte in het digestaat verhoogd wordt, waardoor de eerste dikke fractie als meststof kan worden gebruikt en waardoor het op zichzelf een waardevol product is. Het kan eventueel lokaal als meststof op een akker worden uitgespreid of als waardevolle grondstof aan bijvoorbeeld een producent van meststoffen verkocht worden. Doordat de eerste dunne fractie uit het digestaat verwijderd is, zijn transportkosten voor het transporteren van de eerste dikke fractie naar bijvoorbeeld een producent van meststoffen lager dan de transportkosten voor het transporteren van het digestaat, waardoor de eerste dikke fractie als grondstof waardevoller dan het digestaat is.
Doordat de eerste dikke fractie uit een hygiënisch digestaat bekomen wordt, is de eerste dikke fractie eveneens hygiënisch, waardoor de eerste dikke fractie naar landen, waar een tekort aan meststoffen is, kan geëxporteerd worden of waardoor de dikke eerste fractie als ligboxstrooisel kan gebruikt worden. Hygiënisch ligboxstrooisel verlaagt het risico op bijvoorbeeld uierontstekingen bij runderen.
Volgens een verdere uitvoeringsvorm omvat de werkwijze de bijkomende stap van zuiveren van de eerste dunne fractie in een zuiveringsinstallatie, waarbij water,
mineralenconcentraat en een restfractie bekomen wordt. De restfractie is gelijkaardig aan slib of een dikke tweede fractie uit een zuiveringsinstallatie volgens voorheen beschreven uitvoeringsvormen van een inrichting volgens de huidige uitvinding.
Het bekomen water is geschikt als irrigatiewater. Het bekomen water is eveneens loosbaar. Het gezuiverde water kan ook geschikt gemaakt worden om bijvoorbeeld als proceswater in een voedingsbedrijf gebruikt te worden, bijvoorbeeld voor het spoelen en/of blancheren van groenten. Door een verhoogde concentratie aan mineralen in het bekomen mineralenconcentraat, is het bekomen mineralenconcentraat waardevoller dan een dunne fractie, bijvoorbeeld voor een producent van meststoffen. Een dunne fractie is gelijkaardig aan een dunne fractie zoals beschreven bij de uitvoeringsvormen van een inrichting volgens de huidige uitvinding. Doordat bekomen water uit het mineralenconcentraat verwijderd is, zijn transportkosten voor het mineralenconcentraat lager dan voor dunne fracties. De restfractie is voordelig als biomassa in de vergistingstank.
Volgens een verdere uitvoeringsvorm omvat de werkwijze de bijkomende stap van terugvoeren van de restfractie naar de vergistingstank. Dit is voordelig omdat de restfractie voldoende voedingswaarde heeft om als biomassa in de vergistingstank geschikt te zijn. Hierdoor wordt vermeden dat de restfractie voor verdere verwerking moet worden afgevoerd, waardoor transport- en verwerkingskosten worden bespaard. Dit is bijkomend voordelig omdat de restfractie nog een deel niet verbruikt coagulans kan omvatten. Fe-zouten als niet-limitatief voorbeeld zijn bijzonder voordelig voor omzetting van HS naar niet-schadelijke zwavelverbindingen, zoals bijvoorbeeld S of FezS3, waardoor beschadiging van bijvoorbeeld de vergistingstank en de warmtekrachtkoppelingsinstallatie door H2S vermeden wordt.
Volgens een voorkeurdragende uitvoeringsvorm omvat de werkwijze de bijkomende stap van scheiden van de biomassa met behulp van een scheider in een derde dunne fractie en een derde dikke fractie indien de biomassa een droge stofgehalte van minder dan 150 kg/m3 heeft, bij voorkeur minder dan 140 kg/m3, bij meer voorkeur minder dan 130 kg/m3 , bij nog meer voorkeur minder dan 120 kg/m: en bij zelfs nog meer voorkeur minder dan 110 kg/mê.
De derde dunne fractie heeft een droge stofgehalte van hoogstens 50 kg/m3, bij voorkeur hoogstens 48 kg/m3, bij meer voorkeur hoogstens 45 kg/m3, bij nog meer voorkeur hoogstens 43 kg/m3 en bij zelfs nog meer voorkeur hoogstens 40 kg/m8.
De derde dikke fractie heeft een droge stofgehalte van minstens 200 kg/m3, bij voorkeur minstens 210 kg/m3, bij meer voorkeur minstens 220 kg/m3, bij nog meer voorkeur minstens 230 kg/m:3 en bij zelfs nog meer voorkeur minstens 240 kg/m8.
De derde dikke fractie heeft een hoger droge stofgehalte dan de biomassa. De derde dikke fractie is daardoor voordeliger dan de biomassa voor productie van biogas, omdat de derde dikke fractie minder water omvat, waaruit geen biogas kan geproduceerd worden. De derde dikke fractie wordt in plaats van de biomassa in de vergistingstank toegevoerd. De derde dunne fractie wordt in de zuiveringsinstallatie samen met de eerste dunne fractie gezuiverd.
Een vakman geschoold in het technische veld zal appreciëren dat een werkwijze volgens het tweede aspect bij voorkeur wordt uitgevoerd met behulp van een inrichting volgens het eerste aspect en dat een inrichting volgens het eerste aspect bij voorkeur geconfigureerd is voor uitvoering van een werkwijze volgens het tweede aspect. Elk kenmerk, beschreven in dit document, hierboven zowel als hieronder, kan bijgevolg betrekking hebben op elk van de drie aspecten van de huidige uitvinding.
In een derde aspect betreft de uitvinding een gebruik van een inrichting volgens het eerste aspect of een werkwijze volgens het tweede aspect voor productie in een industrieel bedrijf van elektriciteit en warmte uit biomassa.
Dit gebruik resulteert in een voordelige productie in een industrieel bedrijf van elektriciteit en warmte uit biomassa. Een boerderij genereert zijn eigen biomassa onder de vorm van mest, groenteafval en/of fruitafval. Biomassa wordt in een industrieel bedrijf naar elektriciteit en warmte omgezet. Bepaalde industriële bedrijven, zoals bijvoorbeeld een boerderij of een voedingsbedrijf, genereren eigen biomassa onder de vorm van mest, groenteafval, fruitafval en/of ander organisch afval. De elektriciteit en warmte worden bij allerlei bedrijfsactiviteiten in het industriële bedrijf gebruikt. Resterende elektriciteit en warmte kan verkocht worden. Digestaat kan doordat het hygiënisch is als waardevolle grondstof aan een meststof producerend bedrijf worden afgezet of eventueel in het industriële bedrijf tot meststof worden verwerkt. In het geval van een boerderij kan de meststof ter bemesting op eigen akkers worden uitgespreid of als waardevol product worden verkocht. De biomassa is ter plaatse tot nuttige elektriciteit, warmte en waardevolle grondstoffen of waardevolle producten omgezet, waardoor bijkomende transport- en verwerkingskosten voor ophalen en verwerken van biomassa en een niet- hygiënisch digestaat vermeden zijn. Restfracties, zoals bijvoorbeeld slib, worden in het industriële bedrijf als biomassa hergebruikt, waardoor de restfracties niet voor verwerking moeten worden afgevoerd. In wat volgt, wordt de uitvinding beschreven a.d.h.v. niet-limiterende figuren die de uitvinding illustreren, en die niet bedoeld zijn of geïnterpreteerd mogen worden om de omvang van de uitvinding te limiteren.
FIGUURBESCHRIJVING Figuur 1 toont een schematische voorstelling van een inrichting volgens een uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding.
Biomassa (12), zoals bijvoorbeeld mest en/of groenteafval en/of fruitafval wordt door middel van een warmtewisselaar (1) door warm digestaat (14) uit een vergistingstank (2) voorverwarmd. De voorverwarmde biomassa (13) wordt in de vergistingstank (2) door een thermofiel proces vergist, waarbij het warme digestaat (14) en biogas (16) gevormd wordt. Het biogas (16) wordt gebruikt als brandstof voor een gasmotor van een warmtekrachtkoppelingsinstallatie (3). De warmtekrachtkoppelingsinstallatie (3) produceert warmte (17) en elektriciteit (18) als energiebron voor activiteiten (4) in bijvoorbeeld een bedrijf, boerderij of huis. Eventuele overschot aan warmte (17) en elektriciteit (18) kan verkocht worden. De elektriciteit (18) wordt eveneens gebruikt als energiebron voor de inrichting zelf. De gasmotor van de warmtekrachtkoppelingsinstallatie (3) omvat een koelcircuit voor het koelen van de gasmotor in werking. De vergistingstank (2) omvat verwarmingsbuizen. De verwarmingsbuizen van de vergistingstank (2) zijn met het koelcircuit van de gasmotor van de warmtekrachtkoppelingsinstallatie (3) gekoppeld. Hierdoor kan de vergistingstank (2) door warmte (15) van de warmtekrachtkoppelingsinstallatie (3) opgewarmd en op temperatuur gehouden worden. De warmte (15) zou anders door het koelcircuit van de gasmotor opgenomen en afgevoerd worden.
Afgekoeld digestaat (21) uit de warmtewisselaar (1) wordt als waardevolle grondstof in een opslagtank (5) opgeslagen. Bij voorkeur wordt het afgekoelde digestaat (21) met behulp van een scheider (6) in een eerste dikke fractie (7) en een eerste dunne fractie (11) gescheiden. De eerste dikke fractie (7) wordt tot gedroogde dikke fractie (9) gedroogd. Dit gebeurt bijvoorbeeld door middel van een droogvijzel. De droogvijzel gebruikt warmte (20), geproduceerd door de warmtekrachtkoppelingsinstallatie (3), bijvoorbeeld hete rookgassen van de gasmotor. Alternatief, wanneer er bijvoorbeeld een overschot aan biogas (16) is, wordt biogas (16) in een brander (8) verbrand en wordt warmte (19) uit de brander (8) gebruikt voor het drogen van de eerste dikke fractie (7) tot een gedroogde dikke fractie (9), bijvoorbeeld door middel van een hete luchtblazer of door middel van de genoemde droogvijzel. De gedroogde dikke fractie (9) wordt met behulp van een korrelpers (10) tot korrels geperst. De korrels zijn een waardevol product, namelijk meststof, en kan lokaal op akkers uitgespreid worden of als meststof afgezet worden.
De dunne fractie (11) wordt in een beluchtingstank (22) aangebracht. In de beluchtingstank (22) wordt stikstof uit de dunne fractie (11) verwijderd. Vanuit de beluchtingstank (22) wordt dunne fractie in een optionele bezinkingstank (23) aangebracht, waarin slib bezinkt. Het slib wordt in een scheider (27) in een tweede dunne fractie en een tweede dikke fractie gescheiden. De tweede dunne fractie vloeit naar de beluchtingstank (22) terug. De dunne fractie wordt na de bezinkingstank (23) in een dissolved air flotation-installatie (24) en een optionele ultrafiltratie-installatie (25) verder gezuiverd. Indien de optionele bezinkingstank (23) niet aanwezig is, wordt de dunne fractie vanuit de beluchtingstank (22) rechtstreeks naar de dissolved air flotation-installatie (24) gevoerd. Slib uit de — dissolved air flotation-installatie (24) en de ultrafiltratie-installatie (25), worden samen met de tweede dikke fractie als biomassa (30) naar de vergistingstank (2) teruggeleid. Alternatief wordt slib uit de bezinkingstank (23) niet met een scheider (27) in een tweede dunne fractie en een tweede dikke fractie gescheiden, maar rechtstreeks, samen met slib uit de dissolved air flotation-installatie (24) en de ultrafiltratie-installatie (25) als biomassa (30) naar de vergistingstank (2) terug geleid. Deze mogelijkheid is op Figuur 1 niet weergegeven. Alternatief wordt slib (31) voor verdere verwerking weggevoerd.
De dunne fractie wordt tenslotte in een omgekeerde osmose-installatie (26) tot water (28), dat loosbaar is of als irrigatiewater of proceswater kan gebruikt worden, en tot mineralenconcentraat (29) gescheiden. Indien de optionele ultrafiltratie- installatie (25) niet aanwezig is, wordt vloeistof uit de dissolved air flotation- installatie (24) rechtstreeks naar de omgekeerde osmose-installatie (26) gevoerd. Het is voor een vakman geschoold in het technische veld duidelijk dat dunne fractie in deze beschrijving zowel de eerste dunne fractie (11) als de tweede dunne fractie is. Een inrichting zoals weergegeven op Figuur 1 is voordelig bij een mineralenconcentraat (29), waarvan gewenst is dat het voornamelijk rijk aan kalium is.
Figuur 2 toont een schematische voorstelling van een inrichting volgens een alternatieve uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding. Deze inrichting is overwegend gelijk aan een inrichting zoals weergegeven in Figuur
1. Het verschil is dat dunne fractie vanuit de beluchtingstank (22) in een membraan bioreactor (32) wordt aangebracht. Slib vanuit de membraan bioreactor (32) wordt met behulp van een scheider (27) in een tweede dunne fractie en een tweede dikke fractie gescheiden. De tweede dunne fractie vloeit naar de beluchtingstank (22) terug. Bij grote debieten is het eventueel niet mogelijk om alle slib met behulp van de scheider (27) te scheiden. In dat geval wordt een deel van het slib via een overloop van de membraan bioreactor (32) naar de beluchtingstank (22) teruggevoerd. De dunne fractie wordt na de membraan bioreactor (32) in een ultrafiltratie-installatie (25) verder gezuiverd. Slib uit de ultrafiltratie-installatie (25) wordt samen met de tweede dikke fractie als biomassa (30) naar de vergistingstank (2) teruggeleid. Alternatief wordt slib (31) voor verdere verwerking weggevoerd. De dunne fractie wordt tenslotte in een omgekeerde osmose- installatie (26) tot water (28), dat loosbaar is of als irrigatiewater of proceswater kan gebruikt worden, en tot mineralenconcentraat (29) gescheiden.
Het is voor een vakman geschoold in het technische veld duidelijk dat dunne fractie in deze beschrijving zowel de eerste dunne fractie (11) als de tweede dunne fractie is.
Een inrichting zoals weergegeven op Figuur 2 is voordelig bij een mineralenconcentraat (29), waarvan gewenst is dat het voornamelijk rijk aan kalium is.
Figuur 3 toont een schematische voorstelling van een inrichting volgens nog een andere alternatieve uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding.
Deze inrichting is overwegend gelijk aan een inrichting zoals weergegeven in Figuur
1.
Het verschil is dat de eerste dunne fractie (11) rechtstreeks in een dissolved air flotation-installatie (24) en een ultrafiltratie-installatie (25) worden gezuiverd. Slib uit de dissolved air flotation-installatie (24) en de ultrafiltratie-installatie (25) wordt met behulp van een scheider (27) in een tweede dunne fractie en een tweede dikke fractie gescheiden. De tweede dunne fractie wordt terug naar de dissolved air — flotation-installatie (24) gevoerd. De tweede dikke fractie wordt als biomassa (30) naar de vergistingstank (2) teruggeleid. Alternatief wordt slib (31) voor verdere verwerking weggevoerd. Alternatief wordt slib uit de dissolved air flotation- installatie (24) en de ultrafiltratie-installatie (25) rechtstreeks naar de vergistingstank (2) teruggeleid. De dunne fractie wordt tenslotte in een omgekeerde osmose-installatie (26) tot water (28), dat loosbaar is of als irrigatiewater of proceswater kan gebruikt worden, en tot mineralenconcentraat (29) gescheiden.
Het is voor een vakman geschoold in het technische veld duidelijk dat dunne fractie in deze beschrijving zowel de eerste dunne fractie (11) als de tweede dunne fractie is.
Een inrichting zoals weergegeven op Figuur 3 is voordelig bij een mineralenconcentraat (29), waarvan gewenst is dat het voornamelijk rijk aan stikstof en kalium is.

Claims (17)

CONCLUSIES
1. Inrichting voor productie van elektriciteit en warmte omvattende een vergistingstank, waarbij de vergistingstank een geïsoleerde bodem, geïsoleerde zijwanden, een gasdicht dak, een toevoer voor biomassa, een afvoer voor biogas, een afvoer voor digestaat en verwarmingsbuizen omvat, en een warmtekrachtkoppelingsinstallatie, omvattende een gasmotor en een generator, waarbij de gasmotor een gastoevoer en een motoras omvat, waarbij de generator een generatoras omvat, waarbij de gastoevoer aan de afvoer voor biogas gekoppeld is en waarbij de motoras aan de generatoras gekoppeld is, met het kenmerk, dat de gasmotor een koelcircuit omvat, waarbij de verwarmingsbuizen van de vergistingstank op het koelcircuit van de gasmotor gekoppeld zijn.
2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de geïsoleerde bodem en de geïsoleerde zijwanden van de vergistingstank een binnenruimte begrenzen, waarbij de bodem en de zijwanden aan een zijde gericht naar de binnenruimte geïsoleerd zijn.
3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de inrichting een warmtewisselaar omvat, geconfigureerd voor het uitwisselen van warmte tussen twee gescheiden circuits, waarbij een eerste circuit met de toevoer voor biomassa van de vergistingstank is verbonden en een tweede circuit met de afvoer voor digestaat is verbonden.
4, Inrichting volgens één der voorgaande conclusies 1-3, met het kenmerk, dat de gasmotor een kleppensturing omvat en dat de inrichting een gassensor omvat, waarbij de gassensor geconfigureerd is voor meten van een hoeveelheid methaan in het biogas en waarbij de kleppensensor communicatief met de gassensor verbonden is.
5. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies 1-4, met het kenmerk, dat de inrichting een scheider omvat, geconfigureerd voor het scheiden van het digestaat in een eerste dunne fractie en een eerste dikke fractie, waarbij de eerste dunne fractie een droge stofgehalte van hoogstens 50 kg/m3 heeft en waarbij de eerste dikke fractie een droge stofgehalte van minstens 200 kg/m3 heeft.
6. Inrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de inrichting een zuiveringsinstallatie omvat, geconfigureerd voor het zuiveren van de eerste dunne fractie, waarbij de zuiveringsinstallatie een dissolved air flotation- installatie, een optionele ultrafiltratie-installatie en een omgekeerde osmose- installatie omvat.
7. Inrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de zuiveringsinstallatie een scheider omvat, geconfigureerd voor het scheiden van slib uit de zuiveringsinstallatie in een tweede dunne en een tweede dikke fractie, waarbij de scheider een retourleiding voor de tweede dunne fractie naar de zuiveringsinstallatie omvat, waarbij de tweede dunne fractie een droge stofgehalte van hoogstens 50 kg/m3 heeft en waarbij de tweede dikke fractie een droge stofgehalte van minstens 200 kg/m? heeft.
8. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies 6-7, met het kenmerk, dat de zuiveringsinstallatie een beluchtingstank en optioneel een bezinkingstank omvat.
9. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies 5-8, met het kenmerk, dat de inrichting een brander omvat, waarbij de brander aan de afvoer voor biogas gekoppeld is.
10. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies 1-9, met het kenmerk, dat de inrichting een scheider omvat, geconfigureerd voor het scheiden van de biomassa in een derde dunne fractie en een derde dikke fractie, waarbij de derde dunne fractie een droge stofgehalte van hoogstens 50 kg/m heeft en waarbij de derde dikke fractie een droge stofgehalte van minstens 200 kg/m3 heeft.
11. Werkwijze voor productie van elektriciteit en warmte omvattende - toevoeren van biomassa in een vergistingstank; - vergisten van de biomassa in de vergistingstank gedurende minstens vijftig dagen bij een temperatuur van minstens 48°C en hoogstens 55°C; - afvoeren van digestaat uit de vergistingstank; - afvoeren van biogas uit de vergistingstank;
- genereren van warmte en elektriciteit uit het biogas in een warmtekrachtkoppelingsinstallatie, omvattende een gasmotor en een generator; met het kenmerk, dat de vergistingstank met koelwater van de gasmotor wordt opgewarmd.
12. Werkwijze volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de werkwijze de bijkomende stap omvat van voorverwarmen van de biomassa door het digestaat door middel van een warmtewisselaar voor het toevoeren in de vergistingstank.
13. Werkwijze volgens conclusie 11 of 12, met het kenmerk, dat de werkwijze de bijkomende stap omvat van scheiden van het digestaat met behulp van een scheider in een eerste dunne fractie en een eerste dikke fractie, waarbij de eerste dunne fractie een droge stofgehalte van hoogstens 50 kg/m3 heeft en waarbij de eerste dikke fractie een droge stofgehalte van minstens 200 kg/m3 heeft.
14. Werkwijze volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat de werkwijze de bijkomende stap omvat van zuiveren van de eerste dunne fractie in een zuiveringsinstallatie, waarbij water, mineralenconcentraat en een restfractie bekomen wordt.
15. Werkwijze volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat de werkwijze de bijkomende stap omvat van terugvoeren van de restfractie naar de vergistingstank.
16. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies 11-15, met het kenmerk, dat de werkwijze de bijkomende stap omvat van scheiden van de biomassa met behulp van een scheider in een derde dunne fractie en een derde dikke fractie indien de biomassa een droge stofgehalte van minder dan 150 kg/m: heeft, waarbij de derde dunne fractie een droge stofgehalte van hoogstens 50 kg/m3 heeft en waarbij de derde dikke fractie een droge stofgehalte van minstens 200 kg/m3 heeft.
17.Gebruik van de inrichting volgens één van de conclusies 1-10 of de werkwijze volgens één van de conclusies 11-16 voor productie in een industrieel bedrijf van elektriciteit en warmte uit biomassa.
BE20205866A 2020-11-30 2020-11-30 Inrichting en werkwijze voor productie van elektriciteit en warmte door verwerking van biomassa BE1028840B1 (nl)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE20205866A BE1028840B1 (nl) 2020-11-30 2020-11-30 Inrichting en werkwijze voor productie van elektriciteit en warmte door verwerking van biomassa
EP21211431.8A EP4008769A1 (en) 2020-11-30 2021-11-30 Device and method for the production of electricity and heat by processing biomass

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE20205866A BE1028840B1 (nl) 2020-11-30 2020-11-30 Inrichting en werkwijze voor productie van elektriciteit en warmte door verwerking van biomassa

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BE1028840A1 BE1028840A1 (nl) 2022-06-23
BE1028840B1 true BE1028840B1 (nl) 2022-06-27

Family

ID=74045365

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BE20205866A BE1028840B1 (nl) 2020-11-30 2020-11-30 Inrichting en werkwijze voor productie van elektriciteit en warmte door verwerking van biomassa

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP4008769A1 (nl)
BE (1) BE1028840B1 (nl)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004035491A1 (en) * 2002-10-18 2004-04-29 Kemijski Institut Procedure and device for thermophilic temperature range stabilization and mineralization of sludge from wastewater treatment plants
FR2908764A1 (fr) * 2006-11-21 2008-05-23 Henri Schlomoff Biodigesteur en plastique
US20080299634A1 (en) * 2007-05-29 2008-12-04 Bekon Energy Technologies Gmbh & Co. Kg Biogas Installation for Production of Biogas from Biomass, and Methods for Operation of the Biogas Installation
FR2991993A1 (fr) * 2012-06-13 2013-12-20 Economie Mixte Locale Locmine Innovation Gestion Des En Renouvelables Soc D Systeme de production combinee d'energie a partir de matieres premieres renouvelables
EP2733197A1 (en) * 2012-11-19 2014-05-21 Ryszard Aleksander Fotyga Biogas generating plant with tunnel fermentation chamber and installations to produce and utilise biogas

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004035491A1 (en) * 2002-10-18 2004-04-29 Kemijski Institut Procedure and device for thermophilic temperature range stabilization and mineralization of sludge from wastewater treatment plants
FR2908764A1 (fr) * 2006-11-21 2008-05-23 Henri Schlomoff Biodigesteur en plastique
US20080299634A1 (en) * 2007-05-29 2008-12-04 Bekon Energy Technologies Gmbh & Co. Kg Biogas Installation for Production of Biogas from Biomass, and Methods for Operation of the Biogas Installation
FR2991993A1 (fr) * 2012-06-13 2013-12-20 Economie Mixte Locale Locmine Innovation Gestion Des En Renouvelables Soc D Systeme de production combinee d'energie a partir de matieres premieres renouvelables
EP2733197A1 (en) * 2012-11-19 2014-05-21 Ryszard Aleksander Fotyga Biogas generating plant with tunnel fermentation chamber and installations to produce and utilise biogas

Also Published As

Publication number Publication date
EP4008769A1 (en) 2022-06-08
BE1028840A1 (nl) 2022-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5630942A (en) Two phase anaerobic digestion process utilizing thermophilic, fixed growth bacteria
JP4888911B2 (ja) 有機性廃棄物の処理設備および処理方法
CN107010788B (zh) 一种规模化养猪场养殖废水处理***及方法
US20160176768A1 (en) Method and plant for treatment of organic waste
JP2009532193A (ja) スラッジの嫌気性消化のためのデバイス、プロセスおよびシステム
CN1284938A (zh) 处理液体有机废料的方法和设备
US20110318778A1 (en) Organic Substrate Treatment System
KR101616323B1 (ko) 가축분뇨 및 음식물의 바이오메스를 통한 전기, 액비 및 퇴비의 제조시스템
CN110883049A (zh) 一种餐厨垃圾综合处理方法
US10472809B2 (en) System for disposal of waste containing food waste or livestock manure and production of energy and method therefor
KR102317178B1 (ko) 가축분뇨 및 음식물류 폐기물 처리시설 무방류 시스템
JP3651836B2 (ja) 有機性廃棄物の処理方法
JP2014213268A (ja) 有機性廃棄物の処理システム
Nutiu Anaerobic purification installation with production of biogas and liquid fertilizers
RU2463761C1 (ru) Способ производства биогаза из сельскохозяйственных отходов и биогазовая установка для его осуществления
BE1028840B1 (nl) Inrichting en werkwijze voor productie van elektriciteit en warmte door verwerking van biomassa
JP2016203153A (ja) 有機性廃棄物からのメタン製造方法
US6860997B1 (en) Apparatus and method for processing organic materials
KR101918113B1 (ko) 혐기성소화조를 이용한 고농도 유기폐수 및 바이오가스 처리장치 및 그 처리방법
JP4901109B2 (ja) 排水処理システム
CN106635757B (zh) 一种餐厨废弃物高温厌氧发酵***
US20150352487A1 (en) Method and Device for Removal of Hydrogen Sulfide from a Gas
KR20170031434A (ko) 돼지 분뇨를 이용한 바이오연료 제조장치
RU2399184C1 (ru) Биогазовый комплекс
CN206915947U (zh) 一种规模化养猪场养殖废水处理***

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Effective date: 20220627