EP2807245A1 - Biogasanlage und komponenten hierfür - Google Patents
Biogasanlage und komponenten hierfürInfo
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- EP2807245A1 EP2807245A1 EP13702425.3A EP13702425A EP2807245A1 EP 2807245 A1 EP2807245 A1 EP 2807245A1 EP 13702425 A EP13702425 A EP 13702425A EP 2807245 A1 EP2807245 A1 EP 2807245A1
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- EP
- European Patent Office
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- fermentation
- storage
- fermenter
- container
- biomass
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Classifications
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS 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
- C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
- C12M23/36—Means for collection or storage of gas; Gas holders
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS 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
- C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
- C12M21/04—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses for producing gas, e.g. biogas
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- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
Definitions
- the present invention relates to biogas plants which have higher efficiency and better variability in use as well as safer and easier operation.
- the invention also relates to a gas storage, which has a large capacity with low space requirements, as well as a fiction, modern gas storage containing biogas plant.
- the present invention relates to a unit for fermenting and / or storing biomass or fermentation residues for a biogas plant, which can be integrated into a biogas plant in a space-saving and energy-saving manner, as well as a biogas plant containing the fermentation and / or storage unit according to the invention.
- the present invention also relates to a metering device for a biogas plant, which ensures over a long period of time, a substantially uniform supply of biomass in a fermentation tank, and an introduction device that allows a uniform and congestion-free introduction of biomass in a fermentation tank.
- the present invention further relates to a filling unit, which consists of a combination of a metering device and a loading unit, and a biogas plant, which contains a metering device, an introduction device or a filling unit.
- the present invention also relates to a heating device for controlling the temperature of biomass and / or fermentation residues, which allows a uniform and gentle tempering of the biomass and / or the digestate, and a biogas plant containing the heating device according to the invention.
- the present invention relates to a stirring device for a biogas plant for mixing biomass or digestate, which is simple and inexpensive to produce and in particular easy to maintain, and a biogas plant containing the stirring device according to the invention.
- Multi-stage biogas plants are advantageous in that the biomass is processed more intensively, which increases the efficiency of multi-stage biogas plants compared to single-stage plants.
- Multi-stage biogas plants can usually contain a pre-pit or slurry tank, a hydrolysis tank, a fermenter, a secondary fermenter and a repository, the fermenter, the post-fermenter and the repository are formed as separate units and spaced from each other.
- One or all of these units may have a hood-shaped gas storage, but the capacity of the individual
- hood-shaped gas storage is limited, so that the biogas must be converted into energy substantially at the same time.
- the disadvantage thus proves to be the fact that the operator of the biogas plant can not adjust the production of electricity to the power requirements, and so even at times when, for example, solar or wind energy generated by electricity, electricity must be delivered to the grid ,
- a conventional fermenter usually has a filling unit arranged laterally on the fermenter for introducing biomass into a fermenter container, which has a flow channel and a funnel-shaped receptacle.
- the biomass is introduced through the funnel-shaped receiving container, which may contain horizontally oriented mixing screws or conveyor belts, and through the flow channel in the fermenter tank.
- it can often lead to plications due to inhomogeneities in the biomass, so that the transition region between the receptacle and the flow channel and the flow channel itself clogged or a backwater is formed in the flow channel.
- the biomass pipe heaters are provided in the fermenter walls in conventional fermenters.
- these prove to be disadvantageous because a very high surface temperature of the heating tubes is provided to heat the entire fermenter, so that biomass is heated in a region near the heating tubes very strong and thus die the bacteria necessary for the process.
- bacteria are used in the fermenter and optionally the pre-digester and / or post-fermenter in order to convert biomass to biogas under suitable conditions, in particular at suitable temperatures.
- the biomass must be circulated and kept in motion so that the bacteria come in contact with the entire biomass material, so that the entire material can be implemented.
- agitators such as submersible mixers, long-shaft mixers, blender, Vertikalpaddelrlickwerke, horizontal paddle or reel mixers are used. All these agitators have in common that they have rotating shafts with corresponding propellers, paddles or other rotor blades, which are rotated about the shaft.
- the rotatable shaft must be stored in a suitable manner, which may include bearings within the fermenter or the pros and / or Nachgärers, which are then exposed to the biomass and / or digestate, must be provided. Since the biomass and / or the digestate can attack the materials of the bearings and thus adversely affect the bearings, the agitators are susceptible to failure. In addition, it is difficult to carry out maintenance of the bearings located in the biomass and / or the fermentation residues, since such bearings may be present in the fermenter or pre-
- biogas plants are to be created, which have a higher efficiency and better use s variability and a safer and easier to use, while a small footprint is required and the biogas plant should in particular be retrofitted, so it should be able to use existing plant such as slurry pits.
- the individual components presented should also be retrofittable for existing biogas plants, such as e.g. an enlarged gas storage or improved agitators.
- a fermentation and / or storage unit for a biogas plant and a corresponding biogas plant to be made available, which is space and energy saving and can be produced with little effort and also effectively exploits the resources of biomass.
- the object of the present invention is also a fermentation and / or storage unit to provide that for upgrading an existing biogas plant, in particular of existing fermenters, Nachgärern or repositories, designed to optimize the efficiency and the temperature conditions in the respective units.
- a metering device should also be made available which, over a long period of time, for example over a period of approximately 24 hours, conveys substantially uniformly biomass into the flow channel and thus also into a fermentation tank.
- the object of the present invention to provide a delivery unit which conveys biomass uniformly through the flow channel and avoids backflow in the flow channel and at the same time serves for the stability of the fermentation tank. Furthermore, it is the object of the present invention to provide an optimized filling unit for a biogas plant, which allows a simple, substantially uniform introduction of biomass into a fermentation tank. Furthermore, it is the object of the present invention to provide a heating device for a biogas plant and a biogas plant with a corresponding heating device, which ensure a uniform and also gentle tempering of biomass and / or digestate in the entire container of a fermentation and / or storage unit.
- the present invention is characterized according to a first aspect of the invention by a new concept of the arrangement of the container of a biogas plant, in which the containers are arranged concentrically to one another in a ring-in-ring structure and / or one above the other, which is not only space-saving , but also brings advantages in the mutual connection of the containers and the arrangement of the gas storage and other components, such as the agitators and the introduction and metering devices.
- the invention relates to a gas storage.
- a gas storage according to the invention receives a gas storage space for temporarily storing gas.
- the gas storage is designed such that it surrounds a central area completely or at least partially, and that the gas storage space is shaped like a tube or a corridor.
- the gas accumulator has an outer surface of a wall which has the shape of a prism with a longitudinal axis and a cavity which is parallel to the longitudinal axis, or a segment of the prism with a cavity along the prism longitudinal axis.
- the cavity preferably corresponds to the central area, with the central area being provided for receiving a gas release, storage or use structure, for example a pre-pit, fermentor, post-fermenter, repository, gas storage, separator or cogeneration plant.
- annular gas storage which completely or partially surrounds a container of a biogas plant, such as a fermenter or secondary fermenter.
- a gas storage can additionally provide a gas storage volume above the container, but the lateral, annular arrangement of the gas storage space around the container allows a significant increase in the gas storage capacity with little construction effort and small footprint.
- the gas reservoir preferably has an inner and an outer circumference, which in particular is round or polygonal, preferably rectangular, and thus has a corresponding round or polygonal basic shape.
- the gas accumulator has a cross section, which may also be round or polygonal, in particular rectangular, wherein the corners of a polygonal, in particular rectangular, cross-section may at least partially have rounded portions.
- the cross-section of the gas reservoir that passes through the wall tion of the gas reservoir or the shape of the gas storage space is defined, may be variable and / or different along the circumference of the gas storage in shape and / or extent.
- the gas storage can completely surround the central region and have a rectangular cross section, wherein the vertically upwardly directed wall may be rounded at the ends.
- the height of the gas reservoir or the cross section of the gas reservoir is preferably greater than the height of the central region, that is, a container of a biogas plant.
- the cross section of the gas reservoir may narrow, so that the height of the gas reservoir substantially corresponds to the height of the central region in order, for example, to introduce biomass from above into a fermenter or secondary fermenter positioned in the middle region.
- the gas storage device may, for example, be in the form of a bead in the form of a tome or torus segment.
- the gas storage can be formed as a prism with a cavity, in particular as a cuboid with a cavity, or as a segment of a prism, in particular a cuboid, with a cavity, wherein the cavity corresponds to the central region.
- the cavity may have a round or cylindrical shape or be formed rectangular.
- such a gas accumulator has a large capacity, on the other hand it protects the building to be arranged in the middle region for the release, storage or use of gas from temperature fluctuations in the environment, in particular from the effect of cold on the fermenter or the post-fermenter.
- the middle region can have a round, in particular cylindrical, or polygonal, in particular rectangular, shape.
- the shape and dimension of the central region is adapted to the shape of at least one structure for the release, storage or use of gas.
- the pre-pit, the fermenter, the repository cylindrically shaped so has the central portion of a cylindrical shape with a diameter (perpendicular to a longitudinal axis of the central region, which is aligned parallel to the longitudinal axis of the gas reservoir) corresponding to the diameter of the fermenter, the
- the gas storage for example, a film tube or a foil or contain it.
- the film tube or the film are preferably formed flexible, wherein the tube or the film are preferably formed of a stretchable material.
- the film tube or the film is gas- and / or acid-resistant, weather-resistant and / or UV-resistant and / or permits only a marginal gas diffusion.
- the film tube or the film made of rubber, plastics or ethylene propylene rubber (EPDM) exist or contain at least one of these substances.
- the gas storage additionally includes a stable unit, which is advantageously made of concrete, and is preferably connected to the film gas-impermeable.
- the stable unit may for example be a wall, in particular a concrete wall, and / or a floor, in particular concrete floor or a stable tub-shaped container, in particular made of concrete. It may be advantageous that the stable unit is integrally formed integrally with an outer wall of a structure for the release, storage and / or use of gas.
- the film may have at the outer edges a compressed air hose or a rubber band which is formed in a trapezoidal or rectangular groove in the stable unit or, if appropriate, in a surface of the structure for the release, storage or use of gas.
- the film may be fastened by means of tension springs or straps to the stable unit and / or the structure.
- the edges of the film can also be glued, rolled or pressed with the stable unit. Accordingly, a designated area of the film can be glued or pressed to the building.
- the stable unit is formed as a trough-shaped container which partially or completely surrounds the central region.
- the trough-shaped container in this case has an inner wall facing the middle region and an outer wall, the connection with the film taking place in the upper region of the outer wall.
- the film may, for example, cover the entire area enclosed by the outer wall.
- the film may be formed such that an inner edge region of the film is fastened to the inner wall of the trough-shaped container or to a section in the ceiling region of a construction arranged in the middle region.
- the gas storage can also be designed as a film tube which is attached to an outer wall of a provided in the central region structure and optionally embedded in a trough-shaped container.
- the gas storage may have in its upper and / or lower portion a bulge that overlaps the middle area in whole or in part.
- an additional cavity may be provided below the central region, which is connected to the corridor-like gas storage space.
- the film tube above the central region may overlap this completely or partially.
- the gas storage can be arranged, for example, underground.
- an aboveground or partially subterranean and regional above-ground arrangement are conceivable.
- the central area or the structure provided therein is also arranged underground, above ground or in areas below ground and in some areas above ground.
- the gas storage contains a desulfurization unit, which is preferably designed as a wood construction for desulfurization.
- the wooden construction can be, for example, a wooden fence along a wall on the side of the gas reservoir facing the gas storage space, which is advantageously attached to the stable unit.
- a wooden fence may extend from floor to ceiling, preferably over at least 80% of the height of the gas storage, and may be attached to the stable unit, in particular to a wall facing the structure in the central area, the fence preferably being spaced from the stable unit is attached.
- the desulfurization also as a wooden slatted frame, which is arranged horizontally in the gas storage, be. The wooden slatted preferably protrudes into the gas storage room.
- the wooden lattice fence can cover the container.
- the gas storage may have a mold reinforcement, which is preferably formed from elastic shaped wires made of corrosion-resistant materials. This can for example be attached to the gas storage outer wall or ceiling radially at certain intervals.
- the gas storage can have a supply and a discharge opening and in particular is provided with an overpressure protection.
- gas can be passed from a fermenter or a secondary fermenter in the gas storage and then the subsequent stage, in particular an internal combustion engine, are supplied. The overpressure margin prevents the gas storage from bursting due to an excessive amount of gas supplied.
- the gas storage device according to the invention has the advantage that it can be grown both during the construction of a building for the release, storage or use of gas as well as subsequently.
- an existing biogas plant can be retrofitted to create a larger memory so that the generation of electricity can be regulated depending on consumption and effectively.
- the present invention further relates to a biogas plant with at least one building for the release, storage and / or use of gas, which has at least one container with an outer wall and a bottom, and with at least one gas storage.
- the gas storage device has a gas storage space for temporarily storing gas and is designed such that it completely or at least partially surrounds an outer wall of the construction and that the gas storage space is shaped like a tube or a corridor.
- the gas storage space can also be realized by means of annular or helical pipes.
- the gas storage is designed such that it is directly adjacent to the outer wall of the building whereby the structure can be designed as a pre-pit, fermenter, Nachgärer, repository, cylindrical or cuboid gas storage, separator or heating power plant.
- the structure for release, storage and / or use of gas at least one outer wall which is integrally formed with a stable unit of the gas storage, wherein a film for a preferably gas-tight connection of the gas storage is provided with the building.
- the biogas plant has a fermenter and a post-fermenter, wherein the post-fermenter is designed such that surrounds the fermenter.
- the fermenter can be designed, for example, as a cylindrical container and have a stable cover.
- the post-fermenter can, for example, as an annular container, the upwards is open, be trained.
- the gas storage can be formed by a film, wherein one end of the film is fixed in the bottom region of the Nachgärers to the outer wall, while the second edge region of the film in the region of the outer wall of the fermenter or the inner wall of the Nachgärers is fixed, so that the gas storage the Nachgärer surrounds annular and hood-shaped is disposed over the opening of the post-fermenter.
- the opening of the Nachgärers be provided with a slatted wooden, which serves the desulfurization.
- a wooden fence may be provided for desulfurization.
- the fermenter which may for example be cylindrical or cuboid and may have a stable cover, preferably has in its cover an opening for insertion and removal of a stirrer.
- the stirrer is preferably provided with cavities which are filled with a gas, for example with air, and thus have a low weight.
- the stirrer is designed removable, so that easy maintenance of the stirrer is guaranteed.
- the biogas plant may have a feed device or a metering container, which is preferably arranged centrally in the stable cover of the fermenter.
- the metering container is preferably made of steel, stainless steel, plastic or a combination of these substances.
- the dosing can be designed as a thrust system and provided with a hydraulically operated thrust wall, which conveys the introduced into the dosing tank biomass in the direction of an insertion screw.
- the introduction screw is preferably formed within a central support, which is inserted centrally or offset into the fermenter.
- the center support may for example consist of concrete, steel, stainless steel or plastic or contain at least one of these substances.
- the center support which may consist of an inner tube and an outer tube, for example, serves to provide static support for the cover of the fermenter, as well as for receiving the insertion screw and a substrate heat exchanger and the inclusion of Kapillartropicmatten for heating the biomass.
- the insertion screw is preferably in the form of a screw conveyor with or without knives or drivers, for example, made of steel, stainless steel, plastic or ceramic.
- the feed screw is mounted on the drive side by means of a thrust bearing, a Radialaxiallagers, a sliding bearing or a magnetic bearing.
- a ball bearing, a slide bearing, a magnetic bearing or a ball head with a pan for example, made of metal or plastic
- the Bearing is preferably formed of metal, plastic or self-lubricating plastic.
- the drive of the entry worm is preferably carried out by means of a motor directly or indirectly with or without a clutch, for example via gears, belts, chains or link chain.
- the biogas plant contains at suitable locations heating devices, such as capillary wall heaters, which are radially and / or axially attached to the outer walls of the structures for the release or storage of gases.
- the capillary wall heater preferably extends from floor to ceiling or beyond the ceiling and may, for example, stand in the gas storage room.
- the present invention has the advantage that a gas storage is provided with increased capacity, which has a relatively small footprint and Maintaining a constant temperature in the pre-pit, the fermenter, the post-digester and the repository, as the biogas production can be operated very continuously.
- the gas storage with a gas storage space for temporarily storing gas thus surrounds a central area completely or at least partially, so that a ring shape results, and the gas storage space is tubular or tubular.
- the gas storage may be formed as a gas pipe jacket storage or piping gas storage, wherein the gas storage space is formed by a ring-shaped or helically arranged pipe.
- the tube may in particular be pressure-resistant, which means that the gas can be stored under a higher pressure, ie a pressure significantly above atmospheric pressure, for example above or 5 bar, preferably above or equal to 5, in particular above or equal to 10 bar.
- the gas storage can be formed as a flexible gas storage or pressure-resistant gas storage.
- a flexible gas storage changes its volume with increasing amounts of gas, so that the pressure increases only slightly.
- the volume of a pressure-resistant gas storage remains constant, so that the pressure increases with increasing gas storage amount.
- the provision of pressure-resistant gas storages in biogas plants enables the increase of the storage amount with a small space requirement and also enables the storage and direct delivery of the stored gas to a gas supply network, especially when the gas is stored in a purified state. Accordingly, the provision of a gas purification system to a biogas plant is advantageous.
- a pressure-resistant gas storage can also be realized by a tubular and / or bead-shaped gas storage, if the shell is formed of rigid metal or plastic material.
- the gas reservoir may have a round and / or polygonal, in particular rectangular, cross-section or a polygonal, in particular rectangular, cross-section with rounded portions, wherein the cross-section along the circumference of the gas reservoir is variable in shape and / or extent.
- the gas reservoir may be formed as a toms or torus segment or as a prism with a cavity, in particular as a cuboid with a cavity, or as a segment of a prism, in particular a cuboid, with a cavity, the cavity corresponding to the central region.
- the middle region can have a round basic shape, in particular a cylindrical shape, or a polygonal basic shape, in particular a rectangular basic shape, wherein the shape and dimension of the central region are adapted in particular to the shape of at least one structure for the release, storage and / or use of gas can be.
- the gas storage may contain or consist of a film tube or a film, wherein the film tube or the film may be completely or partially flexible, in particular expandable, and / or contain rubber, plastic or ethylene-propylene-diene rubber (EPDM) or from at least one of these substances can exist.
- a film tube or a film wherein the film tube or the film may be completely or partially flexible, in particular expandable, and / or contain rubber, plastic or ethylene-propylene-diene rubber (EPDM) or from at least one of these substances can exist.
- EPDM ethylene-propylene-diene rubber
- the gas storage may have a stable unit, in particular made of concrete, which is connected to a film, in particular gas-impermeable.
- the gas storage space may have a bulge in its upper and / or lower portion which completely or partially overlaps the central area.
- the gas storage can be arranged underground, above ground or partially underground and partially above ground.
- the gas storage may contain a desulfurization unit, in particular a construction of wood for desulfurization.
- the gas storage can be used during or after the construction of a structure for the release, storage or use of gas.
- the gas storage may have a feed and a discharge opening and / or be provided in particular with an overpressure protection.
- a biogas plant with at least one structure for the release, storage and / or use of gas which has at least one container with bottom and an outer wall, can have at least one gas reservoir of the type described above.
- the gas storage can be designed such that it surrounds an outer wall of the building completely or at least partially, in particular directly adjacent to it, wherein the gas storage space may be tubular or tubular shaped.
- the structure for the release, storage or use of gas may be a pre-pit, a fermenter, a post-fermenter, a repository, a cylinder-shaped or parallelepiped gas storage, a separator or a cogeneration plant.
- the biogas plant may have a fermenter and a post-fermenter, wherein the
- Post-fermenter is designed such that it surrounds the fermenter, and that the gas storage surrounds the post-fermenter in whole or in part.
- a fermentation and / or storage unit for fermenting and / or storing biomass and / or fermentation residues for a biogas plant contains at least one receptacle with a bottom and side walls.
- the receptacle at least one inner side wall and an outer side wall, which surround a central area completely or at least partially.
- the outer side wall is arranged at a distance from the central region, while the inner side wall rests against the central region.
- the floor is essentially positioned between the inner and the outer side wall.
- the fermentation and / or storage unit can be used to upgrade an existing biogas plant, for example to a fermenter, to be arranged around a post-fermenter or a repository.
- an arrangement saves space
- the fermentation and / or storage unit protects the outer wall of the fermenter, postgrader or repository, whereby the influence of temperature fluctuations of the environment on the contents of the fermenter, Nachgäreres or repository is damped or even prevented.
- a fermentation and / or storage unit is particularly suitable for upgrading a cylindrical container, for example a fermenter, a secondary fermenter or a repository.
- the inner side wall may, for example, surround a cylindrical central region which has a round or oval cross section, depending on which shape the unit of the biogas plant to be surrounded has.
- the outer side wall may also have the shape of a cylinder jacket which has a round or oval cross-section.
- the outer side wall may also include at least one planar wall part, which in one
- Jacket surface of a prism is arranged around the inner side wall, wherein the prism has a polygonal, in particular rectangular, in particular square, cross-section.
- the fermentation and / or storage unit can also be designed such that the inner and / or the outer side wall are composed of one or more sheet-like wall parts, which along a lateral surface of a prism or a
- Prism segments are arranged or generally have a polygonal plan.
- the flat, in particular planar, wall parts of the inner and / or the outer side wall in each case the lateral surface of a prism or a prism segment form with a polygonal, in particular rectangular, cross-section.
- the outer side wall may have the shape of a cylinder jacket, while the inner side wall is adapted to the lateral surface of a polygonal prism.
- the floor can be designed, for example, as a round disk plate with a polygonal, substantially centrally arranged recess or as a segment of such.
- the fermentation and / or storage unit is thus preferably designed such that the inner side wall is adapted to the shape of an outer wall of a fermenter, a Nachgärers or a repository, while the outer side wall is adapted to the available space.
- the inner and outer side walls are, if they completely surround a central region, not connected to each other, but two substantially coaxial mutually arranged lateral surfaces.
- the inner and outer side walls may be connected by means of connection walls arranged substantially perpendicularly to a partial surface of the side walls.
- the connecting walls can also be made at any angle to the inner and outer side wall. The angle is preferably oriented to the available space which is available for the fermentation and / or storage unit and may optionally be limited at least in regions by surrounding buildings.
- the bottom of the receptacle of the fermentation and / or storage unit according to the invention is a steel floor. This is resistant to corrosion, so that the soil is not attacked or even decomposed by the aggressive biomass or digestate.
- the side walls as well as the connection walls can, for example, be made of concrete so that the biomass does not impair the side walls.
- both the floor may be formed by concrete, as well as the side walls made of steel, especially stainless steel, such as the floor.
- the fermentation and / or storage unit may further comprise at least one heating means, in particular in and / or on the side walls and / or the bottom of the receptacle is appropriate.
- the heating means extends over a majority of the area of the sidewalls or over the entire area of a sidewall, particularly from the floor to an upper end of the sidewalls, and / or over the floor area located between the sidewalls.
- capillary tube mesh mats can be used as heating means, since they provide uniform heating.
- the heating means is arranged in particular on the side of the side walls facing the container interior.
- the receptacle of the fermentation and / or storage unit may further comprise a stable container lid, which completely or partially covers the opening formed by the inner and outer side wall and optionally the connecting walls. Additionally or alternatively, the receptacle may have a flexible hood for storing biogas, which extends wholly or partially over the opening formed by the inner and outer side wall and optionally the connection walls.
- the receptacle includes a combination of a sturdy container lid and a flexible hood for storing biogas, wherein the stable container lid extends in particular from the inner side wall into the opening, while the flexible hood expands from the outer side wall in the direction of the stable container lid.
- the flexible hood is preferably designed as a film, in particular as a plastic film.
- the fermentation and / or storage unit can also be designed so that the opening formed by the inner and outer side wall and optionally the connecting walls, which may be partially covered by a stable container lid, is overlapped by a gas storage.
- the fermentation and / or storage unit may comprise a desulphurisation unit, for example in the form of a wooden slatted base, wherein such a desulphurisation unit is preferably arranged in the region of the receiving container opening which is formed by the inner and outer side wall and optionally the connecting walls.
- the desulfurization unit serves to desulfurize gases leaving the biomass and / or the fermentation residues.
- the desulfurization unit is preferably designed as a wood batten, which are screwed or positively connected to fastening strips which are arranged on the side walls, and in particular at least 90 0 attached to container vertical axis, preferably radially mounted wooden angle pieces with or without recess for collecting falling sulfur particles on.
- the individual wooden slats preferably have a maximum wood surface as a settlement surface, and are therefore preferably round or polygonal.
- the fermentation and / or storage unit can assume the function of a fermenter, a secondary fermenter or a repository. If the fermentation and / or storage unit is a fermenter, this can surround, for example, a pre-pit.
- a fermentation and / or storage unit serving as a fermenter preferably also has a stirring device and at least one inlet and outlet. If the fermentation and / or storage unit is designed as a post-fermenter, then it can surround a fermenter, for example cylindrical or angular, and protect its contents from the temperature fluctuations of the environment.
- a secondary fermenter also preferably has at least one stirring device, and is provided with feed and / or discharge lines for biomass or digestate as well as the biogas.
- the fermentation and / or storage unit can surround the post-fermenter and, if this is already designed according to the invention, the fermenter completely or partially.
- the fermentation and / or storage unit is provided in order to realize a second or further fermentation stage of the biogas plant.
- a fermenter is surrounded by a first Nachgärer in the form of fiction, contemporary fermentation and / or storage unit, which in turn are surrounded by another Nachgärer or a repository in the form of fermentation and / or storage unit according to the invention.
- the middle region which is formed by the inner side wall of the receptacle, is provided in particular for receiving a fermentation device.
- an outer wall of the fermentation device and the inner side wall of the fermentation and / or storage unit can preferably be formed integrally at least in regions.
- a pit is excavated around a fermentation device of the biogas plant, in particular a fermenter, which at least partially surrounds the fermentation device. Subsequently, a floor is laid in the pit and built at least one outer side wall. In addition, either an inner side wall is constructed or the outer wall of the fermentation device processed in a suitable manner. Furthermore, openings are introduced into the inner side wall of the fermentation and / or storage unit or the outer wall of the fermentation device and optionally provided with valves or pumps. Finally, the opening of the receptacle is covered appropriately.
- the present invention further relates to a biogas plant with a fermentation device, which contains at least one fermentation tank with an outer wall, and with a fermentation and / or storage unit, which has at least one receptacle.
- the biogas plant is designed such that at least the outer wall of the fermentation tank of the fermenting device is completely or partially surrounded by the receptacle of the fermentation and / or storage unit.
- the fermentation device is a fermenter and the fermentation and / or storage unit
- the fermentation device may also be designed as a fermenter with a secondary fermenter surrounding the fermenter, while a further fermentation and / or storage unit is designed as a repository.
- a biogas plant with a fermentation device which is partially or completely surrounded by a fermentation and / or storage unit, has the advantage that it is space-saving on the one hand and in particular dispensed with the use of complex piping systems for the transport of biomass and biogas and on the other hand has positive effects on the temperature conditions in the fermentation device, the temperature of which is preferably to be maintained at a predetermined constant temperature.
- the fermentation and / or storage device of the biogas plant is preferably designed like a fermentation and / or storage unit according to the invention which has been described in detail in the preceding paragraphs.
- the receptacle can have an inner side wall and a outer sidewall completely or at least partially surrounding a central region for the fermentation device, wherein the outer sidewall is spaced from the central region and the bottom is positioned substantially between the inner and outer sidewalls.
- the receiving container of the fermentation and / or storage unit may preferably have a base, in particular a steel base, and an inner, an outer side wall and optionally connecting walls, which are advantageously formed from concrete.
- the fermentation tank of the fermentation device preferably has a floor, in particular a concrete and / or steel floor, at least one outer wall, in particular made of concrete, and / or a fermentation tank lid, which can also be made of concrete, for example.
- the biogas plant can, for example, have at least one further fermentation and / or storage unit, which in particular surrounds both the fermentation device and the fermentation and / or storage unit at least partially surrounding the fermentation device.
- the fermentation device may be a fermenter, while the inner fermentation and / or storage unit is a post-fermenter and the further fermentation and / or storage unit as a repository at least partially surrounds the post-fermenter.
- the further fermentation and / or storage device can also be designed as an additional post-fermenter in order to be able to use the biomass more efficiently in an additional fermentation step.
- two fermentation and / or storage units may be formed annular segment-shaped and the fermentation device each partially in particular directly adjacent to the fermentation device surrounded.
- the outer wall of the fermentation tank of the fermentation device may be at least partially formed integrally with an inner side wall of an adjacent fermentation and / or storage unit. If a further fermentation and / or storage unit is present, then the inner side wall of the further fermentation and / or storage unit can be formed integrally with the outer wall of an inner fermentation and / or storage unit.
- the first fermentation and / or storage unit and the further fermentation and / or storage unit are ring segment-shaped, they can adjoin one another, for example, on connecting walls between the inner and the outer side wall of the respective fermentation and / or storage unit. However, it is not necessary that the fermentation and / or storage devices touch each other.
- the fermentation device and the fermentation and / or storage unit surrounding this fermentation device can be connected to one another via openings for the transport of biomass and / or fermentation residues as well as biogas.
- the fermentation and / or storage unit surrounding the fermentation device as well as a further fermentation and / or storage unit can be connected to one another via at least one opening, so that biomass, fermentation residues and / or biogas can be transported.
- the biogas plant may further comprise a gas storage having a gas storage space for temporary storage of gas and is preferably designed such that it at least partially surrounds the outer side wall of the fermentation and / or storage unit or the further fermentation and / or storage unit, wherein the Gas storage space can be tubular or bead-shaped.
- the gas storage advantageously adjoins directly to the side wall of the respective fermentation and / or storage unit, wherein optionally the outer side wall is used as the inner wall.
- the gas reservoir is preferably formed at least partially from a flexible film and may optionally overlap or completely cover an opening of the receptacle of a fermentation and / or storage unit, which is formed by the inner and outer side wall and optionally the connecting walls.
- the fermentation unit of the biogas plant may have a metering device for introducing biomass into the fermentation unit.
- a metering device is preferably used in fermentation devices which constitute a fermenter.
- the metering container is preferably arranged centrally in the fermenter cover.
- the metering container is preferably made of steel, stainless steel, plastic or a combination of these substances.
- Metering is designed as a thrust system and provided with a hydraulically actuated sliding wall, which conveys the biomass introduced into the dosing in the direction of a feed screw.
- the insertion screw is preferably formed within a central support, which is introduced centrally or offset in the fermentation device.
- the center support may for example consist of concrete, steel, stainless steel or plastic or contain at least one of these substances.
- the center support which may for example consist of an inner tube and an outer tube, serves for the static support of Gär actuallyerdecke the fermenting device, as well as for receiving the insertion screw and optionally a substrate heat exchanger and for receiving Kapillarsammlungmatten for heating the biomass.
- the insertion screw is preferably in the form of a screw conveyor with or without knives or drivers, for example, made of steel, stainless steel, plastic or ceramic.
- the feed screw is mounted on the drive side by means of a thrust bearing, a Radialaxiallagers, a sliding bearing or a magnetic bearing.
- a thrust bearing, a Radialaxiallagers, a sliding bearing or a magnetic bearing In the region of the bottom of the fermentation device, for example, a ball bearing, a sliding bearing, a magnetic bearing or a ball head with pan, for example made of metal or plastic may be provided, wherein the bearing is preferably formed of metal, plastic or self-lubricating plastic.
- the drive of the entry worm is preferably by means of a motor directly or indirectly with or without a clutch, for example via gears, belts, chains or link chains.
- the fermentation device and / or the at least one fermentation and / or storage unit may further comprise a stirrer, which is preferably removable.
- the fermentation unit and / or the fermentation and / or storage unit may, for example, have an opening which may be arranged in the container ceiling of the fermentation device and / or a cover of the fermentation and / or storage unit.
- the stirrer is preferably provided with cavities which are filled with a gas, for example with air, and can thus have a low weight.
- the stirrer may be designed to be removable, so that easy maintenance of the stirrer is ensured.
- the biogas plant preferably contains heating devices, for example capillary wall heaters, which are arranged radially and / or axially on the walls, in particular on the outer wall of the fermentation device, on the outer side walls of the at least one fermentation and / or storage unit and / or on an outer wall of the gas storage are attached.
- the capillary wall heater which is preferably in the form of a capillary tube net mask, preferably extends from floor to ceiling, or even beyond the ceiling.
- the invention thus also relates to a fermentation and / or storage unit for fermenting and / or storing biomass and / or digestate for a biogas plant, as described in more detail below, with at least one receptacle having a bottom and side walls, wherein an inner side wall and an outer sidewall completely or at least partially surrounding a central region, wherein the outer sidewall is spaced from the central region and the bottom is positioned substantially between the inner and outer sidewalls.
- the inner and / or the outer side wall may be in the form of a cylinder shell or a part thereof, wherein the bottom is preferably in the form of an annular disc or a segment thereof.
- the inner and / or the outer side wall may be composed of one or more sheet-like wall parts, which are a lateral surface of a prism or a
- Form prism segments wherein the bottom is preferably formed as a polygonal bottom plate with a central round or polygonal recess or as a segment of such a bottom plate.
- the inner and the outer side wall as far as they surround the central area only partially, are connected by means of connecting walls.
- the bottom of the receptacle may be a concrete and / or steel floor and / or the side walls may be made of concrete.
- the fermentation and / or storage unit may in particular have at least one heating means in and / or on the side walls and / or the floor, in particular at least one capillary tube mesh mat.
- the receptacle can furthermore have a stable container cover and / or a flexible hood for storing biogas and / or be at least partially overlapped by a gas reservoir.
- the fermentation and / or storage unit may be a fermenter, a post-fermenter or a repository for digestate.
- the central region may be provided for receiving a fermentation device, wherein an outer wall of the fermentation device and the inner side wall of the fermentation and / or storage unit are preferably formed integrally at least in regions.
- the invention further relates to a biogas plant with a fermentation device, in particular a fermenter, which contains at least one fermentation tank with an outer wall, and has a fermentation and / or storage unit, as described above. Accordingly, at least the outer wall of the fermentation container of the fermentation device can be completely or partially surrounded by the receptacle of the fermentation and storage unit.
- the biogas plant may have at least one further fermentation and / or storage unit which, in particular, surrounds both the fermentation device and the fermentation and / or storage unit at least partially surrounding the fermentation device.
- the fermentation device and the surrounding fermentation and / or storage unit and / or the fermentation and / or storage device and a further fermentation and / or storage unit may have an opening for the transport of biomass and / or digestate.
- the fermentation unit can have a metering device for introducing biomass into the fermentation unit, wherein the metering device preferably has a container with push-wall system and / or an entry screw, which is largely located in particular in the interior of a central support in the fermentation tank.
- the fermentation device may have at least one heating means, in particular a capillary tube mesh mat, in particular in the region of the bottom, the outer wall and / or the fermentation tank cover.
- a metering device for a fermentation device of a biogas plant has a metering container, a push wall and a push mechanism.
- the sliding wall is arranged in the metering container so that it divides the metering container into an actuating compartment for receiving the push mechanism and into a receiving compartment for receiving biomass and is movable in the metering container so that a volume of the actuating compartment and a volume of the receiving compartment due to the movement the shear wall is changeable.
- the receiving compartment also has an outlet for the transport of biomass in a fermentation tank.
- the dosing device according to the invention is characterized in that the pusher mechanism is in particular gradually movable perpendicular to the sliding wall.
- the metering device thus permits, on the one hand, a movement of the sliding wall, whereby the biomass in the receiving compartment is transported in the direction of the outlet during a movement of the sliding wall in the direction of the outlet in order to ensure the uniform transport of biomass in the direction of the outlet.
- the dosing device makes it possible for the pusher mechanism to also move in the direction of the outlet. This ensures a constant movement of the sliding wall in the direction of the outlet with constant force on the sliding wall.
- the sliding wall and the pushing mechanism are moved in the direction of the actuating compartment so that the volume of this can be reduced and the volume of the receiving compartment increased and biomass can again be introduced into the receiving compartment.
- the outlet may receive a preferably vertically oriented feed screw, which advantageously extends into the receiving compartment of the metering container.
- the thrust mechanism can be made of a hydraulic system for moving the sliding wall, which is designed in particular as at least one hydraulic cylinder, and a positioning unit for releasably locking the thrust mechanism at a plurality of locking positions in
- the locking positions are preferably defined by at least one locking bar with a plurality of recesses into which the positioning unit can engage.
- the locking bar preferably extends parallel to a direction of movement of the sliding wall and of the pushing mechanism from the actuating compartment into the receiving compartment.
- the pushing mechanism can thus gradually follow movement of the shear wall.
- the thrust mechanism is preferably electronically controllable, wherein the hydraulics can preferably be driven via a central hydraulic system.
- the sliding wall may preferably be a fastening unit, which is advantageously designed as at least one pawl and allows releasably securing the sliding wall at a plurality of shear wall fastening positions in the dosing, may be formed.
- the shear wall mounting positions can be defined by a locking bar with a plurality of recesses extending from the actuating compartment into the receiving compartment.
- both the locking position of the thrust mechanism and the thrust wall mounting positions are defined by one and the same locking bars.
- the ability to temporarily secure the shear wall to a plurality of shear wall fastening positions allows the shear mechanism to retract from the attached shear wall once the shear wall is in a fastened condition in one of the shear wall attachment positions until it locks into a new locked position. Subsequently, the thrust wall is released and further transported by means of the thrust mechanism until an adjacent thrust wall mounting position is reached and the process of drawing the thrust mechanism is repeated.
- the metering container is preferably rectangular, wherein the sliding wall and the pushing mechanism along an axis parallel to the orientation of the longer side of the metering container is adjustable.
- the metering container has a bottom plate, which is a thrust surface, and side walls, which are preferably arranged vertically or obliquely.
- At least one of the side walls may be formed as a half funnel, wherein the side wall formed as a main funnel preferably surrounds or limits the outlet in the receiving compartment or the receiving compartment.
- the thrust wall and the thrust mechanism are advantageously designed so that the thrust wall can be moved to the funnel-shaped side wall, wherein the outlet is still in the receiving compartment.
- the metering device may contain components made of steel, stainless steel, plastic and / or concrete.
- the bottom plate is made of steel or stainless steel or contains steel or stainless steel.
- the bottom plate of the dosing container is arranged on the outside of the fermentation container of the fermentation device, in particular on the container cover of the fermentation chamber. direction. It is advantageous if the bottom plate is integrated into the container ceiling, in particular in this is concreted.
- the arrangement of the metering device on the container ceiling is advantageous in that thereby the usually unused space in the area of the fermenter ceiling is utilized.
- the bottom plate and / or at least one of the side walls, in particular one of the side walls formed by the receiving compartment, in particular the funnel-shaped side wall, may be heatable.
- the bottom plate and the at least one side wall can be provided in particular with heating units.
- Particularly advantageous is the use of Kapillarrohrnetzmatten that are integrated in the bottom plate and / or the side wall or are concreted.
- the heating units are preferably fed by means of heat from a biogas cogeneration plant, gas treatment, alchemical heat from PCC processes, electricity generated by electricity or biogas burners, heat from a hydraulic power unit, solar heat or heat from other renewable sources. Due to the heatable design of the dosing a simple preheating of the biomass is made possible to assist that the entire biomass inside the fermentation tank has substantially the same temperature.
- the metering device may comprise a cover, which is designed in particular as a film cover.
- the cover can be actuated automatically, wherein the film cover can be mechanically, electrically, hydraulically and / or pneumatically positioned by means of tension cables.
- the actuation, i. the positioning, the cover can be done, for example, depending on a signal from a sensor, wherein the sensor may be a temperature sensor, a rain sensor and / or a UF sensor.
- the present application further relates to a delivery device for a biogas plant for introducing biomass into a fermentation tank of a fermentation device.
- the introduction device has a supply unit for introducing biomass into the fermentation tank and an insertion screw or screw conveyor, which is located at least partially in the supply unit.
- the supply unit is designed as a support for supporting the container ceiling and has along its longitudinal axis a flow channel for introducing biomass into the container, wherein the insertion screw is at least partially in through flow channel is located.
- the support can advantageously be aligned substantially vertically with its longitudinal axis.
- the support is arranged centrally or offset to the center in the fermentation tank.
- the support is advantageously designed as a central support, in particular made of concrete, steel, stainless steel or plastic.
- the center support may advantageously be cemented to the fermenter bottom.
- the support may have, for example, an inner tube and an outer tube which surrounds the inner tube.
- an inner tube and an outer tube which surrounds the inner tube.
- the inner tube may have a round, in particular oval, or a polygonal cross-section, wherein the cross-section may be corrugated, i. can represent a wave profile.
- the outer tube is preferably round, in particular circular, oval or elliptical, but may also have a polygonal cross-section.
- the cross section of the inner tube and / or the outer tube are preferably chosen so that the largest possible surface for heating the biomass coming into contact with the respective inner or outer tube is made possible and at the same time no
- the outer tube may have at least one recess, in particular at least one guide shaft for receiving a stirring tool or a
- the insertion screw can advantageously have knives and / or drivers, which on the one hand cause the comminution of the biomass, on the other hand support the transport of biomass in the fermentation tank without a backwater in the flow channel is caused.
- the feed screw is advantageously made of steel, stainless steel, plastic or ceramic. mik formed or has at least one wear-free coating.
- a heating means can be arranged which serves to heat the biomass to an optimum temperature.
- the feed screw has a drive bearing and a stabilizing bearing, wherein the drive bearing is preferably at an upper end, which advantageously protrudes from the support and is optionally accommodated in a receiving hopper, and the stabilizing bearing at a lower end of the insertion screw, which is located in the interior of the Fermentation tank is located.
- the drive bearing may be a thrust bearing, a radial thrust bearing, a sliding bearing and / or a magnetic bearing.
- the drive bearing is provided with axial or radial rubber compensators and arranged for example on the receiving hopper or metering or on the half hopper.
- the stabilizing bearing may be, for example, a ball bearing, a plain bearing, a magnetic bearing or a bearing with a ball head and a ball socket receiving pan.
- the drive bearing and / or the stabilization bearing may comprise at least one component of a wear-free material, in particular of metal or plastic, in particular self-lubricating plastic.
- Self-lubricating plastic is to be understood as meaning a plastic, in particular polytetrafluoroethylene, which contains self-lubricating capsules with solid or liquid lubricant.
- the stabilization bearing advantageously has a self-lubricating or foreign-lubricated metal or plastic hemisphere, which is mounted in a bearing shell made of cast concrete or in a screwed into the fermenter tank steel and / or stainless steel bearing pan, so that the stabilizer has a particularly long life and only a rare maintenance needs.
- the insertion screw is advantageously operable by means of a motor, in particular a hydraulic motor.
- the drive can be done directly or indirectly with or without clutch.
- the drive via gear wheels, belts and / or chains, in particular links schubketten.
- the hydraulic motor is preferably driven by a central hydraulic, wherein advantageously a rotational movement of the insertion screw in the forward and backward direction is made possible.
- the present application further relates to a filling unit for a biogas plant having a fiction, contemporary metering device and a fiction, contemporary insertion device.
- the delivery screw of the delivery device protrudes from the passageway of the supply unit through the outlet in Dosier electer convinced in the region of the receiving compartment in the receiving compartment and thus ensures a uniform introduction of the biomass in the flow channel and therethrough.
- the insertion screw is preferably arranged centrally in the receiving compartment of the metering container with a minimum volume of the receiving compartment, ie in particular centrally in the region of the funnel-shaped side wall of the receiving compartment.
- the present application further relates to a biogas plant, with at least one fermentation device having a fermentation tank and a container ceiling.
- the biogas plant further contains a fiction, contemporary metering device, an introduction device according to the invention or a filling unit. This ensures that biomass is continuously introduced into the fermentation tank without an operator constantly having to fill a hopper and controlling the flow through the flow channel.
- the present invention achieves an increase in the efficiency of the biogas plant by uniformly introducing biomass into the fermentation vessel over a long period of preferably one day or more without further labor by an operator so that the biomass introduced is immediately below the remainder of the mass in the fermentation vessel is mixed.
- the bacteria that accelerate the fermentation of the biomass can be easily evenly distributed to the entire mass in the fermentation tank.
- the metering device for a fermentation device of a biogas plant thus has a
- Dosage container a thrust wall and a pusher mechanism, wherein the dosing container is divided by the sliding wall in an actuating compartment for receiving the thrust mechanism and in a receiving compartment for receiving biomass having an outlet for the transport of biomass in a fermentation tank, and wherein the Sliding wall in
- Dosier employer is movable such that a volume of the Bettechnik Trentsabteils and a volume of the receiving compartment is variable.
- the thrust mechanism is in this case gradually movable transversely to the sliding wall.
- the pusher mechanism may include hydraulic means for moving the pusher wall, in particular at least one hydraulic cylinder, and a positioning unit for releasably locking the pusher mechanism at a plurality of locking positions in the dosing container.
- the sliding wall may have a fastening unit, in particular pawls, for releasably securing the sliding wall to a plurality of shear wall fastening positions in the dosing tank, wherein the locking positions of the pusher mechanism and / or the shear wall fastening positions can be defined in particular by at least one locking strip having a plurality of recesses, and wherein the locking bar can extend in particular from the actuating compartment into the receiving compartment.
- a fastening unit in particular pawls
- the dosing can have a bottom plate and side walls, which are arranged in particular vertically or obliquely, wherein at least one of the side walls may be formed in particular as a half-funnel, which limits the receiving compartment.
- the bottom plate can be made of steel or steel.
- the bottom plate and / or at least one of the side walls can be heated, wherein the bottom plate and / or the at least one side wall are provided in particular with heating units.
- the metering device can have a cover, in particular a film cover, which can be actuated automatically, in particular via pull cables, wherein the actuation of the cover depends in particular on a sensor signal of a sensor, in particular selected from the group consisting of temperature sensor, rain sensor and / or UV sensor. Sensor can be controlled.
- the metering device can be arranged outside on the fermentation tank of the fermentation device, in particular on the tank cover of a fermentation device of a biogas plant, and be integrated in particular in the tank cover.
- An introduction device for a biogas plant for introducing biomass into a fermentation tank of a fermentation device thus has a supply unit for introducing biomass into the fermentation tank, which is arranged in the region of a container lid of the fermentation tank, and an insertion screw, which extends at least partially within the fermentation tank Supply unit is located.
- the supply unit is designed as a support for supporting the container ceiling, which has along its longitudinal axis a flow channel for introducing biomass into the container, wherein the support is aligned in particular with its longitudinal axis substantially vertically and / or in particular is arranged centrally or offset in the container.
- the supply unit can have an inner tube and an outer tube, which surrounds the inner tube, wherein, in particular, a free space for receiving lines and / or heating units can be formed between the inner tube and the outer tube.
- the support and in particular the inner tube and / or the outer tube may have a round, in particular circular, oval or elliptical, or a polygonal cross-section.
- the insertion screw may have knives and / or dogs.
- the insertion screw may have a drive bearing and a stabilization bearing, wherein in particular the drive bearing at an upper end, which protrudes in particular from the support, and the stabilization bearing can be attached to a lower end of the insertion screw.
- the drive bearing may be a thrust bearing, a radial thrust bearing, a sliding bearing and / or a magnetic bearing.
- the stabilization bearing may be a ball bearing, a sliding bearing, a magnetic bearing and / or a bearing with a ball head and a pan.
- the drive bearing and / or the stabilization bearing may comprise at least one component made of a wear-free material, in particular of metal or plastic, in particular a self-lubricating plastic.
- the insertion screw can be driven by means of a motor, in particular a hydraulic motor, in particular directly or indirectly.
- a filling unit for biogas plant has a metering device and a delivery device, as described above.
- the insertion screw of the introduction device can in this case in particular extend centrally through the outlet in the receiving compartment into the receiving compartment.
- the present invention relates to a further aspect, for which, independently and in combination with further aspects of the invention, protection is sought, a heating device for a biogas plant.
- the fiction, contemporary heating device for tempering biomass and / or digestate for a biogas plant having at least one fermentation and / or location unit with a container and a supply unit for introducing biomass and / or digestate into the container contains at least one preheating.
- the preheating agent is arranged on a biomass and / or digestate conductive surface of the supply unit and / or in the supply unit adjacent to the biomass and / or digestate conductive surface of the supply unit.
- the preheating agent is designed such that it forms the biomass and / or fermentation residues conductive surface of the supply unit.
- Preheating the biomass and / or the digestate allows, so that a temperature gradient between the introduced into the feed unit biomass or in the
- Feed unit introduced fermentation residues and already tempered in the container biomass or the digestate is lowered or even eliminated.
- the pre-tempering also makes it easier to set a uniform temperature of the biomass or the digestate in the container.
- the preheating means is preferably flat, in particular in the form of a cylinder jacket surface or a cylinder jacket part surface, so that a preferably continuous heating takes place along the flow channel, which can be carried out by temperatures at the biomass and / or fermentation residues conductive surface that allow bacterial growth.
- the preheating agent is in particular designed such that a surface temperature of a biomass and / or digestate-conducting surface can be regulated over a large part of this surface and / or over the entire surface.
- the preheating means preferably extends over the entire length of the part of a feed screw located within the flow channel of the supply unit, which is immersed in the container of the fermentation and / or storage unit.
- the preheating may be formed for example as a heat exchanger and / or capillary.
- the heating device may have at least one heating tube bundle which is arranged parallel to a longitudinal axis of the flow channel of the supply unit.
- at least one heating tube, but preferably two or more heating tubes be wound radially around the flow channel, wherein a pitch of the heating tube is chosen to be uniform or variable.
- a winding of the heating tube whose pitch varies, it is possible to achieve a variable temperature at the same temperature of the heating means.
- the heating device may comprise capillary tubes, which are arranged axially or radially to the flow.
- the tube cross sections of the heating tube, the tubes of the heating bundle and the capillary tubes can be the same over their countries or vary over their length. A variation of the tube cross-section leads to a change in the tube surface and thus allows the delivery of different amounts of heat at different points. As a result, a suitable for the temperature of the imported biomass or digestate heat profile is generated.
- the heating device may have, in addition to at least one heating tube bundle, a conduit section for guiding biomass and / or fermentation residues.
- the heating tube bundles can then preferably be arranged parallel to a longitudinal axis of the conduit tube section, in particular welded to an outer lateral surface of the conduit tube section.
- the preheating means of the heating device may also comprise a conduit section in combination with at least one heating tube which is wound radially around an outer circumferential surface of the conduit section and in particular welded thereto, wherein the slope is uniform or variable.
- the variable pitch allows optimal adaptation of the heat profile.
- the preheating means may comprise a conduit section and capillary tubes arranged axially or radially to the conduit section thereon, in particular, attached thereto. welds are.
- heating tube bundles, heating tubes and / or capillary tubes may be arranged on the conduit tube section.
- the conduit section may have an oval cross-section, a polygonal cross-section or a corrugated cross-section, which resembles a shell surface of corrugated metal, in order to increase the biomass and / or digestate-conducting surface and thus to improve the heat transfer.
- the tube cross-section of the heating tube, the tubes of the heating tube bundle and / or the capillary tubes can be formed uniformly over the length or vary over the length.
- the preheating means of the heating device according to the invention can for example be designed such that it can be integrated in a support of the container of the fermentation and / or position unit, which serves at least partially as a supply unit.
- the support may be a central support which serves as a supply unit, wherein the central support is arranged centrally or decentrally in the container and has a polygonal or oval cross-section.
- the center support is made of a wear-free material, in particular steel or stainless steel, formed or coated with a wear-free material.
- the fermentation and / or location unit may be, for example, a fermenter, a pre-fermenter, a post-fermenter, a gas storage or a fermentation residue storage, wherein the inflow unit of a fermenter and a Vorgärers the supply of biomass, the feed unit of re-fermenting the supply of biomass and digestate and the supply unit the fermentation residue storage of the supply of digestate is used.
- the fiction, contemporary heating device may further comprise at least one surface heating, in and / or on a container wall, in particular of the biomass and / or the digestate facing side of the container wall, a bottom and / or a ceiling of the fermentation and / or storage unit is arranged.
- the surface heating enables a gentle, yet uniform tempering of the biomass or the digestate in the container of the fermentation and / or storage unit.
- surface heating on the container bottom is advantageous because it avoids that the biomass or digestate present in the bottom region does not fall below a certain minimum temperature below which the bacteria necessary for the fermentation process die.
- the present application further relates to a heating device for controlling the temperature of biomass and / or digestate for a biogas plant having at least one fermentation and / or storage unit with a container and a supply unit for introducing biomass and / or digestate into the container, wherein the heating device has at least one heating means.
- This heating means is designed as a surface heating, which is arranged in and / or on a container wall, in particular of the biomass and / or the fermentation residues facing side of the container wall, on a floor or on a ceiling of the fermentation and / or storage unit. With the help of surface heating, it is possible to ensure the mass contained in the fermentation and / or storage unit uniformly and at the same time gently at temperatures which do not fall below or exceed a certain temperature range.
- the surface heating is preferably designed as Kapillarrohrnetzmatte. It is thus possible to heat the biomass at low surface temperatures in the area of the capillary tube mesh mat in such a way that the bacteria necessary for the fermentation process are not adversely affected, yet heating of the entire biomass is nevertheless possible.
- the features described below relate both to the heating device according to the invention, which has a preheating means, as well as to the fiction, contemporary heating device having a heating means in the form of a surface heating.
- the preheating and / or the surface heating are preferably designed wear-free.
- a region of the preheating and / or the surface heating, which comes into contact with biomass and / or digestate, is advantageously formed wear-free.
- the preheating agent and / or the surface heating can be produced from steel or stainless steel, ie contain or consist of steel or stainless steel.
- the preheating and / or the surface heating with a wear-free material, in particular with plastic, wear protection and / or Emaile be coated, in particular, the area that comes into contact with the biomass and / or digestate is coated.
- the fiction, contemporary heating devices may have expansion compensation elements, air cushion and / or insulating materials, which are arranged in particular in the region of the preheating and / or the surface heating.
- the fiction, contemporary heaters are preferably with thermal energy in the form of waste heat of a central BiogasMapkraftwerks, in the form of external heat from renewable energy systems, in the form of alothermal heat from PCC processes, in the form of electrically generated heat, in the form of heat generated by a biogas burner in the form of a heat surplus of a hydraulic unit or in the form of solar heat betreibar.
- the heating device is electrically controllable, wherein in particular in a heating device having both preheating and a surface heating, an independent control is possible. In particular, it is advantageous if individual areas or pipes of the preheating means and / or the surface heating can be controlled independently of one another.
- the heating device has at least one temperature sensor, which is arranged in particular within the inflow unit, in particular in the flow channel, and / or in the fermentation and / or storage container.
- a number of temperature sensors are arranged in the flow channel in order to ensure a uniform preheating of the biomass or the digestate.
- a plurality of temperature sensors are advantageously arranged within the container, which are arranged in particular at different distances to the surface heating. This makes it possible to temper the mass in the container gently and evenly to a uniform temperature.
- the present invention further relates to a biogas plant having at least one fermentation and / or storage unit, which has at least one container and a feed unit for introducing biomass and / or fermentation residues into the container, and with a heating device according to the invention which has at least one preheating means, which is arranged in the region of the supply unit, or a surface heating, which is arranged on a container wall, to a floor or a ceiling has.
- the heating device may have all the features described in the preceding paragraphs.
- the biogas plant can be designed in one or more stages.
- the biogas plant as a fermentation and / or storage unit to a fermenter, which is advantageously surrounded by an annular Nachgärer and / or an annular gas storage.
- a metering device may be formed, which communicates with a supply unit, which is advantageously designed as a central support, so that biomass and / or fermentation residues pass into the fermenter container via the metering device and through the supply unit.
- the heater is formed with a preheating agent so that the preheating agent extends into the metering device.
- the metering device can be provided separately with a surface heating, which are arranged in particular in the region of the side walls and the bottom of a receptacle.
- a surface heating which are arranged in particular in the region of the side walls and the bottom of a receptacle.
- the device thus relates to a heating device for controlling the temperature of biomass and / or digestate for a biogas plant having at least one fermentation and / or storage unit with a container and a supply unit for introducing biomass and / or digestate into the container, wherein the heater at least having a preheating agent.
- the preheating agent is in this case arranged on a biomass and / or fermentation residues conductive surface of the supply unit and / or in the supply unit adjacent to the biomass and / or digestate conductive surface of the supply unit of the fermentation and / or storage unit or the preheating agent forms the biomass and / or Fermentation residues conductive surface of the supply unit.
- the preheating agent may in particular be designed such that a surface temperature can be uniformly regulated in particular over a majority of the biomass and / or fermentation residues conducting surface or over the entire biomass and / or fermentation residues conductive surface and / or that the preheating agent as a heat exchanger or as a capillary is trained.
- the preheating means may comprise at least one heating tube bundle arranged parallel to a longitudinal axis of the flow channel, and / or at least one heating tube wrapped radially around the flow channel, a slope being uniform or variable, and / or capillary tubes being axial or are arranged radially to the flow channel, wherein the tube cross-section of the heating tube, the tubes of the heating tube bundle and / or the capillary tubes is uniform or varies over its length.
- the preheating means may comprise a conduit section for guiding biomass and / or digestate and at least one heating tube bundle arranged, in particular welded, parallel to a longitudinal axis of the conduit section, and / or at least one heating tube radially wound around an outer circumferential surface of the conduit sections , wherein an incline is uniform or variable.
- the preheating means can have capillary tubes which are arranged, in particular welded, axially or radially to the conductor tube section, the tube cross section of the heating tube, the tubes of the heating tube bundle and / or the capillary tubes being equal over their length or varying over their length can.
- the preheating agent can be integrated in a support of the container of the fermentation and / or storage unit, in particular a central support, which serves as a supply unit.
- the heating device may further comprise at least one surface heating, which can be arranged in and / or on a container wall, a bottom and / or a cover of the fermentation and / or storage unit.
- the heating device for tempering biomass and / or fermentation residues for a biogas plant, which contains at least one fermentation and / or storage unit with a container and a feed unit for introducing biomass and / or digestate into the container has at least one heating means, wherein the Heating means is designed as surface heating, which can be arranged in and / or on a container wall, a bottom and / or a cover of the fermentation and / or storage unit.
- the surface heating may be formed as Kapillarrohrnetzmatte.
- the preheating and / or the surface heating can be wear-free, in particular in an area which is in contact with biomass and / or digestate, wherein the preheating and / or surface heating in particular steel or stainless steel contain or may consist of or at least in the area which is in contact with biomass and / or digestate, with a wear-resistant material, in particular with plastic, Wear protection and / or Emaile, can be coated.
- the preheating and / or the surface heating may have expansion compensation elements, pleasure pads and / or insulating materials.
- the heating device can be electrically controlled, wherein in particular the preheating and the surface heating are independently controllable.
- the heating device may further comprise at least one temperature sensor, which may be arranged in particular in the flow channel and / or in the container of the fermentation and / or storage unit.
- the present invention relates to a further aspect, for which, independently and in combination with other aspects of the invention, protection is sought, a stirring device for a biogas plant.
- a stirring device for a biogas plant has a stirring tool for mixing biomass and / or fermentation residues and a holder frame.
- the agitating tool includes a rotatable shaft and at least one stirring blade connected to the axle, preferably a plurality of agitating blades connected to the axle.
- the holding frame serves to support the rotatable axis of the stirring tool and has at least one region for supporting the axis, in particular for supporting at least one end of the axis of the stirring tool.
- the stirring tool and at least a part of the holding frame are designed such that they can be arranged in a fermentation and / or fermentation residues receiving fermentation and / or storage container of a fermentation and / or storage unit.
- the fiction, contemporary stirrer is characterized in that the stirring tool and the holding frame are designed such that the stirring tool and the holding frame are completely or at least partially lifted out of the fermentation and / or storage container and / or lowered into this.
- the design of the stirring device according to the invention ensures an effective implementation of the biomass or the digestate in the fermentation and / or storage container and on the other hand allows easy maintenance without the fermentation and / or storage container must be emptied before maintenance.
- either a new stirring tool and / or a new holding rack can be inserted into the fermenting and / or storage container or the bearings, which are preferably arranged in the contact region of the axis of the stirring tool and the holding rack, analyzed and, if necessary, be processed or replaced and the controlled and optionally repaired stirring tool and holding rack are re-introduced into the fermentation and / or storage container.
- the holding frame contains at least one support with a region for positional rank of the axis of the agitator, in particular for Lagerang one end of the axis of the stirring tool.
- a stirring tool for example, a propeller stirrer or a
- Submersible mixer are used.
- the support is preferably oriented vertically.
- the holding frame may have at least two supports, each having a region for supporting the axis of the agitator, in particular for supporting one end of the axis of the stirring tool.
- the stirring tool can be designed, for example, as a horizontal paddle stirrer. Under the range of bearing of the axis of the agitating tool of each support, an area assuming the shape of a bearing component or an area disposed in the at least one bearing component can be understood.
- thrust bearings for example, thrust bearings, radial thrust bearings, slide bearings, magnetic bearings, ball bearings and / or bearings can be used in the form of a ball head in a pan, wherein at least one component of the bearing advantageously made of metal and / or plastic, in particular self-lubricating plastic, or contains at least one of these materials.
- the holding frame may be formed as Rrockwerkzeugrahmen having two supports and connecting the supports bracing.
- the supports are preferably aligned parallel to each other and may for example be arranged vertically.
- the brace is used in particular for the connection of lower ends of the supports and is preferably oriented horizontally.
- a stirring tool frame is much more stable and easier the insertion and removal of the stirring tool and the holding rack from the fermentation and / or storage container.
- the stirring tool can be used as a horizontal paddle stirrer, as a propeller stirrer, as
- Submersible mixer be designed as a long shaft agitator, as a hand blender, as a reel mixer and / or as a vertical paddle agitator.
- the stirring tool is advantageously designed as a horizontal paddle agitator.
- the holding ramp is advantageously designed such that it can be guided in at least one recess in a side wall of the fermentation and / or storage container or an outer wall of a central support of the fermentation and / or storage container.
- the recess is advantageously designed as a longitudinal shaft, so that the at least one support of the holding frame parallel to the longitudinal shaft, which is preferably vertically aligned, in the vertical direction and is executable.
- a support is designed such that it can be inserted into a first longitudinal shaft in a side wall of the fermentation and / or storage container, and the second support is formed such that it in a second Longitudinal shaft in a side wall of the fermentation and / or storage container or in an outer wall of the central support of the fermentation and / or storage container can be inserted.
- the support frame is designed in the form of a stirring tool frame and connects the strut to the two lower ends of the two supports, then the strut can be designed such that it fits into a recess, in particular a rail, which connects the two longitudinal shafts in the bottom of the fermentation tank. and / or storage container can be inserted.
- the holding frame may further be designed such that the stirring tool in the fermentation and / or storage container is height adjustable, in particular that the height of the stirring tool, while the stirring tool is in the fermentation and / or storage container, in particular automatically adjustable.
- the stirring device may further comprise a motor and a drive for moving the stirring tool.
- the drive is advantageously at least partially added to the holding frame.
- the drive is arranged in one of the supports such that it is connected to one end of the axis of the stirring tool, but not in Contact with the contents of the fermentation and / or storage container, ie in contact with the biomass or the digestate, is.
- the engine can be arranged both inside and outside the fermentation and / or storage container. However, in order largely to avoid contact of the engine with the biomass or the digestate, it is advantageous to arrange the engine outside of the fermentation and / or storage container.
- the engine can be designed as a hydraulic motor or hydraulic cylinder, which is preferably operable by a central hydraulic.
- the stirring device has self-lubricating bearings for supporting the stirring tool. These are preferably arranged in the contact region between the axis of the stirring tool, in particular at least one end or both ends of the axis of the stirring tool, and the holding frame.
- the use of self-lubricating bearings reduces bearing wear and allows longer service life and less frequent maintenance.
- the self-lubricating bearings contain components which are formed from self-lubricating plastic, the self-lubricating plastic containing capsule with solid or liquid lubricant.
- the plastic may advantageously comprise polytetrafluoroethylene.
- the at least one stirring blade may be flat or trowel-shaped. Particularly advantageous are flat stirring blades in the form of a polygonal, in particular a rectangle, or in the form of an oval.
- the stirring blade can be attached directly to the axis of the stirring tool or be connected via a shaft with the axis of the agitator. Due to the shape and design of the stirring blade optimal conversion of the biomass or the digestate can be achieved.
- the stirring blades can have the same or different size.
- the size is adapted in such a way that an optimal circulation is ensured.
- the shape of the stirring blades of the stirring tool may be the same or different and adapted to the Umisselz biblical.
- the agitating tool and / or the holding frame may preferably be hollow, wherein preferably the cavities are formed close to the biomass and / or the digestate.
- the cavities are preferably with gas, in particular with air, filled. Due to the hollow design of the stirring tool and / or the holding frame, the removal of the two components is facilitated because their weight is reduced.
- the agitator and / or the holding frame are at least partially formed of a wear-free material.
- the agitator in particular the axle and / or the support frame steel or stainless steel or consist of one of these materials.
- the at least one stirring blade may also be formed from steel or stainless steel or contain or consist of ceramic.
- cavities in the holding frame, in particular in at least one support is furthermore advantageous, since the drive can be at least partially accommodated therein and thus protected from negative influences by contact with biomass and / or digestate.
- the stirring device can furthermore have a hydraulic cylinder which is embodied so that it can lift the stirring tool and the holding frame out of the fermentation and / or storage container and lower it into the latter.
- the removal of the stirring tool and the holding frame is thus preferably carried out automatically.
- the present invention further relates to a biogas plant with at least one fermentation and / or storage unit and with at least one stirring device according to the invention.
- the fermentation and / or storage unit contains at least one fermentation and / or storage container, in which the stirring device is at least partially lowered and from which the stirring device is at least partiallyMithebbar.
- the stirring means comprises a stirring tool for mixing biomass and / or digestate containing a rotatable shaft and at least one agitating blade connected to the axle, and a support frame containing at least one portion for supporting the agitating tool, the agitating tool and Holding frame are designed such that they can be lifted completely or at least partially from the fermentation and / or storage container and lowered into this.
- the stirring device can furthermore have the features described in the preceding sections.
- the fermentation and / or storage unit can, for example, have a central support, which is arranged centrally or decentrally in the fermentation and / or storage container and serves to support the ceiling of the fermentation and / or storage container.
- the center support can be oval or polygonal.
- the center support of the fermentation and / or storage container can at their Outside of a recess, in particular a longitudinal shaft, for receiving the holding frame.
- the fermentation and / or storage container on its side wall Jerusalemwei a recess, in particular a longitudinal shaft, for receiving the holding frame.
- the holding frame can be introduced and led out into the recess of the central support of the fermentation and / or storage container and / or into the recess on the side wall of the cooking and / or storage container.
- the cooking and / or storage container may be annular or ring segment-shaped and have two opposite side walls, in particular an inner wall and an opposite outer wall.
- the inner wall and / or the outer wall may each have a recess, in particular a respective longitudinal shaft, to accommodate the holding frame. Depending on the configuration of the holding frame, this can be inserted into the recess of the inner wall and / or the outer wall.
- a firm grip of the stirring tool and the support frame is guaranteed without having to fix the support frame irreversibly in the fermentation and / or storage container.
- the fermentation and / or storage container and optionally the center support in the container may be formed of steel and / or concrete.
- the container bottom is made of steel, while the container walls and the container ceiling are made of concrete.
- the respective recesses or longitudinal shafts in the container walls or the middle support of the fermentation and / or storage container are preferably cast. Alternatively, however, the recesses or longitudinal shafts can also be subsequently introduced into the side walls of the container or the middle support.
- the ceiling of the fermentation and / or storage container preferably has an opening for introducing and / or removing the stirring device in and / or from the fermentation and / or storage container.
- This opening is also suitable for introducing, for example, a mini excavator or other tools for maintenance in the fermentation and / or storage container.
- the opening for introducing and / or removing the stirring device and optionally a minibagger or other tools can be closed by means of a cover become.
- the present invention further relates to a method for the maintenance of a stirring unit of a biogas plant.
- an agitating device in particular via an opening in a ceiling of the fermentation and / or storage container from a fermentation and / or storage tank of a biogas plant.
- the stirring device in particular the stirring tool and the holding frame, in particular the bearings, which are arranged in the contact region between the axis of the stirring tool and the holding frame, checked and repaired if necessary.
- the stirring device or agedrlick shark is introduced with the characteristics of the worn agitator in the fermentation and / or storage container.
- the stirring tool and the holding frame along vertically oriented in particular longitudinal shafts in the container wall and / or a center support pulled vertically upwards and after review and repair or replacement along the longitudinal axes of the longitudinal shafts back into the fermentation and / or storage container inserted. Due to the mechanical guidance of the holding frame along the longitudinal shafts a stable attachment within the fermentation and / or storage container is ensured, which is then still reversible, so that a removal of the stirring device is possible.
- the present application thus provides a stirring unit, a biogas plant and a method for the maintenance of the stirring unit, which have a long service life of the stirring unit and low maintenance.
- the invention thus relates to a stirring device for a biogas plant with a stirring tool for mixing biomass and / or fermentation residues, which has a rotatable axis and at least one agitator blade connected to the axis, preferably a plurality of agitator blades connected to the axis a holding frame, in which at least one region for supporting the axis of the stirring tool is formed, wherein the stirring tool and at least a portion of the holding frame in a biomass and / or Gärsch- states receiving fermentation and / or storage container of a fermentation and / or storage unit can be arranged.
- the stirring tool and the holding frame are completely or at least partially lifted out of the fermentation and / or storage container and / or lowered into the fermentation and / or storage container.
- the holding frame may have at least one support with a region for supporting the axis of the stirring tool, in particular at least two supports each having a region for supporting one end of the axis of the stirring tool.
- the holding frame may be formed as a stirring tool frame, which in particular two supports, which are aligned substantially parallel to each other, in particular vertically, and a strut, which in particular connects the lower ends of the supports together.
- the stirring tool can be designed as a horizontal paddle agitator.
- the holding frame in particular the at least one support, can be designed such that it is in at least one recess, in particular in at least one longitudinal shaft, in a side wall of the fermentation and / or storage container or an outer wall of a central support of the fermentation and / or storage container is formed, is feasible.
- the stirring means may comprise a motor and a drive for moving the stirring tool, wherein the drive is at least partially received in the holding frame and the motor is arranged in particular outside of the fermentation and / or storage container.
- the stirring device can for the storage of the stirring tool self-lubricating bearings, which are formed in particular in the contact region between the axis of the stirring tool and the axis of the stirring tool.
- the at least one agitating blade can be formed flat, in particular in the form of a polygon, in particular a rectangle, or an oval, wherein the agitating blade can be attached directly to the axis of the stirring tool or connected via a shaft to the axis of the stirring tool.
- the stirring blades of a stirring tool can have the same or different size and / or shape with a plurality of stirring blades.
- the stirring tool and / or the holding frame may be hollow, wherein the cavities are preferably filled with gas, in particular with air.
- the drive of the stirring tool can be at least partially received in a cavity in the holding frame, in particular a support.
- the fermentation and / or storage unit of a biogas plant may have a central support, which is arranged in the fermentation and / or storage container, wherein the center support on its outside and / or the fermentation and / or storage container on a side wall depending on a recess, in particular each may have a longitudinal shaft for receiving the holding frame or the fermentation and / or storage container may be annular and the fermentation and / or storage container may on its inner wall and / or on its opposite outer wall depending on a recess, in particular one longitudinal shaft, For receiving the holding frame.
- a ceiling of the fermentation and / or storage container of a biogas plant may have an opening for introducing and / or removing the stirring device into and / or out of the fermentation and / or storage container, which may be closable in particular by means of a cover.
- the method for maintaining a stirring device of a biogas plant may comprise the following steps:
- an agitator for a biogas plant comprises a gravity-substrate mixer having a container bisected by a membrane, the container halves having different media can be filled, so that the weight of the container is changed and the container can rise and fall in the liquid to be mixed.
- the container can be a ball.
- the container may include mixing means, such as wings, perforated plates, baffles and the like, which may project outwardly from the container.
- the gravity mixer may include a guide means along which the container can move up and down.
- the gravity-substrate mixer can have a pumping and / or suction device with which at least one medium, preferably different media, can be pumped or sucked out into at least one container half.
- the container of the gravity-substrate mixer may have at least two separate access lines to the container, in particular one to a container half.
- Figure 1 shows the outside view of a fiction, contemporary biogas plant.
- FIG. 2 shows a cross section through a biogas plant according to the invention according to the invention
- FIG. 3 shows a cross section through a second biogas plant according to the invention
- FIG. 4 shows a further section through the biogas plant shown in FIG. 3;
- Fig. 5 is a perspective view of a biogas plant, wherein the annular gas storage is not shown, and
- FIG. 1 shows a plan view of a biogas plant according to the invention, which has a cylindrical fermenter 1, an annular secondary fermenter 2 and an annular gas reservoir 3 which overlaps an annular opening 20 of the secondary fermenter 2.
- Fig. 1 further shows an opening 40 in the region of a cover 10 of the fermenter 1 and a
- FIG. 2 now shows a cross-section through the biogas plant of FIG. 1.
- the cylindrical fermenter 1 In the middle, the cylindrical fermenter 1 is arranged, which has a bottom 11, a side wall 12 in the form of a cylinder jacket surface and a cover 10.
- a central support 7 In the center of the fermenter 1, a central support 7 is arranged, which accommodates the insertion screw 6 at least partially. The central support 7 serves in particular to stabilize the fermenter cover 10 and to preheat the biomass while it is being introduced into the fermenter 1.
- the feed screw 6 is designed in the present example as a riser 60 with carriers 61. At the lower end of the riser screw 60, a ball head 61 is arranged, which is mounted in a pan 63, preferably made of self-lubricating plastic, which is embedded in the bottom 11 of the fermenter 1.
- the dosing tank 5 On the cover 10 of the fermenter 1, the dosing tank 5 is arranged.
- the dosing tank 5 includes a pusher wall system 52 having a wall 520, a hydraulic system 521, and a metered locking member 522 which engages a ledge 523 with notches 524 located in the bottom portion of the
- Dosing container 5 is arranged.
- the wall 520 thus separates the front portion 50 from the rear portion 51 of the dosing tank 5, the front portion 50 being adapted to receive biomass while the rear portion 51 houses the hydraulics.
- the pusher system 52 is configured such that the fastener 522 engages a notch 524 of the strip 523 and hydraulically moves the pusher wall 520 toward the entry screw 6. If the sliding wall 520 is reached at a further notch, it latches and the fastening element 522 is moved further in the direction of the entry screw 6 until it engages in a further notch 524. Then, in turn, a movement of the sliding wall 520 begins.
- the sliding wall system 52 is set to continuously move biomass in the direction of the auger 6 for a period of, for example, 24 hours until the shear wall system 52 converts to a starting Position is brought and the front portion 50 is filled again with biomass.
- the dosing tank 5 thus ensures a continuous supply of biomass.
- the fermenter 1 is surrounded by an annular secondary fermenter 2, which has an inner wall, which is in the form of a cylinder jacket surface and at the same time forms the outer wall 12 of the fermenter 1, a bottom surface 21, an outer wall in the form of a cylinder jacket surface 22 and an upper opening 20 ,
- a desulfurization unit 80 for separating sulfur from the biogas in the form of a wooden lattice grate is provided.
- a further device for desulfurization may be arranged in the form of a wooden fence 81 which extends over a wide area of the outside of the side wall 22.
- the gas reservoir 3 is formed by a bead-like film with an outer edge region 30 and an inner edge region 31.
- the outer edge region 30 is peripherally connected to the bottom 21 of the secondary fermenter 2.
- the inner edge region 31 partially covers the slatted frame 80 in the region of the opening 20 of the post-fermenter 2, so that the film 3 is fixed at a distance from the inner edge region 31 with a region 32 on the outer side of the outer wall 12 of the fermenter 1.
- the film of the gas reservoir 3 is flexible and stretchable, so that its shape adapts to the degree of filling of the gas reservoir.
- FIG. 3 shows a further example of a biogas plant according to the invention with a cylindrical fermenter 1, an annular secondary fermenter 2 surrounding the fermenter 1 and an annular gas reservoir 3 surrounding the secondary fermenter 2.
- the fermenter 1 is corresponding to the fermenter 1 of FIG. 2 and is therefore not described in detail.
- the dosing 5, the center support 7 and the auger 6 similar to those of FIG. 2.
- Nachgärers 2 provided with a cover 23 which is arranged in a plane with the cover 10 of the fermenter 1. Below the cover 23 of the slatted frame 80 is arranged for desulfurization.
- the gas storage 3 is arranged like a bead around the post-fermenter 2 and contains a film which has an outer edge region 30 and an inner edge region 31.
- the outer edge region 30 is fixed in the lower fifth of the outer side of the side wall 22 of the Nachgärers 2.
- the inner edge region 31 is between the upper edge of the side wall 22 and the Abde- cung 23 of the post-fermenter 22 mounted circumferentially, wherein the side wall 22 in its upper region openings for the passage of gas (not shown).
- the gas reservoir 3 has a substantially rectangular cross section with rounded outer edges and its upper side 33 essentially forms a plane with the cover 10 and the cover 23 of the fermenter 1 or the secondary fermenter 2 the top 33 of the gas storage 3 be hood-like and the cover 23 and optionally the cover 10 protrude.
- FIG. 4 shows a further cross section through the biogas plant shown in FIG. 3, wherein the section line of FIG. 4 is aligned perpendicular to that of FIG. 3.
- FIG. 4 shows in the cover 10 of the fermenter 1 the opening 40 for a
- the stirrer 4 includes two vertically oriented supports 41 and a transverse axis 42, are attached to the Rownpaddel 43.
- the supports 41 and the transverse axis 42 and optionally the stirring paddles 43 are preferably hollow in order to reduce their own weight.
- the stirring paddles 43 may be configured in any desired manner and are not limited to the paddle 43 shown in FIG. 4 with rectangular paddle leaves 44.
- a heating mat 9 is arranged on the outside of the outer wall 12 of the fermenter 1 or the inner wall of the Nachgärers 2 in order to regulate the temperature in the fermenter 1 and the Nachgärer 2 targeted.
- the remaining features of the fermenter 1, the secondary fermenter 2 and the gas reservoir 3 correspond to the embodiment of FIG. 3.
- the center support 7 is shown, which has in its lower half laterally an opening 70 for dispensing the biomass.
- the metering container 5, from which the feed screw 6 protrudes, is shown, wherein the configuration of the feed screw 6 and of the metering container 5 does not differ from the embodiment described in FIG.
- a heating mat 90 is arranged on the outside of the outer wall 12 of the fermenter 1.
- a heating screw 91 is arranged on the outside of the outer wall 22 of the Nachgärers 2.
- FIG. 6 shows a perspective illustration of another embodiment of a biogas plant 100 according to the invention, which has a ring-shaped construction and which has a central substrate feed 101 in order to feed biomaterial for fermentation into the biogas plant 100.
- the biomaterial feed 101 is arranged on the ceiling 102, so that the biomaterial can be introduced centrally into the biogas plant 100.
- the ceiling comprises various covers 103 which close openings in which an agitator is arranged.
- the biogas plant 100 On the ceiling 102 of the biogas plant 100, the annular structure with a central fermenter, this surrounding a surrounding Nachgärer and an outer gas bearing 104 can be seen.
- the biogas plant 100 is constructed in two stories, wherein a repository 109 is provided below the fermenter, which can be formed by an existing pit.
- FIG. 6 openings or closures or lids 107 can still be seen in the ceiling, which allow the arrangement of a gravity-substrate mixer in the respective containers.
- a frame 108 can be seen, which belongs to a liftable and lowerable stirring device.
- the Fig. 7 shows a sectional view of the biogas plant of Fig. 6 with the fermenter 111, the Nachgärer 110, the gas bearing 104 and the repository 109.
- a final repository 109 record arranged in the basement chamber as a hydrolysis, as Vorgrube or in be used in any other suitable form.
- the central substrate feeder 101 has a slide bin 115 in which the biomaterial is inputted and which conveys the biomaterial by displaceable components toward the auger 116, which conveys the biomaterial through a central support 117 into the fermentor 111.
- FIG. 8 shows the biogas plant 100 in a section that is perpendicular to the section of FIG. 7.
- additional paddles 118 are provided on the feed screw 116 in the upper region, which effects conveyance of the biomaterial to the screw.
- the middle support comprises two mounting or inspection shafts on the left and right of the feed chute and a lubricating line which supplies the bearing of the screw with lubricant. Between the mounting slots and the feed chute, a heat exchanger is arranged.
- Fig. 8 shows the gravity-substrate mixer in the raised state, while in Fig. 7, the gravity-substrate mixer can be seen in the lowered state.
- further agitators 119 and 120 are shown, which are designed as paddle stirrers with a horizontal axis of rotation.
- the agitator 119 is designed as a raisable and lowerable agitator, wherein the axis of rotation of the paddle stirrer in the frame 108 can be moved up and down.
- a corresponding agitator is also provided in the post-fermenter.
- the gas line 121 for removing the biogas from the fermenter, the post-fermenter and the gas bearing may be driven in common by a motor disposed in the mounting shaft of the center pillar.
- the agitator 122 can be coupled to the agitator 120 or both can be released from each other, so that both agitators do not have to rotate together at the same time.
- FIGS. 9 and 10 show the sectional views of FIGS. 7 and 8 in corresponding line drawings.
- FIGS. 11 to 15 show, in similar representations to FIGS. 6 to 10, a further embodiment of a further biogas plant 200, which differs substantially from the preceding embodiment in that the gas bearing 204 has a partially bricked chamber, the outer wall being up to half or up to three-quarters or two-thirds of the height of the wall of the fermenter or Nachgärschsch is built.
- Figures 16 to 20 show again in a similar representation a further embodiment of a biogas plant 300, which differs from the embodiments of Figures 6 to 15 in that only a one-story design with an annular array of fermenter 311, Nachgärer 312, repository 313 and gas storage 314 is provided.
- the gas storage 314 is separated from the repository 313 only by a half-height wall similar to the embodiment of FIGS.
- FIGS 21 to 25 show the embodiment of a biogas plant 400, which is similar to the embodiments of Figures 1 and 2 and 6 to 10.
- the stock pit in turn can be used as a hydrolysis, pre-pit or slurry tank or as a repository.
- the embodiment of the biogas plant 400 shows that the gas bearing can be equipped with a hood arched over the top of the fermenter.
- the gas bearing may in this case be interrupted in its ring shape in order to allow access to the central feed unit.
- a bridge or a crane or vane arm may be provided for loading the central feeder unit.
- Figures 26 to 30 show details of the central support, such as the auger paddle, the heat exchanger 500 surrounding the screw, the walk-in mounting wells 501, 502, the lateral paddle stirrer frame grooves 503, 504, and the discharge port 510 having a expanding opening for the delivery of the biomass promoted in the hoistway.
- the lubricating pipe 505 for supplying lubricant into the bearing 506 for the screw conveyor is also well seen.
- Fig. 27 shows a helically arranged heating pipe 511 through which, for example, a heating medium can flow.
- FIG. 31 shows a detail of the biogas plant between the fermenter 600 and the neighboring surrounding secondary fermenter.
- FIG. 31 shows a pump shaft 601 with the aid of which the fermenter and / or the secondary fermenter and / or other adjacent containers can be pumped out.
- closable openings 602 are provided on the shaft, which is arranged between the containers, and arranged in the pump shaft 601 pump, which make it possible to pump by appropriately closing the openings 602 or opening mass from the post-fermenter in the fermenter or vice versa.
- the pump shaft can also serve as an overflow at the same time.
- openings are provided in the upper area of the shaft.
- Figures 32 and 33 show further details as well as the corresponding closable openings at the foot of the shaft with the actuators for opening and closing the openings.
- FIG. 34 shows a part of an agitator, namely the rotatable axle with the paddles arranged therein.
- FIG. 36 shows the paddles alone, wherein it is illustrated here that the paddles have adjustable paddle surfaces, so that the paddles can either be positioned so that they do not take along any material with the rotation of the rotation axis or move the material laterally, or so are placed so that they take maximum material in the rotational movement, so the paddle is set transversely to the direction of movement.
- Fig. 37 shows the gas line between the individual chambers and the arrangement of the plastic net or the wooden slatted base for desulfurization.
- Figures 38, 39 and 40 show the gravity-substrate mixer, the one through a
- Membrane has a two-part ball, which may be filled on the one hand by a liquid such as water, or a frost-proof liquid, such as a water-glycol mixture, and air.
- a liquid such as water
- a frost-proof liquid such as a water-glycol mixture
- the ball can either absorb more liquid or more air, here, the membrane shifts between the two halves of the ball.
- the weight of the gravity mixer can be changed and it will move up and down in the liquid which is located in the biogas plant, for example in the fermenter, in accordance with its weight.
- a mixing of the substrate contained in the biogas plant can be achieved by the up and down movement.
- the ball has on its upper side a rod which is guided in a guide, wherein in the rod, the water and the liquid line and the compressed air line are included.
- a braking device is provided, which makes it possible to slow down the movement of the substrate mixer.
- the substrate mixer can also be used as a heating device.
- Figures 41 to 43 show further embodiments of a biogas plant 700 in a perspective plan view ( Figure 41), a side view ( Figure 42) and a sectional view ( Figure 43).
- the biogas plant 700 has a similar structure to that of the biogas plant 100 shown in FIG. 7, so that the description of the components shown there is quite simple for the biogas plant 700 applies.
- the biogas plant 700 has additional components, in that a storage stage 703 and a gas rich storage 704 with a spherical segment-shaped form are provided above the fermenter 711 and the secondary fermenter 710. As a result, the gas storage volume can be significantly increased again.
- the gas storage stage 703 serves to allow access to the access openings for the fermenter 711 and the post-fermenter 710 or the corresponding means for operating the agitators and the like.
- the gas storage platform 703 also allows lateral access to the central feed chute 705 to fill the biomaterial there.
- the lowest pit 701 of the biogas plant 700 is also used as an additional gas storage in the illustrated embodiment of Figures 41 to 43 and not the pit 109 as a repository as in the embodiment of Figure 7.
- the pit 701 also, as stated in the description of Figure 7, be used in any other suitable form, for example as a hydrolysis tank, pre-pit, etc.
- FIG. 44 shows an enlarged view of the filling unit according to the invention from a metering device and a delivery device with a delivery screw 6 and a central support 7 which at least partially accommodates the insertion screw, as has already been described in FIGS. 2 to 4 or 29.
- the central support 7 which forms along its longitudinal axis a flow channel 71, which is at least partially formed by a heating unit 92 in the form of a heat exchanger or a heating mat.
- the introduction screw 6 has a riser 60, which is provided with drivers 61 on.
- a ball head 62 which is preferably formed of metal or self-lubricating plastic.
- the ball head 62 is mounted in a pan 63, which is screwed into a bottom of the fermenter tank and preferably consists of metal.
- the opposite end of the feed screw 6 protrudes from the support 7 and into the receiving compartment 50 of
- the metering device 5 has a receiving compartment 50 and an actuating compartment 51, wherein the receiving compartment 50 and the actuating compartment 51 are separated by the sliding wall 520.
- the thrust wall 520 is along the arrow A, ie along a longitudinal axis of the dosing 5, movable.
- the metering device 5 further comprises a pusher mechanism in the form of a hydraulic system 521 and a positioning element 522 which is connected to the sliding wall 520.
- a locking bar 523 In the dosing container extends from the actuating compartment into the receiving compartment 50, a locking bar 523 with notches 524a, 524b, 524c, which defines the fixed parking positions of the locking element 522 and the sliding wall 520.
- the sliding wall 520 and the hydraulic system 521 and the locking element 522 are located at a first reversing position, ie in a position in which the receiving compartment 50 has a minimum volume and the actuating compartment 51 has a maximum volume.
- the sliding wall 520 is fixed in the notch 524c, while the locking member 522 is in the notch 524b.
- the sliding wall 520 is released and inserted into a Direction of the feed screw 60 nearest notch moves. Once this indentation is reached, the thrust wall 20 snaps into it and the hydraulic system 521 retracts the fastener 522 until it snaps into place the indentation in which the thrust wall 520 was previously secured. Subsequently, the pushing wall 520 is further moved in the direction of the insertion screw 60 and the process is repeated until the first reversing position at which the receiving compartment 50 assumes a minimum size is reached.
- FIG. 45 shows a perspective view of a fermenter 1 which is surrounded by an annular secondary fermenter 2 with a desulfurization fence 80.
- a central support 7 is provided, in whose flow passage an insertion screw 6 is housed.
- this contains a cylindrical heating means 92, which limits the flow channel partially.
- the opening 70 can pass through the biomass from the flow channel in the fermenter tank.
- the central support 7 again has an oval or elliptical cross section, with guide shafts 72, which are aligned parallel to the longitudinal axis of the central support 7, being formed in the region of the main vertexes of the ellipse.
- This guide shafts 72, 72 a are provided for receiving two supports 41 of the support frame of the stirring device.
- one of the supports 41 is inserted.
- the other of the two supports 41 is inserted into a guide shaft (not shown) in the wall 12 of the fermenter 1.
- the two supports 41 are interconnected via a brace 45, which rests on the container bottom 11 of the fermenter 1, in order to increase the stability of the holding frame.
- the holding frame can be removed from the fermenter 1 together with the stirring tool through the opening 40 (not shown in FIG. 45) and, if necessary, after maintenance again with the supports 41 in the guide shafts 72a in the center support 7 and the guide shaft in the Container wall 12 are introduced.
- the stirring tool from an axis 42 and a plurality of, in the present example five, stirring blades 44, which are connected via a respective shaft 47 with the axis 42, is via bearings 46th connected to the supports 41.
- a stirring blade 44 and a shaft 47 form a stirring paddle 43.
- the shaft 47 can be dispensed with and the stirring blade can be fastened directly to the axle 42.
- Figures 46 to 48 show a further embodiment of a biogas plant according to the invention, wherein the gas storage is formed here by annularly or helically wound around the container of the biogas plant tubes.
- the tubes may be arranged around the containers of a fermenting device and / or a fermentation and / or storage unit, such as a pre-pit, a fermenter, a hydrolysis, a post-fermenter, a repository and the like in one or more layers, annular or helical.
- Fig. 46 can be seen in cross-section a two-layered arrangement of the pipeline, which forms the gas storage.
- the pipeline can in this case be formed in one piece and be wound helically around the repository of the biogas plant.
- Fig. 47 shows the embodiment of Fig. 46 in a perspective view, in which the wound arrangement of the pipeline for forming the gas reservoir is illustrated.
- FIG. 48 shows a combination of different gas stores, wherein a bead-shaped gas storage is combined with a pipeline gas storage. On the outer wall of the repository, the pipe of the pipeline gas storage is wound and above this is again a bead-shaped gas storage arranged.
- the advantage of the pipeline gas storage which is also referred to herein as a gas pipe sheath storage, ie a gas storage with annular or helically arranged pipes, is that the pipeline gas storage can be designed in a simple manner as a hard shell, which allows storage of the gas under pressure, without a Volume change of the storage container is given because pressure-resistant pipes are available in a variety of forms.
- the pressure storage allows a further increase in the amount of gas to be stored.
- processed gas can be stored in an accumulator, which is already cleaned and contains almost pure methane gas.
- the storage of pure gas under pressure has the advantage that this stored gas can be discharged directly into gas supply networks.
- the annular bead storage with a hard shell, so that there corresponding gas can be stored under pressure.
- additional storage should be provided for the resulting gas during fermentation, otherwise at too high pressure, the gas production is adversely affected. Therefore, the combination of the embodiment of Figure 48 is advantageous because the bead-shaped memory can be formed as a stretchable memory that can change its volume to accommodate the resulting gas during the fermentation, since the change in volume is not too high a pressure increase, while the gas pipe jacket storage can store purified gas under pressure.
- the pipeline of a gas pipe jacket storage can be made of steel, in particular stainless steel, or of a suitable plastic material. Accordingly, a rigid annular bead memory can be formed from appropriate materials. In a combination of flexible annular bead store with an outer hard shell, a flexible rubber or plastic film to form the flexible memory may be provided, which in a hard
- Plastic or metal shell is arranged to allow for example in a subterranean arrangement, as shown in Fig. 48, a corresponding expansion of the film storage and protect the film from environmental influences. Accordingly, a hard shell for protection against environmental influences and sunlight may be provided even in an above-ground arrangement of a flexible annular bead memory.
- Figures 49 and 50 show examples of other forms of fermentation and / or storage containers of a biogas plant and the correspondingly provided gas storage.
- the lateral gas storage are again formed as a bead-shaped lateral memory, wherein they are arranged only on one side or on opposite sides or three sides of the biogas container.
- These gas reservoirs may in turn have hard shells made of metal or plastic, in order to allow storage of the gas under pressure.
- a flexible film (not shown) may be provided to allow storage without excessive pressure increase within the storage area provided by the hard shells.
- a flexible gas storage can be arranged with a stretchable film container.
- a hard shell can also be arranged here.
- the 51 shows a paddle stirrer 150 with adjustable paddles 153.
- the paddles 153 are rotatably received in a shaft 151 with paddle rods 152 so that they can rotate about the longitudinal axis of the paddle rods 152.
- the paddle rods 152 are rotatably connected to levers 158, which in turn are connected via a linkage 159 and corresponding joints 157 with a guide rod 155 which is guided in a slotted guide 156.
- the guide rod 155 Upon rotation of the shaft 151 about its longitudinal axis, the guide rod 155 is moved in a groove of the slide guide 156, the groove bottom is formed so that the rod is moved in response to the rotational position of the shaft 151 along the longitudinal direction of the shaft 151.
- the linkage 159 is actuated with the joints 157 and thus the clutch mechanism 154, so that the levers 158 are pivoted.
- the position of the paddle 153 can be changed with respect to the direction of rotation.
- the paddles 153 When the paddles 153 are immersed in the biomass, the paddles are transversely positioned with their paddle surfaces so that they push up floating objects into the biomass. As soon as they have reached the lowest point of their rotational movement, the paddles, as shown in FIG. 5, are placed with their paddle surfaces parallel to the rotational movement, so that they do not convey the downwardly pressed biomass substrate back to the surface.
- FIG. 52 again shows a partial cross section through a biogas plant 800 with a fermenter 803 and a secondary fermenter 804 surrounding the fermenter 803.
- the biogas plant 800 has two gas reservoirs 801 and 802, which are provided on the one hand by a flexible film store 801 arranged above ground and on the other hand by a rigid, pressure-resistant pipeline gas storage 802 are formed.
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Abstract
Biogasanlage mit einer Gärvorrichtung, insbesondere einem Fermenter, die zumindest einen Gärbehälter und ein Gasspeicher zumindest einen Aufnahmebehälter aufweisen, wobei der Aufnahmebehälter zumindest teilweise oder vollständig den Gärbehälter der Gärvorrichtung seitlich umgibt.
Description
BIOGASANLAGE UND KOMPONENTEN HIERFÜR
HINTERGRUND DER ERFINDUNG GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Biogasanlagen, die eine höhere Effizienz und bessere Nutzungsvariabilität sowie eine sicherere und einfachere Bedienbarkeit aufweisen. Insbesondere betrifft die Erfindung auch einen Gasspeicher, der ein großes Fassungsvermögen bei gerin- gern Platzbedarf aufweist, sowie eine einen erfindungs gemäßen Gasspeicher enthaltende Biogasanlage. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung eine Einheit zum Gären und/oder Lagern von Biomasse bzw. Gärrückständen für eine Biogasanlage, die platz- und energiesparend in eine Biogasanlage integrierbar ist, sowie eine die erfindungsgemäße Gär- und/oder Lagereinheit enthaltende Biogasanalage. Die vorliegende Erfindung betrifft zudem eine Dosiervorrichtung für eine Biogasanlage, die über einen langen Zeitraum hinweg eine im Wesentlichen gleichmäßige Zuführung von Biomasse in einen Gärbehälter gewährleistet, und eine Einbring Vorrichtung, die ein gleichmäßiges und staufreies Einbringen von Biomasse in einen Gärbehälter erlaubt. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Befülleinheit, die aus einer Kombination einer Dosiervorrichtung und einer Einbringeinheit besteht sowie eine Biogasanlage, die eine Dosiervorrichtung, eine Einbringvorrichtung oder eine Befülleinheit enthält. Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Heizvorrichtung zum Temperieren von Biomasse und/oder Gärrückständen, die eine gleichmäßige und schonende Temperierung der Biomasse und/ oder der Gärrückstände ermöglicht, sowie eine die erfindungsgemäße Heizvorrichtung enthaltende Biogasanlage. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine Rühreinrichtung für eine Biogasanlage zum Mischen von Biomasse bzw. Gärrückständen, die einfach und kostengünstig herstellbar ist und insbesondere einfach zu warten ist, sowie eine die erfindungsgemäße Rühreinrichtung enthaltende Biogasanlage.
STAND DER TECHNIK
Derzeit bekannte Biogasanlagen können ein- oder mehrstufig ausgebildet sein. Mehrstufige Biogasanlagen sind dabei von Vorteil, da die Biomasse intensiver verarbeitet wird, wodurch die Effizienz der mehrstufigen Biogasanlagen gegenüber einstufigen Anlagen gesteigert wird.
Mehrstufige Biogasanlagen können üblicherweise eine Vorgrube oder einen Güllebehälter, einen Hydrolysebehälter, einen Fermenter, einen Nachgärer sowie ein Endlager enthalten, wobei der Fermenter, der Nachgärer und das Endlager als eigenständige Einheiten ausgebildet und voneinander beabstandet angeordnet sind. Eine oder alle dieser Einheiten können einen haubenförmigen Gasspeicher aufweisen, wobei jedoch die Kapazität der einzelnen
haubenförmigen Gasspeicher begrenzt ist, sodass das Biogas im Wesentlichen zeitgleich in Energie umgesetzt werden muss. Als Nachteil erweist sich somit die Tatsache, dass der Betreiber der Biogasanlage die Produktion von Strom nicht an den Strombedarf anpassen kann, und so auch zu Zeiten, in denen beispielsweise durch Solar- oder Windenergie viel Strom erzeugt wird, Strom an das Netz abgegeben werden muss.
Außerdem führt die Ausbildung von separaten Einheiten für Fermenter, Nachgärer und Endlager zu einem Mehraufwand, der die Herstellungskosten einer entsprechenden Biogasanlage deutlich erhöht. Dies gilt umso mehr als jede eigenständige Einheit in Form von Fermenter, Nachgärer und Endlager stark den Temperaturschwankung der Umgebung ausgesetzt ist, sodass eine gleichbleibende optimale Gär- bzw. Lagertemperatur in den Einheiten nur durch aufwändige Isolierungs- und Wärmemaßnahmen für jede einzelne Einheit erfolgen kann.
Dazu kommt der Mehraufwand, dass die einzelnen Einheiten über Rohrsysteme und geeignete Pumpsysteme miteinander verbunden werden müssen, um die Biomasse vom Fermenter über den Nachgärer in das Endlager zu bringen. Während des Transports der Biomasse bzw. der Gärrückstände durch die Rohrsysteme, kann es wiederum zu erheblichen Temperaturschwankungen, ausgelöst durch die Umgebungstemperatur, kommen, die wiederum durch aufwendige Isolierungen sowie spezielle Heizsysteme ausgeglichen werden müssen.
Darüber hinaus bestehen bei herkömmlichen Biogasanlagen weitere Probleme mit einzelnen Komponenten der Biogasanlage, die einen effektiven Betrieb der Biogasanlage erschweren.
So weist ein herkömmlicher Fermenter üblicherweise eine seitlich am Fermenter angeordnete Befülleinheit zum Einführen von Biomasse in einen Fermenterbehälter auf, die einen Durch- flusskanal sowie einen trichterförmigen Aufnahmebehälter aufweist. Die Biomasse wird über den trichterförmigen Aufnahmebehälter, der horizontal ausgerichtete Mischschnecken oder Förderbänder enthalten kann, und durch den Durchflusskanal in den Fermenterbehälter eingebracht. Beim Einbringen von Biomasse in den Fermenterbehälter kann es jedoch oft zu Kom-
plikationen auf Grund von Inhomogenitäten in der Biomasse kommen, so dass der Übergangsbereich zwischen dem Aufnahmebehälter und dem Durchflusskanal sowie der Durch- flusskanal selbst verstopfen bzw. ein Rückstau im Durchflusskanal gebildet wird. Des weiteren besteht das Problem, dass der Aufnahmebehälter zeitnah nach einen Befüllen gelehrt ist, so dass frische Biomasse schlagartig in den Fermenterbehälter eingebracht wird und somit eine gleichmäßige Durchmischung der Masse im Fermenterbehälter schwierig wird, wodurch stellenweise ein Mangel an Bakterien, die die Gärung vorantreiben, besteht und somit die Effektivität der Anlage zumindest kurzfristig herabgesetzt wird. Bei der Einbringung von Biomasse bei niedrigen Umgebungstemperaturen ergibt sich zudem das Problem, dass sich im Bereich um das im Fermenterbehälter befindliche Ende des Durch- flusskanals ein Bereich ausbildet, in dem sich Biomasse mit einer niedrigen Temperatur befindet, bei der keine Vergärung stattfindet. Es besteht weiterhin die Gefahr, dass die kalte Biomasse auf den Fermenterboden absinkt und dort verbleibt, so dass die für die Gärung not- wendigen Bakterien aufgrund der niedrigen Temperatur am Fermenterboden absterben und so die Effektivität der Biogasanlage sinkt. Zur Temperierung der Biomasse sind in herkömmlichen Fermentern Rohrheizungen im Bereich der Fermenterwände vorgesehen. Diese erweisen sich jedoch als unvorteilhaft, da eine sehr hohe Oberflächentemperatur der Heizrohre vorgesehen ist, um den gesamten Fermenter zu erwärmen, so dass Biomasse in einem Bereich nahe den Heizrohren sehr stark erhitzt wird und somit die für den Prozess notwendigen Bakterien absterben.
Wie bereits erwähnt, werden in dem Fermenter sowie gegebenenfalls dem Vor- und/oder Nachgärer Bakterien eingesetzt, um Biomasse unter geeigneten Bedingungen, insbesondere bei geeigneten Temperaturen, zu Biogas umzusetzen. Die Biomasse muss hierfür umgewälzt und in Bewegung gehalten werden, damit die Bakterien in Kontakt mit den gesamten Biomassematerial kommen, so dass das gesamte Material umgesetzt werden kann.
Entsprechend kommen verschiedene Rührwerke wie beispielsweise Tauchmotorrührwerke, Langwellenrührwerke, Stabmixer, Vertikalpaddelrührwerke, Horizontalpaddelrührwerke oder Haspelrührwerke zum Einsatz. All diesen Rührwerken ist gemeinsam, dass sie drehende Wellen mit entsprechenden Propellern, Paddeln oder sonstigen Rotorschaufeln aufweisen, die über die Welle gedreht werden. Die drehbare Welle muss dabei in geeigneter Weise gelagert werden, wobei unter Umständen auch Lager innerhalb des Fermenters bzw. des Vor- und/oder
Nachgärers, die dann der Biomasse und/oder Gärrückständen ausgesetzt sind, vorgesehen werden müssen. Da die Biomasse und/oder die Gärrückstände die Materialien der Lager angreifen und somit die Lager negativ beeinflussen können, sind die Rührwerke anfällig für Fehler. Außerdem ist eine Wartung der in der Biomasse und/oder den Gärrückständen befind- liehen Lager nur schwer durchführbar, da derartige Lager im Fermenter oder Vor- bzw.
Nachgärer jedoch schwer zugänglich sind. Entsprechend ist der Aufwand für einen Austausch der Lager und/oder eine Wartung der Lager sehr hoch.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
AUFGABE DER ERFINDUNG
Ausgehend vom Stand der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein neuartiges Konzept für eine Biogasanlage und die entsprechenden Komponenten hierfür bereitzu- stellen, die die oben angegebenen Probleme beseitigen oder zumindest vermindern und insbesondere einen effektiven und variablen Einsatz der Biogasanlage und der entsprechenden Komponenten ermöglichen. Gleichzeitig soll jedoch die Herstellung und der Betrieb einfach durchführbar sein. Insbesondere ist es Aufgabe einen Gasspeicher für eine Biogasanlage und eine Biogasanlage zur Verfügung zu stellen, die es ermöglichen, die Erzeugung von Strom entsprechend dem Strombedarf zu steuern und so zu Zeiten von Strommangel, in denen beispielsweise kein Solarstrom zur Verfügung steht, verlässlich Strom abgeben zu können. Allgemein sollen Biogasanlagen geschaffen werden, die eine höhere Effizienz und bessere Nutzung s Variabilität sowie eine sicherere und einfachere Bedienbarkeit aufweisen, wobei gleichzeitig ein geringer Platzbedarf gegeben sein soll und die Biogasanlage insbesondere nachgerüstet werden können soll, also bestehende Anlage wie Güllegruben nutzen können soll. Außerdem sollen die einzelnen vorgestellten Komponenten auch für bestehende Biogasanlagen nachrüstbar sein, wie z.B. ein vergrößerter Gasspeicher oder verbesserte Rührwerke.
So soll eine Gär- und/oder Lagereinheit für eine Biogasanlage sowie eine entsprechende Biogasanlage zur Verfügung gestellt werden, die platz- sowie energiesparend ist und mit wenig Aufwand herstellbar ist und die zudem die Ressourcen der Biomasse effektiv ausnutzt. Ferner besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung auch darin, eine Gär- und/oder Lagereinheit
zur Verfügung zu stellen, die zum Aufrüsten einer bereits vorhandenen Biogasanlage, insbesondere von bereits vorhandenen Fermentern, Nachgärern oder Endlagern, ausgebildet ist, um die Effizienz sowie die Temperaturbedingungen in den jeweiligen Einheiten zu optimieren. Entsprechend soll auch eine Dosiervorrichtung zur Verfügung gestellt werden, die über einen langen Zeitraum, beispielweise über einen Zeitraum von ca. 24 Stunden, im Wesentlichen gleichmäßig Biomasse in den Durchflusskanal und somit auch in einen Gärbehälter befördert. Es ist weiterhin die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einbringeinheit bereitzustellen, die Biomasse gleichmäßig durch den Durchflusskanal befördert und einen Rückstau im Durchflusskanal vermeidet und gleichzeitig der Stabilität des Gärbehälters dient. Ferner ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine optimierte Befülleinheit für eine Biogasanlage bereitzustellen, die ein einfaches, im Wesentlichen gleichmäßiges Einbringen von Biomasse in einen Gärbehälter ermöglicht. Ferner ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Heizvorrichtung für eine Biogasanlage sowie eine Biogasanlage mit einer entsprechenden Heizvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die eine gleichmäßige und zudem schonende Temperierung von Biomasse und/oder Gärrückständen im gesamten Behälter einer Gär- und/ oder Lagereinheit gewährleisten. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung eine Rühreinrichtung für Biogasanlagen zur Verfügung zu stellen, die den Aufwand für einen Austausch oder eine Wartung der Rührwerke und deren Lager in Fermentern und gegebenenfalls in Vor- und/oder Nachgärern verringert und eine effektive und effiziente Durchmischung der Biomasse ermöglicht. TECHNISCHE LÖSUNG
Diese Aufgabe wird durch eine Biogasanlage gemäß Anspruch 1 sowie durch einen Gasspeicher gemäß Anspruch 8, eine Gär- und/oder Lagereinheit nach Anspruch 10, eine
Dosiervorrichtung nach Anspruch 12, eine Einbringvorrichtung nach Anspruch 13, eine Heiz- Vorrichtung nach Anspruch 14 und eine Rühreinrichtung nach Anspruch 15 oder 16 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Ansprüche. Zusätzlich sind Gegenstand der Erfindung sämtliche in der Beschreibung und in den Figuren bezeichneten Einzelkomponenten und deren beliebige Kombination untereinander.
Die vorliegende Erfindung zeichnet sich nach einem ersten Aspekt der Erfindung durch ein neues Konzept der Anordnung der Behälter einer Biogasanlage aus, bei dem die Behälter konzentrisch zueinander in einer Ring - in - Ring - Struktur und/oder übereinander angeordnet sind, was nicht nur platzsparend ist, sondern auch Vorteile in der gegenseitigen Anbindung der Behälter und der Anordnung der Gasspeicher sowie anderer Komponenten, wie beispielsweise der Rührwerke und der Einbring - und Dosiervorrichtungen bringt.
Nach einem weiteren Aspekt, für den selbstständig und in Kombination mit anderen Aspekten der vorliegenden Erfindung Schutz begehrt wird, betrifft die Erfindung einen Gasspeicher.
Ein Gasspeicher gemäß der Erfindung erhält einen Gasspeicherraum zum Zwischenspeichern von Gas. Der Gasspeicher ist derart ausgebildet, dass er einen mittleren Bereich ganz oder zumindest teilweise umgibt und dass der Gasspeicherraum schlauch- oder korridorartig geformt ist. Mit anderen Worten weist der Gasspeicher eine Außenoberfläche einer Wandung auf, die die Form eines Prismas mit einer Längsachse und einem Hohlraum, der parallel zur Längsachse ausgebildet ist, oder ein Segment des Prismas mit einem Hohlraum entlang der Prismalängsachse auf. Der Hohlraum entspricht vorzugsweise dem mittleren Bereich, wobei der mittlere Bereich vorgesehen ist, um ein Bauwerk zur Freisetzung, Speicherung oder Nutzung von Gas, beispielsweise eine Vorgrube, ein Fermenter, ein Nachgärer, ein Endlager, ein Gasspeicher, ein Separator oder ein Heizkraftwerk aufzunehmen. Die Innenoberfläche der Wandung ist dem Gasspeicherraum zugewandt und bildet einen mit Gas füllbaren röhrenförmigen Gasspeicherraum. Somit wird also ein ringförmiger Gasspeicher bereit gestellt, der einen Behälter einer Biogasanlage, wie einen Fermenter oder Nachgärer ganz oder teilweise umgibt. Ein derartiger Gasspeicher kann zusätzlich ein Gasspeichervolumen oberhalb des Behälters bereit stellen, aber die seitliche, ringförmige Anordnung des Gasspeicherraums um den Behälter ermöglicht bei geringem baulichen Aufwand und geringem Platzbedarf eine deutliche Vergrößerung der Gasspeicherkapazität.
Der Gasspeicher besitzt vorzugsweise einen inneren und einen äußeren Umfang, der insbe- sondere rund oder mehreckig, vorzugsweise rechteckig, ausgebildet ist und somit eine entsprechende runde oder mehreckige Grundform aufweist. Außerdem weist der Gasspeicher einen Querschnitt auf, der ebenfalls rund oder mehreckig, insbesondere rechteckig, sein kann, wobei die Ecken eines mehreckigen, insbesondere rechteckigen, Querschnitts zumindest zum Teil Abrundungen aufweisen können. Der Querschnitt des Gasspeichers, der durch die Wan-
dung des Gasspeichers bzw. die Form des Gasspeicherraums definiert ist, kann entlang des Umfangs des Gasspeichers in Form und/oder Ausdehnung variabel und/oder unterschiedlich sein. Beispielsweise kann der Gasspeicher den mittleren Bereich vollständig umrunden und einen rechteckigen Querschnitt aufweisen, wobei die vertikal nach oben gerichtete Wand an den Enden abgerundet sein kann. Die Höhe des Gasspeichers bzw. des Querschnitts des Gasspeichers ist dabei vorzugsweise größer als die Höhe des mittleren Bereichs, also eines Behälters einer Biogasanlage. In einem Teilabschnitt des Gasspeichers kann sich der Querschnitt des Gasspeichers jedoch verengen, sodass die Höhe des Gasspeichers der Höhe des mittleren Bereichs im Wesentlichen entspricht, um beispielsweise Biomasse von oben in einen im mittleren Bereich positionierten Fermenter oder Nachgärer einbringen zu können.
Der Gasspeicher kann beispielsweise wulstartig in Form eines Toms oder Torusegments aus- gebildet sein. Alternativ kann der Gasspeicher jedoch als Prisma mit Hohlraum, insbesondere als Quader mit Hohlraum, oder als Segment eines Prismas, insbesondere eines Quaders, mit Hohlraum ausgebildet sein, wobei der Hohlraum dem mittleren Bereich entspricht. Der Hohlraum kann dabei eine runde bzw. zylindrische Form aufweisen oder rechteckig ausgebildet sein. Ein derart ausgebildeter Gasspeicher weist zum einen eine große Kapazität auf, zum anderen schützt er das im mittleren Bereich anzuordnende Bauwerk zur Freisetzung, Speicherung oder Nutzung von Gas vor Temperaturschwankungen der Umgebung, insbesondere vor Kälteeinwirkung auf den Fermenter oder den Nachgärer.
Der mittlere Bereich kann eine runde, insbesondere zylindrische, oder mehreckige, insbeson- dere rechteckige, Form aufweisen. Vorzugsweise ist die Form und Dimension des mittleren Bereichs an die Form mindestens eines Bauwerks zur Freisetzung, Speicherung oder Nutzung von Gas angepasst. Ist beispielsweise die Vorgrube, der Fermenter, das Endlager zylinderförmig ausgebildet, so weist der mittlere Bereich eine zylindrische Form mit einem Durchmesser (senkrecht zu einer Längsachse des mittleren Bereichs, die parallel zur Längsachse des Gasspeichers ausgerichtet ist) entsprechend dem Durchmesser des Fermenters, des
Nachgärers oder des Endlagers auf, sowie eine Höhe entsprechend der Höhe der Vorgrube, des Fermenters, des Nachgärers oder des Endlagers.
Der Gasspeicher kann beispielsweise einen Folien schlauch oder eine Folie enthalten oder daraus bestehen. Der Folienschlauch oder die Folie sind vorzugsweise flexibel ausgebildet, wobei der Schlauch oder die Folie vorzugsweise aus einem dehnbaren Material geformt sind. Zusätzlich ist es vorteilhaft, wenn der Folienschlauch oder die Folie gas- und/oder säureresis- tent, witterungsbeständig und/oder UV-resistent ist und/oder lediglich eine marginale Gasdiffusion zulassen. Beispielsweise kann der Folienschlauch oder die Folie aus Gummi, Kunststoffe oder Ethylenpropylendyenkautschuk (EPDM) bestehen oder mindestens einen dieser Stoffe enthalten. Vorzugsweise enthält der Gasspeicher zusätzlich eine stabile Einheit, die vorteilhafterweise aus Beton ausgebildet ist, und mit der Folie vorzugsweise gasundurchlässig verbunden ist. Die stabile Einheit kann beispielsweise eine Wand, insbesondere eine Betonwand, und/oder ein Boden, insbesondere Betonboden oder ein stabiles wannenförmiges Behältnis, insbesondere aus Beton, sein. Dabei kann es vorteilhaft sein, dass die stabile Einheit einteilig mit einer Außenwand eines Bauwerks zur Freisetzung, Speicherung und/oder Nutzung von Gas einteilig ausgebildet sei.
Beispielsweise kann die Folie an den Außenrändern einen Druckluftschlauch oder ein Gummiband aufweisen, das in eine Trapez- oder Rechtecknut in der stabilen Einheit oder gegebe- nenfalls in einer Oberfläche des Bauwerks zur Freisetzung, Speicherung oder Nutzung von Gas ausgebildet ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Folie mit Hilfe von Zugfedern oder Spanngurten an der stabilen Einheit und/oder dem Bauwerk befestigt sein. Alternativ oder zusätzlich können die Ränder der Folie auch mit der stabilen Einheit verklebt, verrollt oder verpresst sein. Entsprechend kann auch ein dafür vorgesehener Bereich der Folie mit dem Bauwerk verklebt oder verpresst sein.
Vorzugsweise ist die stabile Einheit als wannenförmiges Behältnis, das den mittleren Bereich teilweise oder ganz umgibt, ausgebildet. Das wannenförmige Behältnis weist dabei eine dem mittleren Bereich zugewandte Innenwandung und eine Außenwandung auf, wobei im oberen Bereich der Außenwandung die Verbindung mit der Folie erfolgt. Die Folie kann dabei beispielsweise den gesamten von der Außenwandung eingeschlossenen Bereich überdecken. Alternativ kann die Folie derart ausgebildet sein, dass ein innerer Randbereich der Folie an die Innenwandung des wannenförmigen Behälters oder an einen Abschnitt im Deckenbereich eines im mittleren Bereich angeordneten Bauwerks befestigt wird.
Alternativ kann der Gasspeicher auch ein als Folienschlauch ausgebildet sein, der an einer Außenwand eines im mittleren Bereichs vorgesehene Bauwerks befestigt ist und gegebenenfalls in einem wannenförmigen Behältnis eingebettet ist.
Der Gasspeicher kann in seinem oberen und/oder unteren Abschnitt eine Auswölbung aufweisen, die den mittleren Bereich ganz oder teilweise überlappt. So kann beispielsweise ein zusätzlicher Hohlraum unterhalb des mittleren Bereichs vorgesehen sein, der mit dem korridorartigen Gasspeicherraum verbunden ist. Alternativ oder zusätzlich kann der Folienschlauch oberhalb des mittleren Bereichs diesen ganz oder teilweise überlappen.
Der Gasspeicher kann beispielsweise unterirdisch angeordnet sein. Alternativ sind auch eine oberirdische oder eine bereichsweise unterirdisch und bereichsweise oberirdische Anordnung denkbar. Entsprechend ist auch der mittlere Bereich bzw. das darin vorgesehene Bauwerk unterirdisch, oberirdisch oder bereichsweise unterirdisch und bereichsweise oberirdisch angeordnet.
Vorteilhafterweise enthält der Gasspeicher eine Entschwefelungseinheit, die vorzugsweise als Holzkonstruktion zur Entschwefelung ausgebildet ist. Die Holzkonstruktion kann beispiels- weise ein Holzzaun entlang einer Wandung an der dem Gasspeicherraum zugewandten Seite des Gasspeichers sein, der vorteilhafterweise an der stabilen Einheit angebracht ist. Ein solcher Holzzaun kann sich vom Boden bis zur Decke erstrecken, vorzugsweise über mindestens 80% der Höhe des Gasspeichers, und kann an der stabilen Einheit, insbesondere an einer dem Bauwerk im mittleren Bereich zugewandten Wand befestigt sein, wobei der Zaun vorzugs- weise beabstandet von der stabilen Einheit angebracht ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Entschwefelungseinheit auch als Holzlattenrost, der horizontal im Gasspeicher angeordnet ist, sein. Der Holzlattenrost ragt vorzugsweise in den Gasspeicherraum hinein. Ist ein wannen- förmiger Behälter vorgesehen, so kann der Holzlattenzaun den Behälter bedecken. Des Weiteren kann der Gasspeicher eine Formverstärkung aufweisen, die vorzugsweise aus elastischen Formdrähten aus korrosionsbeständigen Materialen geformt ist. Diese kann beispielsweise an der Gas Speicheraußenwand oder Decke radial in gewissen Abständen befestigt sein.
Außerdem kann der Gasspeicher eine Zufuhr- und eine Abführöffnung aufweisen und insbesondere mit einer Überdrucksicherung versehen ist. So kann Gas aus einem Fermenter oder einem Nachgärer in den Gasspeicher geleitet werden und anschließend der nachfolgenden Stufe, insbesondere einem Verbrennungsmotor, zugeführt werden. Durch die Überdrucksiche- rang wird verhindert, dass der Gasspeicher aufgrund einer zu großen zugeführten Gasmenge platzt.
Der erfindungsgemäße Gasspeicher hat den Vorteil, dass er sowohl während des Baus eines Bauwerks zur Freisetzung, Speicherung oder Nutzung von Gas als auch nachträglich angebaut werden kann. Mittels des erfindungsgemäßen Gasspeichers kann somit eine bereits vorhandene Biogasanlage nachgerüstet werden, um einen größeren Speicher zu schaffen, sodass die Erzeugung von Strom verbrauchsabhängig und effektiv geregelt werden kann.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Biogasanlage mit mindestens einem Bau- werk zur Freisetzung, Speicherung und/oder Nutzung von Gas, das mindestens einen Behälter mit einer Außenwand und einem Boden aufweist, und mit mindestens einem Gasspeicher. Der Gasspeicher weist dabei einen Gasspeicherraum zur Zwischenspeicherung von Gas auf und ist derart ausgebildet, dass er eine Außenwand des Bauwerks ganz oder zumindest teilweise umgibt und dass der Gasspeicherraum schlauch- oder korridorartig geformt ist. Der Gasspei- cherraum kann auch durch ring - oder schraubenförmig angeordnete Rohre verwirklicht sein. Vorzugsweise ist der Gasspeicher derart ausgebildet, dass er direkt an die Außenwand des Bauwerks angrenzt wobei das Bauwerk dabei als Vorgrube, Fermenter, Nachgärer, Endlager, zylinderförmiger oder quaderförmiger Gasspeicher, Separator oder Heizkraftwerk ausgebildet sein kann.
Vorzugsweise weist das Bauwerk zur Freisetzung, Speicherang und/oder Nutzung von Gas zumindest eine Außenwand auf, die einteilig mit einer stabilen Einheit des Gasspeichers ausgebildet ist, wobei eine Folie für eine vorzugsweise gasdichte Verbindung des Gasspeichers mit dem Bauwerk vorgesehen ist.
Vorzugsweise weist die Biogasanlage einen Fermenter und einen Nachgärer auf, wobei der Nachgärer derart ausgebildet ist, dass der den Fermenter umgibt. Der Fermenter kann dabei beispielsweise als zylinderförmiges Behältnis ausgebildet sein und eine stabile Abdeckung aufweisen. Der Nachgärer kann beispielsweise als ringförmiges Behältnis, das nach obenhin
geöffnet ist, ausgebildet sein. Der Gasspeicher kann durch eine Folie ausgebildet sein, wobei ein Ende der Folie im Bodenbereich des Nachgärers an der Außenwand befestigt ist, während der zweite Randbereich der Folie im Bereich der Außenwand des Fermenters bzw. der Innenwand des Nachgärers befestigt ist, sodass der Gasspeicher den Nachgärer ringförmig umgibt und haubenförmig über der Öffnung des Nachgärers angeordnet ist. Vorzugsweise kann die Öffnung des Nachgärers mit einem Lattenrost aus Holz versehen sein, der der Entschwefelung dient. Zusätzlich kann beispielsweise an der Außenseite des Nachgärers, der dem Gasspeicherraum zugewandt ist, ein Holzzaun zur Entschwefelung vorgesehen sein. Der Fermenter, der beispielsweise zylinderförmig oder quaderförmig ausgebildet sein kann und eine stabile Abdeckung aufweisen kann, besitzt vorzugsweise in seiner Abdeckung eine Öffnung zum Einführen und Entnehmen eines Rührers. Der Rührer ist vorzugsweise mit Hohlräumen, die mit einem Gas, beispielsweise mit Luft, gefüllt sind, versehen und somit ein geringes Gewicht aufweisen. Der Rührer ist entnehmbar ausgebildet, sodass eine einfache Wartung des Rührers gewährleistet wird.
Vorteilhafterweise kann die Biogasanlage eine Zuführvorrichtung oder einen Dosierbehälter aufweisen, die vorzugsweise zentral in der stabilen Abdeckung des Fermenters angeordnet ist. Der Dosierbehälter ist vorzugsweise aus Stahl, Edelstahl, Kunststoff oder einer Kombination dieser Stoffe ausgebildet. Der Dosierbehälter kann als Schubsystem ausgebildet und mit einer hydraulisch betätigten Schubwand versehen, die die in den Dosierbehälter eingebrachte Biomasse in Richtung einer Einbringschnecke befördert. Die Einbring Schnecke ist vorzugsweise innerhalb einer Mittelstütze ausgebildet, die zentrisch oder versetzt in den Fermenter eingebracht ist. Die Mittelstütze kann beispielsweise aus Beton, Stahl, Edelstahl oder Kunststoff bestehen oder mindestens einen dieser Stoffe enthalten. Die Mittelstütze, die beispielsweise aus einem Innenrohr und einem Außenrohr bestehen kann, dient zur statischen Unterstützung der Abdeckung des Fermenters, sowie zur Aufnahme der Einbring Schnecke und eines Substratwärmetauschers sowie der Aufnahme von Kapillarheizmatten zum Erwärmen der Biomasse. Die Einbring Schnecke ist vorzugsweise in Form einer Förderschnecke mit oder ohne Messern oder Mitnehmern beispielsweise aus Stahl, Edelstahl, Kunststoff oder Keramik ausgebildet. Vorzugsweise ist die Eintragschnecke auf der Antriebsseite mit Hilfe eines Axiallagers, eines Radialaxiallagers, eines Gleitlagers oder eines Magnetlagers gelagert. Im Bereich des Fermenterbodens ist beispielsweise ein Kugellager, ein Gleitlager, ein Magnetlager oder ein Kugelkopf mit Pfanne beispielsweise aus Metall oder Kunststoff vorgesehen, wobei das
Lager vorzugsweise aus Metall, Kunststoff oder selbstschmierendem Kunststoff ausgebildet ist. Der Antrieb der Eintrags Schnecke erfolgt vorzugsweise mittels eines Motors direkt oder indirekt mit oder ohne Kupplung, beispielsweise über Zahnräder, Riemen, Ketten oder Gliederschubkette.
Vorzugsweise enthält die Biogasanlage an geeigneten Stellen Heizvorrichtungen, beispielsweise Kapillarwandheizungen, die radial und/oder axial an den Außenwänden der Bauwerke zur Freisetzung oder Speicherung von Gasen angebracht sind. Die Kapillarwandheizung erstreckt sich vorzugsweise vom Boden bis zur Decke oder bis über die Decke hinaus und kann beispielsweise in den Gasspeicherraum hinein stehen.
Durch die Ausbildung des Gasspeichers in Form eines die Vorgrube, den Fermenter, den Nachgärer und/oder das Endlager umgebenden Wulst weist die vorliegende Erfindung den Vorteil auf, dass ein Gasspeicher mit erhöhter Kapazität vorgesehen ist, der einen relativ ge- ringen Platzbedarf aufweist und zur Erhaltung einer konstanten Temperatur in der Vorgrube, dem Fermenter, dem Nachgärer und dem Endlager führt, da die Biogasproduktion sehr kontinuierlich betrieben werden kann.
Der Gasspeicher mit einem Gasspeicherraum zum Zwischenspeichern von Gas umgibt somit einen mittleren Bereich ganz oder zumindest teilweise, so dass sich eine Ringform ergibt, und der Gasspeicherraum ist schlauchartig oder rohrförmig geformt. Außerdem kann der Gasspeicher als Gasrohrmantelspeicher oder Rohrleitungsgasspeicher ausgebildet sein, bei dem der Gasspeicherraum durch ein ringförmig oder schraubenförmig angeordnetes Rohr gebildet ist. Das Rohr kann insbesondere druckfest sein, was bedeutet, dass das Gas unter einem höheren Druck, also einem Druck deutlich über dem Atmosphärendruck , beispielsweise über oder 5 bar, vorzugsweise über oder gleich 5, insbesondere über oder gleich 10 bar gespeichert werden kann.
Allgemein kann der Gasspeicher als flexibler Gasspeicher oder druckfester Gasspeicher aus- gebildet sein. Ein flexibler Gasspeicher ändert mit zunehmend aufgenommener Gasmenge sein Volumen, so dass der Druck nur wenig ansteigt. Demgegenüber bleibt das Volumen eines druckfesten Gasspeichers konstant, so dass der Druck mit zunehmender Gasspeichermenge ansteigt. Das Vorsehen von druckfesten Gasspeichern bei Biogasanlagen ermöglicht die Steigerung der Speichermenge bei geringem Platzbedarf und ermöglich auch die Speicherung
und direkte Abgabe des gespeicherten Gases in ein Gasversorgungsnetzwerk, insbesondere wenn das Gas gereinigt gespeichert wird. Entsprechend ist auch das Vorsehen einer Gasreinigungsanlage an einer Biogasanlage vorteilhaft. Ein druckfester Gasspeicher kann auch durch einen schlauch - und/oder wulstförmigen Gasspeicher realisiert werden, wenn die Hülle aus steifem Metall - oder Kunststoffmaterial gebildet wird.
Der Gasspeicher kann einen runden und/oder mehreckigen, insbesondere rechteckigen, Quer- schnitt oder einen mehreckigen, insbesondere rechteckigen, Querschnitt mit Abrundungen aufweisen, wobei der Querschnitt entlang des Umfangs des Gasspeichers in Form und/oder Ausdehnung variabel ist.
Der Gasspeicher kann als Toms oder Torussegment oder als Prisma mit Hohlraum, insbeson- dere als Quader mit Hohlraum, oder als Segment eines Prismas, insbesondere eines Quaders, mit Hohlraum ausgebildet sein, wobei der Hohlraum dem mittleren Bereich entspricht.
Der mittlere Bereich kann eine runde Grundform, insbesondere eine zylindrische Form, oder eine mehreckige Grundform, insbesondere eine rechteckige Grundform aufweisen, wobei die Form und Dimension des mittleren Bereichs insbesondere an die Form mindestens eines Bauwerks zur Freisetzung, Speicherung und/oder Nutzung von Gas angepasst sein kann.
Der Gasspeicher kann einen Folienschlauch oder eine Folie enthalten oder daraus bestehen, wobei der Folienschlauch oder die Folie ganz oder teilweise flexibel, insbesondere dehnbar, ausgebildet sein können und/oder Gummi, Kunststoff oder Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) enthalten oder aus mindestens einem dieser Stoffe bestehen kann.
Der Gasspeicher kann eine stabile Einheit insbesondere aus Beton aufweisen, die mit einer Folie, insbesondere gasundurchlässig, verbunden ist.
Der Gasspeicherraum kann in seinem oberen und/oder unteren Abschnitt eine Auswölbung aufweisen, die den mittleren Bereich ganz oder teilweise überlappt.
Der Gasspeicher kann unterirdisch, oberirdisch oder bereichsweise unterirdisch und bereichsweise oberirdisch angeordnet sein.
Der Gasspeicher kann eine Entschwefelungseinheit, insbesondere eine Konstruktion aus Holz zur Entschwefelung enthalten.
Der Gasspeicher kann beim oder nach dem Bau eines Bauwerks zur Freisetzung, Speicherung oder Nutzung von Gas einsetzbar sein. Der Gasspeicher kann eine Zuführ- und eine Abführöffnung aufweisen und/oder insbesondere mit einer Überdrucksicherung versehen sein.
Eine Biogasanlage mit mindestens einem Bauwerk zur Freisetzung, Speicherung und/oder Nutzung von Gas, das zumindest einen Behälter mit Boden und einer Außenwand aufweist, kann mindestens einen Gasspeicher der oben beschriebenen Art aufweisen. Der Gasspeicher kann dabei derart ausgebildet sein, dass er eine Außenwand des Bauwerks ganz oder zumindest teilweise umgibt, insbesondere direkt an diese angrenzt, wobei der Gasspeicherraum schlauchartig oder rohrförmig geformt sein kann. Das Bauwerk zur Freisetzung, Speicherung oder Nutzung von Gas kann eine Vorgrube, ein Fermenter, ein Nachgärer, ein Endlager, ein zylinderförmiger oder quaderförmiger Gasspeicher, ein Separator oder ein Heizkraftwerk sein.
Die Biogasanlage kann einen Fermenter und einen Nachgärer aufweisen, wobei der
Nachgärer derart ausgebildet ist, dass er den Fermenter umgibt, und dass der Gasspeicher den Nachgärer ganz oder teilweise umgibt.
Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung für den selbstständig und in Kombination mit anderen Aspekten der Erfindung Schutz begehrt wird, wird eine Gär - und/oder Lagereinheit für eine Biogasanlage vorgeschlagen.
Gemäß der Erfindung enthält eine Gär- und/oder Lagereinheit zum Gären und/oder Lagern von Biomasse und/oder Gärrückständen für eine Biogasanlage zumindest einen Aufnahmebehälter mit einem Boden sowie Seitenwänden. Als Seitenwände weist der Aufnahmebehälter
zumindest eine innere Seitenwand und eine äußere Seitenwand auf, die einen mittleren Bereich ganz oder zumindest teilweise umgeben. Dabei ist die äußere Seitenwand beabstandet von dem mittleren Bereich angeordnet, während die innere Seitenwand am mittleren Bereich anliegt. Der Boden ist dabei im Wesentlichen zwischen der inneren und der äußeren Seiten- wand positioniert.
Da der Aufnahmebehälter der erfindungsgemäßen Gär- und/oder Lagereinheit so ausgebildet ist, dass ein mittlerer freier Bereich ganz oder zumindest teilweise umgeben ist, kann die Gär- und/oder Lagereinheit zur Aufrüstung einer bereits vorhandenen Biogasanlage eingesetzt werden, beispielsweise um um einen Fermenter, einen Nachgärer oder ein Endlager herum angeordnet zu werden. Eine solche Anordnung ist zum einen platzsparend, zum anderen schützt die Gär- und/oder Lagereinheit die Außenwand des Fermenters, Nachgärers oder Endlagers, wodurch der Einfluss von Temperaturschwankungen der Umgebung auf den Inhalt des Fermenters, Nachgäreres oder Endlagers gedämpft oder sogar unterbunden wird.
Vorteilhafterweise weist die innere und/oder die äußere Seitenwand die Form eines Zylindermantels oder eines Teils davon auf, wobei der Boden vorzugsweise die Form einer Ringscheibe oder eines Segments einer Ringscheibe aufweist. Eine solche Gär- und/oder Lagereinheit ist insbesondere für die Aufrüstung eines zylinderförmigen Behältnisses, beispielswei- se eines Fermenters, eines Nachgärer oder eines Endlagers, geeignet. Die innere Seitenwand kann beispielsweise einen zylinderförmigen mittleren Bereich umgeben, der einen runden oder ovalen Querschnitt aufweist, je nachdem welche Form die zu umgebende Einheit der Biogasanlage aufweist. Entsprechend kann auch die äußere Seitenwand die Form eines Zylindermantels, der einen runden oder ovalen Querschnitt besitzt, aufweisen. Alternativ kann die äußere Seitenwand jedoch auch mindestens einen ebenen Wandteil enthalten, das in einer
Mantelfläche eines Prismas um die innere Seitenwand angeordnet ist, wobei das Prisma einen mehreckigen, insbesondere rechteckigen, insbesondere quadratischen, Querschnitt aufweist.
Alternativ kann die Gär-und/oder Lagereinheit jedoch auch derart ausgebildet sein, dass die innere und/oder die äußere Seitenwand aus einem oder mehreren flächigen Wandteilen zusammengesetzt sind, die entlang einer Mantelfläche eines Prismas oder eines
Prismensegments angeordnet sind oder allgemein einen mehreckigen Grundriss aufweisen. So können beispielsweise die flächigen, insbesondere ebenen, Wandteile der inneren und/oder der äußeren Seitenwand jeweils die Mantelfläche eines Prismas oder eines Prismensegments
mit einem mehreckigen, insbesondere rechteckigen, Querschnitt bilden. Alternativ kann jedoch die äußere Seitenwand die Form eines Zylindermantels aufweisen, während die innere Seitenwand an die Mantelfläche eines mehreckigen Prismas angepasst ist. In diesem Fall kann der Boden beispielsweise als runde Scheibenplatte mit mehreckiger, im Wesentlichen mittig angeordneter Ausnehmung oder als Segment einer solchen ausgebildet sein.
Die Gär- und/oder Lagereinheit ist somit vorzugsweise derart ausgebildet, dass die innere Seitenwand an die Form einer Außenwand eines Fermenters, eines Nachgärers oder eines Endlagers angepasst ist, während die äußere Seitenwand an den zur Verfügung stehenden Platz angepasst ist.
Die innere und die äußere Seitenwand sind, sofern sie einen mittleren Bereich vollständig umgeben, nicht miteinander verbunden, sondern zwei im Wesentlichen koaxiale zueinander angeordnete Mantelflächen.
Im Gegensatz dazu können die innere und die äußere Seitenwand, sofern diese den mittleren Bereich lediglich teilweise umgeben, mit Hilfe von Verbindung s wänden verbunden sein, die im Wesentlichen senkrecht auf einer Teilfläche der Seitenwände angeordnet sind. Um den vorhanden Platz jedoch bestmöglich auszunutzen, können die Verbindungswände auch unter einem beliebigen Winkel zu der inneren und der äußeren Seitenwand ausgereichtet sein. Der Winkel richtet sich vorzugsweise an den vorhandenen Platz, der für die Gär- und/oder Lagereinheit zur Verfügung steht und gegebenenfalls zumindest bereichsweise durch umliegende Bebauung begrenzt sein kann. Vorzugsweise ist der Boden des Aufnahmebehälters der erfindungsgemäßen Gär- und/oder Lagereinheit ein Stahlboden. Dieser ist korrosionsbeständig, sodass der Boden durch die aggressive Biomasse bzw. die Gärrückstände nicht angegriffen bzw. sogar zersetzt wird. Die Seitenwände sowie die Verbindung s wände können beispielsweise aus Beton gefertigt sein, sodass durch die Biomasse keine Beeinträchtigung der Seitenwände besteht. Allerdings kann sowohl der Boden durch Beton gebildet sein, als auch die Seitenwände aus Stahl, insbesondere Edelstahl, wie der Boden.
Die Gär- und/oder Lagereinheit kann weiterhin mindestens ein Heizmittel aufweisen, das insbesondere in und/oder an den Seitenwänden und/oder dem Boden des Aufnahmebehälters
angebracht ist. Vorzugsweise erstreckt sich das Heizmittel über einen Großteil der Fläche der Seitenwände oder über die gesamte Fläche einer Seitenwand, insbesondere vom Boden bis zu einem oberen Ende der Seitenwände, und/oder über den zwischen den Seitenwänden liegenden Bodenbereich. Als Heizmittel können beispielsweise Kapillarrohrnetzmatten eingesetzt werden, da diese eine gleichmäßige Erwärmung erbringen. Das Heizmittel ist insbesondere auf der dem Behälterinnenraum zugewandten Seite der Seitenwände angeordnet.
Der Aufnahmebehälter der Gär- und/oder Lagereinheit kann weiterhin einen stabilen Behälterdeckel aufweisen, der die durch die innere und äußere Seitenwand sowie gegebenenfalls die Verbindungswände gebildete Öffnung ganz oder teilweise bedeckt. Zusätzlich oder alternativ kann der Aufnahmebehälter eine flexible Haube zur Speicherung von Biogas aufweisen, die sich ganz oder teilweise über die Öffnung, die durch die innere und äußere Seitenwand sowie gegebenenfalls die Verbindung s wände gebildet ist, erstreckt. Vorzugsweise enthält der Aufnahmebehälter eine Kombination aus einem stabilen Behälterdeckel sowie einer flexiblen Haube zur Speicherung von Biogas, wobei sich der stabile Behälterdeckel insbesondere von der inneren Seitenwand in die Öffnung erstreckt, während sich die flexible Haube von der äußeren Seitenwand in Richtung des stabilen Behälterdeckels ausdehnt. Die flexible Haube ist vorzugsweise als Folie, insbesondere als Kunststofffolie, ausgebildet. Alternativ kann die Gär- und /oder Lagereinheit auch so ausgebildet sein, dass die durch die innere und äußere Seitenwand sowie gegebenenfalls die Verbindungswände gebildete Öffnung, die teilweise durch eine stabile Behälterdeckel abgedeckt sein kann, von einem Gasspeicher überlappt wird. Weiterhin kann die Gär- und/oder Lagereinheit einer Entschwefelungseinheit, beispielsweise in Form eines Holzlattenrostes, aufweisen, wobei eine solche Entschwefelungseinheit vorzugsweise im Bereich der Aufnahmebehälteröffnung, die durch die innere und äußer Seitenwand sowie gegebenenfalls die Verbindungswände gebildet ist, angeordnet ist. Die Entschwefelungseinheit dient dazu, aus der Biomasse und/oder den Gärrückständen austretende Gase zu entschwefeln. Die Entschwefelungseinheit ist vorzugweise als Holzlattung ausgebildet, die auf Befestigungsleisten, die an den Seitenwänden angeordnet sind, aufgeschraubt oder formschlüssig mit diesen verbunden sind, und weist insbesondere mindestens 90 0 zu Behälterhochachse befestigte, vorzugsweise radial angebrachte Holzwinkelstücke mit oder ohne Aussparung zum Auffangen von herabfallenden Schwefelpartikeln auf. Die einzelnen Holzlatten
besitzen vorzugsweise eine maximale Holzoberfläche als Besiedlungsfläche, und sind daher vorzugsweise rund oder vieleckig ausgebildet.
Die Gär- und/oder Lagereinheit kann die Funktion eines Fermenters, eines Nachgärers oder eines Endlagers annehmen. Ist die Gär- und/oder Lagereinheit ein Fermenter, so kann dieser beispielsweise eine Vorgrube umgeben. Eine als Fermenter dienende Gär- und/oder Lagereinheit weist vorzugsweise weiterhin eine Rührvorrichtung sowie mindestens einen Ein- und Auslass auf. Ist die Gär- und/oder Lagereinheit als Nachgärer ausgebildet, so kann sie einen beispielsweise zylinderförmigen oder eckig ausgebildeten Fermenter umgeben und dessen Inhalt vor den Temperaturschwankungen der Umgebung schützen. Auch ein Nachgärer weist vorzugsweise mindestens eine Rührvorrichtung auf, und ist mit Zu- und/oder Ableitungen für Biomasse bzw. Gärrückstände sowie die Biogase versehen.
Ist alternativ die Gär- und/oder Lagereinheit als Endlager ausgebildet, so kann diese den Nachgärer und, sofern dieser bereits in erfindungsgemäßer Weise ausgebildet ist, den Fermenter ganz oder teilweise umgeben. Insbesondere ist es vorteilhaft, dass die Gär- und/oder Lagereinheit vorgesehen ist, um eine zweite oder weitere Gärstufe der Biogasanlage zu verwirklichen. Somit ist es vorteilhaft, wenn ein Fermenter von einem ersten Nachgärer in Form der erfindungs gemäßen Gär- und/oder Lagereinheit umgeben wird, die wiederum von einem weiteren Nachgärer oder einem Endlager in Form der erfindungsgemäßen Gär- und/oder Lagereinheit umgeben sind.
Der mittlere Bereich, der durch die innere Seitenwand des Aufnahmebehältnisses ausgebildet wird, ist insbesondere für die Aufnahme einer Gärvorrichtung vorgesehen. Dabei können eine Außenwand der Gärvorrichtung und die innere Seitenwand der Gär- und/oder Lagereinheit vorzugsweise zumindest bereichsweise einteilig ausgebildet sein. Dies hat den Vorteil, dass die Umgebung der Außenwand der Gärvorrichtung auf eine bestimmte Temperatur, die durch die Temperatur der Biomasse in der Gär- und/oder Lagereinheit bestimmt ist, vorgewärmt ist und lediglich eine geringfügige Heizleistung zur Konstanthaltung der Temperatur in der Gärvorrichtung benötigt wird.
Die Gär- und/oder Lagereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung weist den Vorteil auf, dass mit ihr bereits vorhandene Biogasanlagen kostengünstig, effizient und energiesparend aufgerüstet werden können. Um eine bereits bestehende Biogasanlage mit einer erfindungs gemäßen Gär- und/oder Lagereinheit nachzurüsten, wird um eine Gärvorrichtung der Biogasanlage, insbesondere einen Fermenter, eine Grube ausgehoben, die die Gärvorrichtung zumindest teilweise umgibt. Anschließend wird ein Boden in die Grube verlegt und zumindest eine äußere Seitenwand aufgebaut. Außerdem wird entweder eine innere Seitenwand aufgebaut oder die Außenwand der Gärvorrichtung in geeigneter Weise bearbeitet. Weiterhin werden Öffnungen in die innere Seitenwand der Gär- und/oder Lagereinheit oder die Außenwand der Gärvorrichtung eingebracht und gegebenenfalls mit Ventilen oder Pumpern versehen. Zuletzt wird die Öffnung des Aufnahmebehälters in geeigneter Weise bedeckt. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Biogasanlage mit einer Gärvorrichtung, die zumindest einen Gärbehälter mit einer Außenwand enthält, und mit einer Gär- und/oder Lagereinheit, die zumindest einen Aufnahmebehälter aufweist. Die Biogasanlage ist derart ausgebildet, dass zumindest die Außenwand des Gärbehälters der Gärvorrichtung ganz oder teilweise von dem Aufnahmebehälter der Gär- und/oder Lagereinheit umgeben ist. Vorteilhaft- erweise ist die Gärvorrichtung dabei ein Fermenter und die Gär- und/oder Lagereinheit ein
Nachgärer oder ein Endlager. Gegebenenfalls kann die Gärvorrichtung auch als ein Fermenter mit einem den Fermenter umgebenden Nachgärer ausgebildet sein, während eine weitere Gär- und/oder Lagereinheit als Endlager ausgebildet ist. Eine Biogasanlage mit einer Gärvorrichtung, die von einer Gär- und/oder Lagereinheit teilweise oder vollständig umgeben ist, hat den Vorteil, dass sie einerseits platzsparend ausgebildet ist und insbesondere auf den Einsatz von aufwendigen Rohrsystemen für den Transport der Biomasse sowie des Biogases verzichtet und andererseits positive Auswirklungen auf die Temperaturverhältnisse in der Gärvorrichtung hat, deren Temperatur vorzugsweise auf einer vorbestimmten konstanten Temperatur gehalten werden soll.
Die Gär- und /oder Lagervorrichtung der Biogasanlage ist vorzugsweise wie eine erfindungsgemäße Gär- und/oder Lagereinheit, die in den vorstehenden Absätzen im Detail beschrieben wurde, ausgebildet. Demnach kann der Aufnahmebehälter eine innere Seitenwand und eine
äußere Seitenwand aufweisen, die einen mittleren Bereich für die Gärvorrichtung ganz oder zumindest teilweise umgeben, wobei die äußere Seitenwand beabstandet von dem mittleren Bereich angeordnet ist und der Boden im Wesentlichen zwischen der inneren und der äußeren Seitenwand positioniert ist. Der Aufnahmebehälter der Gär- und/oder Lagereinheit kann vor- zugsweise einen Boden, insbesondere einen Stahlboden, sowie eine innere, eine äußere Seitenwand sowie gegebenenfalls Verbindungswände, die vorteilhafterweise aus Beton gebildet sind, aufweisen.
Der Gärbehälter der Gärvorrichtung weist vorzugsweise einen Boden, insbesondere einen Beton - und/oder Stahlboden, mindestens eine Außenwand, insbesondere aus Beton, und/oder einen Gärbehälterdeckel, die beispielsweise auch aus Beton ausgebildet sein kann.
Die Biogasanlage kann beispielsweise mindestens eine weitere Gär-.und/oder Lagereinheit aufweisen, die insbesondere sowohl die Gärvorrichtung, als auch die die Gärvorrichtung zu- mindest teilweise umgebende Gär -und/oder Lagereinheit zumindest bereichs weise umgibt. Beispielsweise kann die Gärvorrichtung eine Fermenter sein, während die innere Gär- und/oder Lagereinheit ein Nachgärer ist und die weitere Gär- und/oder Lagereinheit als Endlager den Nachgärer zumindest bereichsweise umgibt. Alternativ kann auch die weitere Gär- und /oder Lagervorrichtung auch als zusätzlicher Nachgärer ausgebildet sein, um die Biomas- se in einem zusätzlichen Gärschritt noch effizienter nutzen zu können.
Alternativ können auch zwei Gär-und/oder Lagereinheiten ringsegmentförmig ausgebildet sein und die Gärvorrichtung jeweils teilweise insbesondere direkt an die Gärvorrichtung angrenzend umgeben.
Vorteilhafterweise kann die Außenwand des Gärbehälters der Gärvorrichtung zumindest bereichsweise einteilig mit einer inneren Seitenwand einer benachbarten Gär- und/oder Lagereinheit ausgebildet sein. Ist eine weiter Gär- und /oder Lagereinheit vorhanden, so kann die innere Seitenwand der weiteren Gär- und/oder Lagereinheit einteilig mit der Außenwand einer inneren Gär- und/oder Lagereinheit ausgebildet sein. Alternativ, sofern die erste Gär- und/oder Lagereinheit sowie die weitere Gär- und/oder Lagereinheit ringsegmentförmig sind, können diese beispielsweise an Verbindungswänden zwischen der inneren und der äußeren Seitenwand der jeweiligen Gär- und /oder Lagereinheit aneinander angrenzen. Es ist jedoch nicht notwendig, dass die Gär- und/oder Lagervorrichtungen einander berühren.
Die Gärvorrichtung und die diese Gärvorrichtung umgebende Gär- und/oder Lagereinheit können über Öffnungen für den Transport von Biomasse und/oder Gärrückständen sowie Biogas miteinander verbunden sein. Ebenso kann die die Gärvorrichtung umgebende Gär- und/oder Lagereinheit sowie eine weitere Gär- und/oder Lagereinheit über mindestens eine Öffnung miteinander verbunden sein, sodass Biomasse, Gärrückstände und/oder Biogas transportierbar sind.
Die Biogasanlage kann weiterhin einen Gasspeicher aufweisen, der einen Gasspeicherraum zur Zwischenspeicherung von Gas aufweist und vorzugsweise derart ausgebildet ist, dass er die äußere Seitenwand der Gär- und/oder Lagereinheit bzw. der weiteren Gär- und /oder Lagereinheit zumindest teilweise umgibt, wobei der Gasspeicherraum schlauchartig bzw. wulstartig geformt sein kann. Der Gasspeicher grenzt dabei vorteilhafterweise direkt an die Seitenwand der jeweiligen Gär- und/oder Lagereinheit an, wobei gegebenenfalls die äußere Seiten- wand als innere Wand benutzt werden. Der Gasspeicher ist dabei vorzugsweise zumindest teilweise aus einer flexiblen Folie ausgebildet und kann gegebenenfalls eine Öffnung des Aufnahmebehälters einer Gär- und/oder Lagereinheit, die durch die innere und äußere Seitenwand sowie gegebenenfalls die Verbindungswände gebildet ist, überlappen oder diese vollständig bedecken.
Weiterhin kann die Gäreinheit der Biogasanlage eine Dosiervorrichtung zum Einbringen von Biomasse in die Gäreinheit aufweisen. Eine solche Dosiervorrichtung kommt vorzugsweise zum Einsatz bei Gärvorrichtungen, die einen Fermenter darstellen. Der Dosierbehälter ist vorzugsweise zentral in der Gärbehälterdecke angeordnet. Der Dosierbehälter ist vorzugsweise aus Stahl, Edelstahl, Kunststoff oder einer Kombination dieser Stoffe ausgebildet. Der
Dosierbehälter ist als Schubsystem ausgebildet und mit einer hydraulisch betätigten Schubwand versehen, die die in den Dosierbehälter eingebrachte Biomasse in Richtung einer Einbringschnecke befördert. Die Einbringschnecke ist vorzugsweise innerhalb einer Mittelstütze ausgebildet, die zentrisch oder versetzt in die Gärvorrichtung eingebracht ist. Die Mittelstütze kann beispielsweise aus Beton, Stahl, Edelstahl oder Kunststoff bestehen oder mindestens einen dieser Stoffe enthalten. Die Mittelstütze, die beispielsweise aus einem Innenrohr und einem Außenrohr bestehen kann, dient zur statischen Stützung der Gärbehälterdecke der Gärvorrichtung, sowie zur Aufnahme der Einbring Schnecke und gegebenenfalls eines Substratwärmetauschers sowie zur Aufnahme von Kapillarheizmatten zum Erwärmen der Biomasse.
Die Einbringschnecke ist vorzugsweise in Form einer Förderschnecke mit oder ohne Messern oder Mitnehmern beispielsweise aus Stahl, Edelstahl, Kunststoff oder Keramik ausgebildet. Vorzugsweise ist die Eintragschnecke auf der Antriebsseite mit Hilfe eines Axiallagers, eines Radialaxiallagers, eines Gleitlagers oder eines Magnetlagers gelagert. Im Bereich des Bodens der Gärvorrichtung ist beispielsweise ein Kugellager, ein Gleitlager, ein Magnetlager oder ein Kugelkopf mit Pfanne beispielsweise aus Metall oder Kunststoff vorgesehen sein, wobei das Lager vorzugsweise aus Metall, Kunststoff oder selbstschmierendem Kunststoff ausgebildet ist. Der Antrieb der Eintrags Schnecke erfolgt vorzugsweise mittels eines Motors direkt oder indirekt mit oder ohne Kupplung, beispielsweise über Zahnräder, Riemen, Ketten oder Glie- der schubketten .
Die Gärvorrichtung und /oder die mindestens eine Gär- und/oder Lagereinheit können weiterhin einen Rührer aufweisen, der vorzugsweise entnehmbar ist. Dazu kann die Gäreinheit und/oder die Gär- und/oder Lagereinheit beispielsweise eine Öffnung aufweisen, die vor- zugs weise in der Behälterdecke der Gärvorrichtung und/oder einer Abdeckung der Gär- und/oder Lagereinheit angeordnet sein kann. Der Rührer ist vorzugsweise mit Hohlräumen, die mit einem Gas, beispielsweise mit Luft, gefüllt sind, versehen und kann somit ein geringes Gewicht aufweisen. Der Rührer kann entnehmbar ausgebildet sein, sodass eine einfache Wartung des Rührers gewährleistet wird.
Vorzugsweise enthält die Biogasanlage an geeigneten Stellen Heizvorrichtungen, beispielsweise Kapillarwandheizungen, die radial und/oder axial an den Wänden, insbesondere an der Außenwand der Gärvorrichtung, an den äußeren Seitenwänden der mindestens einen Gär- und/oder Lagereinheit und/oder an einer Außenwand des Gasspeichers angebracht sind. Die Kapillarwandheizung, die vorzugsweise in Form einer Kapillarrohrnetzmaske ausgebildet sind, erstreckt sich vorzugsweise vom Boden bis zur Decke, oder sogar bis über die Decke hinaus.
Durch die Ausbildung einer ringförmigen Gär- und/oder Lagereinheit um eine Gärvorrichtung kann gewährleistet werden, dass Temperaturschwankungen der Umgebung von der Gär- und /oder Lagereinheit abgemildert werden, sodass die Temperatur in der Gärvorrichtung weitestgehend konstant gehalten werden kann und ein Energieverlust vermieden werden kann.
Die Erfindung betrifft somit auch eine Gär- und/oder Lagereinheit zum Gären und/oder Lagern von Biomasse und/oder Gärrückständen für eine Biogasanlage, wie sie nachfolgend näher beschrieben wird, mit zumindest einem Aufnahmebehälter mit einem Boden und Seitenwänden, wobei eine innere Seitenwand und eine äußere Seitenwand einen mittleren Bereich ganz oder zumindest teilweise umgeben, wobei die äußere Seitenwand beabstandet von dem mittleren Bereich angeordnet ist und der Boden im Wesentlichen zwischen der inneren und der äußeren Seitenwand positioniert ist.
Die innere und/oder die äußere Seitenwand können die Form eines Zylindermantels oder ei- nes Teils davon aufweisen, wobei der Boden vorzugsweise die Form einer Ringscheibe oder eines Segments einer solchen aufweist.
Die innere und/oder die äußere Seitenwand können aus einem oder mehreren flächigen Wandteilen zusammengesetzt sind, die eine Mantelfläche eines Prismas oder eines
Prismensegments bilden, wobei der Boden vorzugsweise als mehreckige Bodenplatte mit mittiger runder oder mehreckiger Ausnehmung oder als Segment einer solchen Bodenplatte ausgebildet ist.
Die innere und die äußere Seitenwand können, sofern diese den mittleren Bereich lediglich teilweise umgeben, mit Hilfe von Verbindungswänden verbunden sind.
Der Boden des Aufnahmebehälters kann ein Beton - und/oder Stahlboden sein und/oder die Seitenwände können aus Beton gefertigt sein. Die Gär- und/oder Lagereinheit kann insbesondere in und/oder an den Seitenwänden und/oder dem Boden mindestens ein Heizmittel aufweisen, insbesondere mindestens eine Kapillarrohrnetzmatte.
Der Aufnahmebehälter kann weiterhin eine stabile Behälterdecke und/oder eine flexible Hau- be zur Speicherung von Biogas aufweisen und/oder zumindest teilweise von einem Gasspeicher überlappt sein.
Die Gär- und/oder Lagereinheit kann ein Fermenter, ein Nachgärer oder ein Endlager für Gärrückstände sein.
Der mittlere Bereich kann zur Aufnahme einer Gärvorrichtung vorgesehen sein, wobei eine Außenwand der Gärvorrichtung und die innere Seitenwand der Gär- und/oder Lagereinheit vorzugsweise zumindest bereichsweise einteilig ausgebildet sind.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Biogasanlage mit einer Gärvorrichtung, insbesondere einem Fermenter, die zumindest einen Gärbehälter mit einer Außenwand enthält, und eine Gär- und/oder Lagereinheit aufweist, wie sie oben beschrieben wurde. Entsprechend kann zumindest die Außenwand des Gärbehälters der Gärvorrichtung ganz oder teilweise von dem Aufnahmebehälter der Gär - und Lagereinheit umgeben sein.
Die Biogasanlage kann mindestens eine weitere Gär- und/oder Lagereinheit aufweisen, die insbesondere sowohl die Gärvorrichtung als auch die die Gärvorrichtung zumindest teilweise umgebende Gär- und/oder Lagereinheit zumindest bereichsweise umgibt.
Die Gärvorrichtung und die diese umgebende Gär- und/oder Lagereinheit und/oder die Gär- und/oder Lagervorrichtung und eine weitere Gär- und/oder Lagereinheit können eine Öffnung für den Transport von Biomasse und/oder Gärrückständen aufweisen.
Die Gäreinheit kann eine Dosiervorrichtung zum Einbringen von Biomasse in die Gäreinheit aufweisen, wobei die Dosiervorrichtung vorzugsweise ein Behältnis mit Schubwandsystem und/oder eine Eintragsschnecke aufweist, die sich großteils insbesondere im Inneren einer Mittelstütze im Gärbehälter befindet.
Die Gärvorrichtung kann insbesondere im Bereich des Bodens, der Außenwand und/oder der Gärbehälterdecke mindestens ein Heizmittel, insbesondere eine Kapillarrohrnetzmatte, aufweisen.
Die Erfindung betrifft nach einem weiteren Aspekt, für den selbstständig und in Kombination mit anderen Aspekten der Erfindung Schutz begehrt wird, ein Dosiervorrichtung für eine Biogasanlage auf.
Erfindungsgemäß weist eine Dosiervorrichtung für eine Gärvorrichtung einer Biogasanlage einen Dosierbehälter, eine Schubwand sowie einen Schubmechanismus auf. Die Schubwand ist derart im Dosierbehälter angeordnet, dass sie den Dosierbehälter in ein Betätigungsabteils zur Aufnahme des Schubmechanismus und in ein Aufnahmeabteil zur Aufnahme von Bio- masse unterteilt und derart im Dosierbehälter bewegbar ist, dass ein Volumen das Betätigungsabteils und ein Volumen des Aufnahmeabteils durch die Bewegung der Schubwand veränderbar ist. Das Aufnahmeabteil weist zudem einen Auslass für den Transport von Biomasse in einen Gärbehälter auf. Die erfindungsgemäße Dosiervorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass der Schubmechanismus insbesondere stufenweise senkrecht zur Schubwand bewegbar ist.
Die erfindungs gemäße Dosiervorrichtung lässt somit zum einen eine Bewegung der Schubwand zu, wodurch während einer Bewegung der Schubwand in Richtung des Auslasses die Biomasse im Aufnahmeabteil in Richtung des Auslasses transportiert wird, um die gleichmä- ßige Beförderung von Biomasse in Richtung des Auslasses zu gewährleisten. Zum anderen ermöglicht die erfindungsgemäße Dosiervorrichtung, dass sich der Schubmechanismus ebenfalls in Richtung des Auslasses mitbewegt. Dies gewährleistet bei gleichbleibendem Kraftaufwand auf die Schubwand eine langfristige Bewegung der Schubwand in Richtung des Auslasses. Sobald das Aufnahmeabteil im Wesentlichen entleert ist, werden die Schubwand sowie der Schubmechanismus in Richtung des Betätigungsabteils bewegt, so dass sich das Volumen dieses verkleinert und das Volumen des Aufnahmeabteils vergrößert und erneut Biomasse in das Aufnahmeabteil eingebracht werden kann. Der Auslass kann eine vorzugsweise vertikal ausgerichtete Einbringschnecke aufnehmen, die sich vorteilhafterweise in das Aufnahmeabteil des Dosierbehälters erstreckt.
Der Schubmechanismus kann aus einer Hydraulik zum Bewegen der Schubwand, die insbesondere als mindestens ein Hydraulikzylinder ausgebildet ist, und einer Positioniereinheit zum lösbaren Feststellen des Schubmechanismus an mehreren Feststellpositionen im
Dosierbehälter ausgebildet sein, wobei zumindest die Hydraulik und die Positioniereinheit im Betätigungsabteil des Dosierbehälters aufgenommen sind. Die Feststellpositionen sind dabei vorzugsweise durch mindestens ein Feststellleiste mit mehreren Ausnehmungen definiert, in die die Positioniereinheit eingreifen kann. Die Feststellleiste erstreckt sich vorzugsweise parallel zu einer Bewegungsrichtung der Schubwand sowie des Schubmechanismus vom Betätigungsabteil in das Aufnahmeabteil. Der Schubmechanismus kann somit schrittweise der Be-
wegung der Schubwand folgen. Der Schubmechanismus ist vorzugsweise elektronisch steuerbar, wobei die Hydraulik vorzugsweise über eine Zentralhydraulik angetrieben werden kann.
Die Schubwand kann vorzugsweise eine Befestigungseinheit, die vorteilhafterweise als min- destens eine Sperrklinke ausgebildet ist und ein lösbares Befestigen der Schubwand an mehreren Schubwandbefestigungspositionen im Dosierbehälter ermöglicht, ausgebildet sein. Die Schubwandbefestigungspositionen können dabei durch eine Feststellleiste mit mehreren Ausnehmungen, die sich vom Betätigungsabteil ins Aufnahmeabteil erstreckt, definiert sein. Vorteilhafterweise sind sowohl die Feststellposition des Schubmechanismus als auch die Schub- Wandbefestigungspositionen durch ein und dieselben Feststellleisten definiert.
Durch die Möglichkeit, die Schubwand zwischenzeitlich lösbar an mehreren Schubwandbe- festigungspositionen zu befestigen, kann sich der Schubmechanismus, sobald sich die Schubwand in einem befestigten Zustand in einer der Schubwandbefestigungspositionen befindet, an der befestigten Schubwand nachziehen, bis er in eine neue Feststellposition einrastet. Anschließend wird die Schubwand gelöst und mit Hilfe des Schubmechanismus weitertransportiert, bis eine benachbarte Schubwandbefestigungsposition erreicht ist und der Vorgang des Nachziehens des Schubmechanismus wiederholt wird. Der Dosierbehälter ist vorzugsweise rechteckig ausgebildet, wobei die Schubwand und der Schubmechanismus entlang einer Achse parallel zur Ausrichtung der längeren Seite des Dosierbehälters verstellbar ist. Insbesondere weist der Dosierbehälter eine Bodenplatte, die eine Schubfläche darstellt, und Seitenwände, die vorzugsweise vertikal oder schräg angeordnet sind, auf. Mindestens eine der Seitenwände kann dabei als Halbtrichter ausgebildet sein, wobei die als Hauptrichter ausgebildete Seitenwand vorzugsweise den Auslass im Aufnahmeabteil bzw. das Aufnahmeabteil umgibt bzw. begrenzt. Die Schubwand und der Schubmechanismus sind vorteilhafterweise so ausgebildet, dass die Schubwand bis hin zur trichterförmigen Seitenwand bewegt werden kann, wobei sich der Auslass weiterhin im Aufnahmeabteil befindet.
Die Dosiervorrichtung kann Komponenten aus Stahl, Edelstahl, Kunststoff und/oder Beton enthalten. Insbesondere ist die Bodenplatte aus Stahl oder Edelstahl geformt oder enthält Stahl oder Edelstahl. Vorteilhafterweise ist die Bodenplatte des Dosierbehälters außen am Gärbehälter der Gärvorrichtung angeordnet, insbesondere auf der Behälterdecke der Gärvor-
richtung. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Bodenplatte in die Behälterdecke integriert ist, insbesondere in diese einbetoniert ist. Die Anordnung der Dosiervorrichtung auf der Behälterdecke ist insofern von Vorteil, dass dadurch der üblicherweise ungenutzte Platz im Bereich der Gärbehälterdecke ausgenutzt wird.
Die Bodenplatte und/oder zumindest eine der Seitenwände, insbesondere eine der das Aufnahmeabteil bildeten Seitenwände, insbesondere die trichterförmig ausgebildete Seitenwand, können beheizbar sein. Dazu können die Bodenplatte und die zumindest eine Seitenwand insbesondere mit Heizeinheiten versehen sein. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von Kapillarrohrnetzmatten, die in die Bodenplatte und/oder die Seitenwand integriert sind bzw. einbetoniert sind. Die Heizeinheiten werden vorzugsweise mit Hilfe von Wärme aus einen Biogasheizkraftwerk, einer Gasaufbereitung, alothermer Wärme aus PCC Prozessen, elektrisch erzeugte oder mit Hilfe eines Biogasbrenners erzeugte Wärme, Wärme aus einen Hydraulikaggregat, Solarwärme oder Wärme aus anderen erneuerbaren Energien gespeist. Durch die beheizbare Ausgestaltung des Dosierbehälters wird eine einfache Vorwärmung der Biomasse ermöglicht, um zu unterstützen, dass die gesamte Biomasse im Inneren des Gärbehälters im Wesentlichen die gleiche Temperatur hat.
Die Dosiervorrichtung kann eine Abdeckung umfassen, die insbesondere als Folienabdeckung ausgebildet ist. Die Abdeckung kann automatisch betätigt werden, wobei die Folienabdeckung mit Hilfe von Zugseilen mechanisch, elektrisch, hydraulisch und/oder pneumatisch positioniert werden kann. Die Betätigung, d.h. die Positionierung, der Abdeckung kann beispielsweise abhängig von einem Signal eines Sensors erfolgen, wobei der Sensor ein Temperatursensor, ein Regensensor und/oder ein UF-Sensor sein kann. Mit Hilfe der Abdeckung kann eine optimale Zwischenlagerung der Biomasse in der Dosiervorrichtung über einen längeren Zeitraum von bis zu 24 Stunden und mehr gewährleistet werden.
Die vorliegende Anmeldung betrifft weiterhin eine Einbringvorrichtung für eine Biogasanlage zum Einbringen von Biomasse in einen Gärbehälter einer Gärvorrichtung. Erfindungsgemäß weist die Einbringvorrichtung eine Zuleiteinheit zum Einbringen von Biomasse in den Gärbehälter und eine Einbringschnecke bzw. Förderschnecke, die sich zumindest teilweise in der Zuleiteinheit befindet, auf. Die Zuleiteinheit ist als Stütze zum Abstützen der Behälterdecke ausgebildet und weist entlang ihrer Längachse ein Durchflusskanal zum Einleiten von Biomasse in den Behälter auf, wobei sich die Einbring Schnecke zumindest teilweise in Durch-
flusskanal befindet. Die Stütze kann dabei vorteilhafterweise mit ihrer Längsachse im Wesentlichen vertikal ausgerichtet sein. Vorteilhafterweise ist die Stütze zentrisch oder versetzt zum Zentrum im Gärbehälter angeordnet. Durch das Anordnen der Einbringschnecke in den Durchflusskanal wird gewährleistet, dass die Biomasse gleichmäßig in den Gärbehälter ein- gebracht wird, ohne dass sich ein Stau aufgrund von Inhomogenitäten in der Biomasse oder ein Rückstau aus den Gärbehälter bilden. Durch die Nutzung der Stütze zum Einbringen von Biomasse kann die Biomasse einfach unter optimaler Ausnutzung der Schwerkraft und des im Bereich der Behälterdecke zur Verfügung stehenden Platzes aufgenutzt werden. Die Stütze ist vorteilhafterweise als Mittelstütze insbesondere aus Beton, Stahl, Edelstahl oder Kunststoff ausgebildet. Um die Stützfunktion der Mittelstütze zu verbessern, kann die Mittelstütze vorteilhafterweise am Fermenterboden einzementiert sein.
Die Stütze kann beispielsweise ein Innenrohr sowie ein Außenrohr, das das Innenrohr um- mantelt, aufweisen. Vorteilhafterweise ist zwischen dem Innenrohr und den Außenrohr ein
Freiraum gebildet, der der Aufnahme von Leitungen und/oder Heizeinheiten dient. Das Innenrohr kann einen runden, insbesondere ovalen, oder einen mehreckigen Querschnitt aufweisen, wobei der Querschnitt gewellt sein kann, d.h. ein Wellenprofil darstellen kann. Das Außenrohr ist vorzugsweise rund ausgebildet, insbesondere kreisförmig, oval oder elliptisch, kann aber auch einen mehreckigen Querschnitt aufweisen.
Der Querschnitt des Innenrohrs und/oder des Außenrohrs sind dabei vorzugsweise so gewählt, dass eine möglichst große Oberfläche zur Erwärmung der mit dem jeweiligen Innen- bzw. Außenrohr in Kontakt kommenden Biomasse ermöglicht wird und gleichzeitig keine
Hinterschneidungen in Form von spitzwinkligen Ecken, in denen sich Biomasse absetzten kann, vermieden werden. Das Außenrohr kann mindestens eine Ausnehmung, insbesondere mindestens ein Führungs Schacht für die Aufnahme eines Rührwerkzeugs bzw. eines
Rührwerkzeugsrahmen aufweisen, so dass ein fester Halt des Rührwerkzeuges im Behälter gewährleistet wird.
Die Einbringschnecke kann vorteilhafterweise Messer und/ oder Mitnehmer aufweisen, die zum einen die Zerkleinerung der Biomasse bewirken, zum anderen den Transport der Biomasse in den Gärbehälter unterstützen ohne dass ein Rückstau im Durchflusskanal verursacht wird. Die Einbringschnecke ist vorteilhafterweise aus Stahl, Edelstahl, Kunststoff oder Kera-
mik geformt oder weist zumindest eine verschleißfreie Beschichtung auf. Im Inneren der Schnecke kann beispielweise ein Heizmittel angeordnet sein, das der Erwärmung der Biomasse auf eine optimale Temperatur dient. Die Einbringschnecke weist ein Antriebslager sowie ein Stabilisierungslager auf, wobei das Antriebslager vorzugsweise an einem oberen Ende, das vorteilhafterweise aus der Stütze herausragt und gegebenenfalls in einem Aufnahmetrichter aufgenommen ist, angeordnet ist und das Stabilisierungslager an einem unteren Ende der Einbringschnecke, das sich in Inneren des Gärbehälters befindet, angeordnet ist. Das Antriebslager kann ein Axiallager, ein Radial- Axiallager, ein Gleitlager und/oder ein Magnetlager sein. Vorteilhafterweise ist das Antriebslager mit axialen oder radialen Gummikompensatoren versehen und beispielsweise am Aufnahmetrichter oder Dosierbehälter bzw. am Halbtrichter angeordnet. Das Stabilisierungslager kann beispielsweise ein Kugellager, ein Gleitlager, ein Magnetlager oder ein Lager mit einem Kugelkopf und einer den Kugelkopf aufnehmenden Pfanne sein.
Das Antriebslager und/oder das Stabilisierungslager können zumindest eine Komponente aus einem verschleißfreien Material, insbesondere aus Metal oder Kunststoff, insbesondere selbstschmierenden Kunststoff, aufweisen. Unter selbstschmierendem Kunststoff ist dabei ein Kunststoff, insbesondere Polytetraflourethylen, der selbstschmierende Kapseln mit festem oder flüssigem Schmierstoff enthält, zu verstehen.
Insbesondere das Stabilisierungslager weist vorteilhafterweise eine selbstschmierende oder fremdgeschmierte Metall- oder Kunststoffhalbkugel auf, die in einer Lagerpfanne aus gegossenem Beton oder in einer in den Gärbehälterboden eingeschraubten Stahl und/oder Edel- stahllagerpfanne gelagert ist, so dass das Stabilisierungslager eine besonders lange Lebensdauer aufweist und lediglich einer seltenen Wartung bedarf.
Die Einbringschnecke ist vorteilhafterweise mit Hilfe eines Motors, insbesondere eines Hydraulikmotors betreibbar. Der Antrieb kann dabei direkt oder indirekt mit oder ohne Kupplung erfolgen. Insbesondere erfolgt der Antrieb über Zahnräder, Riemen und/oder Ketten, insbesondere Glieder schubketten. Der Hydraulikmotor ist dabei vorzugsweise über eine zentrale Hydraulik angetrieben, wobei vorteilhafterweise eine Drehbewegung der Einbringschnecke in Vorwärts- sowie Rückwärtsrichtung ermöglicht wird.
Die vorliegende Anmeldung betrifft weiterhin eine Befülleinheit für eine Biogasanlage die eine erfindungs gemäße Dosiervorrichtung sowie eine erfindungs gemäße Einbringvorrichtung aufweisen. Die Einbringschnecke der Einbringvorrichtung ragt aus dem Durchlasskanal der Zuleiteinheit durch den Auslass im Dosierbehälterboden im Bereich des Aufnahmeabteils in das Aufnahmeabteil hindurch und sorgt somit für ein gleichmäßiges Einbringen der Biomasse in den Durchflusskanal und durch diesen hindurch. Die Einbringschnecke ist vorzugsweise zentral im Aufnahmeabteil des Dosierbehälters bei minimalem Volumen des Aufnahmeabteils angeordnet, d.h. insbesondere zentral im Bereich der trichterförmigen Seitenwand des Aufnahmeabteils.
Die vorliegende Anmeldung betrifft weiterhin eine Biogasanlage, mit mindestens einer Gärvorrichtung, die einen Gärbehälter sowie eine Behälterdecke aufweist. Die Biogasanlage enthält weiterhin eine erfindungs gemäße Dosiervorrichtung, eine erfindungsgemäße Einbringvorrichtung oder eine Befülleinheit. Damit wird gewährleistet, dass kontinuierlich Biomasse in den Gärbehälter eingebracht wird, ohne dass ein Betreiber ständig mit dem Befüllen eines Aufnahmetrichters beschäftigt ist sowie den Durchfluss durch den Durchflusskanal kontrollieren muss.
Die vorliegende Erfindung erreicht eine Steigerung der Effizienz der Biogasanlage, indem über ein langen Zeitraum von vorzugsweise einen Tag oder länger ohne weitere Arbeitsaufwendungen durch einen Betreiber gleichmäßig Biomasse in den Gärbehälter eingebracht wird, so dass die eingebrachte Biomasse sogleich unter den Rest der Masse in dem Gärbehälter gemischt wird. Somit können die Bakterien, die die Gärung der Biomasse beschleunigen, einfach gleichmäßig auf die gesamte Masse im Gärbehälter verteilt werden.
Die Dosiervorrichtung für eine Gärvorrichtung einer Biogasanlage weist somit einen
Dosierbehälter, eine Schubwand und einen Schubmechanismus auf, wobei der Dosierbehälter durch die Schubwand in ein Betätigungsabteil zur Aufnahme des Schubmechanismus und in ein Aufnahmeabteil zur Aufnahme von Biomasse, das einen Auslass für den Transport von Biomasse in einen Gärbehälter aufweist, eingeteilt ist, und wobei die Schubwand im
Dosierbehälter derart bewegbar ist, dass ein Volumen des Betätigungsabteils und ein Volumen des Aufnahmeabteils veränderbar ist. Der Schubmechanismus ist hierbei stufenweise quer zur Schubwand bewegbar.
Der Schubmechanismus kann eine Hydraulik zum Bewegen der Schubwand, insbesondere mindestens einen Hydraulikzylinder, und eine Positioniereinheit zum lösbaren Feststellen des Schubmechanismus an mehreren Feststellpositionen im Dosierbehälter aufweisen. Außerdem kann die Schubwand eine Befestigungseinheit, insbesondere Sperrklinken, zum lösbaren Be- festigen der Schubwand an mehreren Schubwandbefestigungspositionen im Dosierbehälter aufweisen, wobei die Feststellpositionen des Schubmechanismus und/oder die Schubwandbe- festigungspositionen insbesondere durch mindestens eine Feststellleiste mit mehreren Ausnehmungen definiert sein können, und wobei sich die Feststellleiste insbesondere vom Betätigungsabteil ins Aufnahmeabteil erstrecken kann.
Der Dosierbehälter kann eine Bodenplatte und Seitenwände aufweisen, die insbesondere vertikal oder schräg angeordnet sind, wobei mindestens eine der Seitenwände insbesondere als Halbtrichter ausgebildet sein kann, der das Aufnahmeabteil begrenzt. Die Bodenplatte kann aus Stahl bestehen oder Stahl enthalten. Die Bodenplatte und/oder zumindest eine der Seitenwände können beheizbar sein, wobei die Bodenplatte und/oder die zumindest eine Seitenwand insbesondere mit Heizeinheiten versehen sind.
Die Dosiervorrichtung kann eine Abdeckung, insbesondere eine Folienabdeckung, aufweisen, die insbesondere automatisch, insbesondere über Zugseile, betätigbar ist, wobei die Betätigung der Abdeckung insbesondere abhängig von einem Sensorsignal eines Sensors insbesondere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Temperatursensor, Regensensor und/oder UV- Sensor steuerbar sein kann. Die Dosiervorrichtung kann außen am Gärbehälter der Gärvorrichtung, insbesondere auf der Behälterdecke einer Gärvorrichtung einer Biogasanlage, angeordnet sein und insbesondere in die Behälterdecke integriert sein.
Eine Einbringvorrichtung für eine Biogasanlage zum Einbringen von Biomasse in einen Gär- behälter einer Gärvorrichtung weist somit eine Zuleiteinheit zum Einbringen von Biomasse in den Gärbehälter, die im Bereich eines Behälterdeckels des Gärbehälters angeordnet ist, und eine Einbring Schnecke auf, die sich zumindest teilweise innerhalb der Zuleiteinheit befindet. Die Zuleiteinheit ist als Stütze zum Abstützen der Behälterdecke, die entlang ihrer Längsachse einen Durchflusskanal zum Einleiten von Biomasse in den Behälter aufweist, ausgebildet,
wobei die Stütze insbesondere mit ihrer Längsachse im Wesentlichen vertikal ausgerichtet ist und/oder insbesondere zentrisch oder versetzt im Behälter angeordnet ist.
Die Zuleiteinheit kann ein Innenrohr und ein Außenrohr, das das Innenrohr ummantelt, aufweisen, wobei insbesondere zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr ein Freiraum zur Aufnahme von Leitungen und/oder Heizeinheiten ausgebildet sein kann.
Die Stütze sowie insbesondere das Innenrohr und/oder das Außenrohr können einen runden, insbesondere kreisförmigen, ovalen oder elliptischen, oder einen mehreckigen Querschnitt aufweisen.
Die Einbringschnecke kann Messer und/oder Mitnehmer aufweisen.
Die Einbringschnecke kann ein Antriebslager und ein Stabilisierungslager aufweisen, wobei insbesondere das Antriebslager an einem oberen Ende, das insbesondere aus der Stütze herausragt, und das Stabilisierungslager an einem unteren Ende der Einbringschnecke angebracht sein können.
Das Antriebslager kann ein Axiallager, ein Radial- Axiallager, ein Gleitlager und/oder ein Magnetlager sein. Das Stabilisierungslager kann ein Kugellager, ein Gleitlager, ein Magnetlager und/oder ein Lager mit einem Kugelkopf und einer Pfanne sein. Das Antriebslager und/oder das Stabilisierungslager können zumindest eine Komponente aus einem verschleißfreien Material, insbesondere aus Metall oder Kunststoff, insbesondere einen selbstschmierenden Kunststoff, aufweisen.
Die Einbringschnecke kann mit Hilfe eines Motors, insbesondere eines Hydraulikmotors, insbesondere direkt oder indirekt antreibbar sein.
Eine Befülleinheit für Biogasanlage weist eine Dosiervorrichtung und eine Einbringvorrichtung auf, wie sie oben beschrieben worden sind. Die Einbringschnecke der Einbringvorrichtung kann sich hierbei durch den Auslass im Aufnahmeabteil insbesondere zentral in das Aufnahmeabteil erstreckt.
Die vorliegende Erfindung betrifft nach einem weiteren Aspekt, für den selbstständig und in Kombination mit weiteren Aspekten der Erfindung Schutz begehrt wird, eine Heizvorrichtung für eine Biogasanlage. Die erfindungs gemäße Heizvorrichtung zum Temperieren von Biomasse und/oder Gärrückständen für eine Biogasanlage, die zumindest eine Gär - und/oder Lageeinheit mit einen Behälter und eine Zuleiteinheit zum Einleiten von Biomasse und/oder Gärrückständen in den Behälter aufweist, enthält zumindest ein Vorheizmittel. Das Vorheizmittel ist an einer Biomasse und/oder Gärrückstände leitenden Oberfläche der Zuleiteinheit und/oder in der Zuleiteinheit benachbart zu der Biomasse und/oder Gärrückstände leitenden Oberfläche der Zuleiteinheit angeordnet. Alternativ ist das Vorheizmittel derart ausgebildet, dass es die Biomasse und/oder Gärrückstände leitende Oberfläche der Zuleiteinheit ausbildet.
Durch die Anbringung des Vorheizmittels im Bereich der Zuleiteinheit der Gär- und/oder Lagereinheit, die vorzugsweise einen zylinderförmigen Durchflusskanal bildet, wird eine
Vortemperierung der Biomasse und/oder der Gärrückstände ermöglicht, so dass ein Temperaturgradient zwischen der in die Zuleiteinheit eingebrachten Biomasse bzw. den in die
Zuleiteinheit eingeführten Gärrückständen und der im Behälter bereits temperierten Biomasse bzw. den Gärrückständen erniedrigt oder sogar eliminiert wird. Durch die Vortemperierung wird außerdem vereinfacht, eine gleichmäßige Temperatur der Biomasse bzw. der Gärrückstände im Behälter einzustellen.
Das Vorheizmittel ist vorzugsweise flächig, insbesondere in Form einer Zylindermantelfläche oder einer Zylindermantelteilfläche ausgebildet, so dass entlang des Durchflusskanals eine vorzugsweise stetige Erwärmung erfolgt, die durch Temperaturen an der Biomasse und/oder Gärrückstände leitenden Oberfläche, die Bakterienwachstum erlauben, durchgeführt werden kann. Dazu ist das Vorheizmittel insbesondere derart ausgebildet, dass eine Oberflächentem- peratur einer Biomasse und/oder Gärrückstände leitenden Oberfläche über ein Grosteil dieser Oberfläche und/oder über die gesamte Oberfläche regelbar ist. Das Vorheizmittel erstreckt sich dazu vorzugweise über die gesamte Länge des Teils einer innerhalb des Durchflusskanals der Zuleiteinheit befindlichen Eintragschnecke, der in den Behälter der Gär- und/oder Lagereinheit eingetaucht ist.
Das Vorheizmittel kann beispielsweise als Wärmetauscher und/oder Kapillarheizung ausgebildet sein. Mit Hilfe von Wärmtauschern oder Kapillarheizrohren kann vorhandene oder neuerzeugte Wärme zur Temperierung verwendet werden. Die Heizvorrichtung kann beispielsweise mindestens ein Heizrohrbündel aufweisen, das parallel zu einer Längsachse des Durchflusskanals der Zuleiteinheit angeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich kann mindestens ein Heizrohr, vorzugsweise jedoch zwei oder mehr Heizrohre, radial um den Durchflusskanal gewickelt sein, wobei eine Steigung des Heizrohrs gleichmäßig oder variabel gewählt ist. Mit Hilfe einer Wickelung des Heizrohrs, deren Steigung variiert, ist es möglich, bei gleicher Temperatur des Wärmemittels eine variable Temperierung zu erreichen.
Alternativ oder zusätzlich kann die Heizvorrichtung Kapillarrohre aufweisen, die axial oder radial zum Durchfluss angeordnet sind. Die Rohrquerschnitte des Heizrohrs, der Rohre des Heizbündels sowie der Kapillarrohre können über deren Lände gleich sein oder über deren länge variieren. Eine Variation des Rohrquerschnitts führt zu einer Änderung der Rohrober- fläche und ermöglicht somit an unterschiedlichen Stellen die Abgabe unterschiedlicher Wärmemengen. Dadurch wird ein für die Temperierung der eingeführten Biomasse bzw. Gärrückstände geeignetes Wärmeprofil erzeugt.
Alternativ kann die Heizvorrichtung neben mindestens einem Heizrohrbündel einen Leitungsrohrabschnitt zum Führen von Biomasse und/oder Gärrückständen aufweisen. Die Heizrohrbündel können dann vorzugsweise parallel zu einer Längsachse des Leitungsrohrabschnitts angeordnet, insbesondere an einer äußeren Mantelfläche des Leitungsrohrabschnitts ange- schweißt sein.
Das Vorheizmittel der Heiz Vorrichtung kann auch einen Leitungsrohrabschnitt in Kombination mit mindestens einem Heizrohr, das radial um eine äußere Mantelfläche des Leitungsrohrabschnitts gewickelt ist und insbesondere an diesen angeschweißt ist, aufweisen, wobei die Steigung gleichmäßig oder variabel ist. Die variable Steigung ermöglicht eine optimale Anpassung des Wärmeprofils.
Alternativ kann das Vorheizmittel einen Leitungsrohrabschnitt sowie Kapillarohre aufweisen, die axial oder radial zum Leitungsrohrabschnitt an diesen angeordnet, insbesondere ange-
schweißt, sind. Außerdem ist es möglich, dass an dem Leitungsrohrabschnitt Heizrohrbündel, Heizrohre und/oder Kapillarrohre angeordnet sind. Der Leitungsrohrabschnitt kann einen ovalen Querschnitt, einen mehreckigen Querschnitt oder einen gewellten Querschnitt, der einer Mantelfläche aus Wellblech ähnelt, aufweisen, um die Biomasse und/oder Gärrückstände lei- tende Oberfläche zu vergrößern und somit die Wärmeübertragung zu verbessern.
Wie bereits hinsichtlich der Ausführungsform ohne Leitungsrohrabschnitt erläutert wurde, kann der Rohrquerschnitt des Heizrohrs, der Rohre der Heizrohrbündels und/oder der Kapillarrohre gleichmäßig über die Länge ausgebildet sein oder über die Länge variieren.
Das Vorheizmittel der erfindungs gemäßen Heizvorrichtung kann beispielsweise derart ausgebildet sein, dass es in eine Stütze des Behälters der Gär und/oder Lageeinheit, die zumindest teilweise als Zuleiteinheit dient, integriert sein kann. Insbesondere kann die Stütze eine Mittelstütze, die als Zuleiteinheit dient, ausgebildet sein, wobei die Mittelstütze zentral oder de- zentral im Behälter angeordnet ist und einen mehreckigen oder ovalen Querschnitt aufweist. Die Mittelstütze ist dabei aus einem verschleißfreien Material, insbesondere Stahl oder Edelstahl, gebildet oder mit einem verschleißfreien Material beschichtet. Die Gär und/oder Lageeinheit kann beispielsweise ein Fermenter, ein Vorgärer, ein Nachgärer, ein Gasspeicher oder ein Gärrückstandslager sein, wobei die Zuflusseinheit eines Fermenters und eines Vorgärers der Zuleitung von Biomasse, die Zuleiteinheit eines Nachgärens der Zuleitung von Biomasse und Gärrückständen und die Zuleiteinheit des Gärrückstandslagers der Zuleitung von Gärrückständen dient.
Die erfindungs gemäße Heizvorrichtung kann weiterhin mindestens eine Flächenheizung auf- weisen, die in und/oder an einer Behälterwand, insbesondere der der Biomasse und/oder den Gärrückständen zugewandte Seite der Behälterwand, einem Boden und/oder einer Decke der Gär- und/oder Lagereinheit angeordnet ist. Die Flächenheizung ermöglicht eine schonende und dennoch gleichmäßige Temperierung der Biomasse bzw. der Gärrückstände in dem Behälter der Gär- und/oder Lagereinheit. Insbesondere eine Flächenheizung am Behälterboden ist vorteilhaft, da somit vermieden wird, dass die im Bodenbereich befindliche Biomasse bzw. Gärrückstände eine bestimmte minimale Temperatur, unterhalb der die für den Gärprozess notwendigen Bakterien absterben, nicht unterschritten wird.
Die vorliegende Anmeldung betrifft weiterhin eine Heizvorrichtung zum Temperieren von Biomasse und/oder Gärrückständen für eine Biogasanlage, die zumindest eine Gär- und/oder Lagereinheit mit einem Behälter und einer Zuleiteinheit zum Einleiten von Biomasse und/oder Gärrückständen in den Behälter aufweist, wobei die Heizvorrichtung mindestens ein Heizmittel aufweist. Dieses Heizmittel ist als Flächenheizung ausgebildet, die in und/oder an einer Behälterwand, insbesondere der der Biomasse und/oder den Gärrückständen zugewandte Seite der Behälterwand, an einem Boden oder an einer Decke der Gär- und/oder Lagereinheit angeordnet ist. Mit Hilfe der Flächenheizung ist es möglich, die in der Gär- und/oder Lagereinheit befindliche Masse gleichmäßig und gleichzeitig schonend bei Temperaturen, die ein bestimmten Temperaturbereich nicht unterschreiten bzw. überschreiten, zu gewährleisten.
Die Flächenheizung ist vorzugsweise als Kapillarrohrnetzmatte ausgebildet. So ist es möglich, die Biomasse bei geringen Oberflächentemperaturen im Bereich der Kapillarrohrnetzmatte so zu erwärmen, dass die für den Gärprozess notwendigen Bakterien nicht negativ beeinflusst werden und dennoch eine Erwärmung der gesamten Biomasse möglich ist.
Die nachfolgend geschriebenen Merkmale beziehen sich sowohl auf die erfindungsgemäße Heizvorrichtung, die ein Vorheizmittel aufweist, sowie auf die erfindungs gemäße Heizvorrichtung, die ein Heizmittel in Form einer Flächenheizung aufweist.
Das Vorheizmittel und/oder die Flächenheizung sind vorzugsweise verschleißfrei ausgebildet. Insbesondere ein Bereich des Vorheizmittels und/oder der Flächenheizung, der mit Biomasse und/oder Gärrückständen in Kontakt kommt, ist vorteilhafterweise verschleißfrei ausgebildet. Dazu kann das Vorheizmittel und/oder die Flächenheizung aus Stahlt oder Edelstahl herge- stellt sein, das heißt Stahl oder Edelstahl enthalten oder daraus bestehen. Alternativ oder zusätzlich kann das Vorheizmittel und/oder die Flächenheizung mit einem verschleißfreien Material, insbesondere mit Kunststoff, Verschleißschutz und/oder Emaile, beschichtet sein, wobei insbesondere der Bereich, der in Kontakt mit der Biomasse und/oder Gärrückständen kommt, beschichtet ist.
Die erfindungs gemäße Heizvorrichtungen können Dehnungskompensationselemente, Luftpolster und/oder Isoliermaterialien aufweisen, die insbesondere im Bereich des Vorheizmittels und/oder der Flächenheizung angeordnet sind.
Die erfindungs gemäßen Heizvorrichtungen werden vorzugsweise mit thermischer Energie in Form von Abwärme eines zentralen Biogasheizkraftwerks, in Form von externer Wärme aus erneuerbaren Energieanlagen, in Form von alothermer Wärme aus PCC Prozessen, in Form von elektrisch erzeugter Wärme, in Form von mittels eines Biogasbrenners erzeugter Wärme, in Form eines Wärmeüberschusses eines Hydraulikaggregats oder in Form von Solarwärme betreibar. Die Heizvorrichtung ist dabei elektrisch regelbar, wobei insbesondere bei einer Heizvorrichtung, die sowohl Vorheizmittel als auch eine Flächenheizung aufweist, eine unabhängige Steuerung möglich ist. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn einzelne Bereiche bzw. Rohre des Vorheizmittels und/oder der Flächenheizung unabhängig von einander ansteuerbar sind.
Vorteilhafterweise weist die Heizvorrichtung mindestens einen Temperatursensor auf, der insbesondere innerhalb der Zuflusseinheit, insbesondere im Durchflusskanal, und/oder im Gär- und/oder Lagerbehälter angeordnet ist. Vorteilhafterweise ist eine Reihe von Tempera- tursensoren im Durchflusskanal angeordnet, um eine gleichmäßige Vorwärmung der Biomasse bzw. der Gärrückstände zu gewährleisten. Weiterhin sind vorteilhafterweise innerhalb des Behälters mehrere Temperatursensoren angeordnet, die insbesondere in unterschiedlichen Abständen zur Flächenheizung angeordnet sind. Damit ist es möglich, die im Behälter befindliche Masse schonend und gleichmäßig auf eine einheitliche Temperatur zu temperieren.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Biogasanlage mit mindestens einer Gär- und/oder Lagereinheit, die zumindest einen Behälter und eine Zuleiteinheit zum Einleiten von Biomasse und/oder Gärrückständen in den Behälter aufweist, und mit einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung, die zumindest ein Vorheizmittel, das im Bereich der Zuleiteinheit angeordnet ist, oder eine Flächenheizung, die an einer Behälterwand, an einen Boden oder einer Decke angeordnet ist, aufweist. Insbesondere kann die Heizvorrichtung sämtliche in den vorhergehenden Absätzen beschriebenen Merkmale aufweisen.
Die Biogasanlage kann einstufig oder auch mehrstufig ausgebildet sein. Vorteilhafterweise weist die Biogasanlage als Gär- und/oder Lagereinheit einen Fermenter auf, der vorteilhafterweise von einem ringförmigen Nachgärer und/oder einem ringförmigen Gasspeicher umgeben ist.
Im Bereich der Fermenterdecke kann beispielsweise eine Dosiervorrichtung ausgebildet sein, die mit einer Zuleiteinheit, die vorteilhafterweise als Mittelstütze ausgebildet ist, in Verbindung steht, so dass über die Dosiervorrichtung und durch die Zuleiteinheit Biomasse und/oder Gärrückstände in den Fermenterbehälter gelangen. Vorzugsweise ist die Heizvorrichtung mit einem Vorheizmittel so ausgebildet, dass sich das Vorheizmittel in die Dosiervorrichtung erstreckt. Alternativ kann die Dosiervorrichtung separat mit einer Flächenheizung, die insbesondere im Bereich der Seitenwände und des Bodens eines Aufnahmebehälters angeordnet sind, versehen sein. Die vorliegende Anmeldung ermöglicht aufgrund der Anbringung von Vorheizmitteln in der Zuleiteinheit und/oder von Heizmitteln im Behälter der Gär- und/oder Lagereinheit eine gleichmäßige und schonende Temperierung von Biomasse und/oder Gärrückständen.
Die Vorrichtung betrifft somit eine Heizvorrichtung zum Temperieren von Biomasse und/oder Gärrückständen für eine Biogasanlage, die zumindest eine Gär- und/oder Lagereinheit mit einem Behälter und einer Zuleiteinheit zum Einleiten von Biomasse und/oder Gärrückständen in den Behälter aufweist, wobei die Heizvorrichtung mindestens ein Vorheizmittel aufweist. Das Vorheizmittel ist hierbei an einer Biomasse und/oder Gärrückstände leitenden Oberfläche der Zuleiteinheit und/oder in der Zuleiteinheit benachbart zu der Biomasse und/oder Gärrückstände leitenden Oberfläche der Zuleiteinheit der Gär- und/oder Lagereinheit angeordnet oder das Vorheizmittel bildet die Biomasse und/oder Gärrückstände leitende Oberfläche der Zuleiteinheit.
Das Vorheizmittel kann insbesondere derart ausgebildet sein, dass eine Oberflächentempera- tur über einen Großteil der Biomasse und/oder Gärrückstände leitenden Oberfläche oder über die gesamte Biomasse und/oder Gärrückstände leitende Oberfläche insbesondere gleichmäßig regelbar ist und/oder dass das Vorheizmittel als Wärmetauscher oder als Kapillarheizung ausgebildet ist. Das Vorheizmittel kann mindestens ein Heizrohrbündel, das parallel zu einer Längsachse des Durchflusskanals angeordnet ist, und/oder mindestens ein Heizrohr, das radial um den Durch- flusskanal gewickelt ist, wobei eine Steigung gleichmäßig oder variabel ist, und/oder Kapillarrohre, die axial oder radial zum Durchflusskanal angeordnet sind, aufweisen, wobei der Rohrquerschnitt des Heizrohres, der Rohre des Heizrohrbündels und/oder der Kapillarrohre
gleichmäßig ist oder über deren Länge variiert.
Das Vorheizmittel kann einen Leitungsrohrabschnitt zum Führen von Biomasse und/oder Gärrückständen und mindestens ein Heizrohrbündel, das parallel zu einer Längsachse des Leitungsrohrabschnitts angeordnet, insbesondere angeschweißt, ist, aufweisen und/oder mindestens ein Heizrohr, das radial um eine äußere Mantelfläche des Leitungsrohrabschnitte gewickelt ist, aufweisen, wobei eine Steigung gleichmäßig oder variabel ist. Ferner kann das Vorheizmittel Kapillarrohre, die axial oder radial zum Leitungsrohrabschnitt an diesem angeordnet, insbesondere angeschweißt, sind, aufweisen, wobei der Rohrquerschnitt des Heizroh- res, der Rohre des Heizrohrbündels und/oder der Kapillarrohre über deren Länge gleich sein oder über deren Länge variieren kann.
Das Vorheizmittel kann in eine Stütze des Behälters der Gär- und/oder Lagereinheit, insbesondere eine Mittelstütze, die als Zuleiteinheit dient, integrierbar sein.
Die Heizvorrichtung kann weiterhin mindestens eine Flächenheizung aufweisen, die in und/oder an einer Behälterwand, einem Boden und/oder einer Abdeckung der Gär- und/oder Lagereinheit anordenbar ist. Die Heizvorrichtung zum Temperieren von Biomasse und/oder Gärrückständen für eine Biogasanlage, die zumindest eine Gär- und/oder Lagereinheit mit einem Behälter und einer Zuleiteinheit zum Einleiten von Biomasse und/oder Gärrückständen in den Behälter enthält, weist mindestens ein Heizmittel auf, wobei das Heizmittel als Flächenheizung ausgebildet ist, die in und/oder an einer Behälterwand, einem Boden und/oder einer Abdeckung der Gär- und/oder Lagereinheit anordenbar ist.
Die Flächenheizung kann als Kapillarrohrnetzmatte ausgebildet sein.
Das Vorheizmittel und/oder die Flächenheizung können insbesondere in einem Bereich, der mit Biomasse und/oder Gärrückständen in Kontakt ist, verschleißfrei ausgebildet sein, wobei das Vorheizmittel und/oder die Flächenheizung insbesondere Stahl oder Edelstahl enthalten oder daraus bestehen können oder zumindest in dem Bereich, der mit Biomasse und/oder Gärrückständen in Kontakt ist, mit einem verschleißfreiem Material, insbesondere mit Kunststoff,
Verschleißschutz und/oder Emaile, beschichtet sein können.
Das Vorheizmittel und/oder die Flächenheizung können Dehnungskompensationselemente, Lustpolster und/oder Isoliermaterialien aufweisen.
Die Heizvorrichtung kann elektrisch regelbar sein, wobei insbesondere das Vorheizmittel und die Flächenheizung unabhängig voneinander regelbar sind.
Die Heizvorrichtung kann weiterhin mindestens einen Temperatursensor aufweisen, der insbesondere im Durchflusskanal und/oder im Behälter der Gär- und/oder Lagereinheit angeordnet sein kann.
Die vorliegende Erfindung betrifft nach einem weiteren Aspekt, für den selbstständig und in Kombination mit anderen Aspekten der Erfindung Schutz begehrt wird, eine Rühreinrichtung für eine Biogasanlage.
Gemäß der Erfindung weist eine Rühreinrichtung für eine Biogasanlage ein Rührwerkzeug zum Mischen von Biomasse und/oder Gärrückständen sowie ein Haltergestell auf. Das Rührwerkzeug enthält eine drehbare Achse und mindestens ein mit der Achse verbundenes Rührblatt, vorzugsweise eine Mehrzahl an mit der Achse verbundenen Rührblättern. Das Haltegestell dient der Lagerung der drehbaren Achse des Rührwerkzeugs und weist mindestens ein Bereich zur Lagerung der Achse, insbesondere zur Lagerung mindestens eines Endes der Achse des Rührwerkzeugs, auf. Das Rührwerkzeug und zumindest ein Teil des Haltegestells sind derart ausgebildet, dass sie in einem Biomasse und/oder Gärrückständen aufnehmenden Gär- und/oder Lagerbehälter einer Gär- und/oder Lagereinheit angeordnet werden können. Die erfindungs gemäße Rühreinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass das Rührwerkzeug und das Haltegestell derart ausgebildet sind, dass das Rührwerkzeug und das Haltegestell vollständig oder zumindest zum Teil aus dem Gär- und/oder Lagerbehälter heraushebbar und/oder in diesen absenkbar sind.
Durch die erfindungsgemäße Gestaltung der Rühreinrichtung wird einerseits eine effektive Umsetzung der Biomasse bzw. der Gärrückstände in dem Gär- und/oder Lagerbehälter gewährleistet und andererseits eine einfache Wartung ermöglichst, ohne dass der Gär- und/oder Lagerbehälter vor der Wartung entleert werden muss.
Nach der Entnahme des Rührwerkzeuges und des Haltegestells kann entweder ein neues Rührwerkzeug und/oder ein neues Haltegestell in den Gär- und/oder Lagerbehälter eingesetzt werden oder die Lager, die vorzugsweise im Berührungsbereich der Achse des Rührwerk- zeugs und dem Haltegestell angeordnet sind, analysiert werden und gegebenenfalls bearbeitet oder ausgetauscht werden und das kontrollierte und gegebenenfalls reparierte Rührwerkzeug und Haltegestell erneut in den Gär- und/oder Lagerbehälter eingebracht werden.
Vorteilhafterweise enthält das Haltegestell zumindest eine Stütze mit einem Bereich zur Lage- rang der Achse des Rührwerks, insbesondere zur Lagerang eines Endes der Achse des Rührwerkzeugs. Als Rührwerkzeug kann beispielsweise ein Propellerrührer oder ein
Tauchmotorrührer zum Einsatz kommen. Die Stütze ist dabei vorzugsweise vertikal ausgerichtet. Alternativ kann das Haltegestell zumindest zwei Stützen mit jeweils einem Bereich zur Lagerung der Achse des Rührwerks, insbesondere zur Lagerung je eines Endes der Achse des Rührwerkzeugs, aufweisen. Im Falle eines Haltegestells mit zwei Stützen kann das Rührwerkzeug beispielsweise als Horizontalpaddelrührwerk ausgebildet sein. Unter dem Bereich zur Lagerang der Achse des Rührwerkzeugs jeder Stütze kann ein Bereich, der die Form einer Lagerkomponente annimmt, oder ein Bereich, der in dem zumindest eine Lagerkomponente angeordnet ist, verstanden werden. Als Lager können beispielsweise Axiallager, Radial- Axiallager, Gleitlager, Magnetlager, Kugellager und/oder Lager in Form eines Kugelkopfs in einer Pfanne zum Einsatz kommen, wobei zumindest eine Komponente des Lagers vorteilhafterweise aus Metal und/oder Kunststoff, insbesondere selbstschmierenden Kunststoff, besteht oder zumindest eines dieser Materialien enthält.
Vorzugsweise kann das Haltegestell als Rührwerkzeugrahmen ausgebildet sein, der zwei Stützen sowie eine die Stützen verbindende Verstrebung aufweist. Die Stützen sind dabei vorzugsweise parallel zueinander ausgerichtet und können beispielsweise vertikal angeordnet sein. Die Verstrebung dient insbesondere der Verbindung von unteren Enden der Stützen und ist vorzugsweise horizontal ausgerichtet. Im Gegensatz zu einem Haltegestell das lediglich eine oder zwei Stützen enthält ist ein Rührwerkzeugrahmen wesentlich stabiler und erleichtert
das Einführen und Entnehmen des Rührwerkzeugs sowie des Haltegestells aus dem Gär- und/oder Lagerbehälter.
Das Rührwerkzeug kann als Horizontalpaddelrührwerk, als Propellerrührer, als
Tauchmotorrührer, als Langwellenrührwerk, als Stabmixer, als Haspelrührwerk und/oder als Vertikalpaddelrührwerk ausgebildet sein. Bei Verwendung eines Haltegestells in Form eines Rührwerkzeugrahmens mit zwei vertikal ausgerichteten Stützen ist das Rührwerkzeug vorteilhafterweise als Horizontalpaddelrührwerk ausgebildet. Das Halte gesteil ist vorteilhafterweise derart ausgebildet, dass es in mindestens einer Ausnehmung in einer Seitenwand des Gär- und/oder Lagerbehälters oder einer Außenwand einer Mittelstütze des Gär- und/oder Lagerbehälters führbar ist. Die Ausnehmung ist vorteilhafterweise als Längsschacht ausgebildet, so dass die mindestens eine Stütze des Haltegestells parallel zu dem Längsschacht, der vorzugsweise vertikal ausgerichtet ist, in vertikaler Richtung ein- und ausführbar ist. Im Falle eines Halte gestells, das zumindest zwei Stützen aufweist, ist eine Stütze derart ausgebildet, dass sie in einen ersten Längsschacht in einer Seitenwand des Gär- und/oder Lagerbehälters einführbar ist, und die zweite Stütze ist derart ausgebildet, dass sie in einen zweiten Längsschacht in einer Seitenwand des Gär- und/oder Lagerbehälters oder in einer Außenwand der Mittelstütze des Gär- und/oder Lagerbehälters einschiebbar ist.
Ist das Haltegestell in Form eines Rührwerkzeugrahmens ausgebildet und verbindet die Verstrebung die beiden unteren Enden der beiden Stützen, so kann die Verstrebung derart ausgebildet sein, dass sie in eine Ausnehmung, insbesondere eine Schiene, die die beiden Längsschächte miteinander verbindet, im Boden des Gär- und/oder Lagerbehälters einschiebbar ist.
Das Haltegestell kann weiterhin derart ausgebildet sein, dass das Rührwerkzeug im Gär- und/oder Lagerbehälter höhenverstellbar ist, insbesondere dass die Höhe des Rührwerkzeugs, während sich das Rührwerkzeug im Gär- und/oder Lagerbehälter befindet, insbesondere automatisch einstellbar ist.
Die Rühreinrichtung kann weiterhin einen Motor sowie einen Antrieb zum Bewegen des Rührwerkzeugs aufweisen. Der Antrieb ist vorteilhafterweise zumindest bereichsweise in das Haltegestell aufgenommen. Bevorzugt ist der Antrieb in einer der Stützen derart angeordnet, dass er zwar mit einem Ende der Achse des Rührwerkzeugs verbunden ist, nicht jedoch in
Kontakt mit dem Inhalt des Gär- und/oder Lagerbehälters, d.h. in Kontakt mit der Biomasse bzw. den Gärrückständen, ist. Der Motor kann sowohl innerhalb als auch außerhalb des Gär- und/oder Lagerbehälters angeordnet sein. Um jedoch den Kontakt des Motors mit der Biomasse bzw. der Gärrückständen weitgehend zu vermeiden, ist es vorteilhaft, den Motor au- ßerhalb des Gär- und/oder Lagerbehälters anzuordnen. Der Motor kann dabei als Hydraulikmotor bzw. Hydraulikzylinder, der vorzugsweise durch eine Zentralhydraulik betreibar ist, ausgebildet sein.
Die Rühreinrichtung weist zur Lagerung des Rührwerkzeugs selbstschmierende Lager auf. Diese sind vorzugsweise im Berührungsbereich zwischen der Achse des Rührwerkzeugs, insbesondere mindestens einem Endes bzw. beide Enden der Achse des Rührwerkszeugs, und dem Haltegestell angeordnet. Durch die Verwendung von selbstschmierenden Lagern wird der Verschleiß der Lager verringert und eine längere Betriebsdauer sowie eine seltenere Wartung ermöglicht. Die selbstschmierenden Lager enthalten dabei Komponenten, die aus selbst- schmierendem Kunststoff ausgebildet sind, wobei der selbstschmierende Kunststoff Kapsel mit festem oder flüssigem Schmierstoff enthält. Der Kunststoff kann vorteilhafterweise Polytetrafluorethylen umfassen.
Das mindestens eine Rührblatt kann flächig oder kellenförmig ausgebildet sein. Besonders vorteilhaft sind flächige Rührblätter in Form eines Mehrecks, insbesondere eines Rechtecks, oder in Form eines Ovals. Das Rührblatt kann dabei direkt an der Achse des Rührwerkzeugs befestigt sein oder über einen Schaft mit der Achse des Rührwerks verbunden sein. Durch die Form und Ausbildung des Rührblatts kann eine optimale Umsetzung der Biomasse bzw. der Gärrückstände erreicht werden.
Umfasst das Rührwerkzeugs mehr als ein Rührblatt, so können die Rührblätter gleiche oder unterschiedliche Größe aufweisen. Die Größe ist dabei derart angepasst, dass eine optimale Umwälzung gewährleistet wird. Zusätzlich oder alternativ kann die Form der Rührblätter des Rührwerkzeugs gleich oder unterschiedlich sein und an die Umwälzbedingungen angepasst sein.
Das Rührwerkzeug und/oder das Haltegestell können vorzugsweise hohl ausgebildet sein, wobei vorzugsweise die Hohlräume dicht gegenüber der Biomasse und/oder den Gärrückständen ausgebildet sind. Die Hohlräume sind vorzugsweise mit Gas, insbesondere mit Luft,
gefüllt. Durch die hohle Ausgestaltung des Rührwerkzeugs und/oder des Haltegestells wird die Entnahme der beiden Komponenten erleichtert, da ihr Gewicht reduziert ist. Vorteilhafterweise sind das Rührwerk und/oder das Haltegestell zumindest bereichsweise aus einem verschleißfreien Material ausgebildet. Insbesondere enthalten das Rührwerk, insbesondere die Achse und/oder das Haltegestell Stahl oder Edelstahl oder bestehen aus einem dieser Materialien. Das mindestens eine Rührblatt kann ebenfalls aus Stahl oder Edelstahl geformt sein oder aber Keramik enthalten oder daraus bestehen.
Die Ausbildung von Hohlräumen im Haltegestell, insbesondere in zumindest einer Stütze, ist weiterhin von Vorteil, da der Antrieb zumindest teilweise darin aufgenommen werden kann und somit vor negativen Einflüssen durch den Kontakt mit Biomasse und/oder Gärrückständen geschützt ist.
Die Rühreinrichtung kann weiterhin einen Hydraulikzylinder aufweisen, der derart ausgebil- det ist, dass er das Rührwerkzeug und das Haltegestell aus dem Gär- und/oder Lagerbehälter herausheben und in diesen absenken kann. Die Entnahme des Rührwerkzeugs sowie des Haltegestells erfolgt somit vorzugsweise automatisch.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Biogasanlage mit mindestens einer Gär- und/oder Lagereinheit sowie mit mindestens einer erfindungsgemäßen Rühreinrichtung. Die Gär- und/oder Lagereinheit enthält zumindest einen Gär- und/oder Lagerbehälter, in den die Rühreinrichtung zumindest teilweise absenkbar ist und aus dem die Rühreinrichtung zumindest teilweise heraushebbar ist. Die Rühreinrichtung weist ein Rührwerkzeug zum Mischen von Biomasse und/oder Gärrückständen, das eine drehbare Achse und mindestens ein mit der Achse verbundenes Rührblatt enthält, und ein Haltegestell, das in mindestens einen Bereich zur Lagerung des Rührwerkzeugs enthält, auf, wobei das Rührwerkzeugs und das Haltegestells derart ausgebildet sind, dass sie vollständig oder zumindest zum Teil aus dem Gär- und/oder Lagerbehälter herausgehoben und in diesen abgesenkt werden können. Die Rühreinrichtung kann weiterhin die in den vorhergehenden Abschnitten beschriebenen Merkmale aufweisen. Die Gär- und/oder Lagereinheit kann beispielsweise eine Mittelstütze aufweisen, die in dem Gär und oder Lagerbehälter zentral oder dezentral angeordnet ist und der Stützung der Decke des Gär- und/oder Lagerbehälters dient. Die Mittelstütze kann oval oder mehreckig ausgebildet. Die Mittelstütze des Gär- und/oder Lagerbehälters kann an ihrer
Außenseite einer Ausnehmung, insbesondere einen Längs Schacht, zur Aufnahme des Haltegestells aufweisen. Zusätzlich oder alternativ kann der Gär- und/oder Lagerbehälter an seiner Seitenwand eine Ausnehmung, insbesondere ein Längsschacht, zur Aufnahme des Haltegestells aufweißen. Je nach Ausbildung des Haltegestells kann das Haltegestell in die Ausneh- mung der Mittelstütze des Gär- und/oder Lagerbehälters und/oder in die Ausnehmung an der Seitenwand des Gar- und/oder Lagerbehälters eingeführt und herausgeführt werden.
Alternativ kann der Gar- und/oder Lagerbehälter ringförmig oder ringsegmentförmig ausgebildet sein und zwei einander gegenüberliegenden Seitenwände, insbesondere eine Innenwand und eine gegenüberliegende Außenwand, aufweisen. Die Innenwand und/oder die Außenwand können je eine Ausnehmung, insbesondere je einen Längsschacht, aufweisen, um das Haltegestell aufzunehmen. Je nach Ausgestaltung des Haltegestells kann dieses in die Ausnehmung der Innenwand und/oder der Außenwand eingeführt werden. Somit wird ein fester Halt des Rührwerkzeugs sowie des Haltegestells gewährleistet ohne jedoch das Haltegestell irreversibel im Gär- und/oder Lagerbehälter befestigen zu müssen.
Der Gär- und/oder Lagerbehälter und gegebenenfalls die Mittelstütze im Behälter können aus Stahl und/oder Beton geformt sein. Vorzugsweise ist der Behälterboden aus Stahl, während die Behälterwände sowie die Behälterdecke aus Beton gebildet sind.
Die jeweiligen Ausnehmungen bzw. Längsschächte in den Behälterwänden bzw. der Mittelstütze des Gär- und/oder Lagerbehälters sind vorzugsweise gegossen. Alternativ können die Ausnehmungen bzw. Längsschächte jedoch auch nachträglich in die Seitenwände des Behälters bzw. die Mittelstütze eingebracht sein.
Die Decke des Gär- und/oder Lagerbehälters weist vorzugsweise eine Öffnung zum Einbringen und/oder Entnehmen der Rühreinrichtung in den und/oder aus dem Gär- und/oder Lagerbehälter auf. Diese Öffnung ist außerdem dazu geeignet, beispielsweise einen Minibagger oder andere Werkzeuge für Wartungsarbeiten in den Gär- und/oder Lagerbehälter einzubrin- gen. Die Öffnung zum Einbringen und/oder Entnehmen der Rühreinrichtung sowie gegebenenfalls eines Minibaggers oder weiteren Werkzeuge kann mit Hilfe einer Abdeckung verschlossen werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Wartung einer Rühreinheit einer Biogasanlage. Gemäß dem Verfahren wird eine erfindungsgemäße Rühreinrichtung, wie sie insbesondere in den vorhergehendem Abschnitten beschrieben wurde, insbesondere über eine Öffnung in einer Decke des Gär- und/oder Lagerbehälter aus einem Gär- und/oder La- gerbehälter einer Biogasanlage entnommen. Anschließend wird die Rühreinrichtung, insbesondere das Rührwerkzeug und das Haltegestell, insbesondere die Lager, die im Berührungsbereich zwischen der Achse des Rührwerkzeugs und dem Haltegestell angeordnet sind, überprüft und gegebenenfalls repariert. Abschließend wird die Rühreinrichtung oder eine Austauschrühreinrichtung mit den Merkmalen der verschlissenen Rühreinrichtung in den Gär- und/oder Lagerbehälter eingeführt.
Insbesondere wird das Rührwerkzeug sowie das Haltegestell entlang von insbesondere vertikal ausgerichteten Längs Schächten in der Behälterwand und/oder einer Mittelstütze vertikal nach oben gezogen und nach Überprüfung und gegebenenfalls Reparatur oder Austausch ent- lang der Längsachsen der Längsschächte zurück in den Gär- und/oder Lagerbehälter eingeschoben. Durch die mechanische Führung des Haltegestells entlang der Längsschächte wird eine stabile Befestigung innerhalb des Gär- und/oder Lagerbehälters gewährleistet, die dann noch reversibel ist, so dass eine Entnahme der Rühreinrichtung möglich ist. Die vorliegende Anmeldung stellt somit eine Rühreinheit, eine Biogasanlage sowie ein Verfahren zur Wartung der Rühreinheit zu Verfügung, die eine hohe Lebensdauer der Rühreinheit sowie einen geringen Wartungsaufwand besitzen.
Die Erfindung betrifft somit eine Rühreinrichtung für eine Biogasanlage mit einem Rühr- Werkzeug zum Mischen von Biomasse und/oder Gärrückständen, das eine drehbare Achse und mindestens ein mit der Achse verbundenes Rührblatt, vorzugsweise eine Mehrzahl an mit der Achse verbundener Rührblätter, aufweist, und mit einem Haltegestell, in dem mindestens ein Bereich zur Lagerung der Achse des Rührwerkzeugs ausgebildet ist, wobei das Rührwerkzeug und zumindest ein Bereich des Halte gestells in einem Biomasse und/oder Gärrück- stände aufnehmenden Gär- und/oder Lagerbehälter einer Gär- und/oder Lagereinheit anordenbar ist. Das Rührwerkzeug und das Haltegestell sind vollständig oder zumindest zum Teil aus dem Gär- und/oder Lagerbehälter heraushebbar und/oder in den Gär- und/oder Lagerbehälter absenkbar.
Das Haltegestell kann zumindest eine Stütze mit einem Bereich zur Lagerung der Achse des Rührwerkzeugs, insbesondere zumindest zwei Stützen mit je einem Bereich zur Lagerung je eines Endes der Achse des Rührwerkzeugs, aufweisen. Das Haltegestell kann als Rührwerkzeugrahmen ausgebildet sein, der insbesondere zwei Stützen, die im Wesentlichen parallel zueinander, insbesondere vertikal, ausgerichtet sind, und eine Verstrebung, die insbesondere die unteren Enden der Stützen miteinander verbindet, aufweist. Das Rührwerkzeug kann als Horizontalpaddelrührwerk ausgebildet sein.
Das Haltegestell, insbesondere die mindestens eine Stütze, kann derart ausgebildet sein, dass es in mindestens einer Ausnehmung, insbesondere in mindestens einem Längsschacht, die in einer Seitenwand des Gär- und/oder Lagerbehälters oder einer Außenwand einer Mittelstütze des Gär- und/oder Lagerbehälters ausgebildet ist, führbar ist.
Die Rühreinrichtung kann einen Motor und einen Antrieb zum Bewegen des Rührwerkzeugs aufweisen, wobei der Antrieb zumindest bereichsweise in dem Haltegestell aufgenommen ist und der Motor insbesondere außerhalb des Gär- und/oder Lagerbehälters anordenbar ist.
Die Rühreinrichtung kann zur Lagerung des Rührwerkzeugs selbstschmierende Lager, die insbesondere im Berührungsbereich zwischen der Achse des Rührwerkzeugs und der Achse des Rührwerkzeugs ausgebildet sind, aufweisen. Das mindestens eine Rührblatt kann flächig, insbesondere in Form einer Mehrecks, insbesondere eines Rechtecks, oder eines Ovals, ausgebildet sein, wobei das Rührblatt direkt an der Achse des Rührwerkzeugs befestigt oder über einen Schaft mit der Achse des Rührwerkzeugs verbunden sein kann. Die Rührblätter eines Rührwerkzeugs können mit mehreren Rührblättern die gleiche oder unterschiedliche Größe und/oder Form aufweisen.
Das Rührwerkzeug und/oder das Haltegestell können hohl ausgebildet sein, wobei die Hohlräume vorzugsweise mit Gas, insbesondere mit Luft, gefüllt sind.
Der Antrieb des Rührwerkzeugs kann in einem Hohlraum im Haltegestell, insbesondere einer Stütze, zumindest teilweise aufgenommen ist. Die Gär- und/oder Lagereinheit einer Biogasanlage kann eine Mittelstütze, die im Gär- und/oder Lagerbehälter angeordnet ist, aufweisen, wobei die Mittelstütze an ihrer Außenseite und/oder der Gär- und/oder Lagerbehälter an einer Seitenwand je eine Ausnehmung, insbesondere je einen Längsschacht, zur Aufnahme des Haltegestells aufweisen kann oder der Gär- und/oder Lagerbehälter kann ringförmig ausgebildet sein und der Gär- und/oder Lagerbehälter kann an seiner Innenwand und/oder an seiner gegenüberliegenden Außenwand je eine Ausnehmung, insbesondere je einen Längsschacht, zur Aufnahme des Haltegestells aufweisen.
Eine Decke des Gär- und/oder Lagerbehälters einer Biogasanlage kann eine Öffnung zum Einbringen und/oder Entnehmen der Rühreinrichtung in den und/oder aus dem Gär- und/oder Lagerbehälter aufweisen, die insbesondere mittels einer Abdeckung verschließbar sein kann.
Das Verfahren zur Wartung einer Rühreinrichtung einer Biogasanlage, wie oben beschrieben, kann folgende Schritte aufweisen:
a) Entnehmen des Rührwerkzeugs und des Haltegestells aus dem Gär- und/oder Lager- behälter einer Biogasanlage;
b) Überprüfen des Rührwerks und des Halteelements, insbesondere der Lager im Berührungsbereich der Achse des Rührwerkzeugs mit dem Halteelement, und, sofern eine Reparatur oder ein Austausch nötig ist, Reparieren oder Austauschen des Rührwerks und/oder des Haltegestells oder einzelner Komponenten dieser, insbesondere der Lager; und
c) Einführen des Rührwerks und des Haltegestells in den Gär- und/oder Lagerbehälter.
Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, für den selbstständig und in Kombination mit einem der anderen Aspekte der Erfindung Schutz begehrt wird, weist eine Rühreinrichtung für eine Biogasanlage einen Schwerkraft-Substratmischer auf, der einen durch eine Membran zweigeteilten Behälter aufweist, wobei die Behälterhälften mit unterschiedlichen Medien befüllbar sind, so dass das Gewicht des Behälters verändert wird und der Behälter in der zu durchmischenden Flüssigkeit aufsteigen und absinken kann.
Der Behälter kann eine Kugel sein.
Der Behälter kann Mischeinrichtungen, wie Flügel, Lochbleche, Ablenkeinrichtungen und dergleichen aufweisen, die von dem Behälter nach außen vorstehen können.
Der Schwerkraft-Mischer kann eine Führungseinrichtung aufweisen, entlang sich der Behälter auf und ab bewegen kann.
Der Schwerkraft - Substratmischer kann eine Pump - und/oder Saugeinrichtung aufweisen, mit der mindestens ein Medium, vorzugsweise verschiedene Medien in mindestens eine Behälterhälfte gepumpt oder wieder heraus gesaugt werden kann.
Der Behälter des Schwerkraft - Substratmischers kann mindestens zwei separate Zugangsleitungen zu dem Behälter, insbesondere jeweils eine zu einer Behälterhälfte aufweisen.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
Nachfolgend werden einige Ausführungsbeispiele einer Biogasanlage und ihrer Komponenten gemäß der Erfindung anhand der Figuren näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 die Außenansicht einer erfindungs gemäßen Biogasanlage;
Fig. 2 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Biogasanlage gemäß der Erfindung;
Fig. 3 einen Querschnitt durch eine zweite erfindungsgemäße Biogasanlage;
Fig. 4 einen weiteren Schnitt durch die in Fig. 3 gezeigte Biogasanlage;
Fig. 5 die perspektivische Ansicht einer Biogasanlage, wobei der ringförmige Gasspeicher nicht gezeigt ist, und
Fig. 6 bis 52 Darstellungen weiterer Ausführungsbeispiele und Details davon.
AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Weitere Vorteile, Kennzeichen und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen deutlich. Allerdings ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt.
Fig. 1 zeigt die Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Biogasanlage, die einen zylinderförmigen Fermenter 1, einen ringförmigen Nachgärer 2 sowie einen ringförmigen Gasspeicher 3 aufweist, der eine ringförmige Öffnung 20 des Nachgärers 2 überlappt. Fig. 1 zeigt weiterhin eine Öffnung 40 im Bereich einer Abdeckung 10 des Fermenters 1 sowie einen
Dosierbehälter 5 mit einem vorderen Bereich 50, in dem eine Einbringschnecke 6 zum Transport der Biomasse in den Fermenter 1 vorgesehen ist, und einen hinteren Bereich 51, in dem ein hydraulisch betätigbarer Mechanismus zur Beförderung der Biomasse in Richtung der Einbring Schnecke 6 enthalten ist. Fig. 2 zeigt nun einen Querschnitt durch die Biogasanlage der Fig. 1. Mittig ist der zylinderförmige Fermenter 1 angeordnet, der einen Boden 11, eine Seitenwand 12 in Form einer Zylindermantelfläche und eine Abdeckung 10 aufweist. Im Zentrum des Fermenters 1 ist eine Mittelstütze 7 angeordnet, der die Einbring Schnecke 6 zumindest teilweise beherbergt. Die Mittelstütze 7 dient insbesondere der Stabilisierung der Fermenterdecke 10 sowie der Vorwärmung der Biomasse, während diese in den Fermenter 1 eingebracht wird.
Die Einbringschnecke 6 ist im vorliegenden Beispiel als Steigschnecke 60 mit Mitnehmern 61 ausgeführt. Am unteren Ende der Steigschnecke 60 ist ein Kugelkopf 61 angeordnet, der in einer Pfanne 63 vorzugsweise aus selbstschmierendem Kunststoff, die in dem Boden 11 des Fermenters 1 eingelassen ist, gelagert ist. Auf der Abdeckung 10 des Fermenters 1 ist der Dosierungsbehälter 5 angeordnet. Der Dosierungsbehälter 5 enthält ein Schubwandsystem 52, das eine Wand 520, ein Hydrauliksystem 521 sowie ein dosierbares Feststellelement 522 aufweist, das in eine Leiste 523 mit Kerben 524 eingreift, die im Bodenbereich des
Dosierbehälters 5 angeordnet ist. Die Wand 520 trennt somit den vorderen Bereich 50 vom hinteren Bereich 51 des Dosierbehälters 5, wobei der vordere Bereich 50 zur Aufnahme von Biomasse ausgebildet ist, während der hintere Bereich 51 die Hydraulik beherbergt. Das Schubwandsystem 52 ist derart ausgebildet, dass das Befestigungselement 522 in eine Kerbe 524 der Leiste 523 eingreift und auf hydraulische Art und Weise die Schubwand 520 in Richtung der Eintrag Schnecke 6 bewegt. Ist die Schubwand 520 an einer weiteren Kerbe ange- langt, verrastet diese und das Befestigungselement 522 wird in Richtung der Eintrag Schnecke 6 weiter bewegt, bis es in eine weitere Kerbe 524 einrastet. Anschließend beginnt wiederum eine Bewegung der Schubwand 520. Das Schubwandsystem 52 ist derart eingestellt, dass es über einen Zeitraum von beispielsweise 24 Stunden kontinuierlich Biomasse in Richtung der Eintragschnecke 6 bewegt, bis das Schubwandsystem 52 am nächsten Tag in eine Ausgangs-
Position gebracht wird und der vordere Bereich 50 erneut mit Biomasse gefüllt wird. Der Dosierungsbehälter 5 gewährleistet somit eine kontinuierliche Zuführung von Biomasse.
Der Fermenter 1 ist von einem ringförmigen Nachgärer 2 umgeben, der eine innere Wandung, die in Form einer Zylindermantelfläche ausgebildet ist und gleichzeitig die Außenwand 12 des Fermenters 1 bildet, eine Bodenfläche 21, eine Außenwand in Form einer Zylindermantelfläche 22 sowie eine obere Öffnung 20 aufweist. Im Bereich der oberen Öffnung 20 ist eine Entschwefelungseinheit 80 zur Abscheidung von Schwefel aus dem Biogas in Form eines Holzgitterrosts vorgesehen. An der Außenseite der Außenwand 22 des Nachgärers 2 kann eine weitere Vorrichtung zum Entschwefeln in Form eines Holzzauns 81 angeordnet sein, der sich über einen weiten Bereich der Außenseite der Seitenwand 22 erstreckt.
Der Gasspeicher 3 wird durch eine wulstartige Folie mit einem äußeren Randbereich 30 und einem inneren Randbereich 31 gebildet. Der äußere Randbereich 30 ist mit dem Boden 21 des Nachgärers 2 umlaufend verbunden. Der innere Randbereich 31 überdeckt teilweise den Lattenrost 80 im Bereich der Öffnung 20 des Nachgärers 2, sodass die Folie 3 beabstandet vom inneren Randbereich 31 mit einem Bereich 32 an der Außenseite der Außenwand 12 des Fermenters 1 umlaufend befestigt ist. Die Folie des Gasspeichers 3 ist flexibel und dehnbar ausgebildet, sodass sich ihre Form an den Füllgrad des Gasspeichers anpasst.
Fig. 3 zeigt nun ein weiteres Beispiel für eine erfindungsgemäße Biogasanlage mit einem zylinderförmigen Fermenter 1, einem ringförmigen, den Fermenter 1 umgebenden Nachgärer 2 sowie einem ringförmigen, den Nachgärer 2 umgebenden Gasspeicher 3. Der Fermenter 1 ist dabei entsprechend dem Fermenter 1 der Fig. 2 ausgebildet und wird daher nicht näher be- schrieben. Entsprechend ähneln auch der Dosierbehälter 5, die Mittelstütze 7 sowie die Eintragschnecke 6 denen der Fig. 2. Im Gegensatz zu Fig. 2 ist die Öffnung 20 des
Nachgärers 2 mit einer Abdeckung 23 versehen, die in einer Ebene mit der Abdeckung 10 des Fermenters 1 angeordnet ist. Unterhalb der Abdeckung 23 ist der Lattenrost 80 zur Entschwefelung angeordnet.
Der Gasspeicher 3 ist wulstartig um den Nachgärer 2 angeordnet und enthält eine Folie, die einen äußeren Randbereich 30 sowie einen Innenrandbereich 31 aufweist. Der äußere Randbereich 30 ist im unteren Fünftel der Außenseite der Seitenwand 22 des Nachgärers 2 befestigt. Der innere Randbereich 31 ist zwischen der Oberkante der Seitenwand 22 und der Abde-
ckung 23 des Nachgärers 22 umlaufend befestigt, wobei die Seitenwand 22 in ihrem oberen Bereich Öffnungen für den Gasdurchtritt aufweist (nicht dargestellt). Im Beispiel der Fig. 3 weist der Gasspeicher 3 einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt mit abgerundeten Außenkanten auf und seine Oberseite 33 bildet im Wesentlichen eine Ebene mit der Abde- ckung 10 und der Abdeckung 23 des Fermenters 1 bzw. des Nachgärers 2. Alternativ kann auch die Oberseite 33 des Gasspeichers 3 haubenartig ausgebildet sein und die Abdeckung 23 und gegebenenfalls die Abdeckung 10 überragen.
Fig. 4 zeigt einen weiteren Querschnitt durch die in Fig. 3 dargestellt Biogasanlage, wobei die Schnittlinie der Fig. 4 senkrecht zu der der Fig. 3 ausgerichtet ist. Im Gegensatz zu Fig. 3 zeigt die Fig. 4 in der Abdeckung 10 des Fermenters 1 die Öffnung 40 für einen
entnehmbaren Rührer 4. Der Rührer 4 enthält zwei vertikal ausgerichtete Stützen 41 sowie eine Querachse 42, an der Rührpaddel 43 angebracht sind. Die Stützen 41 sowie die Querachse 42 und gegebenenfalls die Rührpaddel 43 sind vorzugsweise hohl ausgebildet, um ihr Ei- gengewicht zu reduzieren. Die Rührpaddel 43 können in beliebiger Weise ausgestaltet sein und sind nicht auf die in Fig. 4 dargestellten Paddel 43 mit rechteckigen Paddelblättern 44 beschränkt.
Weiterhin ist an der Außenseite der Außenwand 12 des Fermenters 1 bzw. der Innenwand des Nachgärers 2 eine Heizmatte 9 angeordnet, um die Temperatur im Fermenter 1 sowie dem Nachgärer 2 gezielt regulieren zu können. Die übrigen Merkmale des Fermenters 1, des Nachgärers 2 sowie des Gasspeichers 3 entsprechen der Ausgestaltung der Fig. 3.
Fig. 5 zeigt nun eine erfindungsgemäße Biogasanlage, wobei die Abdeckung 10 des Fermen- ters 1 sowie der Gasspeicher 3, die Abdeckung 23 des Nachgärers 2 sowie der Lattenrost 80 nicht dargestellt sind. Im Zentrum des Fermenters 1 ist die Mittelstütze 7 dargestellt, die in ihrer unteren Hälfte seitlich eine Öffnung 70 zum Ausgeben der Biomasse aufweist. Oberhalb der Stütze 7 ist der Dosierbehälter 5, aus dem die Eintragschnecke 6 hervorragt, dargestellt, wobei sich die Ausgestaltung der Eintragschnecke 6 sowie des Dosierungsbehälters 5 nicht von der in der Fig. 2 beschriebenen Ausführungsform unterscheidet. An der Außenseite der Außenwand 12 des Fermenters 1 ist eine Heizmatte 90 angeordnet. Weiterhin ist an der Außenseite der Außenwand 22 des Nachgärers 2 eine Heizschnecke 91 angeordnet.
Hinsichtlich der Figuren wurden lediglich zylinderförmige Gärvorrichtungen bzw. Fermenter und ringförmige Gär- und/oder Lagereinheiten vorgeschlagen. Alternativ sind auch quaderförmige Gärvorrichtungen denkbar, die von einer rahmenartig ausgebildeten Gär- und/oder Lagereinheit sowie einem rahmenartig ausgebildeten Gasspeicher umgeben ist.
Die Fig. 6 zeigt in einer perspektivischen Darstellung eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Biogasanlage 100, die ringförmig aufgebaut ist und die eine zentrale Substratzufuhr 101 aufweist, um Biomaterial zum Vergären in die Biogasanlage 100 zuzuführen. Die Biomaterialzufuhr 101 ist auf der Decke 102 angeordnet, so dass das Biomaterial zentral in die Biogasanlage 100 eingeführt werden kann. Die Decke umfasst verschiedene Deckel 103, die Öffnungen verschließen, in denen ein Rührwerk angeordnet ist.
An der Decke 102 der Biogasanlage 100 ist die ringförmige Struktur mit einem zentralen Fermenter, einem diesen ringförmig umgebenden Nachgärer und einem äußeren Gaslager 104 zu erkennen. Die Biogasanlage 100 ist zweistöckig aufgebaut, wobei unter dem Fermenter ein Endlager 109 vorgesehen ist, welches durch eine bereits vorhandene Grube gebildet werden kann.
In der Fig. 6 sind weiterhin in der Decke Öffnungen bzw. Verschlüsse bzw. Deckel 107 zu erkennen, die die Anordnung eines Schwerkraft-Substratmischers in den jeweiligen Behältern ermöglichen. Darüber hinaus ist ein Rahmen 108 zu erkennen, der zu einer heb- und senkbaren Rühreinrichtung gehört. Weiter findet man an der Decke der Biogasanlage 100 einen Pumpenschacht 106, der im Detail später erläutert wird. Die Fig. 7 zeigt eine Schnittansicht der Biogasanlage der Fig. 6 mit dem Fermenter 111, dem Nachgärer 110, dem Gaslager 104 und dem Endlager 109. Statt ein Endlager 109 aufzunehmen, kann die im Untergeschoss angeordnete Kammer auch als Hydrolysebehälter, als Vorgrube oder in sonstiger geeigneter Form genutzt werden. Im Nachgärer 110, der den Fermenter ringförmig umschließt, sind Holz-Lattenroste 113 bzw. Kunststoffnetze 114 vorgese- hen, die für eine Entschwefelung des Biogases sorgen. Entsprechende Netze können auch im Gasspeicher 104 vorgesehen sein, wobei sie hier die flexible Hülle des Gasspeichers 104 zusätzlich halten können.
Die zentrale Substratzufuhr 101 weist einen Schiebebehälter 115 auf, in dem das Biomaterial eingegeben wird und der das Biomaterial durch verschiebbare Komponenten in Richtung der Förderschnecke 116 befördert, die das Biomaterial durch eine zentrale Stütze 117 in den Fermenter 111 befördert.
Die Fig. 8 zeigt die Biogasanlage 100 in einem Schnitt, der senkrecht zu dem Schnitt der Fig. 7 ausgeführt ist. In dieser Darstellung ist zu erkennen, dass an der Zuführschnecke 116 im oberen Bereich zusätzliche Paddel 118 vorgesehen sind, die eine Förderung des Biomaterials zur Schnecke bewirken. Außerdem ist zu erkennen, dass die Mittelstütze zwei Montage- bzw. Revisions Schächte links und rechts von dem Zuführschacht sowie eine Schmierleitung um- fasst, die das Lager der Schnecke mit Schmierstoff versorgt. Zwischen den Montageschächten und dem Zuführschacht ist ein Wärmetauscher angeordnet.
Darüber hinaus zeigt die Fig. 8 den Schwerkraft-Substratmischer im angehobenen Zustand, während in der Fig. 7 der Schwerkraft-Substratmischer im abgesenkten Zustand zu sehen ist. Durch die Auf- und Abbewegung kann eine Vermischung des Inhalts des Fermenters 111 erfolgen. Zusätzlich sind weitere Rührwerke 119 und 120 dargestellt, die als Paddelrührwerke mit horizontaler Drehachse ausgeführt sind. Das Rührwerk 119 ist als heb- und senkbares Rührwerk ausgebildet, wobei die Drehachse des Paddelrührwerks in dem Rahmen 108 auf und ab gefahren werden kann. Ein entsprechendes Rührwerk ist auch in dem Nachgärer vorgesehen.
Weiterhin sieht man in der schrägen Schnittdarstellung der Fig. 8 die Gasleitung 121 zur Entnahme des Biogases aus dem Fermenter, dem Nachgärer und dem Gaslager. Das Rührwerk 120 und das Rührwerk 122 können gemeinsam durch einen Motor angetrieben werden, der im Montageschacht der Mittelstütze angeordnet ist. Durch Verschieben einer axial verstellbaren Drehachse kann das Rührwerk 122 mit dem Rührwerk 120 gekoppelt bzw. können beide voneinander gelöst werden, so dass nicht beide Rührwerke gleichzeitig miteinander drehen müssen.
Die Fig. 9 und 10 zeigen die Schnittdarstellungen der Figuren 7 und 8 in entsprechenden Strichzeichnungen.
Die Figuren 11 bis 15 zeigen in ähnlichen Darstellungen wie die Figuren 6 bis 10 eine weitere Ausführungsform einer weiteren Biogasanlage 200, die sich im Wesentlichen von der vorangegangenen Ausführungsform darin unterscheidet, dass das Gaslager 204 eine teilweise gemauerte Kammer aufweist, wobei die Außenwand bis zur Hälfte oder bis zu Dreiviertel oder Zweidrittel der Höhe der Wand der Fermenter- oder der Nachgärkammer gebaut ist.
Die Figuren 16 bis 20 zeigen wiederum in ähnlicher Darstellung eine weitere Ausführungsform einer Biogasanlage 300, die sich von den Ausführungsformen der Figuren 6 bis 15 dadurch unterscheidet, dass nur eine einstöckige Bauweise mit einer ringförmigen Anordnung von Fermenter 311, Nachgärer 312, Endlager 313 und Gasspeicher 314 vorgesehen ist. Der Gasspeicher 314 ist nur durch eine halbhohe Mauer ähnlich der Ausführungsform der Figuren 10 bis 15 von dem Endlager 313 getrennt.
Die Figuren 21 bis 25 zeigen das Ausführungsbeispiel einer Biogasanlage 400, die den Aus- führungsformen der Figuren 1 und 2 sowie 6 bis 10 ähnelt. Bei der Biogasanlage 400 wird wiederum eine vorhandene Bestandsgrube verwendet, auf die die restliche Biogasanlage zumindest teilweise aufgesetzt wird, wobei die Bestandsgrube wiederum als Hydrolysebehälter, Vorgrube bzw. Güllebehälter oder als Endlager genutzt werden kann. Zusätzlich zeigt die Ausführungsform der Biogasanlage 400, dass das Gaslager mit einer über die Decke des Fermenters vorstehend gewölbten Haube ausgestattet sein kann. Das Gaslager kann hierbei in seiner Ringform unterbrochen sein, um einen Zugang zur zentralen Zuführeinheit zu ermöglichen. Alternativ kann ein Brücke oder ein Kran- oder Schaufelarm zur Beschickung der zentralen Zuführeinheit vorgesehen sein.
Die Figuren 26 bis 30 zeigen Details der Mittelstütze, wie beispielsweise die Paddel der Förderschnecke, den die Schnecke umgebenden Wärmetauscher 500, die begehbaren Montageschächte 501, 502, die seitlichen Nuten 503, 504 zur Aufnahme von Rahmen für Paddelrührwerke sowie die Ausgabeöffnung 510 mit einer sich erweiternden Öffnung zur Abgabe der im Förderschacht geförderten Biomasse. In der Fig. 27 ist auch gut die Schmierleitung 505 zur Zuführung von Schmiermitteln in das Lager 506 für die Förderschnecke zu sehen. Außerdem zeigt die Fig. 27 eine schraubenförmig angeordnete Heizungsleitung 511, durch die beispielsweise ein Heizmedium fließen kann. Daneben ist ein Fließkanal für flüssiges Biosubstrat, wie beispielsweise Gülle ausgebildet, welcher dazu dienen kann durch Einbringen von
Flüssigkeit in den unteren oder seitlichen Bereich des Zuführschachts Anbackungen und Verstopfungen zu lösen. Dafür sind zwischen Fließkanal und Zuführschacht mit der Schnecke Öffnungen vorgesehen. Die Fig. 31 zeigt ein Detail der Biogasanlage zwischen dem Fermenter 600 und dem benachbarten umgebenden Nachgärer. In der Fig. 31 ist ein Pumpenschacht 601 gezeigt, mit dessen Hilfe der Fermenter und/oder der Nachgärer und/oder andere benachbarte Behälter ausgepumpt werden können. Dazu sind verschließbare Öffnungen 602 am Schacht vorgesehen, der zwischen den Behältern angeordnet ist, sowie eine in dem Pumpenschacht 601 angeordnete Pumpe, die es ermöglichen, durch entsprechendes Verschließen der Öffnungen 602 bzw. Öffnen Masse aus dem Nachgärer in den Fermenter oder umgekehrt zu pumpen. Darüber hinaus kann der Pumpenschacht auch gleichzeitig als Überlauf dienen. Dafür sind im oberen Bereich des Schachts Öffnungen vorgesehen. Die Figuren 32 und 33 zeigen weitere Details sowie die entsprechenden verschließbaren Öffnungen am Fuß des Schachts mit den Betätigungselementen zum Öffnen und Schließen der Öffnungen.
Die Fig. 34 zeigt ähnlich wie die Fig. 35 einen Teil eines Rührwerks, nämlich die drehbare Achse mit den darin angeordneten Paddeln. Die Fig. 36 zeigt die Paddel alleine, wobei hier verdeutlicht wird, dass die Paddel verstellbare Paddelflächen aufweisen, sodass die Paddel entweder so gestellt werden können, dass sie bei der Drehung der Drehachse kein oder wenig Material mitnehmen oder das Material seitlich verschieben, oder so gestellt sind, dass sie maximal Material in der Drehbewegung mitnehmen, also die Paddelfläche quer zur Bewegungs- richtung gestellt ist.
Die Fig. 37 zeigt die Gasleitung zwischen den einzelnen Kammern sowie die Anordnung des Kunststoffnetzes bzw. des Holz-Lattenrosts zur Entschwefelung. Die Figuren 38, 39 und 40 zeigen den Schwerkraft-Substratmischer, der eine durch eine
Membran zweigeteilte Kugel aufweist, die einerseits durch eine Flüssigkeit, wie Wasser, oder eine frostsichere Flüssigkeit, wie ein Wasser-Glykol-Gemisch, und Luft gefüllt sein kann. Durch geeignetes Abpumpen der Flüssigkeit und Einpressen von Druckluft sowie umgekehrt Ablassen der Druckluft und Einfüllen von Flüssigkeit über jeweils separate Rohre, die jeweils
in einer der Kugelhälften enden, kann die Kugel entweder mehr Flüssigkeit oder mehr Luft aufnehmen, wobei sich hier die Membran zwischen den beiden Kugelhälften verschiebt. Dadurch kann der Schwerkraftmischer in seinem Gewicht verändert werden und er wird sich in der Flüssigkeit, die sich in der Biogasanlage, beispielsweise im Fermenter, befindet, entspre- chend seines Gewichts auf und ab bewegen. Durch die an der Kugel angeordneten Flügel 900, d. h. Bleche mit Öffnungen und Ableitbleche, kann eine Vermischung des in der Biogasanlage enthaltenen Substrats durch die Auf- und Abwärtsbewegung erreicht werden. Um die Abwärts- und Aufwärtsbewegung der Kugel zu führen, weist die Kugel an ihrer oberen Seite eine Stange auf, die in einer Führung geführt ist, wobei in der Stange die Wasser- bzw. die Flüssigkeitsleitung und die Druckluftleitung enthalten sind. An der Führung ist eine Bremseinrichtung vorgesehen, die es ermöglicht, die Bewegung des Substratmischers abzubremsen. Durch entsprechendes Einleiten von vorgewärmter Flüssigkeit und/oder Druckluft kann der Substratmischer gleichzeitig auch als Heizeinrichtung verwendet werden. Die Figuren 41 bis 43 zeigen weitere Ausführungsbeispiele einer Biogasanlage 700 in einer perspektivischen Draufsicht (Figur 41), einer Seitenansicht (Figur 42) und einer Schnittansicht (Figur 43). Wie sich insbesondere aus der Seiten- und Schnittansicht der Figuren 42 und 43 ergibt, weist die Biogasanlage 700 einen ähnlichen Aufbau auf, wie die Biogasanlage 100, die in Figur 7 gezeigt ist, so dass die Beschreibung der dort gezeigten Komponenten in glei- eher Weise für die Biogasanlage 700 gilt.
Die Biogasanlage 700 weist jedoch zusätzliche Komponenten auf, indem oberhalb des Fermenters 711 und des Nachgärers 710 eine Speicherbühne 703 und ein Gashochspeicher 704 mit einer kugelsegmentförmigen Gestalt vorgesehen sind. Dadurch kann das Gasspeichervo- lumen noch einmal deutlich erhöht werden. Die Gasspeicherbühne 703 dient dazu den Zugang zu den Zugangsöffnungen für den Fermenter 711 und den Nachgärer 710 bzw. der entsprechenden Einrichtungen zum Betrieb der Rührwerke und dergleichen zu ermöglichen. Zusätzlich ermöglicht die Gasspeicherbühne 703 auch einen seitlichen Zugang zum zentralen Zuführschacht 705, um das Biomaterial dort einfüllen zu können.
Die unterste Grube 701 der Biogasanlage 700 wird bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Figuren 41 bis 43 ebenfalls als zusätzlicher Gasspeicher verwendet und nicht wie bei der Ausführungsform der Figur 7 die Grube 109 als Endlager. Allerdings kann die Grube 701
auch, wie bei der Beschreibung der Figur 7 ausgeführt, in jeder anderen geeigneten Form, beispielsweise als Hydrolysebehälter, Vorgrube etc. genutzt werden.
Die Figur 44 zeigt eine vergrößerte Darstellung der erfindungs gemäßen Befülleinheit aus ei- ner Dosiervorrichtung und einer Einbringvorrichtung mit einer Einbringschnecke 6 sowie einer die Einbring Schnecke zumindest teilweise beherbergenden Mittelstütze 7, wie sie auch schon in den Figuren 2 bis 4 oder 29 beschrieben worden ist. Im Behälter des Fermenters 1 befindet sich die Mittelstütze 7, die entlang ihrer Längsachse einen Durchflusskanal 71 bildet, der zumindest bereichsweise von einer Heizeinheit 92 in Form eines Wärmetauschers oder einer Heizmatte gebildet ist. Die Einbring Schnecke 6 weist eine Steigschnecke 60, die mit Mitnehmern 61 versehen ist, auf. Im unteren Bereich der Einbringschnecke befindet sich ein Kugelkopf 62, der vorzugsweise aus Metall oder selbstschmierendem Kunststoff geformt ist. Der Kugelkopf 62 ist in einer Pfanne 63 gelagert, die in einen Boden des Fermenterbehälters eingeschraubt ist und vorzugsweise aus Metall besteht. Das entgegengesetzte Ende der Eintragschnecke 6 ragt aus der Stütze 7 hervor und in das Aufnahmeabteil 50 der
Dosiervorrichtung hinein.
Die Dosiervorrichtung 5 weist ein Aufnahmeabteil 50 sowie ein Betätigungsabteil 51 auf, wobei das Aufnahmeabteil 50 und das Betätigungsabteil 51 durch die Schubwand 520 ge- trennt sind. Die Schubwand 520 ist entlang des Pfeils A, d.h. entlang einer Längsachse des Dosierbehälters 5, bewegbar. Die Dosiervorrichtung 5 weist weiterhin einen Schubmechanismus in Form eines Hydrauliksystems 521 sowie eines Positionierelementes 522 auf, das mit der Schubwand 520 verbunden ist. Im Dosierbehälter erstreckt sich vom Betätigungsabteil in das Aufnahmeabteil 50 eine Feststellleiste 523 mit Kerben 524a, 524b, 524c, die die Fest- Stellpositionen des Feststellelements 522 sowie der Schubwand 520 definiert. In Figur 44 befindet sich die Schubwand 520 sowie das Hydrauliksystem 521 und das Feststellelement 522 an einer ersten Umkehrposition, d.h. in einer Position, in der das Aufnahmeabteil 50 ein minimales Volumen und das Betätigungsabteil 51 ein maximales Volumen aufweist. Die Schubwand 520 ist in der Kerbe 524c befestigt, während sich das Feststellelement 522 in der Kerbe 524b befindet. Um die Schubwand 520 in eine zweite Umkehrposition, in der das Aufnahmeabteil 50 ein maximales Volumen und das Betätigungsabteil 51 ein minimales Volumen aufweist, zu befördern, wird das Feststellelement 522 gelockert und über das Hydrauliksystem 521 in eine Kerbe 524a geschoben und in der Kerbe 524a verrastet. Anschließend
zieht das Hydrauliksystem 521 die Schubwand 522 nach, bis diese in der Kerbe 524b einrastet und das Befestigungselement 522 in die nächste Kerbe geschoben wird. Sobald die zweite Umkehrposition, in dem das Betätigungsabteil 51 eine minimale Größe aufweist, erreicht ist, und das Aufnahmeabteil 50 mit Biomasse gefüllt ist, beginnt eine Bewegung der Schubwand 50 in Richtung der Einbring Schnecke 60. Dazu wird die Schubwand 520 gelöst und in eine in Richtung der Einbringschnecke 60 nächstliegende Einkerbung bewegt. Sobald dieser Einkerbung erreicht ist, rastet die Schubwand 20 in dieser ein und das Hydrauliksystem 521 zieht das Befestigungselement 522 nach, bis dieses die Einkerbung einrastet, in der zuvor die Schubwand 520 befestigt war. Anschließend wird die Schubwand 520 weiter in Richtung der Einbring Schnecke 60 bewegt und der Vorgang wiederholt bis die erste Umkehrposition, bei der das Aufnahmeabteil 50 eine minimale Größe einnimmt, erreicht ist.
Die Figur 45 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Fermenters 1, der von einem ringförmigen Nachgärer 2 mit einem Entschwefelungszaun 80 umgeben ist. Im Fermenterbehälter ist eine Mittelstütze 7 vorgesehen, in deren Durchflusskanal eine Einbringschnecke 6 beherbergt ist. Im oberen Bereich der Mittelstütze 7 enthält diese ein zylinderförmiges Heizmittel 92, das den Durchflusskanal teilweise begrenzt. Im unteren Bereich der Mittelstütze ist die Öffnung 70, durch die Biomasse aus dem Durchflusskanal in den Fermenterbehälter treten kann. Die Mittelstütze 7 weist im Beispiel der Figur 45 wiederum einen ovalen bzw. elliptischen Querschnitt auf, wobei im Bereich der Hauptscheitelpunkte der Ellipse Führungs Schächte 72, die parallel zur Längsachse der Mittelstütze 7 ausgerichtet sind, ausgebildet. Diese Führungsschächte 72, 72a sind zur Aufnahme zweier Stützen 41 des Halte gestells der Rühreinrichtung vorgesehen. In den Führungsschacht 72a ist eine der Stützen 41 eingeführt. Die andere der beiden Stützen 41 ist in einen Führungsschacht (nicht gezeigt) in der Wand 12 des Fermenters 1 eingeführt. Die beiden Stützen 41 sind über eine Verstrebung 45, die am Behälterboden 11 des Fermenters 1 aufliegt, miteinander verbunden, um die Stabilität des Haltegestells zu erhöhen. Das Haltegestell kann zusammen mit dem Rührwerkzeug durch die Öffnung 40 (in Figur 45 nicht dargestellt) aus dem Fermenter 1 entnommen werden und nach einer Wartung gege- benenfalls wieder mit den Stützen 41 in den Führungs Schächte 72a in der Mittelstütze 7 sowie den Führungsschacht in der Behälterwand 12 eingeführt werden.
Das Rührwerkzeug aus einer Achse 42 und mehreren, im vorliegenden Beispiel fünf, Rührblättern 44, die über je einen Schaft 47 mit der Achse 42 verbunden sind, ist über Lager 46
mit den Stützen 41 verbunden. Jeweils ein Rührblatt 44 und ein Schaft 47 bilden ein Rührpaddel 43. Alternativ kann jedoch auf den Schaft 47 verzichtet werden und das Rührblatt direkt an der Achse 42 befestigt sein. Die Figuren 46 bis 48 zeigen eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Biogasanlage, wobei der Gasspeicher hier durch ringförmig oder schraubenförmig um die Behälter der Biogasanlage gewundene Rohre gebildet ist. Insbesondere können die Rohre um die Behälter einer Gärvorrichtung und/oder einer Gär- und/oder Lagereinheit, wie beispielsweise eine Vorgrube, einen Fermenter, einen Hydrolysebehälter, einen Nachgärer, ein Endlager und dergleichen einlagig oder mehrlagig, ringförmig oder schraubenförmig angeordnet sein. In Fig. 46 sieht man im Querschnitt eine zweilagige Anordnung der Rohrleitung, die den Gasspeicher bildet. Die Rohrleitung kann hierbei in einem Stück ausgebildet sein und schraubenförmig um das Endlager der Biogasanlage gewickelt sein. Die Fig. 47 zeigt die Ausführungsform der Fig. 46 in einer perspektivischen Darstellung, in der die gewickelte Anordnung der Rohrleitung zur Bildung des Gasspeichers verdeutlicht wird.
Die Fig. 48 zeigt eine Kombination von verschiedenen Gasspeichern, wobei ein wulstförmi- ger Gasspeicher mit einem Rohrleitungsgasspeicher kombiniert ist. An der Außenwand des Endlagers ist das Rohr des Rohrleitung s gas Speichers aufgewickelt und über diesem ist noch einmal ein wulstförmiger Gasspeicher angeordnet.
Der Vorteil des Rohrleitungsgasspeicher, der hier auch als Gasrohrmantelspeichers bezeichnet wird, d.h. eines Gasspeichers mit ringförmig oder schraubenförmig angeordneten Rohren, besteht darin, dass der Rohrleitungsgasspeicher in einfacher Weise als Hartschale ausgebildet sein kann, welche eine Speicherung des Gases unter Druck ermöglicht, ohne dass eine Volumenänderung des Speicherbehälters gegeben ist, da druckfeste Rohre in vielfältiger Form verfügbar sind. Die Druckspeicherung ermöglicht eine weitere Erhöhung der zu speichernden Gasmenge. In einem Druckspeicher lässt sich zudem auch aufbereitetes Gas speichern, das also bereits gereinigt ist und nahezu reines Methangas enthält. Die Speicherung von reinem Gas unter Druck hat den Vorteil, dass dieses gespeicherte Gas unmittelbar in Gasversorgungsnetzwerke abgegeben werden kann.
Selbstverständlich ist es auch möglich, den ringförmigen Wulstspeicher mit einer Hartschale zu versehen, sodass auch dort entsprechendes Gas unter Druck gespeichert werden kann. Allerdings sollte dann ein zusätzlicher Speicher für das bei der Gärung entstehende Gas vorgesehen werden, da ansonsten bei zu hohem Druck die Gasproduktion negativ beeinflusst wird. Deshalb ist die Kombination der Ausführungsform der Figur 48 vorteilhaft, da der wulstförmige Speicher als dehnbarer Speicher ausgebildet werden kann, der sein Volumen ändern kann, um das bei der Vergärung entstehende Gas aufzunehmen, da durch die Volumenänderung kein zu hoher Druckanstieg erfolgt, während der Gasrohrmantelspeicher gereinigtes Gas unter Druck speichern kann.
Die Rohrleitung eines Gasrohrmantelspeicher kann aus Stahl, insbesondere Edelstahl, oder aus einem geeigneten Kunststoffmaterial gebildet sein. Entsprechend kann auch ein starrer Ringwulstspeicher aus entsprechenden Materialien gebildet sein. Bei einer Kombination aus flexiblem Ringwulstspeicher mit einer äußeren Hartschale kann eine flexible Gummi- bzw. Kunststofffolie zur Bildung des flexiblen Speichers vorgesehen sein, die in einer harten
Kunststoff- oder Metallschale angeordnet ist, um beispielsweise bei einer unterirdischen Anordnung, wie in Fig. 48 gezeigt, eine entsprechende Ausdehnung des Folienspeichers zu ermöglichen und die Folie vor Umgebungseinflüssen zu schützen. Entsprechend kann auch bei einer oberirdischen Anordnung eines flexiblen Ringwulstspeichers eine Hartschale zum Schutz vor Umgebungseinflüssen und Sonnenlicht vorgesehen sein.
Die Figuren 49 und 50 zeigen Beispiele für weitere Formen von Gär- und/oder Lagerbehältern einer Biogasanlage sowie der entsprechend vorgesehenen Gasspeicher. Die seitlichen Gasspeicher sind wieder als wulstförmige seitliche Speicher ausgebildet, wobei sie lediglich an einer Seite bzw. an gegenüberliegenden Seiten oder drei Seiten des Biogasbehälters angeordnet sind. Diese Gasspeicher können wiederum Hartschalen aus Metall oder Kunststoff aufweisen, um eine Speicherung des Gases unter Druck zu ermöglichen. Zusätzlich kann eine flexible Folie (nicht gezeigt) vorgesehen sein, um eine Speicherung ohne zu starke Druckerhöhung innerhalb des von den Hartschalen zur Verfügung gestellten Speicherbereichs zu er- möglichen. Oberhalb des Behälters der Biogasanlage kann wiederum ein flexibler Gasspeicher mit einem dehnbaren Folienbehälter angeordnet sein. Alternativ kann auch hier eine Hartschale angeordnet werden.
Die Fig. 51 zeigt ein Paddelrührwerk 150 mit verstellbaren Paddeln 153. Die Paddel 153 sind mit Paddelstäben 152 in einer Welle 151 drehbar aufgenommen, so dass sie sich um die Längsachse der Paddelstäbe 152 drehen können. Die Paddelstäbe 152 sind mit Hebeln 158 drehfest verbunden, welche wiederum über ein Gestänge 159 und entsprechende Gelenke 157 mit einem Führungsstab 155 verbunden sind, der in einer Kulissenführung 156 geführt ist.
Bei der Drehung der Welle 151 um ihre Längsachse wird der Führungsstab 155 in einer Nut der Kulissenführung 156 bewegt, deren Nutboden so ausgebildet ist, dass der Stab in Abhängigkeit von der Drehstellung der Welle 151 entlang der Längsrichtung der Welle 151 bewegt wird. Dadurch wird das Gestänge 159 mit den Gelenken 157 und somit der Kupplungsmechanismus 154 betätigt, so dass die Hebel 158 verschwenkt werden. Dadurch kann die Stellung der Paddel 153 bezüglich der Drehrichtung verändert werden. Beim Eintauchen der Paddel 153 in die Biomasse sind die Paddel mit ihren Paddelflächen quergestellt, so dass sie oben aufschwimmende Gegenstände in die Biomasse eindrücken. Sobald sie den tiefsten Punkt ihrer Drehbewegung erreicht haben, werden die Paddel, wie in Fig. 5 gezeigt ist, mit ihren Paddelflächen parallel zur Drehbewegung gestellt, so dass sie das nach unten gedrückte Biomassesubstrat nicht wieder an die Oberfläche befördern.
Auch bei einem derartigen Paddelrührwerk sind an verschiedensten Stellen selbstschmierende Kunststoffe eingesetzt, und zwar einerseits an den Gelenken 157, der drehbaren Lagerung der Paddelstäbe 152 sowie im Bereich der Kulissenführung 156, die einen selbstschmierenden Kunststoff aufweisen kann.
Die Figur 52 wiederum zeigt einen teilweisen Querschnitt durch eine Biogasanlage 800 mit einem Fermenter 803 und einem ringförmig den Fermenter 803 umgebenden Nachgärer 804. Die Biogasanlage 800 weist zwei Gasspeicher 801 und 802 auf, die einerseits durch einen flexiblen, oberirdisch angeordneten Folienspeicher 801 und andererseits durch einen starren, druckfesten Rohrleitungsgasspeicher 802 gebildet sind. Obwohl die vorliegende Erfindung anhand der Ausführungsbeispiele detailliert beschrieben worden ist, ist für einen Fachmann klar, dass die Erfindung nicht auf die Ausführungsbeispie- le beschränkt ist, sondern dass vielmehr vielfältige Abwandlungen in der Weise möglich sind, dass einzelne Komponenten weggelassen oder andersartige Kombinationen der vorgestellten Komponenten verwirklicht werden. Insbesondere umfasst die vorliegende Erfindung die Of-
fenbarung der Kombination aller vorgestellten Einzelmerkmale. Darüber hinaus werden auch alle Merkmale einzeln und in Kombination miteinander beansprucht.
Claims
Patentansprüche
1. Biogasanlage mit einer Gärvorrichtung, insbesondere einem Fermenter, die zumindest einen Gärbehälter mit einem Boden und einer den Boden einschließenden Außenwand enthält, und mit mindestens einer zusätzlichen Gär- und/oder Lagereinheit und/oder mindestens einem Gasspeicher, wobei Gär- und/oder Lagereinheit und/oder Gasspeicher zumindest einen Aufnahmebehälter aufweisen,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Aufnahmebehälter zumindest teilweise oder vollständig den Gärbehälter der Gärvorrichtung seitlich umgibt.
2. Biogasanlage nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Gärvorrichtung eine Vorgrube oder ein Fermenter ist und die zusätzliche Gär- und/oder Lagereinheit ein Fermenter oder Nachgärer oder ein Endlager ist, wobei der Fermenter die Vorgrube oder der Nachgärer den Fermenter ganz oder teilweise seitlich umgibt, wobei insbesondere ein Gasspeicher den Nachgärer oder das Endlager ganz oder teilweise seitlich umgibt.
3. Biogasanlage nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
Gärvorrichtung und/oder Gär- und/oder Lagereinheiten und/oder Hydrolysebehälter zumindest teilweise übereinander angeordnet sind.
4. Biogasanlage mit einem Gasspeicher nach einem der Ansprüche 8 oder 9 und/oder einer Gär- und/oder Lagereinheit nach einem der Ansprüche 10 oder 11 und/oder einer Dosiervorrichtung nach Anspruch 12 und/oder einer Einbringvorrichtung nach Anspruch 13 und/oder einer Heizeinrichtung nach Anspruch 14 und/oder einem Rührwerk nach einem der Ansprüche 15 oder 16.
5. Biogasanlage nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
sich die Einbringschnecke der Einbringvorrichtung durch einen Auslas s in einem Auf-
nahmeabteil der Dosiervorrichtung zentral in das Aufnahmeabteil erstreckt.
Biogasanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Gärbehälter der Gärvorrichtung eine Mittelstütze, die im Gärbehälter angeordnet ist, aufweist, wobei die Mittelstütze eine Einbringvorrichtung und/oder eine
Dosiervorrichtung aufweist.
Biogasanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Biogasanlage ein Rührwerkzeug zum Mischen von Biomasse und/oder Gärrückständen aufweist, das eine drehbare Achse und mindestens ein mit der Achse verbundenes Rührblatt, vorzugsweise eine Mehrzahl an mit der Achse verbundener Rührblätter, umfasst, und ein Haltegestell aufweist, in dem mindestens ein Bereich zur Lagerung der Achse des Rührwerkzeugs ausgebildet ist, wobei das Rührwerkzeug und zumindest ein Bereich des Haltegestells in einem Biomasse und/oder Gärrückstände aufnehmenden Gär- und/oder Lagerbehälter einer Gär- und/oder Lagereinheit der Biogasanlage anordenbar ist, und wobei das Rührwerkzeug und das Haltegestell vollständig oder zumindest zum Teil aus dem Gär- und/oder Lagerbehälter heraushebbar und/oder in den Gär- und/oder Lagerbehälter absenkbar ausgebildet sind.
Gasspeicher für eine Biogasanlage mit einem Gasspeicherraum zum Zwischenspeichern von Gas,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Gasspeicherraum einen mittleren Bereich ganz oder zumindest teilweise umgibt, so dass sich eine Ringform oder Schraubenform ergibt, und dass der Gasspeicherraum schlauchartig oder rohrförmig geformt ist oder durch eine insbesondere druckfeste Rohrleitung gebildet ist.
Gasspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Gasspeicher unterirdisch oder oberirdisch oder bereichsweise unterirdisch und oberirdisch angeordnet ist
und/oder dass
der Gasspeicher derart ausgebildet ist, dass er eine seitliche Außenwand eines Bauwerks zur Freisetzung, Speicherung und/oder Nutzung von Gas einer Biogasanlage ganz oder zumindest teilweise umgibt, insbesondere direkt an diese angrenzt, wobei das Bauwerk zur Freisetzung, Speicherung oder Nutzung von Gas eine Vorgrube, ein Fermenter, ein Nachgärer, ein Endlager, ein zylinderförmiger oder quaderförmiger
Gasspeicher, ein Separator oder ein Heizkraftwerk ist
und/oder dass
zumindest eine Außenwand des Bauwerks zur Freisetzung oder Nutzung von Gas einteilig mit einem Wandbereich des Gasspeichers ausgebildet ist oder einen Wandbe- reich des Gasspeichers bildet.
10. Gär- und/oder Lagereinheit zum Gären und/oder Lagern von Biomasse und/oder Gärrückständen für eine Biogasanlage mit zumindest einem Aufnahmebehälter mit einem Boden und Seitenwänden,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine innere Seitenwand und eine äußere Seitenwand einen mittleren Bereich ganz oder zumindest teilweise umgeben, wobei die äußere Seitenwand beabstandet von dem mittleren Bereich angeordnet ist und der Boden im Wesentlichen zwischen der inneren und der äußeren Seitenwand positioniert ist.
11. Gär- und/oder Lagereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Aufnahmebehälter weiterhin eine stabile Behälterdecke und/oder eine flexible Haube zur Speicherung von Biogas aufweist und/oder zumindest teilweise von einem Gasspeicher überlappt ist
und/oder dass
die Gär- und/oder Lagereinheit ein Fermenter, ein Nachgärer oder ein Endlager für Gärrückstände ist. 12. Dosiervorrichtung für eine Gärvorrichtung einer Biogasanlage mit einem
Dosierbehälter, einer Schubwand und einem Schubmechanismus, wobei der
Dosierbehälter durch die Schubwand in ein Betätigungsabteil zur Aufnahme des Schubmechanismus und in ein Aufnahmeabteil zur Aufnahme von Biomasse, das einen Auslass für den Transport von Biomasse in einen Gärbehälter aufweist, eingeteilt
ist, wobei die Schubwand im Dosierbehälter derart bewegbar ist, dass ein Volumen des Betätigungsabteils und ein Volumen des Aufnahmeabteils veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass
der Schubmechanismus stufenweise senkrecht zur Schubwand bewegbar ist.
13. Einbringvorrichtung für eine Biogasanlage zum Einbringen von Biomasse in einen Gärbehälter einer Gärvorrichtung mit einer Zuleiteinheit zum Einbringen von Biomasse in den Gärbehälter, die im Bereich eines Behälterdeckels des Gärbehälters angeordnet ist, und mit einer Einbringschnecke, die sich zumindest teilweise innerhalb der Zuleiteinheit befindet,
dadurch gekennzeichnet, dass
das die Zuleiteinheit als Stütze zum Abstützen der Behälterdecke, die entlang ihrer Längsachse einen Durchflusskanal zum Einleiten von Biomasse in den Behälter aufweist, ausgebildet ist, wobei die Stütze insbesondere mit ihrer Längsachse im Wesentlichen vertikal ausgerichtet ist und/oder insbesondere zentrisch oder versetzt im Behälter angeordnet ist.
14. Heizvorrichtung zum Temperieren von Biomasse und/oder Gärrückständen für eine Biogasanlage, die zumindest eine Gär- und/oder Lagereinheit mit einem Behälter und einer Zuleiteinheit zum Einleiten von Biomasse und/oder Gärrückständen in den Behälter, die insbesondere einen zylinderförmigen Durchflusskanal bildet, aufweist, wobei die Heizvorrichtung mindestens ein Vorheizmittel aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Vorheizmittel an einer Biomasse und/oder Gärrückstände leitenden Oberfläche der Zuleiteinheit und/oder in der Zuleiteinheit benachbart zu der Biomasse und/oder Gärrückstände leitenden Oberfläche der Zuleiteinheit der Gär- und/oder Lagereinheit anordenbar ist oder dass das Vorheizmittel die Biomasse und/oder Gärrückstände leitende Oberfläche der Zuleiteinheit ausbildet.
15. Rühreinrichtung für eine Biogasanlage mit einem Rührwerkzeug zum Mischen von Biomasse und/oder Gärrückständen, das eine drehbare Achse und mindestens ein mit der Achse verbundenes Rührblatt, vorzugsweise eine Mehrzahl an mit der Achse verbundener Rührblätter, aufweist, und mit einem Haltegestell, in dem mindestens ein Bereich zur Lagerung der Achse des Rührwerkzeugs ausgebildet ist, wobei das Rühr-
Werkzeug und zumindest ein Bereich des Haltegestells in einem Biomasse und/oder Gärrückstände aufnehmenden Gär- und/oder Lagerbehälter einer Gär- und/oder Lagereinheit anordenbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Rührwerkzeug und das Haltegestell vollständig oder zumindest zum Teil aus dem
Gär- und/oder Lagerbehälter heraushebbar und/oder in den Gär- und/oder Lagerbehälter absenkbar ausgebildet sind.
16. Rühreinrichtung für eine Biogasanlage mit einem Schwerkraft-Substratmischer, der eine durch eine Membran zweigeteilten Behälter aufweist, wobei die Behälterhälften mit unterschiedlichen Medien befüllbar sind.
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