[发明专利]用于生产生物气和堆肥的组合设备及其发酵罐的切换方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1所述的根据干燥发酵原理由生物质 (Biomasse)生产生物气和堆肥的、具有至少一个发酵罐的组合设备；以及 一种根据权利要求13所述的用于在生物气生产和堆肥处理之间切换这种设 备中的发酵罐的方法。

背景技术

所谓的“干燥发酵”允许在不必将原料转换为可泵送的液体基质的情况 下将来自农业、生物废物以及社区耕作区域的可装料的生物 质转化为甲烷。最高含有50％的干燥物质组分的生物质可以被发酵。例如在 专利文献EP 0 934 998中描述了此种干燥发酵方法。

在“干燥”发酵的情况下，待发酵的原料不会像例如生物废物的液体发 酵情况那样被搅拌成液态。而是，通过取出在发酵罐底部上的滤液并再将该 滤液喷洒在生物质上，以便使已装入发酵罐内的发酵基质始终保持潮湿。这 产生了最适合细菌生长的环境。在滤液的再循环过程中，还可以调节温度并 且可以加入添加剂以优化过程。

由专利文献WO 02/06439已知一种预制车库形式的生物反应器或者发 酵罐，其根据干燥发酵原理采用所谓的分批处理方式工作。在这种情况下， 在使用已经发酵的原料播种(Animpfung)之后，利用轮式装载机(Radlader) 用发酵基质填充发酵罐。车库状结构的发酵容器由气密性的门封闭。生物质 在气闭状态下发酵，在该过程中并不进一步地全面混合，并且不供给附加的 原料。从发酵的原料渗出的滤液通过排泄槽排出，暂时存储在罐中，并再次 喷洒在发酵基质上，以使发酵基质潮湿。发酵过程在嗜温的(mesophil)温 度范围34℃-37℃内进行，温度调节通过底部加热和壁加热设备来实现。

所产生的生物气可以在单元机组热电厂(Blockheizkraftwerk)中用于产 生电力和热量。为了给单元机组热电厂始终提供足够的生物气，在干燥发酵 设备中有多个发酵容器在时间上交错地工作。在停留时间末了，发酵罐室被 完全排空，然后被重新填充。接下来输送已发酵的基质以进行堆肥处理，从 而产生可与传统的堆肥相媲美的有机肥料。

也可由专利文献DE 203 19 847 U1以及专利文献EP 1 681 274 A2已知 这种用于根据干燥发酵原理生产生物气的发酵罐。由专利文献DE 34 38 057 已知从来自生物气设备的用过的或已发酵的生物质生产堆肥。

基于分批工作，各个发酵罐必须时常地、即在位于发酵罐中的生物质被 完全转化为厌氧之后停止运转，也就是说，必须停止生物气生产，将已发酵 的生物气从各发酵罐中排除，将新鲜的生物质填充到发酵罐中，并再次进行 生物气生产。这里不利的是，出于安全技术的原因，必须在各个发酵罐的卸 载和装载期间防止产生易爆炸的生物气/空气混合物。

为此，由专利文献EP 1301583 B已知，在存在爆炸危险的情况下，即在 空气进入到发酵罐中的情况下，在运行的该发酵罐中充满由通过生物气工作 的单元机组热电厂产生的含二氧化碳的废气。接下来可以毫无危险地将已发 酵的生物质从发酵罐中取出，并输送给堆肥处理设备。

发明内容

因此本发明的目的是，对例如由EP 1301583 B已知的生物气设备加以改 进，从而简化对用过的生物质的后堆肥处理。

所述目的通过权利要求1和13的特征得以实现。

发酵罐中用过的生物质通过由厌氧的发酵处理切换至有氧的堆肥处理 而被堆肥化，无需将用过的生物质转送至单独的堆肥设备中。根据权利要求 1的组合设备包括用于实现对发酵罐的可靠的切换、停止和卸载以及可靠的 起动的必要部件。根据本发明的发酵罐设计如下：由厌氧的发酵处理和有氧 的堆肥处理组成的整个发酵过程可以在必须取出用过的生物质和给发酵罐 重新装载新鲜的生物质之前在该发酵罐内进行(ablaufen)。

根据按照权利要求10所述的本发明的一种优选的设计，第一吹扫气体 入口通到发酵罐中生物质上方的区域中。

根据按照权利要求11所述的本发明的一种优选的设计，发酵罐包括底 板，在底板中设置有与第二吹扫气体入口连接的多个吹扫气体通道。

根据按照权利要求12所述的本发明的一种优选的设计，吹扫气体通道 被设计用于从生物质中排出在生产生物气期间所出现的渗液。