Tittel: Fremgangsmåte og innretning for drift av et fermenteringsanlegg

Transkript

1 1 Tittel: Fremgangsmåte og innretning for drift av et fermenteringsanlegg 1 Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for drift av et fermenteringsanlegg i henhold til ingressen i krav 1. Ved tilsvarende fremgangsmåter blir et substrat i en fermenteringstank gjennomstrømmet med perkolat, der perkolatet for det meste fanges opp i bunnen av fermenteringstanken, føres tilbake i en perkolatbeholder og derfra igjen kan tilføres fermenteringstanken. Herved oppstår det metanholdig biogass i fermenteringstanken og i perkolatbeholderen, som kan føres ut av fermenteringstanken og/eller perkolatbeholderen og føres til en biogassbehandling for økning av metankonsentrasjonen. Ved biogassbehandlingen blir biogassen som skal utvinnes, skilt fra andre uønskede bestanddeler og tilført den videre anvendelsen. Ved behandlingen oppstår blant annet en betydelig mengde CO 2. For å tilføre biogass fra fermenteringstanken på slutten av prosessen for biogassbehandling må det biogassholdige volumet over substratet spyles med en spylegass etter fermenteringsprosessen for å føre biogassen ut av volumet. Fra EP A1 er det kjent at man i dette øyemed kan bruke CO 2 -holdig gass som stammer fra behandlingen. 2 Under fermenteringsprosessen oppstår det også ikke-ubetydelige mengder biogass som riktignok fanges i substratet. Disse frisettes ved materialhåndtering eller ved etterbearbeiding av gjæringsrestene. Biogassandelene som frisettes, særlig metan, kommer dermed ukontrollert inn i atmosfæren. Fra EP er det kjent et fermenteringsanlegg med minst én fermenteringstank, som har biogasstilkoblinger over biomassen og under en ventilasjonsbunn som bærer biomassen. Dette muliggjør gjennomstrømming av biomassen med biogass. 3 Oppfinnelsen har derfor i oppgave å angi en fremgangsmåte der de nevnte ulempene ikke inntrer og metanutslippet reduseres til et minimum.

2 2 I henhold til oppfinnelsen løses denne oppgaven gjennom karakteristikkene i patentkrav 1. De avhengige kravene angir fordelaktige utførelsesformer. Ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen blir den CO 2 -holdige spylegassen ført gjennom substratet. Spylegassen blir foretrukket innført i fermenteringstanken under høyt trykk mest mulig fordelt i bunnplanet. Så gjennomspyles substratet, og biogassandelene som finnes der, når særlig inn i volumet over substratet og kan på kjent måte føres bort til biogassbehandling. Den CO 2 -holdige spylegassen blir derved ført ut som avgass fra en biogassbehandling. Oppfinnelsen blir i det følgende skjematisk forklart nærmere ved hjelp av utførelseseksemplet som er fremstilt i figuren. 1 En fermenteringstank 1 blir matet med et substrat 1a. Selv om bare én fermenteringstank vises, er det mulig å ha anlegg med et flertall fermenteringstanker. Fermenteringstanken 1 er forbundet med en perkolatbeholder 2 ved en tilførselsledning 21a, med hvilken perkolat 2a føres inn i fermenteringstanken 1 og siver gjennom substratet 1a under fermenteringsprosessen. Perkolatet blir fanget opp i det nedre området av fermenteringstanken 1, og føres tilbake til perkolatbeholderen 2 via en tilbakeløpsledning 21b. 2 3 Ved fermenteringsprosessen oppstår det biogass som samler seg i fermenteringstanken 1 fortrinnsvis i volumet 1b over substratet 1a. I tillegg finnes det også biogass i substratet 1a som er innesluttet deri og ikke uten videre kan komme inn i volumet 1b. Dessuten oppstår det også ytterligere biogass i perkolatbeholderen 2. Biogassen som foreligger i fermenteringstanken i områdene 1b og 1a, blir ført bort gjennom spylefremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen. I dette øyemed er det for det første tilveiebrakt en biogassledning 12 mellom fermenteringstanken 1 og perkolatbeholderen 2 og en ytterligere ledning 23 mellom perkolatbeholderen 2 og en behandlingsinnretning 3. For spyling anvendes den CO 2 -holdige gassen som oppstår ved behandlingen i behandlingsinnretningen 3. I det følgende menes med CO 2 -holdig gass en gass som overveiende inneholder CO 2. Den kan også utelukkende inneholde CO 2, men andre bestanddeler er også tenkelige.

3 Ved biogassbehandlingen oppstår det i tillegg til høykonsentrert metan, som stilles til disposisjon via ledningen 32, overveiende CO 2 -holdig avgass som kan føres bort via ledningen 33 eller som via ledningen 31 føres inn i spyleledningen 4 som fører til fermenteringstanken 1. Spyletilkoblingen på fermenteringstanken 1 er plassert slik at spylegassen som tilføres via spyleledningen 4, ledes gjennom substratet. I dette øyemed er tilkoblingen for spyleledningen 4 foretrukket tilveiebrakt i bunnen 1c eller bunnområdet til fermenteringstanken 1 eller på siden i et område 1d i fermenteringstanken 1 som ennå dekkes av substratet 1a. I tillegg kan det være tilveiebrakt en fordelingsinnretning (ikke vist) for å føre spylegassen på flere steder gjennom substratet. Dette kan skje i fermenteringstanken 1 eller allerede ved oppdeling av spyleledningen 4 før fermenteringstanken 1. I alle tilfeller kan det være tilveiebrakt et flertall spyletilkoblinger. Den CO 2 -holdige spylegassen blir ført inn i fermenteringstanken 1 under trykk, slik at biogass som ennå holdes fast i substratet 1a, blir fortrengt ut av substratet 1a. Derved åpnes tilkoblingen til biogassledningen 12 eller en tilsvarende ventil 12a, slik at biogassen som fortrenges ut av substratet 1a og det substratfrie volumet 1b, føres bort via perkolatbeholderen 2 og ledningen 23 til behandlingsinnretningen 2. Hvis biogassen er ført ut av fermenteringstanken 1 eller hvis man har nådd et forhåndsdefinert omkoblingspunkt som for eksempel kan genereres av en terskelverdi for biogass(metan)-konsentrasjonen, lukkes ventilen 12a i ledningen 12 på nytt, og avluftsventilen 11a åpnes mot avluftsledningen 11; ventilen 31a til CO 2 -ledningen lukkes, og tilførselen av CO 2 stanses. Det skjer nå videre spyling ved hjelp av friskluft som tilføres fra en friskluftledning til spyleledningen 4. Avluften som strømmer ut av fermenteringstanken via friskluftledningen 11, gjennomgår så en avluftsbehandling og/eller -avledning som ikke er nærmere beskrevet her. Med fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen kan metanutslippet klart reduseres ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen. I tillegg kan biogassutvinningens effektivitet økes fordi biogassen som ennå foreligger i substratet, kan tilføres behandlingen.

4 4 P a t e n t k r a v 1 1. Fremgangsmåte for drift av et fermenteringsanlegg med minst én fermenteringstank (1), som er matet med et substrat (1a), hvorved substratet (1a) perkoleres med perkolat (2a) fra en perkolatbeholder (2) og biogassen som oppstår ved perkoleringsprosessen i fermenteringstanken (1) eller/og i perkolatbeholderen (2), blir trukket ut, hvorved den uttrukne biogassen behandles i en biogassbehandlingsinnretning (3) og den CO 2 -holdige avgassen som oppstår ved behandlingen, føres inn i fermenteringstanken (1) ved hjelp av en spyleledning (4) for å føre bort biogassen som er oppstått i fermenteringstanken (1), hvorved den CO 2 -holdige spylegassen blir ført inn i fermenteringstanken (1) på en slik måte at den blir ledet gjennom substratet (1a). 2. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, k a r a k t e r i s e r t v e d at den CO 2 -holdige spylegassen føres gjennom substratet på en slik måte at gassen som finnes i substratet (1a), fortrenges inn i fermenteringstankens (1) substratfrie volum k a r a k t e r i s e r t v e d at den CO 2 -holdige spylegassen føres inn i bunnen av fermenteringstanken (1). 4. Fremgangsmåte i henhold til krav 3, k a r a k t e r i s e r t v e d at den CO 2 -holdige spylegassen fordeles i området i bunnen av fermenteringstanken (1), slik at substratet (1a) hovedsakelig gjennomstrømmes jevnt nedenfra og opp med den CO 2 -holdige spylegassen. 3. k a r a k t e r i s e r t v e d at det etter spyling med CO 2 -holdig

5 spylegass føres inn frisk luft via spyleledningen (4) i fermenteringstanken (1). 6. k a r a k t e r i s e r t v e d at det under innføring av den CO 2 -holdige spylegassen trekkes ut biogass via en avtrekksledning (12, 23). 7. k a r a k t e r i s e r t v e d at biogassavtrekket sperres og en avluftsledning (11) åpnes etter at spylingen med CO 2 -holdig gass er avsluttet.

6 6