包括保持系統的生物反應器的製作方法

2023-05-27 05:51:31 1

專利名稱：包括保持系統的生物反應器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於生物質(biomass)的甲垸化的生物反應器。
技術背景這裡提出的生物反應器類型在歐洲專利局第1 301 583 Bl號專利中是公 知的，並且為了避免不必要的重複，參考這一現有技術文獻的全部公開內容， 並特別將其公開內容結合在本申請中。歐洲專利局第0023176 A2號專利公開了一種通常所指的、用於生物質 甲烷化的生物反應器。這種生物反應器包括立方體的或管狀的消化器 (digester)，該消化器能夠通過應用彈性密封的遮擋板(shutter)以氣密的 方式封閉。在遮擋板後方設置支撐壁或保持系統(retaining system)，該支 撐壁或保持系統為氣密性遮擋板減緩壓力，並至少在消化器的截面高度的一 半上延伸，在這種情況下，引入的生物質至少部分地被支撐在該保持系統或 卸壓壁上。其缺點是，在氣密性遮擋板和保持系統之間可能會積聚滲出液。在遮擋 板打開時，該滲出液會從生物反應器中漏出。發明內容因此，本發明的目的是在一定程度上改進公知的生物反應器，並能夠避 免在遮擋板和保持系統之間積聚滲出液。這一目的通過如權利要求1中所請求保護的生物反應器來實現。 應用能夠以氣密方式被封閉並具有足夠大尺寸的遮擋板，可以容易地將 生物質引入消化器，並且還能夠在甲烷化之後容易地將殘留的生物質移除。 當消化器封閉時，生物質大體上或至少在一定程度上按壓在保持系統上。由 此，減輕了遮擋板的壓力，並且遮擋板可配置為重量輕、且具有精確的密封 效果。在生物反應器的、處於遮擋板和保持系統之間的底板和/或壁中設置滲出液排出系統。由此，能夠避免滲出液積聚在遮擋板和保持系統之間，以及 /或能夠在打開遮擋板之前將處於遮擋板和保持系統之間的任何滲出液抽離。有利地，該保持系統是可滲透液體的，生物質在其自重(deadweight) 的作用下從內部壓向該保持系統，在此情況下，滲透液被擠出到保持系統外， 之後，滲出液被收集在設置於保持系統和遮擋板之間的排出系統內，並被引導出。在優選實施例中，保持系統從消化器的底板延伸到消化器的整個豎直高 度或某一高度。該保持系統可包括一個或多個大致為板狀的部件，所述部件 插入相應的導軌中。保持系統可選擇通過鉸鏈、致動器等而人工地或機械地 (氣動，液壓等)打開及關閉。如上所述，保持系統大致可包括一個或多個豎直的板狀部件。在第一實 施例中，這些板狀部件可在消化器的整個水平寬度上延伸。在可選的實施例 中，在消化器的、能夠被遮擋板封閉的端側還可具有開口，該開口能夠被保 持系統封閉而且並非在消化器的整個寬度上延伸。根據本發明的有利的配置，以氣密的方式封閉消化器的遮擋板設有可膨 脹的密封軟管。在封閉狀態下，該密封軟管膨脹並簡單地將該遮擋板相對於 消化器壁以氣密的方式密封。根據本發明的又一有利的配置，由於所指定的相應尺寸較大，遮擋板很 難手動致動，因此可通過液壓致動遮擋板。根據本發明的有利的配置，消化器為立方體或長方體，遮擋板形成該立 方體或長方體的一個壁。這在一方面使得結構簡單，且在另一方面使得用以 裝載和填充消化器的開口足夠大。另外，簡化了消化器的製造。根據本發明的有利的配置，利用提升壓缸能夠提升、並仍以氣密的方式 關閉消化器的頂板。這確保了消化器的快速通風。根據本發明的有利的配置，消化器為筒形，且遮擋板形成為盤狀蓋。如 果生物質為圓形的草捆(stmwbales)，則這種形狀的消化器尤其適合。根據本發明的有利的配置，將加熱系統以地板加熱系統的方式整合到消 化器的底板中。由於熱氣上升，因而消化器中的生物質被均勻地加熱。另外， 或者作為選擇，加熱系統還可整合到消化器的其它壁中。根據本發明的又一種有利的配置，消化器以預製庫房(prefabricatedgarage)方式由鋼筋混凝土構成。利用遮擋板以氣密的方式將該"預製庫房" 的開口側封閉。這樣可得到節省成本的構造。


通過從屬權利要求、以及通過以下對優選實施例的描述，能夠推斷出本 發明的其它細節、特徵和優點。在附圖中
圖1示意性地示出了根據本發明的、未插入保持系統的生物反應器的立 體圖2示出了根據圖1的生物反應器的截面圖3示出了圖1和圖2的生物反應器的底板的示意圖4a示出了消化器的遮擋板的平面圖4b示出了沿圖4a的面A—A看過去的遮擋板的截面圖4c示出了圖4b中的圖示的細節；
圖4d示出了與圖4c對應的、但具有另一種框架配置的細節形式圖； 圖5示出了生物反應器在能夠被遮擋板封閉的端側區域的局部平面圖； 圖6示出了根據本發明的、遮擋板打開並且插入了保持系統的生物反應 器的立體圖7示出了圖6的細節。
具體實施例方式
根據圖1至圖3的生物反應器或生物氣反應器(biogas reactor)包括長 方體消化器2，該長方體消化器2以預製庫房的方式由鋼筋混凝土構成，並 且包括六個平面壁部件，即底板4、兩個側壁6和8、頂板IO、後壁12以 及開口的前側，該前側能夠被氣密性遮擋板14封閉。
遮擋板14可藉助液壓裝置16致動，當翼片(flap) 14打開時，能夠容 易地填充消化器2以及從消化器2中移除殘留的生物質。消化器2中產生的 生物氣經由生物氣移除接頭18引導出。可在消化器2的底板4中以及側壁6 和8的一部分中以地板加熱系統的方式設置加熱系統20，並且該加熱系統 20能夠相應地控制消化器2內的生物質的溫度。另外，將一滲出液排出系統 22整合在底板4中，該滲出液排出系統22包括橫向流動通道24，該橫向流動通道24結合在底板4中，並被穿孔或開槽的金屬片26覆蓋。 一滲出液流 出口 28將通道24中收集的滲出液引導出。底板4沿著箭頭A的方向朝通道 24向下傾斜，在此情況下，滲出液可以收集在通道24中。
圖3隻示出了一個通道24。作為選擇，可設置多個這種通道，所述多個 通道可同樣地沿橫向設置，或者沿縱向方向設置。
圖4a示出了遮擋板14關閉的情況下消化器2的平面圖。圖4b示出了 沿圖4a中的面A—A看過去的消化器的截面圖，且打開的遮擋板14由點劃 線額外地示出。圍繞遮擋板14的外圍區域全方位固定密封軟管130。在關閉 狀態下，遮擋板14接合在框架132中(見圖4c)，通過將密封軟管130充 氣至6 bar而將該遮擋板14相對於該框架132密封。
圖4d示出了框架132的可選配置，在此框架132具有環繞突起(all-roimd protrusion) 134。該環繞突起134使得膨脹的密封軟管130接合在框架132 的後面，從而進一步提高密封效果。
圖5示出了具有兩個側壁6、 8、滲出液排出系統22和遮擋板14的生物 反應器的前部的平面圖，該遮擋板14 一方面處於關閉狀態(由圖5的深色 表示)，另一方面處於上擺的打開狀態(由圖5中的淺色表示)。當從填充 方向觀察時，保持裝置100由於其板狀的外形而通過豎直的導軌被固定在遮 擋板14和滲出液排出系統22的後方，該保持裝置100有利地由木材製成， 一旦生物反應器被部分裝載，該保持裝置100從上方引入導軌中。然後可通 過保持裝置和消化器的頂部之間餘留的空隙將生物反應器完全填滿。
在未示出的可選實施例中，還可利用例如液壓等機械方式、依靠鉸鏈使 保持裝置沿水平方向機械樞轉，或通過導軌使保持裝置沿豎直方向上下移 動。
如圖5中可見，保持裝置100不必在消化器的整個水平寬度上延伸，也 就是說，不必從一個側壁6延伸到相對的側壁8。另外，能夠被遮擋板14封 閉的裝載開口的尺寸也可以更小，在此情況下，保持裝置的寬度也可相應地 設計為更窄。
與之相反，在圖6和圖7所示的另一個實施例中，保持裝置100在消化 器的整個寬度上延伸。
遮擋板14為了進行裝載而上擺，或者依靠液壓裝置而豎直或水平移動，並且通過將保持裝置豎直抬升出導軌而將保持裝置卸除，這裡所示的實施例 中利用人工方法(例如應用輪式裝載機)進行抬升。其後，例如應用輪式裝 載機的消化器被部分填充，隨後以相反的順序再次插入保持裝置。然後，可 通過在保持裝置100和消化器頂部之間的頂部餘留的空隙來繼續進行消化器 的填充。最後，關閉遮擋板14。
生物質的自重導致從生物質中壓榨出滲出液，並且該滲出液穿過形成在
保持裝置100中的空隙。有利地，由於保持裝置支撐該自重，因而該生物反
應器能夠比傳統的反應器裝載明顯更多的生物質。在這種方式下擠出的滲出
液收集到排出系統22中，為了這一目的，當從生物質的位置觀察時，排出 系統設置在保持裝置100的後方。
權利要求
1.一種用於生物質甲烷化的生物反應器，具有-消化器(2)，其能夠被遮擋板(14)以氣密的方式封閉，並且適於容納生物質；-保持裝置(100)，其設置在該消化器內，當從填充方向看時，該保持裝置位於該遮擋板的後方，以使引入的生物質至少部分地被支撐在該保持裝置(100)上；以及-滲出液排出系統，其設置在該消化器的、處於該遮擋板(14)和該保持裝置(100)之間的底板和/或側壁中。
2. 如權利要求1所述的生物反應器，其特徵在於，該保持裝置(100) 通過導軌設置在該消化器中。
3. 如上述權利要求中任一項所述的生物反應器，其特徵在於，該保持 裝置能夠至少部分地滲透從生物質流出的滲出液。
4. 如上述權利要求中任一項所述的生物反應器，其特徵在於，該保持 裝置在該消化器的整個寬度上延伸。
5. 如權利要求l一3中任一項所述的生物反應器，其特徵在於，該保持 裝置僅在該消化器的整個寬度的、與能夠被該遮擋板(14)封閉的裝載開口 相對應的一部分上延伸。
全文摘要
公開了一種生物反應器，其中，在用於填充和排空生物反應器的翼片(14)的後方設置用於為所應用的氣密性翼片減緩壓力的支撐壁(100)或保持機構(100)，其能防止在氣密性翼片和保持機構之間積聚滲出液。可關閉的氣密性翼片具有足夠大的尺寸，從而可以容易地將生物質填充到容器內並在甲烷化過程之後移除殘留的生物質。當容器封閉時，生物質向保持系統施加大的或至少某一數值的壓力，由此減輕了翼片的負荷，並能夠以輕便和精確密封的方式配備翼片。在生物反應器的、處於翼片和保持系統之間的底板和/或壁上設置用於排出滲出液體或滲出液的設備(22)，由此防止滲出液體積聚在翼片和保持系統之間的區域內，或使積聚在該區域內的滲出液能夠在翼片打開之前被排出。
文檔編號C12M1/107GK101258234SQ200680032916
公開日2008年9月3日 申請日期2006年9月8日 優先權日2005年9月8日
發明者彼得·盧茨 申請人:貝肯能量科技兩合公司