186270. lajstromszámú szabadalom • Készülék szervesanyag anaerob erjesztésére
3 186270 A találmány tárgya készülék szerves anyag anaerob erjesztésére tartályban, amelynek felső oldalán elrendezett, az erjesztés során keletkezett gázokat kivevő egysége van. Az ismert ilyen jellegű biogázreaktorként is említett készülékek úgy vannak méretezve, hogy azokat egészen körülbelül 90 százalékig erjesztendő szerves anyaggal, különösen folyékonytrágyával töltjük fel, mimellett a visszamaradt reaktortér a reakció során keletkező gáz felvételére szolgál és a gázelvételhez megfelelő biztonsági egységekkel, illetve szerkezetekkel van ellátva. Ezzel a kényszerűségből szükséges gáztérrel szemben tervezését és anyagát illetően komoly követelményeket támasztanak, mivel annak egyrészt gázzárónak, és másrészt pedig, mindenekelőtt a keletkező gázok kénhidrogénrészaránya miatt, nagy korrózióállóságúnak kell lennie. Mivel a gáztér fala gyakorlatilag az erjesztendő anyagot felvevő tartályrész falával egy darabból van kialakítva, Így a teljes tartályt drága anyagból, például nemesacélból kell előállítani, illetve megfelelő burkolatokkal vagy rétegekkel kell azt ellátni. Korrózió veszélye mindenekelőtt kezeletlen tartályoknál áll fenn, míg a betonból készült tartályok esetében nehézséget jelent a szükséges gázzárási képesség elérése, mimellett különösen a betonból készült részek összekapcsolási helyei egymással szemben és más anyagból készült részekkel kapcsolatosan problematikusnak mutatkoznak. A teljes tartályfelületnek gáztérrel történő kialakítása ezeken túlmenően még azzal a feltétellel is jár, hogy a tartályt túl kell méretezni a ténylegesen bevihető anyagfeltöltésre való tekintettel és ezáltal a fajlagos költségek viszonylag magasak a hasznosítható térre vonatkoztatva. Ehhez jön még az, hogy az ismert készülékeknél a legeltérőbb konzisztenciával rendelkező anyag felületén iszaptakaró képződik. Ezeket az iszaptakarókat gyakran nem, vagy csak jelentős ráfordítással lehet leküzdeni, megsemmisíteni. Éppen ezért részben ahhoz folyamodtak, hogy hosszabb tartózkodási időtartammal dolgozzanak. Mivel viszont a gázkinyerés növekvő üzemidővel erősen lecsökken, így a ráfordítandó folyamatenergia és az elért többletgáztermelés között kedvező viszony adódik. A lehető legnagyobb hozam elérése végett kedvezőnek bizonyult az, ha a friss anyagot a tulajdonképpeni erjesztő térbe történő belépése előtt a kívánt folyamati hőmérsékletre felmelegítjük. Ezt hagyományosan extern előmelegítés útján oldják meg, ami viszont kis hatásfokkal dolgozik. Ezen túlmenően ismeretes az, hogy a tartály közepében viszonylag nagy térfogatú csövet helyeznek el. Ez minden esetre költséges és csökkenti az anyag homogenizálását. Ebből kiindulva a találmánnyal feladatunk anaerob erjesztésre készüléket úgy kialakítani, hogy a költséges alkatrészekből a felhasználást alacsony szinten tartsuk és a gyártását előnyös áron lehessen megoldani, hogy az iszaptakarók kialakulását messzemenően megakadályozhassuk, illetve könnyedén leküzdhessük, továbbá, hogy különösen kedvező reakciófeltételeket biztosítsunk. A kitűzött feladatot a találmány szerint úgy oldottuk meg a bevezetőben említett készüléknél, hogy maximális tartálykeresztmetszethez képest lényegesen kisebb keresztmetszetű, gázelvételi és ellenőrzőegységekkel felszerelt, a tartály felső oldaláról kinyúló gázfelfogó sisakja van. Tehát a találmány szerint elrendezett és kialakított gázfelfogó sisak útján lehetőség nyílik a tartálynak erjesztendő anyaggal történő teljes feltöltésére. Ezáltal a tartálynak teljességében nem kell már gázzárónak lennie, hanem csupán csak folyadékzárónak. Ez viszont lehetővé teszi a kevésbé értékes anyagoknak nagy térfogatú tartályokhoz történő felhasználását és lecsökkenti tehát az értékes anyagoknak a felhasználását a gázfelfogó sisakra, úgyhogy például tartályok készíthetőek ezáltal betonból, vagy acélból és ekkor csak a gázfelfogó sisakot kell csak nemesacélból kialakítani. Az ismert készülékkel ellentétben ezáltal olyan költség-haszon arányt érünk el, amely miatt a biogázreaktor nagyobb körök számára, különösen mezőgazdasági üzemek részére válhat érdekessé. Az elfogadható beruházási ráfordítással szemben állnak azok az előnyök, hogy energiaellátásra lehet gázt kinyerni, továbbá, hogy másrészt pedig nagyüzemi nagyszámú állattartásban keletkező, kiinduló anyagként szolgáló folyékonytrágyát közvetlenül hasznosítani lehet és a visszamaradó reakcióterméket nemcsak a vegetatív nyugalmi időszakban lehet felhasználni trágyázásra, ami pedig a trágyázás nagyobb hatékonyságát jelenti. A feldolgozandó anyag tekintetében a találmány szerint elérhető azon nagyon kicsi felület, amely a gázfelfogó sisak keresztmetszetének (az ismert készülékeknél a teljes tartály keresztmetszetével ellentétben) felel meg gyakorlatilag, lehetővé teszi az iszaptakaró és a lerakódásképződés könnyű és hatékony leküzdését. Ezen túlmenően kis mennyiségű anyag bevezetésével meg lehet úgy emelni az anyagszintet, hogy adott esetben a túlfolyóvezetékben képződött dugulásokat a túlnyomás útján szabaddá lehet tenni. Végül pedig a gázfelfogó sisakkal történő kialakítás még azt is lehetővé teszi, hogy a feldolgozandó anyag előmelegítésére előkamrát alakítsunk ki a tartályban és az előkamrából az anyagnak a kedvező átvezetése a tulajdonképpeni tartályba így lehetővé válik. Előnyös az olyan kiviteli alak, amelynél mögötte elrendezett tárolótartályhoz vezetett túlfolyóvezetéke a tartály felső széle tartományában van elrendezve, mivel lehetővé teszi azt, hogy így a friss anyagból bevezetett mennyiségtől messzemenően függetlenül egyenletes maradó, a tartályt teljesen kitöltő anyagszintet biztosítsunk. Célszerű az olyan kiviteli alak, amelynél a gázfelfogó sisakban töltésszintellenőrzőegység van elrendezve, mivel így biztosítva van az, hogy akkor, ha a túlfolyóvezeték emelkedő folyadékszint ellenére eltömődött maradna, akkor a kezelőszemélyzetet riadóztatja, illetve a friss anyagnak a bevezetése önműködően megszűnik. Lehetséges az olyan kiviteli alak, amelynél a gázfelfogó sisakban keverőszerkezet van elrendezve, mivel ez a keverőszerkezet megakadályozza az iszaptakarók kialakulását és a felület kiszáradását. Itt a keverőszerkezet előnyösen magára a gázfelfogó sisakra van felszerelve. Célszerű az olyan kiviteli alak, amelynél a gázfelfogó sisaknak oldalt vízszintes zárási helyzetbe elbillenthető csappantyúfedél felett úszóréteget levevő, elzárható kivágása van, mivel a találmány szerinti készüléknél így további külön intézkedések megtétele nél-4 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
