專利名稱：包括保持系統(tǒng)的生物反應器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于生物質(zhì)(biomass)的甲垸化的生物反應器。
技術背景這里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，并且為了避免不必要的重復，參考這一現(xiàn)有技術文獻的全部公開內(nèi)容， 并特別將其公開內(nèi)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、用于生物質(zhì) 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。在遮擋板后方設置支撐壁或保持系統(tǒng)(retaining system)，該支 撐壁或保持系統(tǒng)為氣密性遮擋板減緩壓力，并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(zhì)至少部分地被支撐在該保持系統(tǒng)或 卸壓壁上。其缺點是，在氣密性遮擋板和保持系統(tǒng)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(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的目的是在一定程度上改進公知的生物反應器，并能夠避 免在遮擋板和保持系統(tǒng)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(xiàn)。 應用能夠以氣密方式被封閉并具有足夠大尺寸的遮擋板，可以容易地將 生物質(zhì)引入消化器，并且還能夠在甲烷化之后容易地將殘留的生物質(zhì)移除。 當消化器封閉時，生物質(zhì)大體上或至少在一定程度上按壓在保持系統(tǒng)上。由 此，減輕了遮擋板的壓力，并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、處于遮擋板和保持系統(tǒng)之間的底板和/或壁中設置滲出液排出系統(tǒng)。由此，能夠避免滲出液積聚在遮擋板和保持系統(tǒng)之間，以及 /或能夠在打開遮擋板之前將處于遮擋板和保持系統(tǒng)之間的任何滲出液抽離。有利地，該保持系統(tǒng)是可滲透液體的，生物質(zhì)在其自重(deadweight) 的作用下從內(nèi)部壓向該保持系統(tǒng)，在此情況下，滲透液被擠出到保持系統(tǒng)外， 之后，滲出液被收集在設置于保持系統(tǒng)和遮擋板之間的排出系統(tǒng)內(nèi)，并被引導出。在優(yōu)選實施例中，保持系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)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(cè)還可具有開口，該開口能夠被保 持系統(tǒng)封閉而且并非在消化器的整個寬度上延伸。根據(jù)本發(fā)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(tài)下，該密封軟管膨脹并簡單地將該遮擋板相對于 消化器壁以氣密的方式密封。根據(jù)本發(fā)明的又一有利的配置，由于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(jù)本發(fā)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，簡化了消化器的制造。根據(jù)本發(fā)明的有利的配置，利用提升壓缸能夠提升、并仍以氣密的方式 關閉消化器的頂板。這確保了消化器的快速通風。根據(jù)本發(fā)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(zhì)為圓形的草捆(stmwbales)，則這種形狀的消化器尤其適合。根據(jù)本發(fā)明的有利的配置，將加熱系統(tǒng)以地板加熱系統(tǒng)的方式整合到消 化器的底板中。由于熱氣上升，因而消化器中的生物質(zhì)被均勻地加熱。另外， 或者作為選擇，加熱系統(tǒng)還可整合到消化器的其它壁中。根據(jù)本發(fā)明的又一種有利的配置，消化器以預制庫房(prefabricatedgarage)方式由鋼筋混凝土構成。利用遮擋板以氣密的方式將該"預制庫房" 的開口側(cè)封閉。這樣可得到節(jié)省成本的構造。


通過從屬權利要求、以及通過以下對優(yōu)選實施例的描述，能夠推斷出本 發(fā)明的其它細節(jié)、特征和優(yōu)點。在附圖中
圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的、未插入保持系統(tǒng)的生物反應器的立 體圖2示出了根據(jù)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(jié)；
圖4d示出了與圖4c對應的、但具有另一種框架配置的細節(jié)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(cè)區(qū)域的局部平面圖； 圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的、遮擋板打開并且插入了保持系統(tǒng)的生物反應 器的立體圖7示出了圖6的細節(jié)。
具體實施例方式
根據(jù)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以預制庫房的方式由鋼筋混凝土構成，并 且包括六個平面壁部件，即底板4、兩個側(cè)壁6和8、頂板IO、后壁12以 及開口的前側(cè)，該前側(cè)能夠被氣密性遮擋板14封閉。
遮擋板14可借助液壓裝置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(zhì)。消化器2中產(chǎn)生的 生物氣經(jīng)由生物氣移除接頭18引導出?？稍谙?的底板4中以及側(cè)壁6 和8的一部分中以地板加熱系統(tǒng)的方式設置加熱系統(tǒng)20，并且該加熱系統(tǒng) 20能夠相應地控制消化器2內(nèi)的生物質(zhì)的溫度。另外，將一滲出液排出系統(tǒng) 22整合在底板4中，該滲出液排出系統(tǒng)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，并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只示出了一個通道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(qū)域全方位固定密封軟管130。在關閉 狀態(tài)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相對于該框架132密封。
圖4d示出了框架132的可選配置，在此框架132具有環(huán)繞突起(all-roimd protrusion) 134。該環(huán)繞突起134使得膨脹的密封軟管130接合在框架132 的后面，從而進一步提高密封效果。
圖5示出了具有兩個側(cè)壁6、 8、滲出液排出系統(tǒng)22和遮擋板14的生物 反應器的前部的平面圖，該遮擋板14 一方面處于關閉狀態(tài)(由圖5的深色 表示)，另一方面處于上擺的打開狀態(tài)(由圖5中的淺色表示)。當從填充 方向觀察時，保持裝置100由于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(tǒng)22的后方，該保持裝置100有利地由木材制成， 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。然后可通 過保持裝置和消化器的頂部之間余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(zhuǎn)，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(cè)壁6延伸到相對的側(cè)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，并且通過將保持裝置豎直抬升出導軌而將保持裝置卸除，這里所示的實施例 中利用人工方法(例如應用輪式裝載機)進行抬升。其后，例如應用輪式裝 載機的消化器被部分填充，隨后以相反的順序再次插入保持裝置。然后，可 通過在保持裝置100和消化器頂部之間的頂部余留的空隙來繼續(xù)進行消化器 的填充。最后，關閉遮擋板14。
生物質(zhì)的自重導致從生物質(zhì)中壓榨出滲出液，并且該滲出液穿過形成在
保持裝置100中的空隙。有利地，由于保持裝置支撐該自重，因而該生物反
應器能夠比傳統(tǒng)的反應器裝載明顯更多的生物質(zhì)。在這種方式下擠出的滲出
液收集到排出系統(tǒng)22中，為了這一目的，當從生物質(zhì)的位置觀察時，排出 系統(tǒng)設置在保持裝置100的后方。
權利要求
1.一種用于生物質(zhì)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，并且適于容納生物質(zhì)；-保持裝置(100)，其設置在該消化器內(nèi)，當從填充方向看時，該保持裝置位于該遮擋板的后方，以使引入的生物質(zhì)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(tǒng)，其設置在該消化器的、處于該遮擋板(14)和該保持裝置(100)之間的底板和/或側(cè)壁中。
2. 如權利要求1所述的生物反應器，其特征在于，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，其特征在于，該保持 裝置能夠至少部分地滲透從生物質(zhì)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，其特征在于，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，其特征在于，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，在用于填充和排空生物反應器的翼片(14)的后方設置用于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(zhì)填充到容器內(nèi)并在甲烷化過程之后移除殘留的生物質(zhì)。當容器封閉時，生物質(zhì)向保持系統(tǒng)施加大的或至少某一數(shù)值的壓力，由此減輕了翼片的負荷，并能夠以輕便和精確密封的方式配備翼片。在生物反應器的、處于翼片和保持系統(tǒng)之間的底板和/或壁上設置用于排出滲出液體或滲出液的設備(22)，由此防止?jié)B出液體積聚在翼片和保持系統(tǒng)之間的區(qū)域內(nèi)，或使積聚在該區(qū)域內(nèi)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(yōu)先權日2005年9月8日
發(fā)明者彼得·盧茨 申請人:貝肯能量科技兩合公司