專利名稱：處理沼氣裝置的有機(jī)殘留物的方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于處理有機(jī)生物殘留物的方法和設(shè)備，特別是來自市政的和/或工商業(yè)的殘留物，包括未加工的和/或烹制后的食物殘留，農(nóng)業(yè)殘留物，尤其是動(dòng)物排泄物和/或植物的物質(zhì)，而且還處理為了進(jìn)行加工處理而種植的植物物質(zhì)，在該加工處理中將這些物質(zhì)至少部分地供給厭氧反應(yīng)器，并且這里提取通過發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣轉(zhuǎn)移并將剩余的發(fā)酵殘留物供應(yīng)給其它用途。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，為了分解固態(tài)和液態(tài)的有機(jī)生物物質(zhì)，已知對原始混
合物-必要時(shí)通過前置的機(jī)械的預(yù)備處理(例如沉沙池(Sandfang))-進(jìn)行酸化處理并將其供應(yīng)給發(fā)酵處理，也就是用以生成沼氣的發(fā)酵。在這種所述的沼氣化中除了產(chǎn)生真正的沼氣以外，還生成作為發(fā)酵殘留物的殘留物成分，所述殘留物成分能夠作為混合肥料輸出或作為肥料添加物進(jìn)行進(jìn)一步處理。所述殘留物成分具有大約6-7%的干燥物質(zhì)(TS)。這種分解方法總體上可用于液體肥料、玉米青貯、谷類或乳漿或類似物質(zhì)。當(dāng)然，不是每種原生物物質(zhì)(Ausgangs-Biomasse)都同樣適用于發(fā)酵。經(jīng)常產(chǎn)生這樣的問題，即，不能進(jìn)行發(fā)酵的剩余物過多地殘留，這些剩余物必須進(jìn)行處理或進(jìn)行專門的利用。的別是包含木質(zhì)素(Lignin)或類似物的剩余物不能充分發(fā)酵。這些剩余物經(jīng)常要進(jìn)一步加工成肥料。
通常，將相對于干燥物質(zhì)(TS)的成分含有大于3%的氮或磷或鉀的最低含量的有機(jī)殘留物定義為"肥料"。在將上述發(fā)酵殘留物加工成肥料原材料時(shí)，在機(jī)械的預(yù)備處理之后，利用分離在兩個(gè)支流中繼續(xù)引導(dǎo)發(fā)酵殘留物以進(jìn)行增稠。對第一支流進(jìn)行干燥，以制成干燥的含有大約85%(TS)的干燥物質(zhì)成分的所謂的底肥(FussdUnger )，而使在壓縮后剩下的液體成分的第二支流經(jīng)過蒸發(fā)，以制成含有大約15°/。的干燥物質(zhì)成分的所謂的頂肥(Kopfdiinger )。當(dāng)這兩種原材料在其營養(yǎng)成分上具有較高的值時(shí)，這兩種原材料能夠在農(nóng)業(yè)上使用，底肥優(yōu)選在秋天使用，以使處于生長中的植物度過冬天，而頂肥優(yōu)選在春季使用。盡管產(chǎn)生的發(fā)酵殘留物特別是在> l匿的大型裝置中由于其數(shù)量形成清除問題，但是這種發(fā)酵殘留物在農(nóng)業(yè)上的施用無論其組成如何都屬于其應(yīng)用的常用途徑雖然來自對發(fā)酵殘留物的蒸發(fā)的濕的頂肥通常情況下具有大約6°/。最低含量的氮，但是與其相對，來自發(fā)酵殘留物的干燥處理的、干燥的底肥通常不足3°/。的最低含量。當(dāng)然，氮、鉀和磷這三種肥料組成成分的比例取決于發(fā)酵殘留物原材料的組成，并且還取決于發(fā)酵殘留物能夠以何種程度例如使氨與其中所含氮的鍵合/結(jié)合。

發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)在，本發(fā)明的目的是，提供一種在開頭所述類型的方法及設(shè)備，所述方法和設(shè)備實(shí)現(xiàn)了改進(jìn)對有機(jī)殘留物的處理，以產(chǎn)生可利用的物質(zhì)，例如能量載體，但也可以產(chǎn)生肥料形式的可利用物質(zhì)作為能量載體。這里所述方法還i殳定成，優(yōu)化與可利用再生原材沖牛(NaWaRo)的處理有關(guān)的能量循環(huán)。具體地，這還通過多級(jí)真空蒸發(fā)而實(shí)現(xiàn)，可以給所述真空蒸發(fā)配設(shè)(溫度濕度)調(diào)節(jié)，這種調(diào)節(jié)沒有外部能量也可以進(jìn)行。
本發(fā)明的目的基本上通過權(quán)利要求1所述的方法得以實(shí)現(xiàn)。所述方法有利的實(shí)施形式由后面的從屬權(quán)利要求得出。本發(fā)明的設(shè)備由權(quán)利要求22得知。所述設(shè)備有利的實(shí)施形式在與其相關(guān)的從屬權(quán)利中提及。
由此，本發(fā)明的核心構(gòu)思是，在來自增稠的液體流經(jīng)過一次從液體流中分離出濃縮物和冷凝物的處理之后，使由增稠產(chǎn)生的發(fā)酵殘留物結(jié)塊和來自增稠的液體流至少部分地再次匯集，由此例如在由有機(jī)殘留物生成沼氣的過程中以改進(jìn)的方式在能量上利用所產(chǎn)生的發(fā)酵殘留物。所述冷凝物幾乎完全由水組成，而存在于液體流中的其它組成成分濃縮成濃縮物。這樣，利用這樣獲得的濃縮物能夠使發(fā)酵殘留物重新富集化并且進(jìn)行進(jìn)一步的例如干燥或制粒的形式的調(diào)節(jié)。因此，在由此產(chǎn)生的結(jié)果中，使所有存在于發(fā)酵殘留物中的組成成分與發(fā)酵殘留物水分分離，然后這些組成成分濃縮，從而由此獲得的底肥濃縮物的利用提供了在進(jìn)一步利用中的改進(jìn)的產(chǎn)出率。這意味著，當(dāng)必要時(shí)，通過由沼氣生成和其發(fā)電提供的能量而使發(fā)酵殘留物升級(jí)，由此本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對例如在沼氣生成中產(chǎn)生的發(fā)酵殘留物的最佳的利用。這里術(shù)語"升級(jí)
(Aufwertung )"既可以理解為通過增稠(系數(shù)1: 10 )實(shí)現(xiàn)的較好的>|喿作、可存放性、用于生成熱量的可利用性，或理解為具有添加物的富集化，也可以理解為其它處理，例如干燥。借助于本發(fā)明的方法，給出了一種符合生態(tài)學(xué)的以及由此可持續(xù)的方法，以用于利用例如還含有木質(zhì)素的生物物質(zhì)。
根據(jù)一個(gè)有利的實(shí)施例，將由沼氣的利用所產(chǎn)生的余熱用于進(jìn)行干燥。如果系統(tǒng)應(yīng)該絕對自給自足地運(yùn)行，則供使用的余熱決定了由底肥和轉(zhuǎn)移的濃縮物組成的底肥混合物中的水成分的含量。換句話說，如果有足夠的熱量供以使用，就能夠使全部獲得的濃縮物混入到增稠的結(jié)塊中，并接下來對該混合物進(jìn)行干燥。已經(jīng)證明有利的是，在對所述底肥進(jìn)行干燥的過程中向底肥中混入所述濃縮物(下文中還將結(jié)合帶式干燥器進(jìn)行說明)。
根據(jù)一個(gè)有利的實(shí)施例，借助于真空蒸發(fā)進(jìn)行用于使?jié)饪s物和冷凝物從液體流中分離的處理?？蛇x擇地，還可以通過具有逆向滲透的超過濾給設(shè)置所述分離。在此，所獲得的截留物相當(dāng)于用發(fā)酵殘留物的組成成分富集化的濃縮物。
轉(zhuǎn)移到底肥中的濃縮物的物質(zhì)流至少是這樣來選擇，即，富集化的干燥產(chǎn)物，即在其干燥后的底肥具有3%的最低含量的氮和/或鉀和/或磷或者是它們的組合。由此，所獲得的產(chǎn)物用作有機(jī)肥料。
接下來，現(xiàn)在結(jié)合一基本循環(huán)對本發(fā)明方法的基本設(shè)計(jì)進(jìn)行說明，該基本循環(huán)僅涉及有機(jī)肥料的制造。
本發(fā)明的基本循環(huán)中，將由對發(fā)酵殘留物的處理生成的多余的氮成分、鉀成分或磷成分再混入到低等(minderwertig)的肥料流中，也就是說，在實(shí)踐中多數(shù)情況是混入底肥中，并有利地進(jìn)入到物料中，在底肥中由沼氣生物熱電設(shè)備的余熱/廢熱提供對此所需的能量，由此進(jìn)行從質(zhì)量上低等的生物物質(zhì)到用于農(nóng)業(yè)的有機(jī)肥料的轉(zhuǎn)換。實(shí)際上，這里通常通過熱量交換器進(jìn)行生物熱電設(shè)備余熱向干燥或蒸發(fā)過程的能量傳遞，借助于所述熱量交換器，將余熱傳送到蒸發(fā)器或干燥器/調(diào)節(jié)器上。為了實(shí)現(xiàn)上述的能量輸送，在其干燥期間向底肥供應(yīng)的潮濕的頂肥的物料比例通過由生物熱電設(shè)備的余熱提供的能量數(shù)值重新共同確定。這意
味著，營養(yǎng)成分豐富的頂肥與原本低等的具有遠(yuǎn)低于3°/。的鉀或磷或氮的
底肥的比例越大，則來自生物熱電設(shè)備的余熱的能量數(shù)值就越高，從而還能夠?qū)Ω患牡追食浞值剡M(jìn)行干燥。由于供使用的余熱能量，所轉(zhuǎn)
移的頂肥的參數(shù)a )蒸發(fā)質(zhì)量、b )干燥質(zhì)量以及c )物質(zhì)流(Massenstrom)是這樣來選擇的，即，由加工產(chǎn)生的底肥具有3%的最低含量的氮或鉀或磷。實(shí)驗(yàn)證明，底肥到有機(jī)肥料的升級(jí)可以在沒有"來自外界，，的肥料添加的情況下通過采用所述用于沼氣生成的濕式發(fā)酵裝置來實(shí)現(xiàn)，在沼氣生成中，這樣供應(yīng) 一定的在利用沼氣運(yùn)行的生物熱電設(shè)備的余熱中的剩余的能量數(shù)值，以便用于干燥和蒸發(fā)的運(yùn)行，即，利用這些剩余的能量，可以實(shí)現(xiàn)在全部所生成的頂肥的20°/。的大小范圍內(nèi)的從頂肥到底肥的物料(質(zhì)量)轉(zhuǎn)移。
發(fā)酵殘留物原材料的組成成分發(fā)生變動(dòng)，由此發(fā)酵殘留物原材料在工藝技術(shù)上的特性也會(huì)發(fā)生變化。這影響了固體物質(zhì)的可分離性，這又影響到干燥和蒸發(fā)的效率，并最終影響到由此產(chǎn)生的濃縮物的量。當(dāng)發(fā)酵殘留物發(fā)生最大的蒸發(fā)時(shí)，所產(chǎn)生的底肥的濃縮物數(shù)量最低，而在增稠后干燥物質(zhì)成分提高時(shí)，導(dǎo)出的濃縮物量類似地提升。
為了能夠連續(xù)地保持有機(jī)肥料的生成，根據(jù)一有利的實(shí)施形式，在其增稠后，向發(fā)酵殘留物原材料供應(yīng)酸，例如H2S04，以能夠?qū)⒃诎l(fā)酵殘留物中的氮化合物的揮發(fā)性的成分，例如氨4定合在發(fā)酵殘留物中。由于這種鍵合，在所處理的支流中，通常是在兩個(gè)支流中，也就是說，在干燥的底肥的生成中以及在潮濕的頂肥的生成中，氮成分提高。此外，在發(fā)酵殘留物中這樣結(jié)合這些氮化合物具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即，沒有氣味從發(fā)酵殘留物中逸出，例如當(dāng)從發(fā)酵殘留物放出氨時(shí)的情況那樣。根據(jù)本發(fā)明有利地在對發(fā)酵殘留物原材料增稠之后進(jìn)行向由此產(chǎn)生的發(fā)酵殘留物結(jié)塊中加入硫酸，這是因?yàn)橛纱艘种屏伺菽男纬?。因?yàn)楣腆w物質(zhì)存在于壓縮結(jié)塊中，所以也就避免了漂浮，也就是避免了浮起(懸浮)。如果向發(fā)酵殘留物的液體成分加入酸可能導(dǎo)致形成泡沫，則可
以采用泡沫抑制劑(Schaumhemmer )或i殳置用于抑制泡沫的機(jī)械元件。大量實(shí)驗(yàn)還證明了 ，發(fā)酵殘留物的停留時(shí)間和溫度在抑制泡沫過程中起到重要的作用。由于這個(gè)原因，在中間裝入停留時(shí)間容器和/或可以對發(fā)酵殘留物進(jìn)行預(yù)熱。最后，對濃縮物進(jìn)行隔熱，從而能夠用較小的能量消耗保持溫度并由此可以運(yùn)輸盡可能多的干燥物質(zhì)。
根據(jù)所述方法的一個(gè)有利的實(shí)施例，所述機(jī)械的預(yù)備處理除了上述借助于壓機(jī)或傾析器進(jìn)行的增稠處理之外，還包括借助于由所述增稠產(chǎn)生的液體成分的振動(dòng)篩而進(jìn)行的濾篩/精篩，以過濾出精細(xì)纖維，所述超精細(xì)纖維在頂肥的蒸發(fā)處理過程中會(huì)固著在蒸發(fā)器中或者在超濾/逆向滲透期間會(huì)發(fā)生固著。
被認(rèn)為有利的是，由厭氧甲烷化所產(chǎn)生的發(fā)酵殘留物中間產(chǎn)物臨時(shí)存放在發(fā)酵殘留物貯存器中，以緩沖發(fā)酵殘留物處理的產(chǎn)能利用。
關(guān)于靜止存放還具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即，酸化處理前，對于玉米青貯料或其它青貯料或纖維材料的情況，培養(yǎng)基/基質(zhì)要靜置至少0. 5 h，并且將培養(yǎng)基基質(zhì)放置成熟，從而使培養(yǎng)基中的氣體夾雜排出。除了具有抑制厭氧反應(yīng)器中的漂浮層的優(yōu)點(diǎn)之外，對于發(fā)酵殘留物的處理還具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即，使氨化過程(由冊3形成NH4)和酸化可以順利進(jìn)行。換句話說，在向發(fā)酵殘留物中添加酸時(shí)的pH值遷移能夠可靠地并可計(jì)算地進(jìn)行。
在將頂肥的比例調(diào)節(jié)的物質(zhì)流混入到底肥中時(shí)，根據(jù)所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)被視為非常有利的是，采用帶式干燥器裝置，在所述帶式干燥器裝置中，頂肥被"激發(fā)"進(jìn)入到已經(jīng)部分干燥的底肥中。這樣釆用這樣一種方法，在該方法中將可從調(diào)節(jié)器取出的、由來自兩種不同的濕混合物支路_即底肥和頂肥一組成的干燥物料組合在一起，所述濕混合物的干燥物質(zhì)含量不同。所述兩種濕混合物在干燥過程中在干燥空間中匯合，并且作為干燥物被取出。這種新的調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)和與其相關(guān)的方法實(shí)現(xiàn)了對濕混合物的干燥，即，對頂肥的干燥，由于其較少的干燥物質(zhì)含量可以將所述頂肥視為液體，也就是接近液態(tài)的混合物。具有如此較少的干燥物質(zhì)含量的濕混合物的干燥這樣來實(shí)現(xiàn)，即，將其摻入待干燥的第一濕混合物，所述第一濕混合物作為用于"液態(tài)"的第二濕混合物的載體。來自干燥裝置的最終產(chǎn)物具有大約80%的干燥物質(zhì)含量。由于添加了含有氮、鉀或磷的"豐富的"頂肥，從干燥裝置取出的最終產(chǎn)物具有這些物質(zhì)中的至
少一種的3°/。的最低含量，也就是說，這是一種肥料，重要的是這種肥料還是純有機(jī)的。與將液體肥料/液體肥料(GU lie)的直接排放到田地中相比，將干燥的底肥富集化稱為高價(jià)值的有機(jī)肥料具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即，具有小得多的氣味污染。此外，由于干燥肥料與作為廢料的發(fā)酵殘留物基質(zhì)相比較小的重量還降低了任何可能的運(yùn)輸成本。
可以使用濕式發(fā)酵器作為用于沼氣生成的發(fā)酵器，其中，為了保證功能正常的運(yùn)行，所述濕式發(fā)酵器需要一定的最底水含量，或換而言之所述不許超過干燥物質(zhì)的最大值，其中根據(jù)原料的不同，通常為10-13%的干燥物質(zhì)。為了確保低于所述水需求，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利的實(shí)施例，可以將由蒸發(fā)頂肥或由干燥底肥所獲得的冷凝物回輸。所述回輸物可以直接定量供應(yīng)給制漿過程(Anmaischung),或可替代地，定量供應(yīng)到發(fā)酵器的輸入管道中。當(dāng)冷凝物中含有泡沫或很多可蒸發(fā)的物質(zhì)時(shí)，可以采用逆向滲透，以便不用不必要地給所述制漿過程，但尤其實(shí)酸化和發(fā)酵過程加載例如固體和/或鹽。
盡管將冷凝物的回輸?shù)桨l(fā)酵器中會(huì)導(dǎo)致能量損耗，需要強(qiáng)調(diào)的是，相比于引入系統(tǒng)外的新水，將冷凝物回輸?shù)街茲{過程中明顯更為節(jié)省能量，這是因?yàn)樗隼淠镆呀?jīng)具有較高的溫度(大約55。C)，利用這種溫度提高了原料的溫度。由此，這樣設(shè)計(jì)的冷凝物利用還由于其可能的污染對于任何形式"衍生(Ableitung)"都是合理和經(jīng)濟(jì)的解決方案。
相對于濕式發(fā)酵器，還能夠使用干式發(fā)酵器。在干式發(fā)酵器中，曱烷化和沼氣獲得可以利用提高所供給干燥物質(zhì)的比例來實(shí)現(xiàn)，這是因?yàn)榛旧峡梢苑艞壚鐏碜栽谡舭l(fā)或干燥時(shí)獲得的冷凝物的水供應(yīng)。由于在使用干濕發(fā)酵器時(shí)需要較少的用于發(fā)酵殘留物的蒸發(fā)和干燥的能量，
轉(zhuǎn)移到底肥中的頂肥的比例由此升高到5oy?；蚋?。換句話說，使機(jī)械的預(yù)備處理后產(chǎn)生的由底肥和頂肥構(gòu)成的支流再次匯合。除了將來自干燥處理的底肥用作農(nóng)業(yè)上的高價(jià)值的肥料之外，還可以將底肥的利用設(shè)定汽化的形式，以產(chǎn)生能量上有價(jià)值的氣體。下面利用本發(fā)明的"第二循環(huán)"的描述對所述汽化進(jìn)行說明。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利的實(shí)施例，在上述將低等的沼氣處理成有機(jī)肥料的基本循環(huán)的后面設(shè)置一附加的第二循環(huán)，所述第二循環(huán)在以下進(jìn)
行說明，但以上對于基本循環(huán)所述的內(nèi)容類似地適用于所述第二循環(huán)
根據(jù)本發(fā)明的第二循環(huán)，干燥的底肥在后置的制粒過程中借助于制粒壓縮機(jī)被壓縮成顆粒?？商娲?，可以采用擠出機(jī)。特別是當(dāng)產(chǎn)生的有機(jī)肥料具有不能作為肥料利用的過量時(shí)，所述第二循環(huán)是有利的。根據(jù)本發(fā)明，因此，代替原始的能量載體，肥料獲得可進(jìn)一步處理的顆粒作為新的能量載體，由此將所獲得的有機(jī)肥料重新作為可利用的原材料進(jìn)行升級(jí)。在此制粒過程必需的能量能夠從由生物熱電設(shè)備所獲得的能量中提取。現(xiàn)在為了再次考慮這樣的能量需求，即，要通過利用沼氣產(chǎn)生的能量來實(shí)現(xiàn)原始的發(fā)酵殘留物的升級(jí)，有效的是，在設(shè)置在后面的制粒過程中設(shè)置一用于沼氣生成的干式發(fā)酵器
由制粒過程本身或調(diào)節(jié)器的干燥物也能導(dǎo)致新的能量載體的生成，根據(jù)本發(fā)明的所述第二循環(huán)，接下來可以燃燒和/或汽化所述能量載體。由此干燥物的進(jìn)一步處理有利地直接在干燥過程或制粒處理過程之后進(jìn)行，也就是說直接在沼氣裝置附近進(jìn)行，以便可以將由此獲得的能量一起饋入生物熱電設(shè)備的電網(wǎng)中，或者可將由汽化獲得的氣體混入到沼氣當(dāng)中。但可選擇地，同樣可以設(shè)想，將設(shè)置在后面的燃燒或汽化分散地設(shè)置，從而例如使獲得的顆粒供給具有木質(zhì)顆粒的商業(yè)(對木顆粒的處理過程)中，或者混合到木顆粒中。
為了獲得能量，可以給顆粒燃燒過程中間設(shè)置一蒸汽渦輪機(jī)，所述蒸汽渦輪機(jī)本身驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，然后所述發(fā)電機(jī)將所獲得的電能輸出到生物熱電設(shè)備的電網(wǎng)。與此類似地，在顆粒或調(diào)節(jié)器的干燥物質(zhì)的汽化過程中中間設(shè)置燃?xì)鉁u輪機(jī)或活塞式機(jī)器(Kolbenmaschine),所述燃?xì)鉁u輪機(jī)或活塞式機(jī)器同樣通過發(fā)電機(jī)運(yùn)行來向生物熱電設(shè)備的電網(wǎng)中輸出電能。在燃燒或汽化過程中產(chǎn)生的殘留物，也就是灰燼(燃燒)和炭(汽化)能夠再次作為肥料使用。在最有利的情況下，為了進(jìn)行汽化設(shè)有多功能汽化器，可以給該多功能汽化器輸入不同的材料以進(jìn)行汽化。這樣，通過例如由于干燥性所生成較低的谷物收獲通過添加木料至少部分地得到補(bǔ)償并由此確保能量供應(yīng)，由此所述裝置還能夠與波動(dòng)的原材料產(chǎn)量相匹配。
根據(jù)本發(fā)明現(xiàn)在設(shè)定另一個(gè)有利的下用術(shù)語"總循環(huán)"進(jìn)行說明的實(shí)施例，以上對于基本循環(huán)的說明適用于所述總循環(huán)，但是類似地適用
根據(jù)本實(shí)施例，在對由有機(jī)肥料獲得的干燥物料的應(yīng)用中，重點(diǎn)在于汽化過程。根據(jù)本發(fā)明，現(xiàn)在將由此獲得的氣體混入沼氣中，從而在從生物熱電設(shè)備中能夠由該混合物中獲得電能。由于這個(gè)措施，能量平衡能夠沿朝提高的能量產(chǎn)出的方向移動(dòng)，另外此時(shí)在生物熱電設(shè)備中由沼氣/氣體混合物獲得能量時(shí)的效率"s，，比分別在單獨(dú)利用中的效率要高，因?yàn)闅怏w根據(jù)測量的指示得到了有利的補(bǔ)充。
由此，對于"總循環(huán)，，，與"第二循環(huán)"等同地，用于發(fā)酵殘留物結(jié)塊以及來自蒸發(fā)的濃縮物采用 一共同的調(diào)節(jié)器被看作是有利的。這樣，轉(zhuǎn)移到底肥中的頂肥的物質(zhì)流可以與上面針對"第二循環(huán)，，的實(shí)施例所述相同的方式得到4是高，并且最高可達(dá)100%。這樣，首先獲得了額外的電能，由此能夠從同樣的土地或所述土地的Nawarro值(Nawarrowerte )獲得多出大約35%的電能，考慮到預(yù)期的原材料缺乏這是有決定性意義的。
在汽化中產(chǎn)生的氣體還具有對于氣體的進(jìn)一步利用有害的組成成分，例如主要是氮化合物，所述氮化合物在氣體的利用過程中導(dǎo)致出現(xiàn)N0x和由其構(gòu)成的化合物。為了消除這些有害物成分，對氣體進(jìn)行凈化，并且是通過至少部分地引導(dǎo)氣體有利地通過由增稠產(chǎn)生的發(fā)酵殘留物的液體成分。也可以引導(dǎo)氣體的另一個(gè)支流通過濃縮物或冷凝物，以對其進(jìn)行凈化。在此經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，這些用于氣體的利用有害的組成成分^f皮分離出去。此時(shí)，可以借助于燃?xì)鉁u輪機(jī)或借助于活塞式機(jī)器將經(jīng)凈化的氣體供應(yīng)給流生成過程，或者有利地將其混入在發(fā)酵中獲得氣體中。
因?yàn)橛傻追驶蝾w粒的汽化中所獲得的氣體的氮成分通過分離過程重新回輸?shù)桨l(fā)酵殘留物的液體成分中或回輸來自蒸發(fā)處理的濃縮物中，后者恰好地通過所述被分離的成分再次被富集化，借此能夠有效地實(shí)現(xiàn)低等的肥料到有機(jī)肥料的升級(jí)。如果引導(dǎo)氣體通過冷凝物，則所述氣體同樣可以直接地混入肥料流中。
在所述方法的一種變型中，由汽化產(chǎn)生的氣體還能夠通過導(dǎo)入由蒸發(fā)產(chǎn)生的冷凝物__至少是暫時(shí)性地一一凈化。當(dāng)由頂肥到底肥的質(zhì)量流占有幾乎100%并且同時(shí)所獲得的底肥至少在一定時(shí)間段內(nèi)僅供給汽化過程時(shí)，這個(gè)措施是合理的。通過在冷凝物中對氣體的清洗，對氣體的進(jìn)一步利用有害的組成成分最終被濾出，并且"不在循環(huán)中運(yùn)行"，如在再次在轉(zhuǎn)移的混合物流中干燥成底肥并且然后再進(jìn)行汽化的濃縮物中那樣。
換句話說，根據(jù)本發(fā)明，底肥利用的范圍內(nèi)，借助于汽化實(shí)現(xiàn)了由沼氣發(fā)酵和發(fā)酵殘留物的優(yōu)化汽化組成的二級(jí)氣體生成，所述氣體生成由兩個(gè)相互獨(dú)立的氣體流組成。由此，本發(fā)明在對來自原初始基質(zhì)的可進(jìn)行利用的材料進(jìn)行的濃縮的同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了能量收益(產(chǎn)出)的最大化。這種組合提高了本方法根據(jù)需求選擇產(chǎn)生更多能量或更多肥料的靈活性。
最后要說明的是，同樣可以用頂肥或用于凈化的濃縮物支流對由汽化產(chǎn)生的殘留物進(jìn)行富集化，由此，生成的產(chǎn)物也能夠滿足對有機(jī)肥料的要求，從而，所述來自汽化的殘留物同樣可以輸出供農(nóng)業(yè)使用。


接下來結(jié)合本發(fā)明的基本方法的附圖，如基本循環(huán)、第二循環(huán)和總
循環(huán)，對在"沼氣生成過程(Biogasprozess )，，情況下的各個(gè)實(shí)施例進(jìn)行說明。
圖中示出圖l示出了本發(fā)明的方法的基本循環(huán)；圖2才艮據(jù)所謂的第二循環(huán)示出了本發(fā)明的方法；圖3才艮據(jù)所謂的總循環(huán)示出了本發(fā)明的方法；圖4示出了本發(fā)明的有利的帶式干燥器裝置。
圖中所示的流表示
- 物質(zhì)流
----------------- 氣體
........... 熱能
。。。。。。。。。。。。 可選擇的熱量
具體實(shí)施例方式
根據(jù)圖1的示意性流程圖，將玉米青貯料、谷類和/或液體肥料等送到具有液體肥料衛(wèi)生化處理的接收部(I )。接下來將所述生物原材料在具有配料、回輸(功能)以及通常情況下還有預(yù)酸化的處理步驟(II )
中進(jìn)行繼續(xù)加工。因?yàn)榻酉聛戆l(fā)酵(m)中的發(fā)酵細(xì)菌只是優(yōu)選分解簡單的碳化合物，所以預(yù)酸化在此用于分解復(fù)雜的碳化合物。通常在預(yù)酸
化中pH值必須達(dá)到或低于6.0。受到加載的初始培養(yǎng)基(Eingangs-substrat )在預(yù)酸化中的停留時(shí)間取決于各單個(gè)成分的分解時(shí)間。這樣，例如壓縮殘留物如固體的殼形塊與加載有機(jī)物的流體相比需要有較長的停留時(shí)間。因此，對于不同的停留時(shí)間， 一種根據(jù)本申請人的專利申請EP 1 419 995的、用于難以分解的組成成分的截留系統(tǒng)是適宜的。如果還是要提供還沒有充分預(yù)酸化的固體物質(zhì)，這些固體物質(zhì)會(huì)由于主發(fā)酵裝置中的后酸化而干擾沼氣形成過程。
此外有利的是，原培養(yǎng)基(Ausgangssubstrat )特別是玉米或其它青貝e:料可在制漿中必要時(shí)略微攪拌地放置，從而可以排出空氣。這有這樣的優(yōu)點(diǎn)，在接下來的發(fā)酵(III)中防止漂浮層的形成，并且能夠在發(fā)酵殘留物的處理中出現(xiàn)的冊4形成優(yōu)化地進(jìn)行(在以前已經(jīng)說明過)。接收部(I )和/或處理部(II )還能夠包括一個(gè)沉沙池。將產(chǎn)生的原混合物或原培養(yǎng)基充分地預(yù)酸化，將所述物質(zhì)轉(zhuǎn)移到發(fā)
酵步驟(m),這里不存在這樣的危險(xiǎn)，即，在厭氧發(fā)酵裝置中還進(jìn)行進(jìn)一步的酸化。因?yàn)檫^低的PH值，由于對發(fā)酵細(xì)菌的破壞，這對于發(fā)酵過程是不利的。在發(fā)酵的方法步驟中，在厭氧反應(yīng)器中借助于產(chǎn)乙酸菌
(acetogene Baketerien)和沼氣纟田菌使來自水解的中間產(chǎn)物，例如乙酸主要分解成甲烷和二氧化碳。利用這種氣體混合物用來在生物熱電設(shè)備(BHKW)的電流轉(zhuǎn)化(IV)中獲得熱能和電能。
由發(fā)酵(III)還產(chǎn)生一種發(fā)酵殘留物，所述發(fā)酵殘留物引導(dǎo)到發(fā)酵殘留物貯存器(V)中。這個(gè)發(fā)酵殘留物貯存器為后面的機(jī)械增稠(VI)提供了 一個(gè)緩沖空間，從而能夠?yàn)樵跈C(jī)械增稠中所包括的壓縮進(jìn)行連續(xù)輸入?？蛇x擇地，還能夠借助一潷析器來進(jìn)行增稠，在潷析器中在重力場的作用下實(shí)現(xiàn)固體成分與液體成分的分離。在發(fā)酵貝i存器中的發(fā)酵殘留物的干燥物質(zhì)成分(TS)為約5-7%。發(fā)酵貯存器中的溫度大約為34°C。如上所述的那樣，將貯存器的發(fā)酵殘留物輸送給機(jī)械壓縮，以對發(fā)酵殘留物進(jìn)行增稠。
由機(jī)械增稠(VI)發(fā)出兩個(gè)支流，即， 一個(gè)是增稠的提高的約25%的干燥物質(zhì)含量的結(jié)塊(Kuchen)，將該支流被稱為底肥；另一個(gè)是由壓縮獲得的液體成分，具有較少的約3%的干燥物質(zhì)成分，這個(gè)支流以下稱為頂肥。如上所述，在這些支流中可以進(jìn)行泡沫抑制。頂肥接下來在4展動(dòng)篩分中進(jìn)行過濾，以便過濾精細(xì)纖維，所述精細(xì)纖維能夠在接下來的蒸發(fā)或具有超過濾的逆向滲透中固著。此時(shí)，在篩分頂肥時(shí)產(chǎn)生具有大約10%的干燥物質(zhì)成分的濃縮物沉淀的固體成分，所述固體成分也能夠在例如借助于潷析器的增稠后提供給干燥器VII 。
特別是由于頂肥接下來的蒸發(fā)或壓縮結(jié)塊(Presskuchen)可選的干燥，給兩個(gè)支流，也就是增稠的結(jié)塊(Kuchen)和液體頂肥，添加酸，例如硫酸，以能夠鍵合以氨(冊4)的形式存在于發(fā)酵殘留物中的氮成分；與溫度條件向匹配地，在酸性環(huán)境下發(fā)生pH值偏移，通?！秔H6。 pH值偏移導(dǎo)致在液體部分中形成泡沫，其中，如上所述可以在這些支流中進(jìn)行泡沫抑制。才艮據(jù)本發(fā)明在結(jié)塊中沒有泡沫形成。接下來，對來自增稠的液體成分進(jìn)行真空蒸發(fā)。這里形成水冷凝物
和含約12-18%的干燥物質(zhì)的濃縮物。在蒸發(fā)處理中，首先將頂肥流從原始溫度29。C預(yù)熱到大約63°C。隨后的蒸發(fā)有利地在利用生物熱電設(shè)備(BHKW)余熱的情況下以多個(gè)真空級(jí)進(jìn)行。
對于增稠的結(jié)塊的支流，對其進(jìn)行干燥(VII)。例如在一帶式干燥器中進(jìn)行調(diào)節(jié)，在該帶式干燥器中，在水平地疊置的傳送帶上輸送所述增稠的壓縮結(jié)塊，從而結(jié)塊從最上方的傳送帶開始在通過該傳送帶之后落到位于其下方的傳送帶上，并且以這種"Z字形方法"向下將其輸送到最后一條傳送帶上。干燥方法的細(xì)節(jié)結(jié)合圖4說明。為了對底肥進(jìn)行干燥，在帶式干燥器中設(shè)有一熱交換器，利用該熱交換器對由生物熱電設(shè)備產(chǎn)生的余熱為此進(jìn)行傳遞。生物熱電設(shè)備的能量載體的余熱溫度在進(jìn)入帶式干燥器時(shí)大約為145°C，該溫度在出口處降低到大約120°C。由此，只能由生物熱電設(shè)備提供的余熱能量來實(shí)現(xiàn)對壓縮結(jié)塊的干燥。由千燥處理的空氣冷卻器產(chǎn)生的冷凝物儲(chǔ)存在一個(gè)緩沖器中，并且接下來例如再回輸?shù)桨l(fā)酵裝置中以進(jìn)行制漿。由干燥得到的干燥結(jié)塊不管其組分和組成如何、也不管它們的用途如何都稱作底肥。替代來自生物熱電設(shè)備的能量基礎(chǔ)供應(yīng)，蒸發(fā)最后的冷凝步驟也能夠提供能量。當(dāng)發(fā)酵裝置僅產(chǎn)生給料氣體并由此存在"能量缺乏(Energiekna卯heit)"時(shí)，這是特別有利的。此時(shí)，如在每種能量缺乏的情況下那樣，全部或部分燃燒有機(jī)肥料以產(chǎn)生能量也是合理的。
頂肥具有約為6%的氮含量，而干燥的底肥的氮含量通常小于3%?，F(xiàn)在為了使底肥升級(jí)至高價(jià)值的肥料，即純的有機(jī)肥料，將受調(diào)節(jié)的物質(zhì)流中的頂肥濃縮物的一部分供應(yīng)給進(jìn)入帶式干燥器裝置內(nèi)的底肥。如果該處理方法應(yīng)該在能量上自給自足地運(yùn)行，則所述受調(diào)節(jié)的物質(zhì)流主要與由生物熱電設(shè)備提供的能量相關(guān)。因?yàn)榭晒┦褂玫挠酂嵊糜诟稍?，由此相?yīng)地，余熱量共同決定可干燥的質(zhì)量以及因此還可以確定仍可供應(yīng)給底肥的水分含量。因此，在這種情況下，物質(zhì)流占全部所產(chǎn)生的頂肥的約20%,從而在結(jié)果中通過匯合這兩個(gè)支流，也就是通過頂肥和底肥生
成固體形式的高價(jià)值的有機(jī)肥料，該有機(jī)肥料的氮含量在3%的界限之上。
除了根據(jù)所列舉的用于使底肥的氮富集化的實(shí)施例之外，頂肥向底肥的轉(zhuǎn)移還可以涉及鉀和石粦。
現(xiàn)在，圖2示意性示出了在上述基本循環(huán)的結(jié)構(gòu)中所謂的第二循環(huán)。根據(jù)第二循環(huán)，對來自干燥處理(VII)的培養(yǎng)基繼續(xù)進(jìn)行處理，也就是進(jìn)行制粒(IX)和/或?qū)⑵涔?yīng)給后面的汽化(XI)或燃燒過程(X )。作為用于使干燥物致密化的設(shè)備可以使用制粒設(shè)備或擠出機(jī)。
來自干燥的培養(yǎng)基具有平均約80%的干燥物質(zhì)成分。來自制粒過程(IX)的壓縮的顆粒具有約85%的干燥物質(zhì)，將所述顆粒供應(yīng)給燃燒和/或汽化，以借助于燃料電池、燃燒鍋爐、活塞式馬達(dá)或燃?xì)鉁u輪機(jī)獲得電能，所述電能被饋送到例如生物熱電設(shè)備的電流轉(zhuǎn)化(IV)。因此，對來自干燥過程的干燥物質(zhì)的數(shù)量上的升級(jí)借助于來自蒸發(fā)的頂肥或冷凝物支流的 一部分在對來自發(fā)酵處理的殘留材料進(jìn)行利用實(shí)現(xiàn)另 一個(gè)能量上優(yōu)化的過程運(yùn)^f亍。
圖3示意性示出了所謂"總循環(huán)"的原理，這意味這根據(jù)圖2的第二循環(huán)的延續(xù)或根據(jù)圖1的基本循環(huán)的延續(xù)。根據(jù)該總循環(huán)使來自干燥物質(zhì)的汽化(XI)的氣體與來自發(fā)酵的氣體混合并且共同供應(yīng)給生物熱電設(shè)備的電流轉(zhuǎn)化(IV)。
來自干燥物質(zhì)汽化的氣體有利地被引導(dǎo)通過發(fā)酵殘留物貯存器中的發(fā)酵殘留物，以進(jìn)行凈化?？蛇x地，還可以引導(dǎo)所述氣體通過來自蒸發(fā)的頂肥的濃縮物或通過冷凝物或者冷凝物支流，以對其進(jìn)行凈化。換句話說，當(dāng)由汽化獲得的氣體被引導(dǎo)通過例如在發(fā)酵殘留物的增稠中產(chǎn)生的濕氣流的液體成分，在能量上和生態(tài)上對所述氣體進(jìn)行了提純。同樣地，用營養(yǎng)物質(zhì)對該液體成分進(jìn)行富集化，盡管這些營養(yǎng)成分對于氣體的使用不有利，但是氣體的凈化卻對液體成分還構(gòu)成真正的質(zhì)量上的升級(jí)，這是因?yàn)橛梦镔|(zhì)對液體成分富集化，從而該液體成分作為有機(jī)肥料可以在農(nóng)業(yè)上應(yīng)用。但只有當(dāng)發(fā)酵裝置入口處青貯物的制漿不需要例如作為水的冷凝物時(shí)，才應(yīng)該如預(yù)期完成引導(dǎo)氣體通過冷凝物。還能夠?qū)?正面加載的流添加到有機(jī)殘留物肥料(未示出)中。如果冷凝物還可能
包含營養(yǎng)成分或其它物質(zhì)(例如鹽)，則可以使用逆向滲透，從而不對 制漿過程和接下來的步驟進(jìn)行加載。
借助于將來自干燥物質(zhì)的汽化的氣體轉(zhuǎn)移，使裝置(IV)的"生產(chǎn) 成本"得到優(yōu)化，并且由于在混合氣體利用中較高的效率提高了能量產(chǎn)
出。燃?xì)鉁u輪機(jī)的效率在來自干燥(步驟vn)的干燥物質(zhì)的汽化中約為
25%，而在來自發(fā)酵和汽化的氣體混合物的利用中的效率最高能夠達(dá)到 44%。但因?yàn)樵?IV)中的完全的電流轉(zhuǎn)化發(fā)生了這樣的損耗熱量，即， 能夠?qū)⑺性谡舭l(fā)處理(vin)后產(chǎn)生的肥料或材料都輸送給干燥過程 (vn)，所以總體上還存在對利用發(fā)酵殘留物產(chǎn)生的干燥物質(zhì)的總(完全)利用。
利用上述循環(huán)模型、基本循環(huán)、第二循環(huán)和具有優(yōu)化的汽化過程的 總循環(huán)，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)的靈活性，該靈活性允許對希望的最終產(chǎn)物或 希望的最終能量進(jìn)行選擇，也就是指純有機(jī)肥料、發(fā)酵殘留物或顆粒形 式的能量或電能。如果必要時(shí)設(shè)置成用于供應(yīng)給裝置的玉米收獲物并不 充分，則該裝置由于多途徑的方法可能性而將例如綠色廢棄物或木材的 其它物質(zhì)送至多功能汽化器中以進(jìn)行汽化處理。與對原材料和能量需求 的變動(dòng)的匹配一起，同樣還存在裝置與不同的地點(diǎn)需求的匹配。換句話 說，通過所述方法的所實(shí)現(xiàn)的靈活性，上述裝置可應(yīng)用于具有任意地理 環(huán)境的地點(diǎn)。
在所有所述的情況下，干燥器(vn)和蒸發(fā)器(vin)系統(tǒng)都配設(shè)有 冷卻單元和加熱單元(未示出)，以便僅是例如作為控制單元來平衡在起 動(dòng)時(shí)變動(dòng)的能量需求，以及使效率變化主要與來自生物熱電設(shè)備的當(dāng)前 出現(xiàn)的能量供給相協(xié)調(diào)。
圖4中示意性示出了一帶式干燥裝置，該帶式干燥裝置能夠有利地
用于干燥來自發(fā)酵殘留物的增稠的底肥和由蒸發(fā)產(chǎn)生的頂肥。重要的是， 干燥器應(yīng)該不僅如常見的那樣實(shí)現(xiàn)"存放能力"，而且需要為所有接下來 的步驟，如制粒或汽化，產(chǎn)生優(yōu)化的必要?dú)埩粑餄穸?。調(diào)節(jié)器10具有一干燥空間12，從干燥空間的起始點(diǎn)20穿過該干燥 空間將物料輸送到干燥空間的終止點(diǎn)22。調(diào)節(jié)本身借助于廢氣進(jìn)行，其 中通過干燥空間12抽吸的空氣吸收并導(dǎo)出濕混合物(Nassgemenge)的 水汽。在圖4所示的排氣出口 14上連接有排氣泵(未示出)。干燥所需 的熱能通常從生物熱電設(shè)備的余熱中取得，但也可以附加地通過調(diào)節(jié)器 的加熱元件(未示出)或者例如由蒸發(fā)器的最終階段提供。帶式干燥裝 置還能夠具有一用于濾出灰塵的過濾單元(未示出)。
干燥物料本身由第一濕混合物和第二濕混合物組成；所述第一濕混
合物也就是來自機(jī)械增稠的底肥，所述底肥具有大約75%的干燥物質(zhì)成 分；所述第二濕混合物為來自蒸發(fā)的、具有大約15%TS的干燥物質(zhì)成分 的頂肥。
對于底肥的輸送線路
第一濕混合物，即底肥，在帶式干燥裝置的第一濕式物料入口 24處 輸入。在濕式物料入口 24的這個(gè)位置上能夠設(shè)有一分配耙 (Verteilrechen)(未示出)。在最上方的傳送帶16上沿著干燥空間12 的縱向水平地運(yùn)輸該第一濕混合物穿過干燥空間，直到濕混合物在該傳 送帶的末端通過滑道(未具體示出)掉落到位于該傳送帶下方的后續(xù)傳 送帶上。通過濕混合物的這種轉(zhuǎn)移，濕混合物在轉(zhuǎn)移位置上很好地進(jìn)行 充分混合，這會(huì)導(dǎo)致第一濕混合物的均勻的濕氣分配。由此，第一濕混 合物行進(jìn)通過從干燥空間12的起始點(diǎn)20到終止點(diǎn)22的運(yùn)輸路線18,這 條運(yùn)輸路線18在圖4中以粗實(shí)線線來表示。成在干燥空間的終止點(diǎn)22 處設(shè)有干燥物料的產(chǎn)物導(dǎo)出口 30。所示帶式干燥器裝置具有五條垂直地 相互疊置的傳送帶。根據(jù)待干燥的第一和第二濕混合物的不同，也可以 能夠設(shè)置更多或更少的傳送帶。每條單獨(dú)的傳送帶的速度也可以分別地 例如通過變頻器進(jìn)行無極調(diào)節(jié)。因此，使調(diào)節(jié)器能夠最佳地與待干燥的 產(chǎn)物相匹配。作為傳送帶16還能夠設(shè)置具有不同網(wǎng)孔尺寸的篩分傳送帶。
第二濕混合物的運(yùn)輸線路
現(xiàn)在，在通過干燥空間12的穿行的一半之后，在第一濕混合物上"淋 灑"第二濕混合物，即頂肥。此時(shí)通過用于第二濕混合物的第二入口 32將第二濕混合物加入干燥空間12中。因?yàn)轫敺实母稍镂镔|(zhì)較少，以致于
可以通過管作為液體輸送頂肥，因此通過管道28將頂肥輸送到干燥空間 12中。
在圖中所示的水平地相互疊置的管道28上設(shè)有多個(gè)用于第二濕式物 料進(jìn)入口 26的開口。借助于這些開口將頂肥施加到在其下方的在相應(yīng)的 傳送帶上輸送的第一濕混合物上。在每個(gè)第二濕式物料進(jìn)入口 26上的頂 肥的排出量，也就是每個(gè)排出口噴嘴有利地借助于閥來控制此時(shí)，在 干燥空間12的終止點(diǎn)22上進(jìn)行由干燥物料組成的產(chǎn)物輸出30,該干燥 的物料由干燥的底肥和干燥的頂肥組成，該干燥混合物具有大約80%的干 燥物質(zhì)成分。所述干燥物料既能夠用作農(nóng)業(yè)肥料，又或者能夠以有利的 方式供進(jìn)一步處理，例如汽化，以從干燥物料中生產(chǎn)出能量上可利用的 氣體。由此，這類氣體能夠混入到來自發(fā)酵的沼氣當(dāng)中。
最后要說明的是，底肥的干燥在本發(fā)明的調(diào)節(jié)器中還能夠在不添加 頂肥的情況下進(jìn)行。
權(quán)利要求
1.一種處理有機(jī)殘留物的方法，其特征在于，所述有機(jī)殘留物在發(fā)酵裝置中產(chǎn)生并對所述有機(jī)殘留物進(jìn)行機(jī)械的預(yù)備處理，所述機(jī)械的預(yù)備處理至少包括增稠，其中，在所述機(jī)械的預(yù)備處理之后，對由此得到的發(fā)酵殘留物液體流進(jìn)行處理，以便一方面產(chǎn)生濃縮的頂肥，而另一方面產(chǎn)生冷凝物，而來自所述增稠的發(fā)酵殘留物結(jié)塊經(jīng)過干燥過程，以產(chǎn)生底肥，并且其中，將所述頂肥的可調(diào)節(jié)部分的供應(yīng)給所述底肥制造的支流，以便用能量上可利用的物質(zhì)使該支流富集化。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將利用沼氣運(yùn)行的生物熱電設(shè)備的余熱能量用于底肥的干燥，并通過所提供的余熱共同確定轉(zhuǎn)移的頂肥濃縮物的可調(diào)節(jié)的質(zhì)量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述產(chǎn)生濃縮頂肥的處理是蒸發(fā)或帶有逆向滲透的超過濾，其中，所述頂肥表現(xiàn)為來自蒸發(fā)的濃縮物或表現(xiàn)為來自帶有逆向滲透的超過濾的截留物。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，在底肥的干燥期間將頂肥供應(yīng)給底肥。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，增稠的發(fā)酵殘留物的千燥在采用帶式干燥裝置的情況下進(jìn)行，并且頂肥可調(diào)節(jié)的物質(zhì)流向底肥中的混合是在發(fā)酵殘留物結(jié)塊通過所述帶式干燥裝置的基本上一半的通過行程之后通過將頂肥淋灑到底肥來實(shí)現(xiàn)的。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，將可調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)移的物質(zhì)流設(shè)計(jì)成，即，至少氮和/或鉀和/或磷或其組合的份額在底肥混合物中至少為3%。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，對來自干燥的底肥進(jìn)行汽化。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，借助于引導(dǎo)通過在蒸發(fā)中形成的濃縮物或冷凝物來對在汽化中產(chǎn)生的氣體進(jìn)行凈化。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7和8之一所述的方法，其特征在于，將從汽化獲得的氣體混入從發(fā)酵獲得的沼氣中。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，在機(jī)械的預(yù)備處理之后向所述發(fā)酵殘留物添加酸，以便鍵合氮化合物。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的方法，其特征在于，所述酸的添加在來自機(jī)械的增稠的發(fā)酵殘留物結(jié)塊中進(jìn)行，或者是和/或在來自機(jī)械的增稠的發(fā)酵殘留物液體流中進(jìn)行。
12. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，所述才幾械的預(yù)備處理包括篩分。
13. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，將所產(chǎn)生的發(fā)酵殘留物中間產(chǎn)物臨時(shí)存放在一發(fā)酵殘留物貯存器中，以對產(chǎn)能利用進(jìn)行緩沖。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，引導(dǎo)在汽化中形成的氣體通過存在于發(fā)酵殘留物貯存器中的發(fā)酵殘留物，以對所述氣體進(jìn)行凈化。
15. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，將在千燥中產(chǎn)生的冷凝物和/或在蒸發(fā)中產(chǎn)生的冷凝物部分地回輸給進(jìn)入發(fā)酵裝置的所述有機(jī)殘留物的初始材料，以便在受調(diào)節(jié)的物質(zhì)流中進(jìn)行制漿。
16. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，將所產(chǎn)生的有才幾底肥壓縮成顆粒。
17. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，對經(jīng)千燥的發(fā)酵殘留物或由所述經(jīng)干燥的發(fā)酵殘留物制成的顆粒進(jìn)行燃燒，并通過蒸汽渦4侖^^幾來由此獲得電能。
18. 根據(jù)前述權(quán)利要求1至16之一所述的方法，其特征在于，對經(jīng)干燥的底肥混合物或由其制成的顆粒進(jìn)行汽化，并且將這里形成的氣體混入到由發(fā)酵裝置中形成的沼氣。
19.根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的方法，其特征在于，將在所述燃燒中或在所述汽化中釋放的熱量供應(yīng)給一用于所述發(fā)酵殘留物的千燥裝置或蒸發(fā)裝置的運(yùn)行的加工過程。
20.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，為了生成沼氣，使用干燥發(fā)酵裝置。
21. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，將頂肥的濃縮部分摻入來自所述汽化或所述燃燒的殘留物，由此使所述殘留物升級(jí)為農(nóng)業(yè)上可利用的有機(jī)肥料。
22. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，將所述蒸發(fā)的最后階段的能量供應(yīng)給所述底肥的干燥過程。
23. —種用于生物物質(zhì)的利用的設(shè)備，相互組合地包括，其特征在于，所述設(shè)備包括a) —發(fā)酵容器和用于產(chǎn)生沼氣的裝置，b) 用于分離來自所述發(fā)酵容器的發(fā)酵殘留物的裝置，c) 用于對所述發(fā)酵殘留物增稠的裝置，其中，通過增稠形成結(jié)塊和液體部分，d) 用于從所述液體部分中分離濃縮物的裝置，以及e) 用于對所述經(jīng)增稠的結(jié)塊進(jìn)行調(diào)節(jié)的裝置，以及f )用于將所獲得的濃縮物的部分可控制地轉(zhuǎn)移到待調(diào)節(jié)的結(jié)塊中的裝置。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括用于接收來自所述發(fā)酵的發(fā)酵殘留物的貯存器。
25. 根據(jù)權(quán)利要求23或24所述的設(shè)備，其特征在于，所述用于發(fā)酵殘留物增稠的裝置c)具有壓縮式螺旋分離器。
26. 根據(jù)權(quán)利要求23至25之一所述的設(shè)備，其特征在于，所述用于發(fā)酵殘留物增稠的裝置c)具有潷析器。
27. 根據(jù)權(quán)利要求23至26之一所述的設(shè)備，其特征在于，所述用于分離濃縮物的裝置d)具有蒸發(fā)器。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的設(shè)備，其特征在于，所述蒸發(fā)器是三級(jí)的真空蒸發(fā)裝置。
29. 根據(jù)權(quán)利要求23至28之一所述的設(shè)備，其特征在于，所述用于分離濃縮物的裝置d )也可與蒸發(fā)器相組合地具有帶有逆向滲透元件的超過濾裝置。
30. 根據(jù)權(quán)利要求23至29之一所述的設(shè)備，其特征在于，所述用于調(diào)節(jié)的裝置具有一帶式干燥器。
31. 根據(jù)權(quán)利要求30所述的設(shè)備，其特征在于，所述帶式干燥器具有用于將非固體的組成成分淋灑到放置在傳送帶上的千燥物質(zhì)上的輸送裝置。
32. 根據(jù)權(quán)利要求23至31之一所述的設(shè)備，其特征在于，設(shè)有用于將經(jīng)干燥的底肥制粒的裝置。
33. 根據(jù)權(quán)利要求23至32之一所述的設(shè)備，其特征在于，設(shè)有用于對經(jīng)干燥的底肥或由此形成顆粒進(jìn)行汽化的裝置。
34. 根據(jù)權(quán)利要求33所述的設(shè)備，其特征在于，為了利用來自所述汽化的氣體，設(shè)有一燃燒電池、 一燃?xì)鉁u輪機(jī)或一活塞式機(jī)器和/或成組熱電i史備。
35. 根據(jù)權(quán)利要求33所述的設(shè)備，其特征在于，包括用于將由所述汽化獲得的氣體混入到通過所述發(fā)酵形成的沼氣中的裝置。
36. 根據(jù)權(quán)利要求33至35之一所述的設(shè)備，其特征在于，包括用于引導(dǎo)由所述汽化產(chǎn)生的氣體穿過頂肥濃縮物、冷凝物或存在于發(fā)酵殘留物貯存器中的發(fā)酵殘留物的裝置。
37. 根據(jù)權(quán)利要求23至36之一所述的設(shè)備，其特征在于，設(shè)有用于加熱發(fā)酵容器的加熱裝置；和/或用于加熱蒸發(fā)裝置的加熱裝置；和/或用于干燥的加熱裝置。
38. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的設(shè)備，其特征在于，所述加熱裝置利用所述汽化或燃燒裝置的余熱的至少一部分。
39. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備，其特征在于，設(shè)有一液體- 氣體-熱交換器作為冷凝器，將所述液體-氣體-熱交換器的余熱傳入所述千燥器中。
40. 根據(jù)權(quán)利要求23至39之一所述的設(shè)備的用于實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求1至22之一所述的方法的應(yīng)用，用以產(chǎn)生電流和/或熱，或者用以制造肥料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于處理例如在沼氣裝置中產(chǎn)生的有機(jī)殘留物的方法及設(shè)備，所述方法中，在發(fā)酵裝置中由有機(jī)殘留物生成沼氣的過程中，作為中間產(chǎn)物生成發(fā)酵殘留物，對所述有機(jī)殘留物進(jìn)行機(jī)械的預(yù)備處理，所述機(jī)械的預(yù)備處理至少包括增稠，其中在機(jī)械的預(yù)備處理之后，液體發(fā)酵殘留物的第一部分通過一蒸發(fā)過程以生成頂肥，而增稠的發(fā)酵殘留物的第二部分通過一干燥過程以生成底肥，并且其中將頂肥濃縮物的物質(zhì)流供應(yīng)給底肥生成的支流中，從而用可用的物質(zhì)使底肥富集化。由于所述富集化，可以使發(fā)酵殘留物汽化，用以獲得能量，或者將其作為有機(jī)肥料在農(nóng)業(yè)上使用。
文檔編號(hào)C05F17/00GK101600672SQ200880001783
公開日2009年12月9日 申請日期2008年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月5日
發(fā)明者賴因哈特·馮·努登舍爾德 申請人:賴因哈特·馮·努登舍爾德