DE3206617A1 - Device for recovering heat from the microbial decomposition of organic substances - Google Patents

Device for recovering heat from the microbial decomposition of organic substances

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DE3206617A1 DE19823206617 DE3206617A DE3206617A1 DE 3206617 A1 DE3206617 A1 DE 3206617A1 DE 19823206617 DE19823206617 DE 19823206617 DE 3206617 A DE3206617 A DE 3206617A DE 3206617 A1 DE3206617 A1 DE 3206617A1
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Abstract

A device for recovering heat produced during the microbial decomposition of organic substances in a fermentation reactor has a fermentation reactor. The fermentation reactor is a completely transportable container (1), which is cylindrical and rotatable. By this means, the transportable container can be rotated as a whole during operation and the energy outlay can be considerably reduced. Water-conducting, double-walled, cylindrical heat exchanges (7, 8) standing in direct contact with the material to be fermented can be arranged concentrically at certain distances within the container. This achieves an intimate contact of the fermenting material with the heat exchanger surface. <IMAGE>

Description

Vorrichtung zur Gewinnung von Wärme bei mikrobiellerDevice for obtaining heat from microbial

Zersetzung von organischen Substanzen Zusatzpatentanmeldung zur Patentanmeldung Nr. P 31 33 479.2.Decomposition of organic substances Additional patent application for patent application No. P 31 33 479.2.

Zusatzpatentanmeldung zur Patentanmeldung Nr. P 31 33 479.2.Additional patent application to patent application No. P 31 33 479.2.

Patent Nr. ... (Anmeldung Nr. P 31 33 479.2) betrifft eine Vorrichtung zur Gewinnung von Wärme, die bei mikrobieller Zersetzung von organischen organischen Substanzen in einem Rottereaktor entsteht, und die Vorrichtung gemäß dem Hauptpatent ist dadurch gekennzeichnet, daX der Rottereaktor ein voll transportabler, isolierter.Patent No. ... (Application No. P 31 33 479.2) relates to a device to generate heat from microbial decomposition of organic organic Substances arises in a rotting reactor, and the device according to the main patent is characterized by the fact that the rotting reactor is a fully transportable, insulated one.

Behälter ist, der frei aufstellbar und auch während des Betriebs transportabel ist und mit schnell trennbaren bzw. anschließbaren Verbindungseinrichtungen zum Verbinden des Behälters mit dem zu beheizenden Objekt oder dessen Heizkreislauf versehen ist.The container can be set up freely and is also transportable during operation is and with quickly separable or connectable connecting devices to Connect the container with the object to be heated or its heating circuit is provided.

Die Vorrichtung nach dem Hauptpatent stellt ein diskontinuerliches Wärmegewinnungssystem dar.The device according to the main patent represents a discontinuous one Heat recovery system.

Es hat sich aber beim Betrieb herausgestellt, daß für die Verrottung von organischen Materialien, die nur schwer aufzuschließen sind, ein quasi kontinuierliches System wünschenwert ist, wobei auch während des Betriebes frisches organisches Material nachgefüllt werden kann.But it turned out during the operation that for the rotting of organic materials that are difficult to digest, a quasi continuous one System is desirable, with fresh organic material also during operation can be refilled.

Aufgrund der geringen Wärmemenge pro eingesetzte Menge bei schwer verrottendenm Material muß in einem bestimmten Zeitintervall öfter frisches Material neu zugeführt werden, um eine ausreichende Menge an Wärme für die Heizung zu gewinnen.Due to the low amount of heat per amount used for heavy Rotting material needs fresh material more often in a certain time interval must be newly supplied in order to gain a sufficient amount of heat for heating.

Die Vorrichtung gemäX der vorliegenden Erfindung kann dadurch gekennzeichnet sein, dap der Behälter zylinderförmig und drehbar ist. Hierdurch wird erreicht, daß der transportable Behälter als Ganzes während des Betriebes gedreht werden kann. Ein anderer Vorteil ist, dap der Kraftaufwand der bisher für eine im Inneren des Behälters liegende Umwälzeinrichtung benötigt wurde, beträchtlich vermindert werden kann. Während des Betriebes des Behälters muß nur in intermitterierender Weise der Behälter gedreht werden, wobei gewährleistet wird, daß das verrottende Material immer im innigen Kontakt mit den Wärmetauscherflächen sich befindet. Je nach Drehgeschwindigkeit des Behälters kann auch die Verweilzeit des verrottenden Materials in der Vorrichtung bestimmt werden. Dies ist von Bedeutung, wenn das verrottende Material nur teilweise aufgeschlossen werden soll.The device according to the present invention can be characterized be that the container is cylindrical and rotatable. This achieves that the transportable container can be rotated as a whole during operation. Another The advantage is that the effort required for a circulation device lying inside the container was required, considerably can be reduced. During the operation of the container must only be intermittent Way the container can be rotated, ensuring that the rotting Material is always in close contact with the heat exchanger surfaces. Ever Depending on the speed of rotation of the container, the dwell time of the rotting Material can be determined in the device. This matters when the rotting Material should only be partially digested.

Gemäß der Erfindung kann der Behälter auf eine festmontierte Halteeinrichtung, die mit Tragrollen und einer Antriebseinrichtung versehen ist, frei aufsetzbar sein.According to the invention, the container can be placed on a permanently mounted holding device, which is provided with support rollers and a drive device, can be placed freely.

Eines ihrer Enden der Halteeinrichtung kann ein Hubzylinder aufweisen. Durch die Drehbewegung und die mittels des Hubzylinders auf einer Seite angehobene Stellung des Behälters wird gewährleistet, daß die Entlehrung und gleichzeitige Nachbefüllung des Behälters leicht bewerkstelligt werden kann.One of its ends of the holding device can have a lifting cylinder. Due to the rotary movement and the one raised by means of the lifting cylinder on one side Position of the container ensures that the drainage and simultaneous Refilling of the container can be done easily.

Ferner können gema3der Erfindung in dem Behälter in bestimmten Abständen wasserführende, doppelwandige, zylinderförmige Wärmetauscher konzentrisch angeordnet sein, die in direktem Kontakt mit dem zu verrottenden Material stehen. Hierdurch wird ein inniger Kontakt des verrottenden Materials mit der Wärmetauscherfläche erreicht, welcher Kontakt von entscheidender Bedeutung für die Ubertragung der entstehenden Wärme ist.Furthermore, according to the invention, in the container at certain intervals water-bearing, double-walled, cylindrical heat exchanger arranged concentrically that are in direct contact with the material to be rotted. Through this there is intimate contact of the rotting material with the heat exchanger surface achieved which contact is vital for the transmission of the arising Warmth is.

Außerdem kann gemäß der Erfindung in der Mitte des Behälters ein rohrförmiger Wärmetauscher angeordnet sein.In addition, according to the invention in the middle of the container a tubular Be arranged heat exchanger.

Dies ergibt einen sehr innigen Kontakt des verrottenden Materials mit der Wärmetauscherfläche.This results in very intimate contact with the rotting material with the heat exchanger surface.

Gemäß der Erfindung kann der innenliegende, zylinder- förmige Wärmetauscher in Abschnitten mit Zwischenräumen ausgebildet sein. Dadurch wird eine Durchmischung des Materials in dem Behälter erreicht.According to the invention, the internal, cylindrical shaped Heat exchangers can be formed in sections with gaps. This creates a Mixing of the material in the container is achieved.

Gemäß der Erfindung kann der Abstand zwischen zwei naheliegenden Wärmetauschern maximal ca. 60 cm sein. Dieser Abstand ist vorteilhaft, da die Dicke der Schicht an verrottendem Material, aus der die Wärme gewonnen.werden soll, 25 - 30 cm nicht überschreiten soll um einen befriedigen Kontakt des verrotten den Materials mit der Wärmetauscherfläche zu gewährleisten.According to the invention, the distance between two adjacent heat exchangers be a maximum of approx. 60 cm. This distance is advantageous because of the thickness of the layer of rotting material from which the heat is to be obtained, 25 - 30 cm not should exceed a satisfactory contact of the rot the material with to ensure the heat exchanger surface.

Vorteilhaft kann gemäß der Erfindung der Behälter ein Außendurchmesser von ca. 2,30 m und eine Länge von ca.According to the invention, the container can advantageously have an outside diameter of approx. 2.30 m and a length of approx.

6,00 m aufweisen.6.00 m.

Darüberhinaus kann erfindungsgemäß der Behälter mit Be-und Entlüftungseinrichtungen zum. Steuern des Rottevorganges versehen sein.In addition, according to the invention, the container can be equipped with aeration and ventilation devices to the. Control the rotting process be provided.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine Endansicht eines Ausführungsbeispieles einer Vorrichtung gemäß der Erfindung mit geöffnetem Behälter, Fig. 2 einen im wesentlichen längsgehenden Vertikalschnitt durch die Vorrichtung in Fig. 1 und Fig. 3 eine Einzelheit betreffend die Wasserdurchführung an Stirnseites des Behälters.The invention is explained below with reference to the drawing. It Fig. 1 shows an end view of an embodiment of a device according to of the invention with the container open, FIG. 2 a substantially longitudinal one Vertical section through the device in Fig. 1 and Fig. 3 pertaining to a detail the water duct on the front of the tank.

In Fig. 1 und -2 ist eine Vorrichtung dargestellt, die einen Rottereaktor aufweist. Der Rottereaktor ist als eine voll transportable und vollständig schließbare Trommel oder Behälter 1 ausgebildet. Der Behälter ist frei aufstellbar und auch während des Betriebes transportabel und ist mit schnell trennbaren bzw. anschließ- baren Verbindungseinrichtungen zum Verbinden des Behälters mit dem zu beheizenden Objekt oder dessen Heizkreislauf versehen. Der Behälter 1 ist zylinderförmig und weist vorzugsweise ein Außendurchmesser von ca.In Fig. 1 and -2, a device is shown that a roteactor having. The rotting reactor is designed as a fully transportable and fully lockable Drum or container 1 formed. The container can be set up freely and also transportable during operation and can be easily separated or connected bare Connecting devices for connecting the container to the object to be heated or its heating circuit. The container 1 is cylindrical and has preferably an outer diameter of approx.

2,30 m und eine Länge von ca. 6,00 m auf.2.30 m and a length of approx. 6.00 m.

Der Behälter 1 ist derart ausgebildet, dap er als Ganzes während des Betriebes gedreht werden kann. Der Behälter 1 ist auf eine festmontierte Halteeinrichtung 2 frei aufsetzbar, die mit Tragrollen 3 und 4, einer Halterolle 5 und einer Antriebseinrichtung in Form von einem Getriebemotor 6 versehen. Eines ihrer Enden der Halteeinrichtung 2 weist ein Hubzylinder 10 auf.The container 1 is designed in such a way that it can be used as a whole during the Operation can be rotated. The container 1 is on a permanently mounted holding device 2 can be placed freely, with support rollers 3 and 4, a holding roller 5 and a drive device provided in the form of a gear motor 6. One of its ends of the holding device 2 has a lifting cylinder 10.

In dem Behälter 1 sind in bestimmten Abständen wasserführende, doppelwandige, zylinderförmige Wärmetauscher 7 und 8 konzentrisch angeordnet, die in direktem Kontakt mit dem zu verrottenden Material stehen. Es hat sich herausgestellt, daß von entscheidender Bedeutung für die t)bertragung der entstehenden Wärme der innige Kontakt des verrottenden Materials mit der Wärmetauscherfläche ist, wobei die Dicke der Schicht an verrottendem Material, aus der die Wärme gewonnen werden soll, 25 - 30 cm nicht überschreiten soll. Daraus ergibt sich, daß der Abstand zwischen zwei Wärmetauschern 60 cm nicht überschreitet darf. Die Wärmetauscher 7 und 8 können so ausbildet sein, daß sie als doppelwandige Zylinder selbst die das System tragenden Elemente bilden oder es können aufgrund von Korrosionsbedingungen auch wasserführende Kunststoffmatten als Wärmetauscher auf die tragenden Stahlzylinder aufgelegt werden. Nach der Außenseite wird der Behälter 1 zur Wärmedämmung mit einer entsprechenden Isolierungsschicht 9 versehen.In the container 1 are water-bearing, double-walled, cylindrical heat exchangers 7 and 8 arranged concentrically, which are in direct contact stand with the material to be rotted. It has been found to be crucial Significance for the t) transfer of the resulting heat is the intimate contact of the rotting Material with the heat exchanger surface is, the thickness of the layer of rotting The material from which the heat is to be obtained must not exceed 25-30 cm target. It follows that the distance between two heat exchangers is not 60 cm may exceed. The heat exchangers 7 and 8 can be designed so that they as double-walled cylinders themselves form the elements supporting the system or Due to corrosion conditions, water-bearing plastic mats can also be used be placed on the supporting steel cylinder as a heat exchanger. According to the outside the container 1 is used for thermal insulation with a corresponding insulation layer 9 provided.

Ein Vorteil der Vorrichtung besteht darin, dap der Kraftaufwand, der bisher für eine im Inneren des Behälter l's liegende Umwälzeinrichtung benötigt wurde, beträchtlich vermindert werden kann. Durch die Drehbewegung und die mittels des Hubzylinder 10's auf einer Seite angehobene Stellung des Behälter l's kann die Entleerung und gleichzeitige Nachbefüllung des Behälters leicht bewerkstelligt werden.One advantage of the device is that the force required, the previously required for a circulation device located inside the container can be reduced considerably. Through the rotary movement and the means of the lifting cylinder 10's raised on one side Position of the container It is easy to empty and refill the container at the same time will.

Während des Betriebes des Behälters muß nur in intermitterierender Weise der Behälter gedreht werden, wodurch gewährleistet wird, daß das verrottende Material.During the operation of the container must only be intermittent Way the container can be rotated, thereby ensuring that the rotting Material.

immer im innigen Kontakt mit den Flächen der Wärmetauscher 7 und 8 sich befindet.always in intimate contact with the surfaces of the heat exchangers 7 and 8 located.

Je nach Neigung und Drehgeschwindigkeit des Behälters kann auch die Verweilzeit des verrottenden Materials in der Vorrichtung bestimmt werden. Dies ist von Bedeutung, wenn das verrottende Material nur teilweise aufgeschlossen werden soll. Die Verweilzeit kann auch durch auf den Wärmetauschern 7 und 8 befindliche Drallbleche 11 beeinflußtwerden.Depending on the inclination and speed of rotation of the container, the Residence time of the rotting material in the device can be determined. this is important when the rotting material is only partially digested target. The residence time can also be determined by those located on the heat exchangers 7 and 8 Swirl plates 11 are influenced.

Bei der Ausführung mit doppelwandigen, zylinderförmigen Wärmetauschern 7 und 8, die mit dem wärmeübertragenden Medium gefüllt sind, ist der Durchfluß und die Richtung so zu wählen, daß die zylinderförmigen Wärmetauscher 7 und 8 jeweils voll durchströmt werden können, wobei die Flüssigkeit z.B. im äußeren Wärmetauscher 7 entgegengesetzt der Richtung 12 (Fig. 2) im weiter innenliegenden Wärmetauscher 8 strömt. Bei der dargestellten Ausführung kann auch noch ein dritter Wärmetauscher 13 in Form eines Rohres in der Mitte des Behälters angeordnet werden.In the version with double-walled, cylindrical heat exchangers 7 and 8, which are filled with the heat transfer medium, is the flow rate and to choose the direction so that the cylindrical heat exchangers 7 and 8 respectively can be fully flowed through, with the liquid e.g. in the external heat exchanger 7 opposite to direction 12 (FIG. 2) in the heat exchanger located further inside 8 flows. In the embodiment shown, a third heat exchanger can also be used 13 can be arranged in the form of a tube in the middle of the container.

Aufgrund der' Tatsache, daß der Abstand der Wärmetauscher 7, 8, 13 60 cm nicht übersteigen sollte, wäre vorteilhaft folgendermaßen zu wählen: Ein wasserführender Außenmantel (Innen 2,10 m), im Abstand von 60 cm ein weiterer doppelwandiger, zylinderförmiger Wärmetauscher 8 und in der Mitte des Behälters ein rohrförmiger Wärmetauscher 13.Due to the fact that the distance between the heat exchangers 7, 8, 13 Should not exceed 60 cm, it would be advantageous to choose the following: A water-bearing Outer jacket (inner 2.10 m), another double-walled, cylindrical one at a distance of 60 cm Heat exchanger 8 and a tubular heat exchanger 13 in the middle of the container.

Der innere doppelwandige zylinderförmige Wärmetauscher 8 kann auch evtl. in zwei oder mehr röhrenförmigen Abschnitten mit Zwischenräumen ausgebildet werden, um eine Durchmischung des Materials in der Trommel zu erreichen.The inner double-walled cylindrical heat exchanger 8 can also possibly formed in two or more tubular sections with spaces between them in order to achieve a thorough mixing of the material in the drum.

Eine Belüftungseinrichtung kann in Form zweier ringförmig angeordneter sogenannter Drainagerohre 14 (Fig.l) ausgebildet werden, wobei die Luft über einen Ring, der am oberen Ende des Behälters angeordnet ist, durch den ganzen Behälter hindurch angesaugt wird und wieder mittels des zweiten ringförmigen Drainagerohres, das i%btgeStuewird am unteren Ende des Behälters eingebaut Vorrichtung trotzdem transportabel zu gestalten, kann ein Gebläse innerhalb des Behälters eingebaut werden.A ventilation device can be in the form of two annularly arranged so-called drainage pipes 14 (Fig.l) are formed, with the air via a Ring, which is arranged at the top of the container, through the entire container is sucked through and again by means of the second annular drainage pipe, the i% btgeStuewill be installed at the lower end of the container device anyway To make it portable, a fan can be installed inside the container.

Zur Befüllung mit organischen, verrottbaren Materialien, wie Stroh, Baumrinde und Grünmassen, wird ein in zwei Kammern 16 und 17 geteiltes Befülltrichter 18 vorgesetzt, der die beiden inneneinanderliegenden zylinderförmigen Wärmetauscher 7 und e gleichmäßig füllt. Nach dem Befüllungsvorgang wird der Behälter an beiden Seiten mit wärmeisolierenden Platten verschlossen und in Betrieb gesetzt.For filling with organic, rotting materials such as straw, Tree bark and green mass, a filling funnel divided into two chambers 16 and 17 becomes 18, the two cylindrical heat exchangers lying inside one another 7 and e fills evenly. After the filling process, the container is attached to both Sides closed with heat-insulating panels and put into operation.

Die Zu- und Abführung des wärmeübertragenden Mediums muX so ausgeführt werden, dap mittels verschiedener Dichtelemente während der Drehbewegung der Wasserkreislauf so abgeschlossen wird, daß das Wasser in die feststehenden Leitungen des zu beheizenden Objektes gepumpt werden kann (Fig. -3). Dies kann so geschehen, da -Vorlauf 19 und Rücklauf20 des Wärmeträgersystems an einem Ende des Behälter l's auf der in der Mitte befindlichen Achse zusammengeführt werden und wie in Fig. 3 mit dem Vor- 2 und Rücklauf 25 des Heizsystems verbunden werden Wie in Fig. 1 und 2 können Verstrebungen 21 vorgesehen sein. Der Befülltrichter 18 (Fig. 2) ist vorteilhaft abnehmbar. Der Behälter 1 ist mit Führungsschienai22 und 23 versehen, in den die Tragrollen 3 und 4 laufen können.The supply and discharge of the heat-transferring medium must be carried out in this way be, dap by means of various sealing elements during the rotary movement of the water cycle is completed so that the water in the fixed lines of the to be heated Object can be pumped (Fig. -3). This can be done as -Vorlauf 19 and Return 20 of the heat transfer system at one end of the container l's on the in the Axis located in the middle and, as in FIG. 3, with the front 2 and return 25 of the heating system can be connected. As in FIGS. 1 and 2, struts 21 may be provided. The filling funnel 18 (FIG. 2) is advantageously removable. Of the Tray 1 is with guide rails ai22 and 23 provided in which the Support rollers 3 and 4 can run.

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Claims (9)

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zur Gewinnung von Wärme, die bei mikrobieller Zersetzung von organischen Substanzen in einen Rottereaktor entsteht, nach Patent Nr. ... (Anmeldung Nr. Claims: 1. Device for the production of heat, which at microbial decomposition of organic substances occurs in a rotting reactor, according to patent no. ... (application no. P 31 33 479.2), dadurch g e ke n n z e i c h n e t, daß der Behälter (1) zylinderförmig und drehbar ist. P 31 33 479.2), characterized in that the container (1) is cylindrical and rotatable. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g-e k e n nz e i c h n e t, daß der Behälter (1) auf eine festmontierte Halteeinrichtung (2), die mit Tragrollen (3,4) und einer Antriebseinrichtung (6) versehen ist, frei aufsetzbar ist. 2. Apparatus according to claim 1, characterized in that g-e k e n nz e i c h n e t that the container (1) on a permanently mounted holding device (2) with support rollers (3, 4) and a drive device (6) is provided, can be placed freely. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, dap eines ihrer Enden der Halte- einrichtung (2) ein Hubzylinder (10) aufweist.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that g e k e n nz e i c h n e t, dap one of their ends of the holding device (2) a lifting cylinder (10). 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß in dem Behälter (1) in bestimmten Abständen wasserführende, doppelwandige, zylinderförmige Wärmetauscher (7, 8) konzentrisch angeordnet sind, die in direktem Kontakt mit dem zu verrottenden Material stehen.4. Apparatus according to claim 1, 2 or 3, characterized g e k e n n z e i c h n e t that in the container (1) at certain intervals water-bearing, double-walled, cylindrical heat exchangers (7, 8) are arranged concentrically in direct Be in contact with the material to be rotted. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e n'nz e i c h n e t, daß in der Mitte des Behälters (1) ein rohrförmiger Wärmetauscher (13) angeordnet ist.5. Apparatus according to claim 4, characterized in that g e k e n'nz e i c h n e t, that in the middle of the container (1) a tubular heat exchanger (13) is arranged is. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5,. dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, daß der innenliegende, zylinderförmige Wärmetauscher (8) in Abschnitten mit Zwischenräumen ausgebildet ist.6. Apparatus according to claim 4 or 5 ,. thereby g e -k e n n z e i c h n e t that the internal, cylindrical heat exchanger (8) in sections is formed with spaces. 7. Vorrichtung nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch g e.k e n n z e i c h n e t, daß der Abstand zwischen zwei naheliegenden Wärmetauschern (7, 8, 13) maximal ca. 60 cm ist.7. Apparatus according to claim 4, 5 or 6, characterized in that g e.k e n n z e i c h n e t that the distance between two nearby heat exchangers (7, 8, 13) is a maximum of approx. 60 cm. 8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Behälter (1) ein Außendurchmesser von ca.8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that g It is not noted that the container (1) has an outside diameter of approx. 2,30 m und eine Länge von ca. 6,00 m aufweist. 2.30 m and a length of approx. 6.00 m. 9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Behälter (1) mit Be- und Entlüftungseinrichtungen zum Steuern des Rottevorganges versehen ist.9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that g It is not noted that the container (1) has aeration and ventilation devices is provided to control the rotting process.
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BROCKHAUS: Naturwissenschaften und Technik, Bd. 3, S. 91, 1983 *

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