Aufbau und Funktion der Anlage
Baukomponenten
Unsere Anlage besteht aus diesen Baukomponenten:
- Silofläche
- Substrateintrag
- Vorgrube – Behälter
- Fermenter
- Gärrestlager
- Pumpenraum
- Kondensatabscheider
- Gasaufbereitung
- Gasanalysegerät
- Blockheizkraftwerke (BHKW)
- Trafostation / Übergabestation
- Fackel
Prozessbeschreibung
Im Fermenter unserer Anlage wird das Substrat wie Maissilage, Gülle, etc. bei einer Temperatur von ca. 40°C durch Bakterien unter Ausschluss von Sauerstoff vergoren. Diese Vergärung nennt man auch anaerobe Vergärung.
Die Biomasse wird in Methan, Kohlendioxid, Wasser und weitere Nebenprodukte wie Schwefelwasserstoff und Ammoniak umgesetzt. Verschiedene Bakterienarten nutzen die komplex zusammengesetzte Biomasse wie Kohlenhydrate, Fette und Proteine als Nährstoff- und Energielieferant.
Der Abbau erfolgt stufenweise. Zunächst werden die kohlenstoffhaltigen Substrate enzymatisch gespalten und zu organischen Säuren abgebaut, welche dann durch andere Mikroorganismen zu Methan umgesetzt werden, oder die Kohlenstoffverbindungen werden in der wässrigen Lösung über Wasserstoff direkt zu Methan umgesetzt.
Im Gärrestlager erfolgt bei einer Temperatur von ca. 40°C eine Restvergärung des zum größten Teil vergorenen Substrates aus dem Fermenter.
Im Gegensatz zum aeroben Abbau (d. h. mit Hilfe von Sauerstoff wie z. B. bei der Kompostierung) können die Mikroorganismen bei der anaeroben Vergärung nur einen geringen Teil der enthaltenen Energie nutzen. Diese Energie befindet sich im Methan. Das hat zur Folge, dass die spezifischen Umsatzraten bezogen auf die Biomasse wesentlich höher sind. Die Mikroorganismen müssen daher relativ große Mengen nutzen, um ihren Energiebedarf decken zu können.
Weg des Substrats
Täglich pumpen wir die Gülle aus der Vorgrube über die Saugseite des Pumpenbalkens in den Fermenter.
Mit dem Teleskoplader befüllen wir jeden Tag den Feststoffeintrag mit Silage. Über eine Transportschnecke gelangt die Silage aus dem Feststoffeintrag direkt in den Fermenter.
Nach der Vergärung wird das Substrat aus dem Fermenter über eine Drehkolbenpumpe in das Gärrestlager gepumpt. Von dort kann der Gärrest über die Entnahmestelle abgesaugt werden.
Fermenter, Gärrestlager und Vorgrube sind druck- und saugseitig an die Drehkolbenpumpe angeschlossen, wodurch wir die Pumpwege nach Bedarf anpassen können.
Weg des Biogas
Das sich im Fermenter und dem Gärrestlager entwickelnde Biogas gelangt über eine Gasbrücke und eine Sammelleitung in den Kondensatabscheider.
Im Kondensatabscheider wird das anfallende Kondensat (Wasser) vom Biogas getrennt.
Das Kondensat wird mit Hilfe einer Tauchpumpe dem Gärrestlager zugeführt.
Danach durchläuft das schon teilentfeuchtete Gas die Gaskühlung, in der es nochmals gekühlt wird, wodurch weiteres Kondensat ausfällt.
Anschließend wird das Biogas in einem Aktivkohlefilter von Schwefelbestandteilen befreit.
Im nachgeschalteten Gasverdichter wird das Biogas verdichtet.
Dies verdichtete Biogas wird je nach Fahrweise bzw. Bedarf beiden oder einem Blockheizkraft zugeführt. Bei überschüssigem Biogas kann es aber auch einer Gasfackel zugeleitet werden.
Im Blockheizkraftwerk verbrennt das Biogas zu Verstromung und Wärmegewinnung.
