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EP2449085A1 - Réacteur pour la méthanisation de la biomasse. - Google Patents

Réacteur pour la méthanisation de la biomasse.

Info

Publication number
EP2449085A1
EP2449085A1 EP10736750A EP10736750A EP2449085A1 EP 2449085 A1 EP2449085 A1 EP 2449085A1 EP 10736750 A EP10736750 A EP 10736750A EP 10736750 A EP10736750 A EP 10736750A EP 2449085 A1 EP2449085 A1 EP 2449085A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tank
door
biomass
reactor according
threshold
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10736750A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Philippe Peultier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ENERBIOM
Original Assignee
ENERBIOM
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ENERBIOM filed Critical ENERBIOM
Publication of EP2449085A1 publication Critical patent/EP2449085A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/12—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of temperature
    • C12M41/18—Heat exchange systems, e.g. heat jackets or outer envelopes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
    • C12M21/04—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses for producing gas, e.g. biogas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/02—Form or structure of the vessel
    • C12M23/18—Open ponds; Greenhouse type or underground installations
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M29/00—Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
    • C12M29/02—Percolation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Definitions

  • TITLE Reactor for anaerobic digestion of biomass.
  • the invention relates to a reactor for the methanization of biomass.
  • a reactor for the methanisation of biomass the reservoir of which is in the form of a garage box enabling a vehicle to load quickly or at contrary to empty the tank with fermentable materials.
  • the tank has a loading opening for the passage of a vehicle which can be closed by a door in a gas-tight manner.
  • the seepage juice can be drained at the bottom wall of the tank and pumped to supply spray bars at the top of the tank to wet the fermentable solids.
  • Document WO-2007/097392 also discloses an anaerobic digestion reactor in the form of a garage box equipped with a door allowing the passage of a vehicle for loading or unloading the tank.
  • This reactor is equipped with a biogas pipe and a device for draining the seepage juice (percolate) provided on the bottom or on the walls of the tank.
  • Performance is improved by maintaining a certain liquid level of the seepage juice (percolate guard) in the reservoir which can be regulated by a control device associated with the drainage device.
  • the control controls a valve of the drainage device according to the signal of a level sensor in order to set the level of percolate in the tank to a set point.
  • the loading door must be sealed not only to the gas but also to the liquids to maintain the guard of liquid of oozing.
  • the tank door can only be opened when the percolate guard has been completely emptied, which slows the loading and unloading.
  • Document DE-3719564 also discloses a reactor for the methanisation of biomass.
  • This reactor comprises a gas-tight tank, a biogas pipe and an opening fed by a worm to fill the tank with fermentable materials.
  • a drainage device makes it possible to drain the percolate which is evacuated by an overflow. This overflow allows to define in the tank, liquid-tight, a percolate guard.
  • the object of the present invention is to provide a reactor for the methanization of biomass whose reservoir allows the creation of a guide liquid seepage, built in the form of a garage for loading the biomass through a vehicle , and the loading or unloading of biomass can be performed more quickly than in the state of the art reactors.
  • Another object of the present application is to provide such a reactor whose maintenance can be facilitated, more particularly in the case of a failure of the percolate drainage device.
  • Another object of the invention is to propose such a reactor of simple design.
  • the invention relates to a reactor for the methanization of biomass comprising:
  • the lower walls of said reservoir form with the side walls of the tank a bowl to create a guard liquid seepage level less than or equal to the threshold of the door.
  • the lower walls of the tank comprise:
  • the lower walls of the tank may have, between the door and the inclined plane, a wall rising at a higher level of the threshold of the door over the entire width of the tank to the side walls of said tank, with the exception two passages for the wheels of a vehicle.
  • the wall allows the creation of a guard of seepage liquid level higher than the threshold of the door when said two passages are closed.
  • the horizontal wall of the bowl may be located at a vertical distance from the threshold of the door between 0.5 m and 1.5 m, such as for example 1 m.
  • the inclined plane can extend over a horizontal distance of between 5 and 15 m such as for example 10 m.
  • the level of the seepage liquid guard of the bowl may be determined by an overflow of the drainage facility.
  • the reactor may have a circuit for recirculating the drained oozing juice.
  • the recirculation circuit may comprise a pumping tank fed with drained oozing juice.
  • the pumping tank may be airtight, a trap being provided on the drain line between said bowl and said pumping tank.
  • Said pumping tank may also have a biogas inlet for emptying the pumping tank.
  • Said biomass heating installation may be provided at the walls of said tank for directly heating the biomass, or alternatively provided on the recirculation circuit of the seepage juice for heating the biomass by sprinkling from the heated seeping juice. recirculated.
  • FIG. 1 is a view in vertical vertical sectional view of a reactor for the methanization of the biomass according to the invention according to one embodiment
  • FIG. 2 is a view in horizontal section of an installation comprising three reactors according to the invention, in series,
  • FIG. 3 is a view in vertical vertical section of a reactor for the methanization of the biomass according to the invention according to a second embodiment, having a wall between the threshold of the door and the inclined plane,
  • FIG. 4 is a view from above of the reactor reservoir illustrated in FIG. 3,
  • FIG. 5 is a front view of the wall of the reactor of Figures 3 and 4.
  • the invention relates to a reactor 1 for the methanization of biomass.
  • This reactor comprises:
  • a gas-tight tank 2 whose access is permitted by a door 3 designed for the admission of biomass, said tank being constructed in the form of a liquid-tight garage,
  • connection 4 for sampling biogas a connection 4 for sampling biogas
  • drainage installation 5 for the seepage juice a connection 4 for sampling biogas
  • Garage means the fact that the tank, and more particularly the opening of the door, allow the passage of a loading vehicle, such as a tractor, to load the tank fermentable vegetable material or on the contrary to discharge.
  • a loading vehicle such as a tractor
  • the tank may in particular be constructed of reinforced concrete.
  • the heating installation may be at the walls of said tank 2 and include pipes (not shown) for the flow of a coolant. These pipes can be provided on the side walls of the tank, apparently, or be embedded in the concrete of the side walls or the lower walls of the tank.
  • the heating installation can be provided on a recirculation circuit 11 drained draining juice, allowing the heating of the seepage juice and thus the heating of the biomass by spraying the biomass from the heated excretion juice recirculated.
  • the lower walls 6, 7 of the tank 2 form with the side walls 8 of said tank a bowl C to create a leakage liquid guard of level less than or equal to the threshold S of said door.
  • the bowl C is thus positioned below the threshold level of the door 3, which will in particular open the door 3 even in the case where the bowl C is filled with the seepage liquid as as shown in Figure 1.
  • the lower walls of the tank 2 comprise:
  • the inclined plane 6 extends as shown in Figure 1, near the threshold S of the door 3 to the horizontal wall. This ramp thus allows a loading vehicle to go down to the bottom of the bowl C to proceed with the unloading or loading of fermentable materials.
  • the horizontal wall 7 constituting the bottom of the bowl is therefore located at a lower level of the threshold S of the door 3, in particular at a vertical distance I 1 of the threshold S of the door 3 between 0.5 m and 1.5 m such as for example 1 m.
  • the guard of seepage liquid may thus have a height relative to the bottom of between 0.5 m and 1.5 m, such as for example 1 m.
  • the inclined plane 6 allows the vehicle to descend from the threshold S of the door 3 to the bottom of the bowl C. It can extend over a horizontal distance I 2 between 5 m and 15 m such as for example 10 m.
  • the slope of the inclined plane 6 allows the vehicle to descend and reassemble without risk: it can especially be a slope of the order of 10% (between 6% and 16%) or an angle ⁇ in Figure 1 of the order of 6 °.
  • a wall 17 may be provided between the threshold S of the door 3 and the inclined plane 6. This wall rises above the threshold level S of the door 3 and extends over the entire width of the tank 2 to the side walls 8 of the tank 2, with the exception of two passages 18 for the wheels of a vehicle.
  • This wall is height I 3 such as for example 40 cm, less than the ground clearance of the loading vehicle, so that it can be crossed by the vehicle, the vehicle wheels through the two passages 18, open.
  • the spacing between the two passages 18 therefore corresponds substantially to the spacing between the wheels of the same axle of the vehicle.
  • the passages 18 can be closed.
  • plates 19 are inserted in the passages 18, two opposite edges of said plate 19 engaging with two corresponding grooves, vertical wall 17, provided in the passage opening 18.
  • the wall allows the creation of a seepage liquid guard level higher than the threshold S of the door. This wall makes it possible to limit the disbursement and thus the distance I 1 which can be 60 cm for a wall of height I 3 equal to 40 cm.
  • the liquid guard 9 may be 1 m.
  • C can be determined by an overflow 10 of the drainage installation 5.
  • the reactor 1 may comprise said recirculation circuit
  • This recirculation circuit 11 may comprise a pumping tank 12 fed with drained oozing juice.
  • the network is equipped with a pump 50.
  • this pump reservoir 12 is airtight so that an anaerobic reaction is maintained inside said reservoir 12.
  • a siphon 14 may be provided on the drain line 13 between the bowl C and said pumping tank 12, in order to prevent the admission of air into the pumping tank 12 from the tank 2.
  • the pumping tank 12 may be provided with a biogas inlet 15 for emptying the pumping tank 12.
  • the heating installation provided on the recirculation circuit may be provided internally to the pumping tank 12, comprising, for example, pipes, internal to the tank 12 provided for the flow of a coolant.
  • FIG. 2 The installation of FIG. 2 comprises several reactors 1 i, I 2 , I 3 whose reservoirs 2 i, 22, 2 3 and their associated doors 3 i , 3 2 , 3 3 are arranged in series.
  • the tanks 2 ⁇ , 22, 2 3 are built in the form of a reinforced concrete garage.
  • the drain lines 13 1, 13 2 , 13 3 respectively convey the respective seep liquid from said reactors 11, I 2 , I 3 to pumping tanks 12 1 , 12 2 , 12 3 specific to each of the reactors.
  • the reactors I 1 , 1 2 , 1 3 are constructed identically to the reactor of FIG.
  • Duct 31, 32, 33 allow the liquid to be conveyed from each of the tanks 12 1 to 12 2 , 12 3 to a storage tank 20, 1954.
  • the reservoir 2 comprises a door 3 in the form of an articulated plate, in particular according to a horizontal axis of rotation, at its upper end to the upper wall of the tank or be of the tilting type.
  • This door can be opened or closed, operated using a motor or not.
  • the door opening allows the passage of a loading vehicle such as a tractor.
  • the lower walls of the tank 6, 7 consist essentially of a ramp 6 and a horizontal wall 7.
  • the inclined plane 6 extends near the threshold S of the door 3 to the horizontal wall
  • the horizontal wall 7 is located at a lower level of the threshold S of the door 3 at a vertical distance Ii equal to 1 m, thus allowing the creation of a guard of seep liquid 9 of 1 m high.
  • the inclined plane 6 extends over a horizontal distance I 2 of 10 m.
  • the slope is 10% which corresponds to an angle ⁇ of approximately 6 °.
  • the level of the seepage guard 9 of the bowl C is determined by an overflow 10 of the drainage installation 5, a level slightly below the threshold S of the door 3.
  • recirculation 11 of the seepage juice is coupled to the drainage installation 5 in order to recycle the seepage juice at the level of spray lines 24 of the seep liquid, in the tank 2.
  • This recirculation circuit 11 comprises a pumping tank 12 fed with seepage juice drained via the overflow 10.
  • a valve 16 normally closed, will be opened so that the drained liquid is directed under the action of gravity into the tank 12, without passing through the overflow 10.
  • the reservoir 12 is advantageously airtight in order to maintain the anaerobic fermentation of the seeping liquid contained in said reservoir 12.
  • the drainage pipe 13 enters the bowl C and the pumping tank 12 advantageously comprises a siphon 14.
  • the pumping tank 12 shows a biogas inlet 15 for emptying said pumping tank 12. Also, when the pumping tank is emptied, the volume occupied by the seepage liquid will be replaced by biogas and not air.
  • the channels 22 may be provided in depth on the horizontal wall 7 of the bottom of the bowl.
  • the channels 22 extend along the length of the wall 7 to the drainage pipe 13.
  • reactor for anaerobic digestion of biomass the reservoir of which can be loaded with fermentable materials or, on the contrary, discharged by means of a vehicle and whose reservoir allows the creation of a reservoir of oozing juice enabling improve the fermentation rate in said tank.
  • this installation it is possible to open the door 3 while the guard of seep liquid is not emptied, which will facilitate maintenance, especially in the event of a failure of the drainage device ( failure, plugging of the drainage pipe or other).
  • This installation also makes it possible to increase the rates of filling and emptying the tank, in particular by making it possible to empty the liquid guard 9 and to open the door simultaneously, in masked time.
  • the reactor 1 example its Figures 3 to 5 differs from the example of Figure 1 by the presence of the wall 17 between the door 3 and the inclined plane 6.
  • This wall 17 allows, once the passages 18 closed by the plates 19 to create a guard of seepage liquid of substantial height such as for example 1 m, whose level is greater than the threshold S of the door 3.
  • This wall makes it possible to limit the disbursement and thus the slope of the inclined plane 6.
  • the seepage liquid guard has a height of 1 m.
  • the height of the wall 17 is 40 cm (I 3 ), the distance Ii vertical, separating the threshold S of the door 3 and the horizontal wall 7 is 60 cm.
  • the horizontal distance I 2 of the inclined plane is 10 m, the slope 6%.
  • the overflow 10 makes it possible to create a seepage liquid guard 9 of level higher than the threshold S of the door, less than or equal to the wall 17.

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Abstract

L'invention concerne un réacteur pour la méthanisation de la biomasse comprenant : - un réservoir, étanche au gaz, dont l'accès est permis par une porte étanche conçue pour l'admission de la biomasse, ledit réservoir étant conçu sous la forme d'un garage; une installation de chauffage de la biomasse, par exemple prévue au niveau des parois dudit réservoir; un raccordement de prélèvement de biogaz; une installation de drainage du jus de suintement. Selon l'invention, les parois inférieures (6, 7) dudit réservoir (2) forment avec les parois latérales (8) dudit réservoir une cuvette (C) permettant de créer une garde de liquide de suintement (9) de niveau inférieur ou égal au niveau du seuil de ladite porte. Les parois inférieures du réservoir comprennent notamment un plan incliné constituant une rampe pour un véhicule s'étendant à proximité du seuil de la porte jusqu'à une paroi horizontale de la cuvette (C).

Description

TITRE : Réacteur pour la méthanisation de la biomasse.
L'invention est relative à un réacteur pour la méthanisation de la biomasse.
Dans le domaine de la méthanisation, il est connu, notamment du document EP-0.023.176 un réacteur pour la méthanisation de la biomasse dont le réservoir se présente sous la forme d'un box de garage permettant à un véhicule de charger rapidement ou au contraire de vider le réservoir avec des matières fermentescibles. A cet effet, le réservoir présente une ouverture de chargement permettant le passage d'un véhicule qui peut être fermée par une porte de manière étanche au gaz.
Dans ce type d'installation, le jus de suintement peut être drainé au niveau de la paroi inférieure du réservoir et être pompé afin d'alimenter des rampes de pulvérisation, en partie haute du réservoir, afin de mouiller les matières solides fermentescibles.
On connaît également du document WO-2007/097392 un réacteur de méthanisation sous la forme d'un box de garage équipé d'une porte permettant le passage d'un véhicule pour le chargement ou le déchargement du réservoir.
Ce réacteur est équipé d'une conduite de biogaz et d'un dispositif de drainage du jus de suintement (percolat) prévu sur le fond ou sur les parois du réservoir.
Les performances sont améliorées en maintenant un certain niveau de liquide du jus de suintement (garde de percolat) dans le réservoir qui peut être régulé grâce à un dispositif de contrôle associé au dispositif de drainage. La régulation commande une valve du dispositif de drainage en fonction du signal d'un capteur de niveau afin de régler le niveau de percolat dans le réservoir à une valeur de consigne. Dans ce document, la porte de chargement se doit d'être étanche non seulement au gaz mais également aux liquides pour maintenir la garde de liquide de suintement. Dans ce document, la porte du réservoir ne peut être ouverte que lorsque la garde de percolat a été entièrement vidée, ce qui ralentit les opérations de chargement et de déchargement.
On connaît également du document DE-3719564 un réacteur pour la méthanisation de la biomasse. Ce réacteur comprend un réservoir étanche au gaz, une conduite de biogaz et une ouverture alimentée par une vis sans fin pour remplir le réservoir avec des matières fermentescibles. Un dispositif de drainage permet de drainer le percolat qui s'évacue par un trop- plein. Ce trop-plein permet de définir dans le réservoir, étanche au liquide, une garde de percolat.
Le but de la présente invention est de proposer un réacteur pour la méthanisation de la biomasse dont le réservoir permet la création d'un guide de liquide de suintement, construit sous la forme d'un garage permettant le chargement de la biomasse grâce à un véhicule, et dont le chargement ou le déchargement de la biomasse peut être réalisé de manière plus rapide que dans les réacteurs de l'état de l'art.
Un autre but de la présente demande est de proposer un tel réacteur dont la maintenance peut être facilitée, plus particulièrement dans le cas d'une défaillance du dispositif de drainage du percolat.
Un autre but de l'invention est de proposer un tel réacteur de conception simple.
D'autres buts et avantages apparaîtront au cours de la description qui va suivre et qui n'est donnée qu'à titre indicatif.
A cet effet, l'invention concerne un réacteur pour la méthanisation de la biomasse comprenant :
- un réservoir, étanche au gaz, dont l'accès est permis par une porte étanche conçue pour l'admission de la biomasse, ledit réservoir étant construit sous la forme d'un garage,
- une installation de chauffage de la biomasse, par exemple prévue au niveau des parois dudit réservoir,
- un raccordement de prélèvement de biogaz, - une installation de drainage du jus de suintement.
Selon l'invention, les parois inférieures dudit réservoir forment avec les parois latérales du réservoir une cuvette permettant de créer une garde de liquide de suintement de niveau inférieur ou égal au niveau du seuil de la porte.
Plus particulièrement, selon l'invention, les parois inférieures du réservoir comprennent :
- un plan incliné, constituant une rampe pour véhicule,
- une paroi horizontale constituant le fond de la cuvette, le plan incliné s'étendant à proximité du seuil de la porte jusqu'à la paroi de fond.
Avantageusement, les parois inférieures du réservoir peuvent présenter, entre la porte et le plan incliné, un muret s'élevant à un niveau supérieur du seuil de la porte sur toute la largeur du réservoir jusqu'aux parois latérales dudit réservoir, à l'exception de deux passages pour les roues d'un véhicule. Le muret permet la création d'une garde de liquide de suintement de niveau supérieur au seuil de la porte lorsque lesdits deux passages sont obturés.
La paroi horizontale de la cuvette peut se situer à une distance verticale du seuil de la porte comprise entre 0,5 m et 1 ,5 m, telle que par exemple 1 m.
Le plan incliné peut s'étendre sur une distance horizontale comprise entre 5 et 15 m telle que par exemple 10 m.
Le niveau de la garde de liquide de suintement de la cuvette peut être déterminé par une surverse de l'installation de drainage.
Le réacteur peut présenter un circuit de recirculation du jus de suintement drainé.
Le circuit de recirculation peut comprendre un réservoir de pompage alimenté en jus de suintement drainé.
Le réservoir de pompage peut être étanche à l'air, un siphon étant prévu sur la conduite de drainage entre ladite cuvette et ledit réservoir de pompage.
Ledit réservoir de pompage peut présenter, en outre, une entrée de biogaz pour le vidage du réservoir de pompage. Ladite installation de chauffage de la biomasse peut être prévue au niveau des parois dudit réservoir permettant de chauffer directement la biomasse, ou alternativement prévue sur le circuit de recirculation du jus de suintement permettant le chauffage de la biomasse par aspersion à partir du jus de suintement chauffé recirculé.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description accompagnée des dessins en annexe parmi lesquels :
- la figure 1 est une vue selon une vue de coupe verticale, longitudinale d'un réacteur pour la méthanisation de la biomasse conforme à l'invention selon un mode de réalisation,
- la figure 2 est une vue selon une coupe horizontale d'une installation comprenant trois réacteurs conformes à l'invention, en série,
- la figure 3 est une vue selon une coupe verticale, longitudinale, d'un réacteur pour la méthanisation de la biomasse conforme à l'invention selon un second mode de réalisation, présentant un muret entre le seuil de la porte et le plan incliné,
- la figure 4 est une vue de dessus du réservoir du réacteur illustré à la figure 3,
- la figure 5 est une vue de face du muret du réacteur des figures 3 et 4.
L'invention concerne un réacteur 1 pour la méthanisation de la biomasse.
Ce réacteur comprend :
- un réservoir 2 étanche au gaz dont l'accès est permis par une porte 3 conçue pour l'admission de la biomasse, ledit réservoir étant construit sous la forme d'un garage étanche aux liquides,
- une installation de chauffage de la biomasse prévue, par exemple, au niveau des parois dudit réservoir 2,
- un raccordement 4 de prélèvement de biogaz, - une installation de drainage 5 du jus de suintement.
On entend par garage le fait que le réservoir, et plus particulièrement l'ouverture de la porte, permettent le passage d'un véhicule de chargement, tel qu'un tracteur, afin de charger le réservoir en matières végétales fermentescibles ou au contraire de le décharger.
Le réservoir peut notamment être construit en béton armé. L'installation de chauffage peut être au niveau des parois dudit réservoir 2 et comprendre des conduites (non illustrées) destinées pour l'écoulement d'un fluide caloporteur. Ces conduites peuvent être prévues sur les parois latérales du réservoir, de manière apparente, ou encore être noyées dans le béton des parois latérales ou des parois inférieures du réservoir.
Alternativement, l'installation de chauffage peut être prévue sur un circuit de recirculation 11 du jus de suintement drainé, permettant le chauffage du jus de suintement et ainsi le chauffage de la biomasse par aspersion de la biomasse à partir du jus de suintement chauffé recirculé.
Selon l'invention, les parois inférieures à 6, 7 du réservoir 2 forment avec les parois latérales 8 dudit réservoir une cuvette C permettant de créer une garde de liquide de suintement de niveau inférieur ou égal au niveau du seuil S de ladite porte.
Telle qu'illustrée à la figure 1 , cette cuvette C est ainsi positionnée sous le niveau du seuil de la porte 3, ce qui permettra notamment d'ouvrir la porte 3 même dans le cas où la cuvette C est remplie du liquide de suintement tel qu'illustré à la figure 1.
De manière avantageuse, les parois inférieures du réservoir 2 comprennent :
- un plan incliné 6, constituant une rampe pour un véhicule, - une paroi horizontale 7 constituant le fond de la cuvette C.
Le plan incliné 6 s'étend ainsi, tel qu'illustré à la figure 1, à proximité du seuil S de la porte 3 jusqu'à la paroi horizontale. Cette rampe permet donc à un véhicule de chargement de descendre jusqu'au fond de la cuvette C pour procéder aux opérations de déchargement ou de chargement des matières fermentescibles.
La paroi horizontale 7 constituant le fond de la cuvette se trouve donc à un niveau inférieur du seuil S de la porte 3, notamment à une distance verticale I1 du seuil S de la porte 3 comprise entre 0,5 m et 1,5 m telle que par exemple 1 m. La garde de liquide de suintement peut ainsi présenter une hauteur par rapport au fond comprise entre 0,5 m et 1 ,5 m, telle que par exemple 1 m.
Le plan incliné 6 permet au véhicule de descendre à partir du seuil S de la porte 3 jusqu'au fond de la cuvette C. Il peut s'étendre sur une distance horizontale I2 comprise entre 5 m et 15 m telle que par exemple 10 m. La pente du plan incliné 6 permet au véhicule de descendre puis de remonter sans risque : il peut notamment s'agir d'une pente de l'ordre de 10 % (entre 6 % et 16 %) soit un angle α sur la figure 1 de l'ordre de 6°.
Tel qu'illustré selon l'exemple des figures 3 à 5, un muret 17 peut être pourvu entre le seuil S de la porte 3 et le plan incliné 6. Ce muret s'élève au-dessus du niveau du seuil S de la porte 3 et s'étend sur toute la largeur du réservoir 2 jusqu'aux parois latérales 8 du réservoir 2, à l'exception de deux passages 18 pour les roues d'un véhicule.
Ce muret est de hauteur I3 tel que par exemple 40 cm, inférieure à la garde au sol du véhicule de chargement, de telle façon à pouvoir être traversé par le véhicule, les roues du véhicule empruntant les deux passages 18, ouverts. L'écartement entre les deux passages 18 correspond donc sensiblement à l'écartement entre les roues d'un même essieu du véhicule.
Lorsqu'il est nécessaire de créer la garde de liquide de suintement, les passages 18 peuvent être obturés. A cet effet, des plaques 19 sont insérées dans les passages 18, deux bords opposés de ladite plaque 19 engageant avec deux rainures correspondantes, verticales du muret 17, pourvues dans l'ouverture de passage 18. Une fois les passages 18 obturés, le muret permet la création d'une garde de liquide de suintement de niveau supérieur au seuil S de la porte. Ce muret permet de limiter le décaissement et ainsi la distance I1 qui peut être de 60 cm pour un muret de hauteur I3 égale à 40 cm. La garde de liquide 9 peut être de 1 m. Le niveau de la garde de liquide de suintement 9 de la cuvette
C peut être déterminé par une surverse 10 de l'installation de drainage 5.
Avantageusement, le réacteur 1 peut comprendre ledit circuit de recirculation
11 du jus de suintement drainé.
Ce circuit de recirculation 11 peut comprendre un réservoir de pompage 12 alimenté du jus de suintement drainé. Le réseau est équipé d'une pompe 50. Avantageusement, ce réservoir de pompage 12 est étanche à l'air pour que se maintienne une réaction anaérobie à l'intérieur dudit réservoir 12.
A cet effet, un siphon 14 peut être prévu sur la conduite de drainage 13 entre la cuvette C et ledit réservoir de pompage 12, afin d'interdire l'admission d'air dans le réservoir de pompage 12 à partir du réservoir 2. En outre, le réservoir de pompage 12 peut être pourvu d'une entrée de biogaz 15 permettant le vidage du réservoir de pompage 12.
Eventuellement, l'installation de chauffage prévue sur le circuit de recirculation peut être prévue interne au réservoir de pompage 12, comprenant, par exemple, des conduites, internes au réservoir 12 prévues pour l'écoulement d'un fluide caloporteur.
Nous décrivons maintenant plus en détail l'exemple de réalisation illustré aux figures 1 et 2. L'installation de la figure 2 comprend plusieurs réacteurs 1 i, I2, I3 dont les réservoirs 2i, 22, 23 et leurs portes associées 3i, 32, 33 sont disposés en série. Les réservoirs 2^, 22, 23 sont construits sous la forme d'un garage en béton armé.
Les conduites de drainage 131 f 132, 133 acheminent respectivement le liquide de suintement respectif desdits réacteurs 11, I2, I3 vers des réservoirs de pompage 12i, 122, 123 propres à chacun des réacteurs.
Les réacteurs I 1, 12, 13 sont construits de manière identique au réacteur de la figure 1.
Des conduits 31 , 32, 33 permettent d'acheminer le liquide de chacun des réservoirs 121 t 122, 123 vers un réservoir de stockage 20, comun.
Selon la vue de coupe verticale de la figure 1 , le réservoir 2 comprend une porte 3 sous la forme d'une plaque articulée, notamment selon un axe de rotation horizontal, à son extrémité supérieure à la paroi supérieure du réservoir ou encore être du type basculante. Cette porte peut être ouverte ou fermée, actionnée à l'aide d'une motorisation ou non.
L'ouverture de porte permet le passage d'un véhicule de chargement tel qu'un tracteur. Les parois inférieures du réservoir 6, 7 consistent essentiellement en une rampe 6 et une paroi horizontale 7. Le plan incliné 6 s'étend à proximité du seuil S de la porte 3 jusqu'à la paroi horizontale
7.
Selon cet exemple, la paroi horizontale 7 se situe à un niveau inférieur du seuil S de la porte 3 à une distance verticale Ii égale à 1 m, permettant ainsi la création d'une garde de liquide de suintement 9 de 1 m de hauteur.
Le plan incliné 6 s'étend sur une distance horizontale I2 de 10 m. La pente est donc de 10 % ce qui correspond à un angle α d'à peu près 6°. Dans la cuvette C, le niveau de la garde de suintement 9 de la cuvette C est déterminé par une surverse 10 de l'installation de drainage 5, de niveau légèrement inférieur au seuil S de la porte 3. Tel qu'illustré un circuit de recirculation 11 du jus de suintement est couplé à l'installation de drainage 5 afin de recycler le jus de suintement au niveau de rampes d'aspersion 24 du liquide de suintement , dans le réservoir 2.
Ce circuit de recirculation 11 comprend un réservoir de pompage 12 alimenté en jus de suintement drainé par l'intermédiaire de la surverse 10. Alternativement, lorsqu'il sera nécessaire de vider le réservoir 2, une vanne 16, normalement fermée, sera ouverte afin que le liquide drainé se dirige sous l'action de la gravité dans le réservoir 12, sans passer par la surverse 10.
Le réservoir 12 est avantageusement étanche à l'air afin de maintenir la fermentation anaérobie du liquide de suintement, contenu dans ledit réservoir 12. Afin d'interdire toute admission d'air dans le réservoir 12, la conduite de drainage 13 entre la cuvette C et le réservoir de pompage 12 comprend avantageusement un siphon 14. En outre, le réservoir de pompage 12 présente une entrée de biogaz 15 pour le vidage dudit réservoir de pompage 12. Aussi, lorsque le réservoir de pompage est vidé, le volume occupé par le liquide de suintement sera remplacé par du biogaz et non de l'air.
Afin de faciliter le drainage du jus de suintement, des rigoles
22 pourront être prévues en profondeur sur la paroi horizontale 7 de fond de la cuvette. Les rigoles 22 s'étendent sur la longueur de la paroi 7 jusqu'à la conduite de drainage 13.
On dispose ainsi d'un réacteur pour la méthanisation de la biomasse dont le réservoir peut être chargé en matières fermentescibles ou au contraire déchargé au moyen d'un véhicule et dont le réservoir permet les créations d'une garde de jus de suintement permettant d'améliorer la vitesse de fermentation dans ledit réservoir.
Avantageusement, dans cette installation, il est possible d'ouvrir la porte 3 alors que la garde de liquide de suintement n'est pas vidée, ce qui permettra de faciliter la maintenance, notamment dans le cas d'une défaillance du dispositif de drainage (panne, obturation de la conduite de drainage ou autres). Cette installation permet également d'augmenter les cadences de remplissage et de vidage du réservoir en permettant notamment de vider la garde de liquide 9 et d'ouvrir la porte simultanément, en temps masqué.
Le réacteur 1 exemple ses figures 3 à 5 se distingue de l'exemple de la figure 1 par la présence du muret 17 entre la porte 3 et le plan incliné 6. Ce muret 17 permet, une fois les passages 18 obturés par les plaques 19 de créer une garde de liquide de suintement de hauteur substantielle telle que par exemple 1 m, dont le niveau est supérieur au seuil S de la porte 3. Ce muret permet de limiter le décaissement et ainsi la pente du plan incliné 6. Selon cet exemple illustré, la garde de liquide de suintement présente une hauteur de 1 m. La hauteur du muret 17 est de 40 cm (I3), la distance Ii verticale, séparant le seuil S de la porte 3 et la paroi horizontale 7 est de 60 cm. La distance horizontale I2 du plan incliné est de 10 m, la pente de 6 %. La surverse 10 permet de créer une garde de liquide de suintement 9 de niveau supérieur au seuil S de la porte, inférieur ou égal au muret 17.
Naturellement, d'autres buts et avantages de la présente invention auraient pu être envisagés par l'homme du métier sans pour autant sortir du cadre de l'invention définie par les revendications ci-après.

Claims

REVENDICATIONS
1. Réacteur (1) pour la méthanisation de la biomasse comprenant :
- un réservoir (2) étanche au gaz dont l'accès est permis par une porte étanche (3) conçue pour l'admission de la biomasse, ledit réservoir étant construit sous la forme d'un garage pour véhicule, étanche aux liquides,
- une installation de chauffage de la biomasse,
- un raccordement (4) de prélèvement de biogaz,
- une installation de drainage (5) du jus de suintement, caractérisé en ce les parois inférieures (6, 7) dudit réservoir (2) forment avec les parois latérales (8) dudit réservoir une cuvette (C) permettant de créer une garde de liquide de suintement (9) de niveau inférieur ou égal au niveau du seuil (S) de la porte (3), lesdites parois inférieures du réservoir (2) comprenant :
- un plan incliné (6), constituant une rampe pour un véhicule de chargement,
- une paroi horizontale (7) constituant le fond de la cuvette (C),
et dans lequel ledit plan incliné (6) s'étend à proximité du seuil (S) de la porte (3) jusqu'à la paroi de fond (7).
2. Réacteur selon la revendication 1 dont les parois inférieures du réservoir (2) présentent entre la porte (3) et le plan incliné (6) un muret (17) s'élevant à un niveau supérieur du seuil (S) de la porte sur toute la largeur du réservoir (2) jusqu'aux parois latérales (8) du réservoir, à l'exception de deux passages (18) pour les roues d'un véhicule, le muret permettant la création d'une garde de liquide de suintement (9) de niveau supérieur au seuil (S) de la porte (3) lorsque lesdits deux passages (18) sont obturés.
3. Réacteur selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la paroi horizontale (7) se situe à une distance verticale [U) du seuil (S) de la porte (3) comprise entre 0,5 m et 1 ,5 m, telle que par exemple 1 m.
4. Réacteur selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le plan incliné (6) s'étend sur une distance horizontale (^) comprise entre 5 m et 15 m, telle que par exemple 10 m.
5. Réacteur selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le niveau de la garde de liquide de suintement (9) de la cuvette (C) est déterminé par une surverse (10) de l'installation de drainage (5).
6. Réacteur selon l'une des revendications 1 à 5, présentant un circuit de recirculation (11) du jus de suintement drainé.
7. Réacteur selon la revendication 6, dans lequel ledit circuit de recirculation (11) comprend un réservoir de pompage (12) alimenté en jus de suintement drainé.
8. Réacteur selon la revendication 7, dans lequel le réservoir de pompage (12) est étanche à l'air, un siphon (14) étant prévu sur une conduite de drainage (13) entre ladite cuvette (C) et ledit réservoir de pompage (12).
9. Réacteur selon la revendication 8, dans lequel le réservoir de pompage (12) présente une entrée de biogaz (15) pour le vidage dudit réservoir de pompage (12).
10. Réacteur selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel ladite installation de chauffage de la biomasse est prévue au niveau des parois dudit réservoir (2).
11. Réacteur selon la revendication 6, dans lequel ladite installation de chauffage de la biomasse est prévue sur le circuit de recirculation (11) du jus de suintement drainé permettant le chauffage de la biomasse par aspersion à partir du jus de suintement chauffé recirculé.
12. Installation (30) comprenant plusieurs réacteurs (1-ι, I2, I3) selon l'une des revendications 1 à 11 , dont lesdits réservoirs (2-ι, 22, 23) sont agencés successivement l'un à coté de l'autre.
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