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FR3142866A1 - Liquid digester with leak-proof flexible tank - Google Patents

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FR3142866A1
FR3142866A1 FR2213032A FR2213032A FR3142866A1 FR 3142866 A1 FR3142866 A1 FR 3142866A1 FR 2213032 A FR2213032 A FR 2213032A FR 2213032 A FR2213032 A FR 2213032A FR 3142866 A1 FR3142866 A1 FR 3142866A1
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digester
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Clément COURTEHOUX
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Abstract

Digesteur en voie liquide à cuve (C) comprenant un circuit fermé de pompage de liquide pour agiter le liquide dans la cuve (C), un circuit d’aspiration du gaz (3) dégagé par la digestion du liquide dans la cuve (C) caractérisé en ce que la cuve (C) est réalisée par la coopération d’un terrassement en pyramide inversé réalisé en creux dans le sol (S) que vient épouser une enveloppe souple étanche (1) à double paroi traversée de façon étanche par les canalisations d’aspiration de gaz et de pompage de liquide (3, 6, 7), et d’un système d’inspection de fuite (2) de liquide entre les deux parois de l’enveloppe souple étanche Figure pour l’abrégé : Fig. 2 Liquid digester with tank (C) comprising a closed liquid pumping circuit to agitate the liquid in the tank (C), a gas suction circuit (3) released by the digestion of the liquid in the tank (C) characterized in that the tank (C) is produced by the cooperation of an inverted pyramid earthwork made hollow in the ground (S) which fits a flexible waterproof envelope (1) with a double wall crossed in a watertight manner by the pipes gas suction and liquid pumping (3, 6, 7), and a liquid leak inspection system (2) between the two walls of the flexible waterproof envelope Figure for abstract: Fig. 2

Description

Digesteur en voie liquide à cuve souple étancheLiquid digester with flexible sealed tank

La présente invention concerne un digesteur en voie liquide à cuve souple étanche.The present invention relates to a liquid digester with a sealed flexible tank.

Par digesteur, il est entendu un dispositif de production et de valorisation du biogaz issu de matière organique comme du lisier ou du fumier animal. Par voie liquide, il est entendu une matière dont la consistance est en dessous de 14% de matière sèche. Typiquement il s’agit matières sous forme de boues plus ou moins liquides. Il est donc compris que le digesteur en voie liquide est un système permettant de produire du biogaz issu de la digestion dans le digesteur de boues liquides provenant de matières organiques provenant de la récupération et du nettoyage d’exploitation agricoles.By digester, we mean a device for producing and recovering biogas from organic matter such as slurry or animal manure. By liquid process, we mean a material whose consistency is below 14% dry matter. Typically, this involves materials in the form of more or less liquid sludge. It is therefore understood that the liquid digester is a system for producing biogas from the digestion in the digester of liquid sludge from organic matter from the recovery and cleaning of agricultural operations.

Il est connu différents digesteurs en voie liquide.Various liquid digesters are known.

L’invention vise à améliorer les digesteurs dits à pointe de diamant, par exemple, celui décrit dans le brevet FR3067262 qui passe par la construction en gros œuvre d’un cuvelage et d’une cloche pour stocker les liquides en voie de méthanisation.The invention aims to improve so-called diamond-tip digesters, for example, the one described in patent FR3067262 which involves the structural construction of a casing and a bell to store the liquids undergoing methanization.

Cette réalisation de la cuve avec un travail de gros œuvre en béton présente des défauts que vise à résoudre la présente invention.This construction of the tank with concrete structural work presents defects which the present invention aims to resolve.

Un premier défaut est que l’étanchéité du cuvelage est incertaine dans le sens ou si une fuite apparaissait, elle ne serait pas détectable. L’étanchéité est liée à la qualité de travail de gros œuvre et celle-ci est très difficile à contrôler. Qui plus est, elle peut aussi apparaitre après vieillissement. Qui plus est, la réglementation qui régit le secteur dit de la méthanisation dans lequel s’inscrit la présente invention, impose la mise en place de contrôle de fuites, ce qui est extrêmement compliqué et couteux à développer sur une cuve en béton.A first defect is that the sealing of the casing is uncertain in the sense that if a leak appeared, it would not be detectable. The sealing is linked to the quality of the structural work and this is very difficult to control. What is more, it can also appear after aging. What is more, the regulations governing the so-called methanization sector in which the present invention is included, require the implementation of leak control, which is extremely complicated and expensive to develop on a concrete tank.

Un second défaut est que les travaux sont couteux et nécessitent des interventions de chantier difficiles avec coulage de béton dans des terrains pentus.A second drawback is that the work is expensive and requires difficult site interventions with pouring of concrete on sloping ground.

Un troisième défaut est que la structure béton doit faire étanchéité sur le joint entre le dôme rapporté dans une seconde étape de construction et le cuvelage construit dans une première étape de construction. Cette étanchéité est difficile à réaliser et les fuites sont également difficiles à détecter.A third defect is that the concrete structure must seal the joint between the dome added in a second construction stage and the casing built in a first construction stage. This sealing is difficult to achieve and leaks are also difficult to detect.

Il est donc compris que la solution actuellement développée en art antérieur pour un digesteur en voie liquide à pointe de diamant est couteuse, difficile à réaliser pour atteindre l’étanchéité, et lourde à fabriquer et à mettre en œuvre.It is therefore understood that the solution currently developed in prior art for a diamond-tipped liquid digester is expensive, difficult to achieve sealing, and cumbersome to manufacture and implement.

Un objet de l’invention est de proposer une solution avec un système de contrôle de l’étanchéité.An object of the invention is to propose a solution with a sealing control system.

Un objet de l’invention est de proposer une solution qui minimise les travaux de gros œuvre pour construire l’installation.An object of the invention is to propose a solution which minimises the structural work required to construct the installation.

Un objet de l’invention est proposer une installation dont l’entretien soit facile et ne nécessite pas de moyens mécaniques fragiles et dispendieux.An object of the invention is to propose an installation whose maintenance is easy and does not require fragile and expensive mechanical means.

Un objet de l’invention est de proposer une installation qui optimise la récupération de gaz issu de la matière organique, qui minimise l’investissement industriel pour l’exploitant et qui maximise la performance énergétique de l’installation.An object of the invention is to propose an installation which optimizes the recovery of gas from organic matter, which minimizes the industrial investment for the operator and which maximizes the energy performance of the installation.

Dans un aspect principal, l’invention réalise des travaux de terrassements spécifiques auxquels sont adjoints différents raccordements traversant une cuve étanche souple.In a main aspect, the invention carries out specific earthworks to which are added various connections passing through a flexible watertight tank.

Dans un aspect particulier la cuve souple est réalisée par une combinaison particulière à double peau séparée qui coopère avec un terrassement en forme de pyramide creusé dans le sol.In a particular aspect the flexible tank is made by a particular combination of separate double skin which cooperates with a pyramid-shaped earthwork dug into the ground.

Dans un aspect particulier, le système de détection de fuite détecte du liquide qui s’échapperait à l’intérieur de la double peau.In a particular aspect, the leak detection system detects liquid escaping inside the double skin.

Dans un aspect particulier, un local machine est disposé à côté de la cuve de méthanisation et comprend l’ensemble des organes électromécaniques de motorisation et de contrôle des différentes fonctions de travail de la cuve.In a particular aspect, a machine room is arranged next to the methanization tank and includes all the electromechanical components for motorization and control of the various working functions of the tank.

L’invention sera mieux comprise à la lecture des figures annexées représentent un mode particulier de l’invention sur lesquellesThe invention will be better understood from reading the attached figures which represent a particular embodiment of the invention in which:

représente une vue d’ensemble de principe des différents organes du digesteur represents a basic overview of the different organs of the digester

représente une vue en coupe d’ensemble de la cuve represents an overall cross-sectional view of the tank

représente une vue de détail de la peau d’étanchéité represents a detailed view of the sealing skin

représente une vue d’ensemble de principe des différents organes du digesteur qui comprend une cuve de digestion (C). A côté de la cuve de digestion (C) se trouve un local technique (20) qui comprend une pompe à liquide (40) qui va faire circuler en circuit fermé la matière organique à traiter hors de la cuve (C) puis dans la cuve (C). L’objectif de cette pompe à liquide (40) est d’éviter que la matière organique forme une croute et qu’elle soit brassée afin d’optimiser le rendement de récupération de gaz. Plus particulièrement, le circuit des liquides sera décrit en figure suivante. Les gaz récupérés seront envoyés dans une pompe d’aspiration de gaz (50). La détection de fuite de liquide se fera au moyen d’un système ultérieurement décrit avec possiblement un détecteur de liquide (30) placé pour détecter le circuit de fuite astucieusement pensé et comme décrit ci-après. represents a general view of the principle of the various organs of the digester which includes a digestion tank (C). Next to the digestion tank (C) is a technical room (20) which includes a liquid pump (40) which will circulate in a closed circuit the organic matter to be treated out of the tank (C) and then into the tank (C). The objective of this liquid pump (40) is to prevent the organic matter from forming a crust and from being mixed in order to optimize the gas recovery efficiency. More particularly, the liquid circuit will be described in the following figure. The recovered gases will be sent to a gas suction pump (50). The detection of liquid leaks will be done by means of a system described later with possibly a liquid detector (30) placed to detect the cleverly designed leak circuit and as described below.

représente une vue en coupe d’ensemble de la cuve (C) qui est réalisée par la coopération d’un terrassement creux réalisé dans le sol (S) et d’une enveloppe souple (1) qui épouse le creux de ce terrassement. Typiquement le creux est de forme pyramidale, en forme de pyramide inversée. L’enveloppe est dimensionnée au format du creux réalisé dans le sol, et est bouchée sur le haut par une partie plane qui épouse l’horizontalité du sol environnant. En quelque sorte, sauf le local technique qui peut ressembler à une maison, la cuve (C) ne bouche pas la vue et ne détériore donc pas le paysage. Du liquide organique est introduit dans la cuve au moyen d’une canalisation d’entrée (6) alimentée par un circuit branché sur la pompe à liquide (40). La canalisation d’entrée (6) est disposée sur le flan haut de l’enveloppe (1). La canalisation de sortie de liquide (7) qui aliment la pompe à liquide (40) est positionnée dans la pointe en bas de l’enveloppe. Par gravité les liquides affluent vers le bas pour retourner vers la pompe à liquide (40) ce qui permet de réaliser le circuit fermé que fait tourner la pompe à liquide (40). Les gaz de décomposition sont récupérés par des drains (3), systèmes tubulaires périphériques qui circulent en haut de l’enveloppe sur tout son pourtour ces gaz sont ensuite dirigés à travers une canalisation qui traverse de façon l’enveloppe (1) et aspirés par une pompe d’aspiration de gaz (50) qui les dirige vers un circuit de stockage et ou de valorisation du gaz. Bien évidemment la liaison entre la buse de sortie des gaz qui traverse l’enveloppe (1) et l’enveloppe (1) est conçue étanche pour éviter toute de liquide ou de gaz hors de l’enveloppe (1). Un lest (5) de densité supérieure à celle du liquide organique est posé au- dessus de l’enveloppe (1) de façon à ce que l’enveloppe (1) épouse la surface du liquide et limite le volume libre de gaz au-dessus du liquide entre l’enveloppe et la surface du liquide. En quelque sorte, le lest (5) plaque la surface supérieure de l’enveloppe contre la surface du liquide et ce quel que soit le niveau effectif de liquide organique dans la cuve (C). Dans le sol (S) à proximité de la cuve (C) l’entrée d’un regard (2) bouché et étanche par exemple réalisé avec un réseau de tubes en matériau dit polymères qui vient circuler jusque au bas de la pyramide et traverse l’enveloppe (1) pour venir recueillir tout liquide qui se trouverait entre les deux parois (10a, 10b) de l’enveloppe (1). Depuis le regard (2) par une inspection visuelle ou par le moyen de détecteur de liquide (20) est inspecté si du liquide se trouve au fond du regard (2). En bref, pour détecter si du liquide aurait pu fuiter et traverser la paroi intérieure de l’enveloppe (1). Ce système constitue donc un système de détection de fuite imparable qui détecte toute source de sortie possible de liquide hors de l’enveloppe (1) qui ne circulerait pas à travers les réseaux de pompes de liquide ou de gaz du local technique (20). represents an overall cross-sectional view of the tank (C) which is produced by the cooperation of a hollow earthwork made in the ground (S) and a flexible envelope (1) which fits the hollow of this earthwork. Typically the hollow is pyramidal in shape, in the form of an inverted pyramid. The envelope is sized to the format of the hollow made in the ground, and is blocked at the top by a flat part which fits the horizontality of the surrounding ground. In a way, except for the technical room which can look like a house, the tank (C) does not block the view and therefore does not deteriorate the landscape. Organic liquid is introduced into the tank by means of an inlet pipe (6) supplied by a circuit connected to the liquid pump (40). The inlet pipe (6) is arranged on the upper side of the envelope (1). The liquid outlet pipe (7) which supplies the liquid pump (40) is positioned in the point at the bottom of the envelope. By gravity, the liquids flow downwards to return to the liquid pump (40), which makes it possible to create the closed circuit that the liquid pump (40) rotates. The decomposition gases are recovered by drains (3), peripheral tubular systems that circulate at the top of the envelope around its entire circumference; these gases are then directed through a pipe that crosses the envelope (1) and sucked up by a gas suction pump (50) which directs them to a gas storage and/or recovery circuit. Obviously, the connection between the gas outlet nozzle that crosses the envelope (1) and the envelope (1) is designed to be watertight to prevent any liquid or gas from leaving the envelope (1). A ballast (5) of a density greater than that of the organic liquid is placed above the envelope (1) so that the envelope (1) hugs the surface of the liquid and limits the free volume of gas above the liquid between the envelope and the surface of the liquid. In a way, the ballast (5) presses the upper surface of the casing against the surface of the liquid, regardless of the actual level of organic liquid in the tank (C). In the ground (S) near the tank (C), the entrance to a manhole (2) is sealed and sealed, for example, made with a network of tubes made of a material called polymers, which circulates to the bottom of the pyramid and passes through the casing (1) to collect any liquid that may be between the two walls (10a, 10b) of the casing (1). From the manhole (2), by visual inspection or by means of a liquid detector (20), it is inspected whether there is liquid at the bottom of the manhole (2). In short, to detect whether liquid could have leaked and passed through the inner wall of the casing (1). This system therefore constitutes an unstoppable leak detection system which detects any possible source of liquid escaping from the enclosure (1) which would not circulate through the liquid or gas pump networks of the technical room (20).

représente une vue de détail de la peau d’étanchéité de l’enveloppe (1) qui comprend deux parois étanches (10a, 10b) avec une paroi dite intérieure (10a) et une paroi extérieure (10b), les deux parois (10a, 10b) sont finement séparées par un grillage souple (11) qui maintient entre elles une légère distance qui permet qu’elles s’épousent l’une l’autre mais qu’elles laissent la place pour un petit écoulement de liquide qui permettra de détecter une fuite éventuelle entre les deux parois (10a, 10b). represents a detailed view of the sealing skin of the envelope (1) which comprises two sealed walls (10a, 10b) with a so-called inner wall (10a) and an outer wall (10b), the two walls (10a, 10b) are finely separated by a flexible mesh (11) which maintains a slight distance between them which allows them to fit together but leaves room for a small flow of liquid which will allow a possible leak to be detected between the two walls (10a, 10b).

La présente invention concerne donc un digesteur en voie liquide à cuve (C) comprenant un circuit fermé de pompage de liquide (40, 6, 7) pour agiter le liquide dans la cuve (C), un circuit d’aspiration du gaz (50, 3) dégagé par la digestion du liquide dans la cuve (C) caractérisé en ce que la cuve (C) est réalisée par la coopération d’un terrassement en pyramide inversé réalisé en creux dans le sol (S) que vient épouser une enveloppe souple étanche (1) à double paroi (10a, 10b) traversée de façon étanche par les canalisations d’aspiration de gaz et de pompage de liquide (3, 6, 7), et d’un système d’inspection de fuite (2) de liquide entre les deux parois (10a, 10b) de l’enveloppe souple étanche.The present invention therefore relates to a liquid digester with a tank (C) comprising a closed liquid pumping circuit (40, 6, 7) for agitating the liquid in the tank (C), a gas suction circuit (50, 3) released by the digestion of the liquid in the tank (C), characterized in that the tank (C) is produced by the cooperation of an inverted pyramid earthwork made hollow in the ground (S) which is matched by a flexible, sealed envelope (1) with a double wall (10a, 10b) crossed in a sealed manner by the gas suction and liquid pumping pipes (3, 6, 7), and a liquid leak inspection system (2) between the two walls (10a, 10b) of the flexible, sealed envelope.

La présente invention concerne donc un digesteur en voie liquide à cuve (C) étanche caractérisé en ce que les deux parois (10a, 10b) de l’enveloppe (1) sont finement séparées par un grillage souple (11) qui maintient entre elles une légère distance qui permet qu’elles s’épousent l’une l’autre mais qu’elles laissent la place pour un petit écoulement de liquide pour détecter une fuite éventuelle de la cuve (C) entre les deux parois (10a, 10b)The present invention therefore relates to a liquid digester with a sealed tank (C), characterized in that the two walls (10a, 10b) of the casing (1) are finely separated by a flexible mesh (11) which maintains a slight distance between them which allows them to fit together but leaves room for a small flow of liquid to detect a possible leak from the tank (C) between the two walls (10a, 10b).

La présente invention concerne donc un digesteur en voie liquide à cuve (C) étanche caractérisé en ce que dans le sol (S) à proximité de la cuve (C) est positionnée l’entrée d’un regard (2) bouché et étanche réalisé avec un réseau de tubes étanches qui vient circuler jusque au bas de la pyramide et traverse l’enveloppe (1) pour venir recueillir tout liquide qui se trouverait entre les deux parois (10a, 10b) de l’enveloppe (1)The present invention therefore relates to a liquid digester with a sealed tank (C), characterized in that in the ground (S) near the tank (C) is positioned the entrance to a sealed and sealed inspection chamber (2) made with a network of sealed tubes which circulates to the bottom of the pyramid and crosses the casing (1) to collect any liquid which may be between the two walls (10a, 10b) of the casing (1).

La présente invention concerne donc un digesteur en voie liquide à cuve (C) caractérisé en ce qu’un lest (5) de densité supérieure à celle du liquide organique est posé au- dessus de l’enveloppe (1) pour plonger dans le liquide et limiter le volume libre d’air au-dessus du liquide entre l’enveloppe et la surface du liquide, le lest (5) plaque la surface supérieure de l’enveloppe contre la surface du liquide dans la cuve (C).The present invention therefore relates to a liquid digester with a tank (C) characterized in that a ballast (5) of density greater than that of the organic liquid is placed above the envelope (1) to immerse in the liquid and limit the free volume of air above the liquid between the envelope and the surface of the liquid, the ballast (5) presses the upper surface of the envelope against the surface of the liquid in the tank (C).

Il est bien compris qu’il est possible de trouver des variantes à la présente sans pour autant sortir du cadre de la présente.It is well understood that it is possible to find variations to this without going beyond the scope of this.

Claims (4)

Digesteur en voie liquide à cuve (C) comprenant un circuit fermé de pompage d’un liquide (40, 6, 7) pour agiter le liquide dans une cuve (C), un circuit d’aspiration du gaz (50, 3) dégagé par la digestion du liquide dans la cuve (C) caractérisé en ce que la cuve (C) est réalisée par la coopération d’un terrassement en pyramide inversé réalisé en creux dans un sol (S) que vient épouser une enveloppe souple étanche (1) à double paroi (10a, 10b) traversée de façon étanche par les canalisations d’aspiration de gaz et de pompage de liquide (3, 6, 7), et d’un système d’inspection de fuite (2) de liquide entre les deux parois (10a, 10b) de l’enveloppe souple étanche.Liquid digester with tank (C) comprising a closed circuit for pumping a liquid (40, 6, 7) to agitate the liquid in a tank (C), a gas suction circuit (50, 3) released by the digestion of the liquid in the tank (C) characterized in that the tank (C) is produced by the cooperation of an inverted pyramid earthwork made in a hollow in a ground (S) which is matched by a flexible sealed envelope (1) with double wall (10a, 10b) crossed in a sealed manner by the gas suction and liquid pumping pipes (3, 6, 7), and a liquid leak inspection system (2) between the two walls (10a, 10b) of the flexible sealed envelope. Digesteur en voie liquide à cuve (C) selon la revendication 1 caractérisé en ce que les deux parois (10a, 10b) de l’enveloppe (1) sont finement séparées par un grillage souple (11) qui maintient entre elles une légère distance qui permet qu’elles s’épousent l’une l’autre mais qu’elles laissent la place pour un petit écoulement de liquide pour détecter une fuite éventuelle de la cuve (C) entre les deux parois (10a, 10b).Liquid digester with tank (C) according to claim 1, characterized in that the two walls (10a, 10b) of the casing (1) are finely separated by a flexible mesh (11) which maintains a slight distance between them which allows them to fit together but leaves room for a small flow of liquid to detect a possible leak from the tank (C) between the two walls (10a, 10b). Digesteur en voie liquide à cuve (C) selon la revendication 1 et 2 caractérisé en ce que dans le sol (S) à proximité de la cuve (C) est positionnée l’entrée d’un regard (2) bouché et étanche réalisé avec un réseau de tubes étanches qui vient circuler jusque au bas de la pyramide et traverse l’enveloppe (1) pour venir recueillir tout liquide qui se trouverait entre les deux parois (10a, 10b) de l’enveloppe (1).Liquid digester with tank (C) according to claims 1 and 2, characterized in that in the ground (S) near the tank (C) is positioned the entrance to a sealed and watertight inspection chamber (2) made with a network of watertight tubes which circulates to the bottom of the pyramid and crosses the casing (1) to collect any liquid which may be between the two walls (10a, 10b) of the casing (1). Digesteur en voie liquide à cuve (C) selon la revendication 1 caractérisé en ce qu’un lest (5) de densité supérieure à celle du liquide organique est posé au- dessus de l’enveloppe (1) pour plonger dans le liquide et limiter le volume libre d’air au-dessus du liquide entre l’enveloppe et la surface du liquide, le lest (5) plaque la surface supérieure de l’enveloppe contre la surface du liquide dans la cuve (C).
Liquid digester with tank (C) according to claim 1, characterized in that a ballast (5) of density greater than that of the organic liquid is placed above the casing (1) to immerse in the liquid and limit the free volume of air above the liquid between the casing and the surface of the liquid, the ballast (5) presses the upper surface of the casing against the surface of the liquid in the tank (C).
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