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bioheat Praxisbericht

Gefährliche Reinigungsarbeit und Temperaturprobleme im Fermenter

von Toni Baumann, Freier Biogas-Berater

BIOHEAT = HEIZEN

„Im letzten Winter wurde es in unserem Fermenter langsam immer kühler. Mitte Februar hatten wir nur noch 33° C. Da kam nur noch die halbe Menge Gas“. Hermann Specht, BGA-Betreiber und Geschäftsführer der SSE Maschinen GmbH & Co. KG berichtete: „Die inneren Heizrohre waren verdreckt und verkrustet. Je mehr der Fermenter abkühlte, umso höher mussten wir die Vorlauftemperatur einstellen. Dann beginnt ein Teufelskreis. Je heißer der Vorlauf, umso schneller verkrusten die Heizrohre. Kühlt der Fermenter ab, so reduziert sich der Gasertrag.

Das Gas reicht nicht mehr für eine durchgehende Volllastleistung. Der Fermenter erhält nicht mehr ausreichend Wärme nachgeliefert. Ein weiterer Grund der den Teufelskreis beschleunigt. Das Problem eskaliert meistens genau dann, wenn das Gärrestelager randvoll ist. Wir mussten das Problem lösen, bevor das Frühjahr kommt. So entstand der externe Wärmetauscher BioHeat“.

Solche Heizrohre im Fermenter ermöglichen keinen ausreichenden Wärmeübergang mehr.

Not macht erfinderisch!

Als Alternative zu einer gefährlichen Fermenteröffnung und einer mühsamen Heizrohrreinigung bietet sich die Installation eines externen Heizwärmetauschers an.

Die Vorteile:
– Zur Vorerwärmung des Inputs vor der Hygienisierung (bei Abfall-BGA)
– Zur Vorerwärmung des Inputs zwischen Vorgrube und Hauptfermenter
– Zur Unterstützung der Erstaufheizung bei Inbetriebnahme
– Als Hauptheizung im Bypass-Strom am Hauptfermenter
– Im Rezirkulationsstrom zwischen Nachgärer und Hauptfermenter
– Zur Nachheizung und Aktivierung des Nachgärers
– Zur biologischen Aktivierung des gasdichten Gärrestelagers
– Zur Abkühlung von Gärrest vor Ausbringung zur NH3-Emissionsvermeidung

WEITERE GERÄTE

In den Pumpenstrom können auch weitere sinnvolle Geräte eingefügt werden, die  vorteilhaft für das Verfahren sind. Beispielsweise Hydrocyclone zur Sedimentabscheidung, Nass- und Feinzerkleinerer zum besseren und schnelleren Aufschluss der Biomasse oder Fermenter-Einspritzdüsen für eine Nachrüstung des Fermenters mit dem Pumpe-Düse-System zum Aufstrom-Fermenter. Ein externer, modular aufgebauter Mantelrohr-Wärmetauscher ist platzsparend, schnell aufgebaut und mit einem Baukasten-Rohrverbindungssystem leicht in das bestehende Rohrnetz zu integrieren. Ein modularer Mantelrohr-Wärmetauscher kann zum Zwecke der Reinigung und Wartung in wenigen Minuten gefahrlos geöffnet und wieder zusammengesetzt werden.

Ein Betriebsunterbrechungsschaden wird damit vollständig vermieden. Je nach Anzahl der ca. sechs Meter langen Einzelrohre kann die Heizleistung variiert und angepasst werden. Eine Spezialversion kann auch einen Wärmetausch zwischen warmer, ins Gärrestelager ablaufender Gülle gegen kalte Input-Gülle ermöglichen. Erst eine solche Wärmerückgewinnung ermöglicht auch kleineren Gülle-BGA eine positive Wärmebilanz.entfällt.

Background

TECHNIK

Daten & Maße

Große Aktion aber nur vorübergehende Lösung?

Sobald im Frühjahr Gärrest auf die Felder ausgebracht werden kann, wird der Inhalt des Nachgärers in das GRL umgepumpt. Dann kann der Inhalt des Hauptfermenters in den frei gewordenen Nachgärer umgepumpt werden. Das Öffnen des Hauptfermenters ist mit vielen Risiken verbunden. Vorübergehend herrscht bei solchen Aktionen eine gefährliche explosive Atmosphäre.

Da die Fermenter nie vollständig leer gepumpt werden können, entsteht aus dem verbliebenen Fermenterinhalt und aus dem Sediment eine Nachgasung, die ohne ausreichende aktive Belüftung durch den Gehalt an Ammoniak und Schwefelwasserstoff für den Menschen toxische und explosionsfähige Konzentrationen annehmen kann. Die harte körperliche Arbeit in teilentleerten Fermentern ist geprägt von Strahlungswärme und extrem schwüler Luftfeuchtigkeit einerseits, die den Körper zum schwitzen bringt, und eiskalter Zugluft durch die Zwangsbewetterung anderseits. Arbeiten mit Gas- oder Atemmasken sind arbeitsmedizinisch bedenklich und dürfen nur von Personen ausgeführt werden, die von einem Lungenfacharzt, Taucherarzt oder dafür ausgerüsteten Arbeitsmediziner, die arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung G 26 ohne Bedenken bestanden haben.

Es sind bereits mehrfach Personen bei solchen extrem anstrengenden Arbeiten kollabiert und mussten von der Feuerwehr aus den Gärbehältern geborgen und vom Notarzt wegen Körperüberwärmung und Kreislaufüberlastung behandelt werden. Das Entfernen der an den Heizkörpern angebackenen Krusten ist eine Sysiphus-Arbeit. Eine Mischung aus koaguliertem Eiweiß und kristallisiertem MAP (Magnesium-Ammonium-Phosphat = Struvit) haftet wasserunlöslich an den Heizrohren und kann nur mit Höchstdruckreiniger, Sandwasserstrahl, Turbobürsten,  und anderem Spezialgerät entfernt werden. Die Arbeit ist deshalb besonders frustrierend, weil jeder dem das passiert, genau weiß, dass diese Arbeit in wenigen Jahren wieder auf ihn zukommt.

Auch der Betriebsunterbrechungs-Schaden, der während und nach solchen Fermenterleerungen entsteht, ist erheblich. Die wenigsten Biogasanlagen sind z. B. durch Nassfütterungspumptechnik so ausgestattet, dass sie während solcher Aktionen den Nachgärer so füttern können, als wäre er der Hauptfermenter. Bei den meisten BGA dauert es mehrere Wochen bis wieder Volllast-Normalbetrieb herrscht. Neben den entgangenen Einspeiseerlösen kommen die Kosten für solche Aktionen hinzu. Das eingegangene Risiko und die erhebliche zusätzliche Arbeitsbelastung sind monetär gar nicht bewertbar.

BioHeat

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