[发明专利]用于制备沼气的方法和装置

权利要求书

1.一种制备沼气的方法，其包括以下步骤：

在第一反应器(1)中，将含纤维素的底物在20℃至55℃的温度下至少部分地发酵第一停留时间，所述第一反应器(1)具有适于由乙酸制备甲烷的嗜温细菌，

将至少部分发酵的底物的一部分从第一反应器转移至具有超嗜热细菌的第二可加热反应器(2)中，其中所述超嗜热细菌适于分解至少部分发酵的底物，

将至少部分发酵的底物在55℃至80℃的温度下孵育第二停留时间，其中至少部分地形成乙酸，

将含有乙酸的底物从第二反应器(2)返回至第一反应器(1)中，

在第一反应器(1)中孵育含有乙酸的底物，

从第一反应器(1)中分离出含甲烷的沼气。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述含纤维素的底物的铵态氮浓度为至少100mg的NH4-N/l、优选至少150mg的NH4-N/l、特别优选至少200mg的NH4-N/l和/或至多1g的NH4-N/l、优选至多700mg的NH4-N/l、特别优选至多400mg的NH4-N/l。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中步骤包括

将至少部分发酵的底物的一部分从第一反应器转移至第二可加热反应器(2)中，

将至少部分发酵的底物的一部分从第一反应器转移至通气装置中，用于灭活厌氧细菌。

4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其中重复以下步骤至少一次：

将至少部分发酵的底物的一部分从第一反应器(1)转移至具有超嗜热细菌的第二可加热反应器(2)中，其中所述超嗜热细菌适于分解至少部分发酵的底物，和

将含有乙酸的底物从第二反应器(2)返回至第一反应器(1)中。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中将保留在第一反应器(1)中并且在第一反应器(1)中发酵后基本上不再被嗜温细菌分解的发酵残留物从第一反应器(1)引出并排出，其中相应分离的工艺液体至少部分地通过排出导管(14)返回至第一反应器(1)。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于所述嗜温细菌选自古菌，优选甲烷杆菌目、甲烷球菌目、甲烷微菌目、甲烷胞菌目、甲烷八叠球菌目、甲烷八叠球菌属、甲烷球菌属、甲烷杆菌属、甲烷短杆菌属、甲烷热杆菌属和/或甲烷火菌目，

和/或

所述超嗜热细菌选自梭状芽孢杆菌科和/或热袍菌科，优选乙酸梭菌、热纤梭菌、梭状芽孢杆菌属和/或粪堆梭菌和/或热袍菌目。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于含纤维素的底物包含木质纤维素，

和/或

含木质纤维素的底物包括秸秆，特别是稻草。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于第一反应器(1)中底物的pH值处于中性至弱碱性范围，

和/或

第二反应器(2)中底物的pH值为至少4.0和/或至多6.5。

9.一种用于制备沼气的沼气发生设备，其包括

-包含嗜温细菌的第一反应器(1)，所述嗜温细菌适于由乙酸、氢气和二氧化碳制备甲烷，

-包含超嗜热细菌的第二可加热反应器(2)，所述超嗜热细菌适于优选将含纤维素的底物厌氧发酵成乙酸，

-用于在第一反应器(1)和第二反应器(2)之间产生生物质循环的循环装置(3)，其中循环装置(3)包括输送装置和至少一个连接第一反应器(1)和第二反应器(2)的连接导管(4、5)，并且所述输送装置被配置为通过连接导管(4、5)将底物从第一反应器输送至第二反应器(2)中以及从第二反应器(2)输送至第一反应器(1)中。

10.根据权利要求9所述的沼气发生设备，其特征在于用于将底物从第一反应器(1)输送至第二反应器(2)的连接导管(4)包括通气装置(28)。