Nachwachsende Rohstoffe in der Wikipedia, Band 1

Biogasaufbereitung 178
Verfahrensschritte
Die vollständige Aufbereitung von Rohbiogas zu Biomethan umfasst meist vier Verfahrensschritte: Die
Biogasentschwefelung, die Gastrocknung, die Trennung von Methan und Kohlendioxid und vor einer Einspeisung in
das Erdgasnetz die Konditionierung. Diese Schritte bauen häufig aufeinander auf, können aber teilweise auch
kombiniert werden.
Entschwefelung
Bei geringen Schwefelwasserstoff-Belastungen (H 2 S) des Rohgases, wie sie insbesondere bei Vergärung von
Energiepflanzen zu erwarten sind, genügt in der Regel eine Sulfidfällung zur groben Entfernung des H 2 S. Bei Biogas
aus proteinreichen Substraten oder bei Klärgas können deutlich höhere H 2 S-Konzentrationen auftreten. In solchen
Fällen oder auch bei hohen Gasvolumenströmen werden Biogaswäscher eingesetzt. Teilweise wird die
Entschwefelung auch parallel zur Trennung der im Rohbiogas enthaltenen Gase durchgeführt. Anschließend findet
häufig eine Feinentschwefelung statt, wobei das Gas durch mehrere in Serie geschaltete Aktivkohlefilter geleitet
wird.
Zu den praxisüblichen Methoden der Entschwefelung von Biogas zählen:
• Reinigung nach der Gasproduktion durch Entschwefelungsfilter: Hier wird das Gas durch eisenhaltiges
Filtermaterial (Raseneisenstein, Stahlwolle) geleitet. Das Filtermaterial muss bei Sättigung ausgetauscht oder
durch Erhitzen regeneriert werden.
• Reinigung durch Zugabe von Luftsauerstoff (biologische Entschwefelung, Gasraumentschwefelung): Das H 2 S
wird von Bakterien, die auf Oberflächen im Gasraum wachsen, mit dem in den Gärraum zugegebenen Sauerstoff
zu elementarem Schwefel und Wasser umgesetzt. Der Schwefel lagert sich ab und kann in der Anlage
akkumulieren. Dieses Verfahren wird in der Praxis häufig eingesetzt und reicht meist aus, um für BHKWs
empfohlene Maximalkonzentrationen an H 2 S nicht zu überschreiten. Bei anschließender Aufbereitung zu
Biomethan können jedoch Stickstoffanteile und Sauerstoffreste der zugegebenen Luft problematisch sein. Ein
Vorteil der Methode ist, dass der Schwefel sich überwiegend im Gärrest findet und somit dessen Düngewert
erhöht. Statt in den Gasraum kann Luft oder eines anderen Oxidationsmittel auch direkt in die Reaktorflüssigkeit
gegeben werden (Linde-Patent).
• Laugenwäsche: Das Biogas wird in einer Füllkörper-Kolonne im Gegenstrom mit Lauge gewaschen. Die Lauge
muss anschließend entsorgt werden. Diese Methode verringert neben dem Schwefelgehalt auch die
CO 2 -Konzentration im Biogas. Bei Laugenwäsche mit biologischer Entschwefelung (Paques-Patent) wird die
Lauge in einem zweiten, aeroben Reaktor zur Hälfte regeneriert. Neben einem im Vergleich zur normalen
Laugenwäsche reduziertem, schwefelfreiem Abwasserstrom entsteht ein Elementarschwefelschlamm.
• Zugabe von Eisen-Ionen: Bei hohen Proteinanteilen im Ausgangssubtrat können die H 2 S-Konzentrationen 20.000
ppm übersteigen. Das übersteigt die Kapazität verfügbarer Filtertypen. Die Zugabe von Eisen-Ionen hilft, die
Bildung von Schwefelwasserstoff im Faulbehälter zu verhindern. Eisen besitzt eine hohe Affinität zu Schwefel
und verbindet sich mit diesem zu unlöslichem Eisensulfid (FeS). Das Eisensulfid verbleibt als Feststoff im
Gärrest.
• Irreversible Adsorption an Aktivkohle: Die Aktivkohle als Filtermedium wird teilweise iodiert, um ihre
Beladungsfähigkeit zu erhöhen. Dieses Verfahren eignet sich nur bei sehr geringen H 2 S-Konzentrationen, z.B. als
Endreinigung.
• Rückführung von teilweise entschwefeltem Biogas in die Reaktorflüssigkeit: Dieses Verfahren verbessert das
Austreiben des noch in der Flüssigkeit gelösten H 2 S. Da Schwefelwasserstoff toxisch ist und bei zu hohen
Konzentrationen die biologischen Prozesse im Fermenter einer Biogasanlage hemmt, dient dieses Verfahren auch
der Prozessstabilität.