RENEWBILITY „Stoffstromanalyse nachhaltige Mobilität im Kontext ...

Institut für Verkehrsforschung
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sehr verschiedenartig. So eignen sich mehrere Module, um die Biogasproduktion zu
vergleichmäßigen und um größere Fermentervolumina zu realisieren.
Biogasaufbereitung zu Biomethan
Die Zusammensetzung von Biogas und die erzielbaren Gasausbeuten hängen im
Wesentlichen von den eingesetzten Substraten und dem Vergärungsprozess ab.
Biogas setzt sich je nach Gegebenheiten aus ca. 55 bis 70% Methan, 30 bis 45 %
Kohlendioxid, Schwefelwasserstoff, Wasserdampf und Spurengasen zusammen.
Verfahrensbedingt können auch einige Prozente Stickstoff oder Sauerstoff enthalten
sein.
Für einen Einsatz als Erdgassubstitut muss Biogas den Eigenschaften des Erdgases
angepasst werden (d. h., die DVGW-Arbeitsblätter G260, G262 und G485 sind
einzuhalten). Insbesondere der Heizwert und der Wobbe-Index sind anzupassen. Dies
geschieht durch Entfernen unerwünschter Stoffe, wie Kohlendioxid,
Schwefelwasserstoff und Wasser, in mehreren Prozessstufen.
Zur Aufbereitung von Biogas auf Erdgasqualität steht eine Vielzahl unterschiedlich
bewährter Verfahren zur Verfügung. Dazu zählen in erster Linie physikalische
Verfahren, basierend auf Adsorption und Absorption, Kühlung und Membrantrennung,
sowie chemische Absorptionsverfahren. Die Biogasaufbereitung zum Erdgassubstitut
mit einem Methananteil von etwa 98 % erfolgt in mehreren Schritten. Neben der
Entschwefelung und der Gastrocknung, kommt vor allem der Methananreicherung
bzw. CO2-Abtrennung eine entscheidende Rolle zu. Die jeweiligen Gasaufbereitungsschritte
sind abhängig von technischen und wirtschaftlichen Randbedingungen und
werden entsprechend kombiniert und miteinander verknüpft.
Entschwefelung. Eine ausreichende Entschwefelung ist oftmals Grundvorraussetzung
um den nachgeschalteten Methananreicherungsprozess nicht zu gefährden
(Ausnahme: Druckwasserwäsche). Grundsätzlich kann nach Verfahrensprinzip (d. h.
biologische bzw. absorptive, chemische und adsorptive oder auch
sorptionskatalytische Verfahren) und nach Anwendungsfall (d. h. Grob- oder
Feinentschwefelung bis auf 5 mg/m³N) unterschieden werden. Nachfolgend werden die
für eine Biogasentschwefelung wesentlichen Verfahren vorgestellt:
� Sulfidfällung durch Zugabe von Eisensalzen in den Vergärungsprozess zur
Grobentschwefelung (z. B. von 2.000 ppmv auf 100 bis 150 ppmv) mit
vorrangigem Einsatz in kleinen Biogasanlagen mit erforderlicher entsprechende
Nachreinigung des (Roh-)Biogases.
� Integrierte biologische Entschwefelung durch Einblasung von Luft (i. d. R.
8 bis 12 Vol.-% des Biogasvolumenstroms) in den Gasraum des Fermenters mit
jedoch nur unzureichender Entschwefelung.
� Tropfkörperanlagen mit speziellen Füllkörpern, auf denen sich H2S oxidierende
Mikroorganismen ansiedeln, welche aufgrund der durch den Lufteintrag
notwendigen anschließenden technisch aufwendigen N2- und O2-Abtrennung
nur bedingt zur Biomethan-Aufbereitung geeignet sind.
Endbericht, Teil 1
Dezember 2009