RENEWBILITY „Stoffstromanalyse nachhaltige Mobilität im Kontext ...

Institut für Verkehrsforschung
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� Biowäscher für die biologische Grobentschwefelung mittlerer und großer
Biogasströme so genannte Biowäscher mit H2S-Absorption (Auswaschung) in
20 %-iger Natronlauge (NaOH) sowie der Notwendigkeit einer weiteren
Feinentschwefelung.
� Aktivkohleschüttung zur H2S-Abscheidung mit imprägnierter Aktivkohle (z. B.
mit Kaliumjodid (KI), Kaliumcarbonat (K2CO3) oder Kaliumpermanganat
(KMnO4)) zur Feinentschwefelung.
� Zinkoxidbett- bekannt aus der großtechnischen Gasreinigung (z. B.
Erdgasentschwefelung) -aufgrund der hohen Prozesstemperaturen ist dieses
Verfahren nur in Kombination mit weiteren heißen Verfahrensstufen sinnvoll
und daher für Biogas i. d. R. ungeeignet.
Methananreicherung. Um das (Roh-)Biogas mit Methan anzureichern, ist eine CO2-
Abtrennung erforderlich. Durch die Methananreicherung werden die oben genannten
notwendigen Gaseigenschaften für die Biogaseinspeisung in Erdgasnetze erzielt.
Prinzipiell einsetzbare Verfahren werden nachfolgend kurz charakterisiert, wobei für die
Biogasaufbereitung gegenwärtig hauptsächlich die Druckwasserwäsche und die
Druckwechseladsorption und mit Abstrichen auch chemische und physikalische
Wäschen mit unterschiedlichen Waschlösungen zur Anwendung kommen.
Ausschlaggebend für die Wahl des Verfahrens sind die Gasbeschaffenheit, die
erreichbare Produktgasqualität, die Methanverluste und letztendlich die
Aufbereitungskosten, welche je nach den örtlichen Gegebenheiten schwanken können.
� Druckwechseladsorption (DWA). Die Anwendung von Aktivkohlen,
Molekularsieben (Zeolithen) und Kohlenstoffmolekularsieben zur physikalischen
Gastrennung mittels kinetischer, sterischer und Gleichgewichtseffekte wird als
Druckwechseladsorptionstechnik verstanden. Dieses Verfahren ist weit
verbreitet und technisch ausgereift. Je nach Dauer der vier Zyklen für
Adsorption (d. h. Adsorption von H2O-Dampf und CO2 bei Druck von ca.
6 bis 10 bar), Desorption (d. h. durch Druckentspannung), Evakuierung (d. h.
weitere Desorption durch Spülen mit Roh- oder Produktgas) und Druckaufbau
werden für Biogasaufbereitungsanlagen vier bis sechs Adsorber parallel
geschalten. Der Gesamtenergiebedarf ist im Vergleich zu anderen Verfahren
eher gering, wobei der Strombedarf, aufgrund der ständigen Druckwechsel, als
relativ hoch einzustufen ist. Von Vorteil ist auch, dass dieses Verfahren für
kleine Kapazitäten prädestiniert ist. Der Nachteil der DWA liegt derzeit in den
vergleichsweise hohen Methanverlusten im Abluftstrom. Dieser muss aufgrund
der hohen Treibhausgaswirksamkeit von Methan nachoxidiert werden.
� Druckwasserwäsche (DWW). Die Druckwasserwäsche ist das am meisten
realisierte Verfahren. Es nutzt die unterschiedlichen Löslichkeiten von CH4 und
CO2 in Wasser. Vorgereinigtes Biogas wird zunächst auf ca. 3 bar und in einer
anschließenden Kompressorstufe auf ca. 9 bar verdichtet, bevor es die mit H2O
beaufschlagte Absorptionskolonne (Rieselbettreaktor) im Gegenstrom
durchströmt. In der Kolonne lösen sich die basischen und sauren Bestandteile
Endbericht, Teil 1
Dezember 2009