RENEWBILITY „Stoffstromanalyse nachhaltige Mobilität im Kontext ...

Institut für Verkehrsforschung
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Aufbereitung zu Biomethan
Um das erzeugte Gas nach der Methanisierung in das Erdgasnetz einspeisen zu
können, muss das Gas qualitativ den Ansprüchen des Gasnetzes genügen. Nach der
Methanisierung ist daher eine Aufbereitung des Roh-Biomethans notwendig. Diese
Aufbereitung umfasst im Wesentlichen die Entfernung von CO2 aus dem Gas und eine
Gastrocknung. Für beide Prozessschritte sind diverse Techniken am Markt verfügbar
und finden in den verschiedensten Bereichen wie der Biogasaufbereitung, der
Kunststoffindustrie aber auch der Aufbereitung von Kohlegas Anwendung.
Kohlendioxidentfernung. Mit Blick auf die Kohlendioxidentfernung kann generell
zwischen absorptiven und adsorptiven Verfahren unterschieden werden.
� Adsorptive Verfahren wie die Pressure Swing Adsorption (DWA) oder die
Temperature Swing Adsorption (TSA), bei denen Kohlendioxid unter anderem
an Aktivkohle oder Zeolithen adsorbiert wird, sind jedoch aufgrund hoher
spezifischer Aufwendungen (bezogen auf den Kohlendioxiddurchsatz) für die
Aufbereitung von Roh-Biomethan weniger geeignet. Diese Verfahren kommen
im Wesentlichen bei kleinen Anlagengrößen (und geringeren
Kohlendioxidströmen) wie zum Beispiel bei der Aufbereitung von Biogas zum
Einsatz, wo ihre verhältnismäßig geringen Investitionskosten maßgeblichen
Einfluss auf die Wahl geeigneter Verfahren haben.
� Absorptive Verfahren zur Kohlendioxidentfernung können in physikalische und
chemische Absorptionsprozesse eingeteilt werden. Bei der physikalischen
Absorption wird Kohlendioxid aufgrund seiner hohen Löslichkeit im
Lösungsmittel im Vergleich zu Methan aus dem Gasstrom absorbiert. Bei der
chemischen Absorption reagiert das Kohlenmonoxid mit dem Waschmedium
und bildet so flüssige Verbindungen, die mit dem verbleibenden Waschmedium
abtransportiert werden. Zwei bedeutende physikalische Absorptionsprozesse
sind der Rectisolprozess® von Linde sowie der Selexolprozess® von Dow
Chemicals. Aminwäschen sind den chemischen Absorptionsprozessen
zuzuordnen.
Um das Roh-Biomethan zu trocken, wird dieses zunächst unter den Taupunkt
abgekühlt. Um die Kondensationsrate zu verbessern, kann das Gas vorab komprimiert
werden. Um das Gas bei Bedarf noch weiter zu trocknen, können wie auch bei der
Kohlendioxidentfernung absorptive wie auch adsorptive Verfahren eingesetzt werden.
Da adsorptive Verfahren jedoch meist durch hohe Betriebsaufwendungen gekennzeichnet
sind, erscheinen absorptive Verfahren bei der thermo-chemischen Biomethanproduktion
vorteilhaft. Ein bedeutendes absorptives Verfahren zur Gastrocknung ist die
Absorption von Wasser in einem glykolhaltigen Medium.
Für die Roh-Biomethan-Aufbereitung relevante Verfahren der Kohlendioxidentfernung
und der Gastrocknung sind im Folgenden beschrieben. Sowohl der Selexolprozess ®
als auch der Rectisolprozess ® sind äußerst komplex und erfordern hohe Gasdrücke um
ausreichende Gasreinheiten zu erzielen. Ein wesentlicher Vorteil dieser Prozesse ist
Endbericht, Teil 1
Dezember 2009