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Entfernung von H₂S und VOCs aus Biogas

In ganz Europa erkennen Behörden und Unternehmen zunehmend das Potenzial von Lebensmittelabfällen als Quelle für die Gewinnung erneuerbarer Energie. Die Aktivkohlefiltration gilt als die beste verfügbare Technologie zur Filterung von Biogas, damit es zu Biomethan aufbereitet und in nationale Gasnetze eingespeist werden kann.

Das Problem

Ein Abfallentsorgungsunternehmen verfügt über einen Standort in Südbelgien, wo es Abfälle aus der Lebensmittelindustrie verarbeitet. Es nutzt die anaerobe Vergärung als Technologie zur Erzeugung von Biogas .

Früher wurde dieses Biogas in eine Kraft-Wärme-Kopplungsmaschine (KWK) eingespeist, um eine erneuerbare Energieform zu erzeugen. DESOTEC lieferte einen mobilen Filter zur Entfernung von Schwefelwasserstoff (H₂S) aus dem Gas, um Schäden am Motor zu vermeiden.

Kürzlich hat das Unternehmen stattdessen beschlossen, das Biogas zu Biomethan (CH₄) aufzubereiten, damit es direkt in das nationale Gasnetz eingespeist werden kann. Das ist finanziell sinnvoller.

Allerdings erfordert dies eine zusätzliche Reinigungsstufe des Biogases, um eine Schädigung der bei der Aufbereitung eingesetzten Membrantechnologie zu vermeiden; und damit das Biomethan rein genug ist, um im nationalen Netz verwendet zu werden.

Da es sich bei der Biomasse an diesem Standort um Lebensmittelabfälle handelt, enthält sie hohe Konzentrationen an flüchtigen organischen Verbindungen (VOCs) : zwischen 500 und 1.000 mg/m³. Der H₂S-Gehalt liegt bei etwa 100 bis 200 ppm. Für Biomethan müssen sowohl der H₂S- als auch der VOC-Gehalt extrem niedrig sein: unter 5 ppm.

Da das Unternehmen bereits erfolgreich mit DESOTEC zusammenarbeitete, wandte es sich erneut an uns, um Unterstützung bei seinen neuen Plänen zu erhalten.

Die Lösung

Wir haben unsere umfangreiche Erfahrung auf den Biogas- und Biomethanmärkten genutzt, um für diesen Kunden ein effektives System zu entwickeln.

Für einen Durchfluss von 1.000 m³/h haben wir nun drei AIRCON HC-XL-Filter in Serie geliefert. Die erste enthält imprägnierte Kohle, die das H₂S entfernt. Der zweite und dritte Filter enthalten nicht imprägnierte Kohle zur Behandlung von VOCs.

Durch die Reihenschaltung von Filtern wird sichergestellt, dass die Behandlungsziele erreicht werden: Wenn ein Filter gesättigt ist, adsorbiert der nächste die Verunreinigungen, bis der erste ausgetauscht wird. Dadurch wird auch der Aktivkohleverbrauch optimiert, was zu einer kostengünstigeren und nachhaltigeren Anlage führt.

Nachdem das Biogas gefiltert wurde, ist es rein genug, um durch Membranen geleitet zu werden, die es in zwei Ströme trennen: Biomethan und Kohlendioxid. Letzteres kann sicher in die Atmosphäre abgegeben werden.

Die Ergebnisse

Die Filter wurden vor dem Sommer 2021 installiert und senken den H₂S- und VOC-Gehalt erfolgreich auf unter 5 ppm. Aktivkohle gilt als die einzige Technologie, die diese Schadstoffe auf ein derart niedriges Niveau reduzieren kann.

Es ist davon auszugehen, dass jeder Filter etwa ein Jahr hält, bevor er ausgetauscht werden muss. Einer der wesentlichen Vorteile eines mobilen gegenüber einem festen Filtersystem ist, dass der Austausch schnell und einfach erfolgt. Die Biomethanproduktion an diesem Standort erfolgt kontinuierlich und das Unternehmen wird für die Einspeisung in das nationale Netz bezahlt. Längere Ausfallzeiten würden dem Kunden daher erhebliche Verluste bescheren.

Darüber hinaus verfügt DESOTEC über die größte mobile Filterflotte Europas, sodass wir schnell reagieren können, wenn ein Filteraustausch erforderlich ist.

Anschließend transportieren wir geschlossene Filter sicher von den Kundenstandorten weg und bringen sie zu unseren Anlagen, wo der gesamte verbrauchte Kohlenstoff analysiert wird, damit die richtigen Sicherheitsmaßnahmen für die Handhabung ergriffen werden können. Alle Moleküle, die an der Aktivkohle adsorbiert wurden, werden in den Reaktivierungsöfen von DESOTEC desorbiert. Anschließend werden diese Schadstoffe gemäß nationaler und europäischer Gesetzgebung durch eine Verbrennungs- und Neutralisationsanlage vernichtet. Die gesamte Anlage und ihre Emissionen stehen unter ständiger Online-Überwachung, um sicherzustellen, dass nur unbedenklicher Wasserdampf aus den Schornsteinen austritt.