Sauerstoffgeneratoren zum Entfernen von Wasserstoffsulfid aus Biogas
Jüngste Trends wie der Green Deal und steigende Energiekosten haben die Nachfrage nach Biomethan aus Biogas erhöht. Für die Herstellung von Biomethan, auch bekannt als erneuerbares Erdgas (RNG), müssen Kohlenstoffdioxid (CO₂), Wasserstoffsulfid (H₂S) und andere Stoffe aus dem Biogas entfernt werden. Im Rahmen eines mehrstufigen Ansatzes können Sauerstoffgeneratoren (O₂) verwendet werden, um H₂S zu entfernen. Diese Anlagen leiten Sauerstoff in einen Fermenter ein, der den Rohstoff-Abfall verarbeitet. Sie werden auch in Verbindung mit anderen Technologien verwendet, um optimale Ergebnisse zu erzielen.
In diesem Artikel konzentrieren wir uns insbesondere auf Sauerstoffgeneratoren für Biogas im Zusammenhang mit H₂S. Denn dieses Gas ist ein Nebenprodukt im Abfall, der zur Erzeugung von Biogas verwendet wird. Bei Nichtbehandlung, kann das stark korrosives H₂S zu Problemen bei der Energieerzeugung führen. Tatsächlich gelten für die meisten Erdgasnetze zulässige Grenzwerte für das Gas. Nach einer kurzen Einführung in das Thema Biogas erfahren Sie, warum Sauerstoff die optimale Methode zur Entfernung von H₂S ist.
Was sind Biogas und Biomethan?
Zur Herstellung von Biogas werden unterschiedliche Abfallarten verwendet. Dazu gehören landwirtschaftliche, organische und industrielle Abfälle. Biogas entsteht im Wesentlichen durch die Zersetzung von Müll unter anaeroben Bedingungen, was als "anaerobe Vergärung" bezeichnet wird. Da die Abfälle hohe Anteile an Schwefelverbindungen enthalten, einschließlich H₂S, müssen sie herausgefiltert werden. H₂S verursacht nicht nur Korrosion, sondern ist auch schädlich für die Umwelt.
Wie erwähnt ist das Entfernen von H₂S ein wichtiger Schritt bei der Umwandlung von Biogas in Biomethan. Der mehrstufige Prozess umfasst in der Regel einen Fermenter, ein Biogasgebläse, einen Niederdruck-Kältemitteltrockner, Biogasverdichtung sowie die Entfernung von CO₂ durch PSA oder eine Membran und/oder andere Technologien. Die CO₂-Rückgewinnung ist ebenfalls möglich und bietet Biogasanlagen eine Gelegenheit, zusätzlichen Umsatz zu generieren.
Wie bereits beschrieben, wird Sauerstoff in den Fermenter eingeleitet, wo er für die H₂S-Entfernung mikrodosiert wird. Im Fermenter wird der Abfall zersetzt und in Gas umgewandelt. Biomethan ist daher ein gereinigtes Biogas, das als Erdgas betrachtet werden kann.
Warum wird Sauerstoff zum Entfernen von H₂S verwendet?
Es gibt mehrere Ansätze, H₂S aus Biogas zu entfernen. Zu den gängigen gehören die Sauerstoffdosierung und die Eisendosierung. Bei der Wahl des besten Ansatzes ist wichtig zu bedenken, dass die Sauerstoffdosierung in der Regel weniger Wartung erfordert und im Allgemeinen kostengünstiger ist.
Bei einer Eisendosierung muss regelmäßig Eisensalz/Chlorid nachgefüllt werden. Ebenso müssen Aktivkohlefilter ausgetauscht werden, was zusätzliche Betriebskosten bedeutet. Sie werden feststellen, dass diese Kosten auch bei anderen Methoden anfallen, die nachfolgend beschrieben werden. Darüber hinaus erklären wir, warum die Sauerstoffdosierung die optimale Methode ist.
Weitere Methoden
Andere Ansätze umfassen die Wäsche mit Eisenhydroxid, Natriumhydroxid (NaOH) und Eisenoxid-Pellets. Die ersten beiden beinhalten einen chemischen Prozess, der eine Regeneration und ein sorgfältiges Abfallmanagement erfordert. Bei Eisenoxid-Pellets ist wichtig, die Pellets ordnungsgemäß für den Gebrauch zu lagern, auch hier kann die Regeneration kompliziert sein.
Beim Waschen mit Wasser wird leicht verfügbares Wasser verwendet; dies ist allerdings für Biogas mit hohem H₂S-Gehalt nicht geeignet. Außerdem muss das gesättigte H₂S-Wasser ordnungsgemäß entsorgt werden.
Sauerstofferzeugung: eine effiziente, kostengünstige Alternative
Als Alternative zu allem kann Sauerstoff zur Senkung des H₂S-Gehalts eingeleitet werden. Dies geschieht durch eine biochemische Reaktion zwischen Sauerstoff und H₂S. Bei dieser aeroben Reaktion wird H₂S in Schwefel und Wasser umgewandelt. Dabei ist die richtige Sauerstoffkonzentration wichtig. Dies wird im Bereich von 0,3 bis 3 % geregelt. In der Regel werden 1 % Sauerstoff im Biogas benötigt, um die besten Ergebnisse zu erzielen.
Wie bereits in der Einführung erwähnt, ist ein Sauerstoffgenerator vor Ort in diesem Szenario optimal. Ohne die Notwendigkeit von Chemikalien ist dies beispielsweise ein nachhaltigerer Ansatz im Vergleich zur Eisendosierung. Darüber hinaus ist der Wartungsaufwand relativ gering, sodass niedrige Gesamtbetriebskosten (TCO) gewährleistet werden. Im Folgenden erläutern wir die Sauerstoffgeneratoren.
Überlegungen zur Sauerstoffreinheit
Wenn Sie Sauerstoff verwenden, um Biogas in Biomethan zu verwandeln, ist wichtig, auf die O₂ Reinheit zu achten. Bei zu niedrigen Füllständen kann zu viel Stickstoff (N₂) zugeführt werden. Dadurch wird die Energie des Biogases reduziert. Andererseits kann zu viel Sauerstoff (Reinheit und Durchfluss) unnötig sein und zu Sicherheitsrisiken führen. Daher wird empfohlen, mit sachkundigen Gasspezialisten zusammenzuarbeiten, die sich mit den richtigen Sauerstoffreinheiten für die Produktion von Biomethan auskennen.
Sauerstoffgeneratoren vor Ort für Biogas
Wie in diesem Artikel erläutert, können Sie Ihre Sauerstoffzufuhr am besten mit einem Generator vor Ort steuern. Mit diesem Gerät können Sie Reinheitsgrade festlegen, was bedeutet, das oben beschriebene Risiko zu mindern. Außerdem sparen Sie Geld, weil Sie keine unnötig hohen Sauerstoffreinheiten erzeugen müssen.
Sie können zwar auch mit Sauerstofflieferungen arbeiten, dies kann jedoch zu Engpässen in Ihrer Produktion führen. Durch die Erzeugung vor Ort vermeiden Sie zusätzliche Logistik. Darüber hinaus ist die Lieferung durch das von den Transportfahrzeugen erzeugte CO₂ umweltschädlicher. Diese und andere Vorteile werden in unserem zugehörigen Artikel zur Sauerstofferzeugung behandelt.
Wir sind da, um zu helfen
Wir hoffen, dass dieser Artikel einen guten Überblick bieten, warum die Verwendung von Sauerstoff für die Produktion von Biomethan vor Ort vorteilhaft ist. Wenn Sie weitere Informationen zu den behandelten Themen wünschen, hilft Ihnen unser Team gern weiter. Wir stehen Ihnen gern zur Verfügung, um Ihnen unser gesamtes Sortiment an Baustellen-Sauerstoffgeneratoren vorzustellen. Kontaktieren Sie uns noch heute.
