Biogas-Trocknung

Die CLEAN-BGAS DRY-Technologie kombiniert Kühl- und Kondensationstechniken, die je nach Arbeitstemperatur eine Eliminierungseffizienz von über 95 % ermöglichen und gleichzeitig niedrige Betriebskosten bieten.

Dies kann einen Rückgewinnungswäscher umfassen, der neben der Minimierung des Energiebedarfs der Anlage das Biogas mit seinen eigenen Kondensaten wäscht. Dies führt zu einer teilweisen Reduktion von H2S und NH3, die das Biogas begleiten, weshalb es als Mehrzwecktechnologie betrachtet werden kann.

Seit dem Jahr 2000 entwickelt Condorchem Envitech die vertikale Biogas-Trocknungs-/Entfeuchtungsanlage, die folgende Vorteile bietet:

• Kleinere Stellfläche
• Verbesserte Kondensatableitung
• Geringere Wahrscheinlichkeit des Einfrierens in Rohrleitungen bei Betrieb bei niedrigen Temperaturen
• Bessere Wärmeübertragungsraten
• Effizientere Entfernung von Feuchtigkeit und Verunreinigungen

Wasserdampf reduziert den Brennwert (NCV) von Biogas drastisch und beeinflusst somit die Energieeffizienz der Elemente, in denen es als Biokraftstoff verwendet wird (Motoren, Turbinen, Kessel, Brenner usw.). Daher ist es ratsam, vor der Nutzung von Biogas als Energiequelle den Feuchtigkeitsgehalt mit allen verfügbaren Mitteln so weit wie möglich zu reduzieren.

Eine solche Feuchtigkeitsreduzierung ist auch notwendig, um die Ansammlung von Kondensaten in der Gasleitung zu verhindern und somit die Bildung korrosiver Säuren sowie das Verstopfen der Rohre zu vermeiden. Der Wasserdampfgehalt des Biogases steht in direktem Zusammenhang sowohl mit der Betriebstemperatur des Biogasproduktionssystems als auch mit der Umgebungstemperatur im Allgemeinen.

Biogas ist ein feuchtes Gas, das für die Nutzung getrocknet werden muss, um Folgendes zu vermeiden:

• Schlechte Funktion von BHKW-Anlagen
• Bildung von korrosiven Säuren
• Verstopfung der Rohre, durch die das Biogas transportiert wird

CLEAN-BGAS DRY ist ein Biogas-Trocknungssystem. Es basiert auf der Kombination von Kühlung und Kondensation. Manchmal funktioniert es auch als Waschgerät.

• Erzeugt einen Gasstrom mit niedrigem Feuchtigkeitsgehalt
• Hohe Eliminierungseffizienz
• Niedriger Stromverbrauch
• Niedrige Wartungskosten
• Vollautomatisch
• Robuste Installation

• Entfernung von Wasserdampf aus Biogas
• Teilweise Reduktion von D-Typ Siloxanen
• Teilweise Reduktion von H2S, NH3 und Kohlenwasserstoffen
• Reduzierte Gastemperatur und relative Luftfeuchtigkeit

• Modulares System
• Dauerbetrieb
• Es kann Wasserdampf und damit H2S, NH3, Kohlenwasserstoffe und Siloxane je nach Bedarf reduzieren
• Es kann sowohl in der Saugleitung als auch in der Druckleitung innerhalb der Biogasanlage arbeiten
• Es kann auf Wunsch des Kunden ein Betriebssteuerungssystem enthalten
• Automatischer Betrieb
• Hohe Effizienz bei der Entfernung von Biogasfeuchtigkeit
• Kann ein Energiesystem zur Rückgewinnung oder Nachheizung haben

Die Biogasproduktion ist in den letzten Jahren exponentiell gewachsen und die Zukunft sieht vielversprechend aus. Es gilt als der Hauptersatz für Erdgas, sowohl als Kraftstoff für Fahrzeuge als auch zur Einspeisung in das Erdgasnetz.

Erneuerbare Energien, einschließlich Windenergie, Gezeitenenergie, Solarenergie, Biomasse und Biokraftstoffe, streben danach, die führende Form der Energieerzeugung zu werden.

Biogas, das durch die anaerobe (sauerstofffreie) Zersetzung organischer Stoffe erzeugte Gas, gehört zu den verschiedenen Energiearten, die ihren Ursprung in Biomasse haben. Es besteht hauptsächlich aus Methan (CH4), was ihm die Eigenschaft eines brennbaren Gases verleiht.

Daher ist Biogas aus Deponien, Methanisierungsanlagen und Kläranlagen (WWTPs) ein wertvolles Material für die Energieerzeugung, Biokraftstoffe und chemische Produkte wie Wasserstoff und Methanol.

Aus technischer Sicht ist Biogas ein mehrkomponentiges Gasgemisch mit einer Grundzusammensetzung (CH4, CO2, H2, O2, N2, Wasserdampf usw.) und einer Reihe schädlicher Bestandteile (NH3, Siloxane, halogenierte und schwere Kohlenwasserstoffe, H2S usw.). Seine Zusammensetzung hängt eng mit dem Eingangsmaterial des anaeroben Vergärungsprozesses, der für die Produktion verwendeten Technologie und der gewählten Prozessart zusammen.

Die Biogasqualität muss für die Anwendung und Nutzung in der Energieerzeugung und/oder als Rohstoff bei der Herstellung chemischer Produkte verbessert werden. Die Verbesserung der Biogasqualität umfasst die Reduzierung des Feuchtigkeitsgehalts und die Entfernung aller unten aufgeführten schädlichen Bestandteile.

Die Biogas-Trocknung/Entfeuchtung wird als die teilweise oder vollständige Entfernung der Feuchtigkeit, hauptsächlich Wasserdampf, im Biogasstrom verstanden.

Viele Trenn-/Entfernungstechniken werden angewendet, um den Feuchtigkeitsgehalt zu reduzieren, einschließlich beispielsweise Adsorption mit Silicagel oder Entfeuchtung mit Glykol. Dennoch sind Kühlung und Kondensation zwei Biogasreinigungstechniken/-verfahren, die in Kombination sehr nützliche Vorteile bieten. Das Hauptziel ist es, die Feuchtigkeit zu reduzieren und zudem, soweit möglich, Komponenten wie halogenierte und schwere Kohlenwasserstoffe sowie Siloxane, abhängig von der Betriebstemperatur, zu entfernen.

Forschungen im industriellen Maßstab haben gezeigt, dass je niedriger die verwendete Kühltemperatur ist, desto effektiver die Entfernung von Feuchtigkeit und anderen Komponenten wie Siloxanen (hauptsächlich Typ D) sowie halogenierten und schweren Kohlenwasserstoffen ist.

Kondensationstechnik

• Tropfenabscheider
• Hydrozyklone
• Dampfsperren
• Wasserfallen
• Kondensatbehälter

Trocknungstechnik

• Kühlung
• Adsorption mit Silicagel
• Glykol
• Beheizung

Eine Biogas-Trocknungs-/Entfeuchtungsanlage verfügt normalerweise über folgende Elemente:

• Wärmetauscher, in der Regel als Rohrbündelwärmetauscher
• Kondensator
• Kälteeinheit
• Zubehör

Eine Biogas-Trocknungs-/Entfeuchtungsanlage besteht aus folgenden Elementen: Kondensatbehälter, Wärmetauscher in vertikaler Position, Tropfenabscheider und Kälteeinheit.

Einige Biogas-Trocknungsanlagen sind mit einer Energie-Rückgewinnungseinheit/Economiser ausgestattet, um den für den Betrieb erforderlichen Energieverbrauch zu minimieren. Dies reduziert nicht nur die Betriebskosten, sondern ermöglicht auch niedrigere Fixkosten, da weniger leistungsstarke Kälteeinheiten verwendet werden können. Der Einsatz von Economisern hängt von vielen Faktoren ab, einschließlich des behandelten Biogasstroms, der Temperatur und dem Zweck der Anlage. Im Jahr 2008 brachte Condorchem Envitech einen Wärmetauscher/Economiser-Reiniger für die Biogasreinigung auf den Markt. Dieses System ist das Ergebnis intensiver F&E und ermöglicht eine effiziente Biogasreinigung bei minimalem Energieverbrauch.

Eine Biogasreinigungsanlage verfügt über einen Economiser zur Reduzierung von Feuchtigkeit sowie zur Entfernung von Siloxanen und Schwefelwasserstoff (H2S). Die verschiedenen Komponenten, aus denen die Technologie besteht, sind ersichtlich.

Kühler sind das Herzstück der Biogas-Trocknungs-/Entfeuchtungsprozesse. Sie liefern das Kältemittel, in der Regel Glykolwasser, um den Wärmetauscher zu kühlen, in dem das Biogas abgekühlt wird. Die sorgfältige Auswahl des Kühlers ist daher entscheidend für den korrekten Betrieb und die Langlebigkeit der Anlage.

Aktuelle Studien zur Energieeinsparung bei solchen Anlagen (große Anlagen) konzentrieren sich auf den Einsatz von Adsorptionskühlern, und es wird an der Nutzung der Abgase aus dem BHKW-System geforscht, um die für die Kühlung des Biogases benötigte Kälte zu erzeugen, wodurch ein besonders interessanter Energiekreislauf geschlossen wird.

Derzeit gibt es zwei grundlegende Typen von Biogas-Trocknungs-/Entfeuchtungsanlagen auf dem Markt, abhängig von der Position der Wärmetauscher-Einheit: Anlagen mit horizontaler Anordnung und Anlagen mit vertikaler Anordnung.