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An der Deponie Vereinigte Ville in Erftstadt-Liblar bei Köln wurde eine Versuchsanlage installiert, mit der Deponiegas kostengünstiger genutzt werden kann.
© AVG Köln
Gasreinigung mit katalytischer Abtrennung und Aktivkohle
Projektinfo 11/2014
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Deponiegas sauber nutzen

Bei der Produktion von Deponiegas entstehen neben dem gewünschten Methan auch andere Gase, die Motoren und Turbinen schädigen. Zum Schutz dieser Anlagenteile werden die enthaltenen siliziumorganischen Spurenverbindungen, zum Beispiel durch Adsorption, vorher abgetrennt. Der hohe Verbrauch des Adsorptionsmittels gefährdet jedoch die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens. Ein Forschungsteam hat eine Vor-Ort-Regeneration für das Adsorbens entwickelt. Dieses Verfahren kann die energetische Nutzung von Deponiegas wirtschaftlicher machen.

In Mülldeponien, Kläranlagen und landwirtschaftlichen Biogasanlagen entsteht Biogas. Es entsteht durch die biologische Zersetzung von organischem Abfall unter Abschluss von Sauerstoff. Seine Hauptbestandteile sind Kohlendioxid und bis zu 60 Prozent Methan. Wegen des hohen Gehaltes an Methan wird Biogas zur Energieerzeugung genutzt. Allerdings schädigen die darin enthaltenen siliziumorganischen Spurenverbindungen die Motoren und Turbinen. Beim Verbrennungsprozess im Motorraum wandeln sie sich, aufgrund der vorherrschenden hohen Temperaturen, in Siliziumdioxid um und lagern sich dort ab. Dies führt zu einem erhöhten Verschleiß der Bauteile und hat eine Reduzierung der Betriebsstunden zur Folge. Daher wird eine Gasreinigung vorgeschaltet. Es gibt verschiedene technische Lösungen wie Wäschen, Kältetrocknung und Adsorption mit Aktivkohle und Molekularsieben. Die Adsorption mit Aktivkohle ist das am häufigsten eingesetzte Verfahren.

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Ein Forschungsprojekt von Siloxa Engineering und Fraunhofer UMSICHT untersuchte, wie die Gasaufbereitung wirtschaftlich und technisch effizienter gestaltet werden kann. Hierfür wurden zwei Verfahrensvarianten getestet, zum einen eine Aktivkohle-Adsorption mit anschließender Regeneration und zum anderen eine katalytische Abscheidung an aktiviertem Aluminiumoxid. Aktivkohle nimmt nicht nur die enthaltenen siliziumorganischen Spurenstoffe auf, sondern auch andere der im Deponiegas zahlreich vorhandenen, für den Motorbetrieb unschädlichen, organischen Spurenverbindungen, wie beispielsweise Kohlenwasserstoffe, Terpene und Schwefelverbindungen. Die Folge ist eine schlechte Ausnutzung des Adsorbens. Dadurch muss die Aktivkohle häufig gewechselt werden. Dieser hohe Verbrauch verursacht Kosten, die teilweise eine wirtschaftliche Nutzung des Deponiegases gefährden. Als Lösung hat die Forschungsgruppe eine Vor-Ort-Regenerierung der Aktivkohle erfolgreich getestet. Die Idee ist, die Standzeit der Aktivkohle zu erhöhen und somit die Anzahl der Wechsel zu verringern, indem das Adsorbens vor Ort regeneriert wird. Dazu bietet sich die Kombination aus Thermo- und Vakuumdesorption an. Dabei werden die aufgenommenen Verbindungen durch Anlegen eines Unterdrucks und gleichzeitiger Temperaturerhöhung ausgetrieben.

Bei der Versuchsanlage wurde das Desorbat mithilfe eines mit Aktivkohle gefüllten Adsorbers, eines sogenannten Polizeifilters, aufgefangen. Für die großtechnische Umsetzung des Verfahrens ist die Entsorgung des Desorbates mittels einer Hochtemperaturfackel vorgesehen.

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Projektleitung, Planung, Ausbau und Inbetriebnahme mobile Versuchsanlage
Siloxa Engineering AG

Wissenschaftliche Betreuung der Gasanalytik und des Anlagenbetriebes
Fraunhofer UMSICHT

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