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Aktivkohlefilter gegen Schwefelwasserstoff (H2S) im Biogas

Biogas enthält giftigen Schwefelwasserstoff, der Gasmotoren (BHKW) schädigt. Durch das Hindurchleiten des Biogases über eine spezielle Aktivkohle kann man den Schwefelwasserstoff entfernen und dadurch den Gasmotor schützen, die Lebensdauer des Motors verlängern und Kosten sparen. Der Schwefelwasserstoff wird von der Aktivkohle vollständig zurückgehalten (0 ppm H2S), der Rest des Biogases, vorwiegend Methan und Kohlendioxid, geht durch die Aktivkohle hindurch. Die Aktivkohle entfernt selbst die aggressiven kurzzeitigen starken Spitzen in der H2S-Konzentration, die meist nur die Betreiber bemerken, die eine automatische Gasanalyse sehr häufig durchführen.

Nach einer gewissen Zeit ist die Aktivkohle erschöpft und muss ausgetauscht werden. Die Standzeit der Aktivkohle hängt im Wesentlichen vom Gehalt an Schwefelwasserstoff im Biogas und dem Biogas-Volumenstrom ab. Die erschöpfte Aktivkohle ist reich an elementarem Schwefel.

 

Hintergrund

Der gasförmige Schwefelwasserstoff (H2S) entsteht bei der Fermentation der Biomasse aus schwefelhaltigen Eiweißstoffen. Kommt der Schwefelwasserstoff in Kontakt mit Luft und Wasser entsteht Schwefeldioxid (SO2), Schwefel (S) und schweflige Säure (H2SO3). Kommt Schwefelwasserstoff bei Feuchtigkeit und Wärme mit Metallen in Kontakt, bilden sich Metallsulfide und -sulfate (Korrosion!). Frisches Motoröl kann die sauer wirkenden Schwefelverbindungen anfangs neutralisieren. Wenn später aber nicht rechtzeitig das Öl gewechselt wird, kommt es zur Versauerung des Motoröls und anschließend zu raschen Motorschäden. Entfernt man jedoch den Schwefelwasserstoff aus dem Biogas, verlängern sich die Ölwechsel-Intervalle erheblich. Durch die Verbrennung von Schwefelwasserstoff im Motor entsteht im Abgas Schwefelsäure. Diese kann Abgas-Wärmetauscher aus Edelstahl korrodieren. Im Wärmetauscher kommt es dadurch zur Ablagerung von Eisen-Chrom-Nickel-Sulfat, das die Wärmetauscher verstopft.

Die Konzentration von H2S wird meist in ppm = parts per million = Teile auf eine Million Teile = ml/m³ angegeben. Zur Umrechnung in mg/m³ verwendet man überschlägig den Faktor 1,4, z.B. 1.000 ppm H2S = 1.400 mg/m³ H2S.

Die Entfernung von Schwefelwasserstoff aus Biogas wird zukünftig eine noch größerer Rolle spielen. Die Einspeisung von Biomethan in das Erdgasnetz und die Abgasreinigung mit Katalysatoren erfordern sehr niedrige Schwefelgehalte.

Montage der Biogasfilteranlage zur Entfernung von Schwefelwasserstoff

Foto 1: Bau der doppelten Aktivkohlefilter-Anlage (schwarz, aus HDPE-Kunststoff) im Parallelbetrieb zur vollständigen Entfernung von Schwefelwasserstoff aus 2 x 500 m³/h Biogas. Die Biogasanlage erzeugt Strom und versorgt ein Krankenhaus mit Wärmeenergie. Die Biogas-Reinigung mit Aktivkohle sorgt für einen störungsarmen Betrieb.

 

Aktivkohlefilter für Neubauten und zur Umrüstung

Wir bauen solche Aktivkohlefilter in neue Biogasanlagen ein, rüsten aber auch bestehende Biogasanlagen um. Wie sich nun vielfach gezeigt hat, können andere Technologien zur Schwefelwasserstoff-Entfernung nach einigen Monaten Betriebsdauer versagen. Die H2S-Gehalte im Biogas steigen an und gefährden die Gasmotoren durch Korrosion. Die Betreiber von Biogasanlagen müssen dann um ihre teuren Gasmotoren fürchten, wenn der H2S-Grenzwert des Motorenherstellers nicht mehr eingehalten werden kann. Unsere Aktivkohlefilter garantieren dauerhaft geringste H2S-Gehalte, wenn die Aktivkohle rechtzeitig ausgetauscht wird. Die Erschöpfung der Aktivkohle stellt man durch langsam ansteigende H2S-Gehalte im gereinigten Biogas mit Hilfe der oft vorhandenen Gasanalysegeräte fest. Es gibt aber auch geeignete Gasprüfröhrchen, mit denen man die H2S-Gehalte im reinen Biogas regelmäßig kontrollieren kann. Nach dem beginnenden "Durchbrechen" des Schwefelwasserstoffes hat man genügend Zeit, die Aktivkohle im Filter auszutauschen. Meist hält die Aktivkohle mehrere Monate. Eine Aktivkohlefilteranlage ist dauerhaft betriebssicher und nahezu wartungsfrei. Den Wechsel der Aktivkohle kann jeder Betrieb leicht und schnell selbst ausführen.

 

H2S-Messgerät mit 0 ppm

Foto 2: In der Mitte das H2S-Messgerät einer Biogasanlage mit Aktivkohlefilter. Der Schwefelwasserstoff wird vollständig entfernt (0 ppm).

 

Die Kosten für eine Aktivkohleanlage und für den laufenden Aktivkohleverbrauch sind attraktiv und für einen störungsarmen Betrieb der Biogasanlage sinnvoll ausgegeben. Führende Gasmotoren-Hersteller bestätigen, dass die Motoren noch nie so ruhig gelaufen sind, wie mit dem Biogas, das durch unsere Filter gereinigt wurde.

 

Aktivkohlefilter schützen die Abgas-Anlagenteile

In der Abgasleitung von BHKW gibt es einen Abgaswärmetauscher und immer öfters auch einen Katalysator zur Reinigung des Abgases. Wärmetauscher und Katalysator vertragen keine schwefelhaltigen Ablagerungen (z.B. Calciumsulfat). Die oben beschriebenen Aktivkohlefilter entfernen den Schwefel aus dem Biogas vor der Verbrennung im Motor. Das schwefelfreie Motor-Abgas kann dann mit einem Katalysator gereinigt werden und der Wärmetauscher wird nicht mit Ablagerungen verstopft.

Die Aktivkohlefilter der GUT mbH ermöglichen den Einsatz von Abgas-Katalysatoren gegen Formaldehyd und somit eine um 1 Cent/kWh höhere Einspeisevergütung nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (ab 1.1.2009). Aktivkohlefilter und Katalysator machen sich rasch bezahlt. Die GUT mbH berät Sie gerne.

 

Aktivkohlefilter entfernen Siloxane

Aus Klärschlamm, der Körperpflegemittel enthält, entsteht ein besonderes Biogas mit leichtflüchtigen Siliziumverbindungen, den Siloxanen. Wenn die Siloxane im Gasmotor verbrennen, entstehen dort harte Ablagerungen aus SiO2 (Quarz), die den Motor schädigen. Die hier vorgestellten Aktivkohlefilter entfernen zusätzlich die Siloxane aus dem Biogas und schonen dadurch den Motor.

Aktivkohlefilter aus Edelstahl

Foto 3: Aktivkohlefilter aus sehr hochwertigem Edelstahl 1.4571, Durchmesser 1,7 m, Höhe 3 m, geeignet für eine Füllung mit 2.000 kg Aktivkohle, zur Entfernung von Siloxanen und Schwefelwasserstoff aus Biogas. Hier mit Edelstahl-Verrohrung DN 200 mit Bypass zur Umgehung des Filters bei Wartungsarbeiten. Beim Aktivkohlewechsel wird die verbrauchte Aktivkohle am seitlichen Mannloch herausgenommen. Die neue Aktivkohle wird durch das obere Mannloch eingefüllt. Die Biogasfilter der GUT mbH werden einzeln an den jeweiligen Einsatzort angepasst.

 

Vom TÜV zertifiziert

Die Biogasfilter der GUT mbH sind vom TÜV in Hinblick auf gastechnische Sicherheit, Explosionsschutz und elektrische Sicherheit zertifiziert.

 

Aktivkohlefilter gegen üble Gerüche

Beim Umgang mit Biogasanlagen entstehen teilweise üble Gerüche in der Umgebungsluft, zum Beispiel durch die Gase Ammoniak und Schwefelwasserstoff, die bei Umfüllvorgängen freigesetzt werden. Ein typischer Geruchsherd ist die Vorgrube von Cofermenter-Anlagen. Gegen solche Geruchsbelästigungen setzen wir erfolgreich Aktivkohlefilter ein. Der Unmut von Nachbarn, die sich durch den Betrieb der Biogasanlage belästigt fühlen, wird damit beseitigt oder entsteht erst gar nicht.

transportabler Aktivkohlefilter aus Edelstahl zur Reinigung von Biogas

Foto 4: Transportabler Aktivkohlefilter aus hochwertigem Edelstahl, geeignet für 400 kg Aktivkohle, zur Entfernung von Siloxanen oder Schwefelwasserstoff aus Biogas. Die Behälter können mit der Aktivkohlefüllung versendet werden.

 

Aktivkohlefilter direkt vom Hersteller

Die GUT mbH plant, baut und montiert Aktivkohlefilter zur Reinigung von Biogas und zur Beseitigung übler Gerüche. Für den laufenden Betrieb der Anlagen liefern wir die passende Aktivkohle. Bitte fragen Sie uns an. Zur Förderung von Biogas vertreiben wir auch die passenden explosionsgeschützten ATEX-Seitenkanalverdichter. Mit unseren ATEX-Kompressoren kann man Biogas, z.B. für die Herstellung von Biomethan, verdichten

Im Biogasbereich arbeiten wir mit der Selecta Bioenergie GmbH zusammen.