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Analyse und Bewertung der Nutzungsmöglichkeiten von Biomasse ENDBERICHT

Biogasanlagen übertragbar. Sie sollten deshalb in jedem Fall an die konkrete
Biogaszusammensetzung bzw. die örtlichen Gegebenheiten angepasst und optimiert
werden.

Es gibt verschiedene Verfahren zur CO 2-Abtrennung aus Biogasen. Für die in dieser Studie
betrachteten Biogasdurchsätze von 50 bis 500 Nm³/h kommen aber - sowohl unter
technischen als auch unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten - die Verfahren
Druckwasserwäsche (DWW) und Druckwechseladsorption (Pressure-Swing-Adsorption
PSA) in Frage. Mit beiden Verfahren können Methangehalte bis 96 Vol.-% im Produktgas
(Erdgas-H-Qualität) erreicht werden.

 Die Druckwasserwäsche (DWW) arbeitet nach einem kontinuierlichen Verfahren und
erzielt hohe Absorptionsraten bei den üblichen Verunreinigungen Kohlendioxid,
Schwefelverbindungen und Wasserdampf. Die Methanverluste sind mit ca. 2% moderat.
Die sehr großen umlaufenden Waschmittelmengen verursachen jedoch vergleichsweise
hohe Betriebskosten, die erst bei Durchsätzen von mehr als 250 Nm³/h eine
wirtschaftliche Attraktivität erlauben. Die notwendige Reinheit des Produktgases sollte
immer nur so hoch wie absolut notwendig angesetzt werden, da höchste
Absorptionsraten den Lösungsmittelbedarf noch steigern. Weitere Nachteile sind die
relativ geringe Flexibilität gegenüber schwankenden Rohgasmengen und
-zusammensetzungen, das hohe spezifische Anlagengewicht und ein hoher
Wartungsaufwand.
 Das Verfahren der Druckwechseladsorption (PSA) ist Stand der Technik. Insbesondere
bei Verfahren zur Methananreicherung von Biogas kann man auf einige Projekte,
insbesondere in Schweden, zurückgreifen. Der Betrieb ist unproblematisch und der
Wartungsaufwand relativ gering. Die Standzeiten der Betriebsmittel sind bei
sachgemäßem Gebrauch nahezu unbegrenzt. Der Energiebedarf ist im Vergleich zu
anderen Verfahren eher gering. Das Verfahren ist für kleine Kapazitäten prädestiniert.
Der Methanverlust einer PSA Anlage liegt allerdings bei etwa 5%. Nachteilig im Vergleich
zum Verfahren der Druckwasserwäsche ist ebenfalls, dass das Rohbiogas vor Eintritt in
die PSA entschwefelt und getrocknet werden muss.

Zur Entschwefelung von Biogasen kommen unterschiedliche Methoden in Betracht, bei
denen je nach Anwendungsfall eine Grob- oder Feinentschwefelung erreicht werden kann.
Maßgeblich bei der Auswahl der Entschwefelungsverfahren ist die Anwendbarkeit für den
konkreten Anwendungsfall einer Biogasaufbereitung und der derzeit aktuelle technische
Entwicklungsstand im Bereich der Biogasnutzung.
Eine Trocknung des Rohbiogases ist aus mehreren Gründen zwingend notwendig. Dazu
zählen neben den Anforderungen sich anschließender Gasreinigungsprozesse wie z.B. der
PSA vor allem auch die Vorgaben bei der Einspeisung ins Erdgasnetz. Außerdem wird durch
die Gastrocknung die Korrosion nachfolgender Anlagenteile durch Kondensat vermieden,
das gelöstes CO 2 und H 2S enthalten kann.
Eine erste Gasvortrocknung kann z.B. durch eine Biogasverdichtung erreicht werden.
Hierbei entsteht Kondensat, das nach der Verdichtung in einem Tropfenabscheider von der
Gasphase abgetrennt werden kann. Deutlich wirksamer ist eine Gasvortrocknung mittels
Gaskühlung auf Temperaturen um 3-5 °C und nachfolgender Tropfenabscheidung. Die
Anforderungen für die Einspeisung ins Gasnetz werden mit einer Gaskühlung jedoch noch
nicht erreicht. Prinzipiell geeignete Verfahren der Gasfeintrocknung sind adsorptive
Verfahren oder Glykolwäschen.

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