Wärmenutzung in Biogasanlagen
Schwefel
Gerade bei Biogas kann die Schwefelproblematik eine Rolle spielen.
Entscheidend für eine lange Lebensdauer der Wärmetauscher und
Dampferzeuger ist eine optimierte Auslegung der Apparate. Unsere
Projektabteilung wird mit ihnen zusammen ihre beste Lösung finden.
Dabei gilt grundsätzlich:
- Auslegung des Abgaswärmetauschers erfolgt nach den Nennbetriebsdaten (Abgasmassenstrom, Abgastemperaturen, Kühlwassertemperaturen etc.)
- Zu beachten ist, dass sich bei abweichenden Betriebsbedingungen kritische Betriebszustände einstellen können.
- Dies gilt im besonderen für, Teillastbetrieb, häufige Start / Stops (z.B. wegen zu geringer Biogasproduktion), kältere Kühlwassertemperaturen als spezifiziert.
Im Abgas befinden sich SO2 und SO3 (Schwefeltrioxid) im Gleichgewicht.
Z.B. durch Katalysatoren kann SO2 zu SO3 aufoxidiert werden. Während
SO2 als Gas durch den AWT hindurchströmt, kann SO3 in Verbindung mit
Wasser H2SO4 bilden.
Bereits geringe SO3-Konzentrationen lassen die Taupunkttemperatur rasch
ansteigen. SO3 ist maßgeblich für die Säuretaupunkttemperatur.
Im Gegensatz zum reaktionsträgen SO2 geht das vorhandene SO3 mit dem im
Rohgas stets vorhandenen Wasserdampf sofort eine Reaktion über
schweflige Säure (H2SO3) zu Schwefelsäure (H2SO4) ein.
Aufgrund der extremen Unterschiede in der Siedetemperatur von H2O
(100°C) und H2SO4 (338°C) kommt es bei der Kondensation unter
Taupunktbedingungen auch bei geringen Konzentrationen von H2SO4 im
Rauchgas zu hohen Konzentrationen im Kondensat.
Der SO3-Gehalt ist u.a. abhängig von Schwefelgehalt des Brennstoffes,
der Art der Verbrennung, der Rauchgasführung, des Sauerstoffangebot
über die Luftzahl, dem Adsorptionsvermögen von Flugstäuben und
Ablagerungen.
Erkennbar die Folge zu hoher Schwefelwerte im Brenngas
Druckverlust
Aufgrund der erhöhten Abgasaustrittstemperaturen ist es in der Regel
möglich, „große“ Rauchrohre zu verwenden unter Einhaltung der
vorgegebenen Baulänge. Die Erfahrung zeigt, daß für den Biogasbetrieb
keine Rauchrohre mit einem Innendurchmesser d < 20 mm verwendet
werden sollten. Wie im Diagramm gezeigt, reduziert sich hierdurch
der Druckanstieg bei Verschmutzung sowie im Reinigungsfall der
Zeitaufwand aufgrund der geringeren Rohranzahl erheblich gegenüber kleineren Rohrdurchmessern.
Formaldehyd
Der Einsatz von Katalysatoren führt dazu, dass zusätzlich SO2 zu SO3
aufoxidiert wird. Daher ist eine Entschwefelung mittels
Aktivkohlefilter unumgänglich. Der Aktivkohlefilter arbeitet in einem
definierten Feuchtebereich des Gases. Diesen Feuchtegehalt können sie
mit der von APROVIS neu entwickelten Gasentfeuchtung FriCon
wirkungsgradoptimiert einstellen. Durch die FriCon erreichen sie:
- Vermeidung von Kondensatanfall in nachfolgender Gasleitung
- Teilweise Abscheidung von H2S, NH3 und organischen Siliziumverbindungen
- Abscheidung von Schwebstoffen
- Verbesserung des Heizwertes
