Beschreibung Biogasaufbereitung durch Gasentfeuchtung mit Nacherhitzung und Aktivkohlebehälter TWIN

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1 Beschreibung Biogasaufbereitung durch Gasentfeuchtung mit Nacherhitzung und Aktivkohlebehälter TWIN Wir bieten Standartlösungen für Biogasaufbereitung und -transport für ausgelagerte BHKWs Biogaskühlung für den sicheren Transport über eine Biogasleitung Berechnungsgrundlage : 400 / 800 m³ Biogas pro Stunde Gaseintrittstemperatur : ca. 35 C Sommer / ca. 25 C Winter Taupunkt max. : ca. 5 C Gasaustrittstemperatur : ca C (einstellbar, je nach Leitungslänge) Heizleistung : ca. 9 kw / ca. 15 kw Gaszusammensetzung : ca. 55% Methan, ca. 45 % CO 2 Gasdruck Biogasanlage : 0-5 mbar Allgemeine Gerätebeschreibung Die Entfeuchtungsanlage besteht im Wesentlichen aus drei Baugruppen, die auf einem verzinkten Grundrahmen montiert sind. Im Einzelnen sind das ein Kaltwassererzeuger, ein Wärmetauscher zum Entfeuchten sowie ein Wärmetauscher zum Erhitzen des Gases. In dem Wärmetauscher zum Entfeuchten ist bereits eine Kondensatfalle mit einer Wasservorlage von ca. 30 cm installiert. In beiden Wärmetauschern sind jeweils ein Überdruckventil, ein Manometer und ein Entflüftungsventil installiert. Alle Gas/Kondensat berührenden Teile sind aus Edelstahl hergestellt und bieten somit ein Höchstmaß an Korrosionsschutz. In die Wärmetauscher sind insgesamt drei Gewindemuffen eingeschweißt, in die bei Bedarf Tauchhülsen für eine Temperaturerfassung oder Druckaufnehmer montiert werden können. Diese Schnittstellen befinden sich im Gaseintritt, zwischen den Wärmetauschern (Taupunkt) und am Gasaustritt. Die Wärmetauscher sind mit Kältekautschuk isoliert und zusätzlich mit einem lackiertem Blech verkleidet. Am Wärmetauscher zum Nachheizen sind 1 Zoll Gewindeschnittstellen zum Anschluss der bauseitigen Warmwasserversorgung vorhanden. Der Kaltwassererzeuger ist mit Edelstahlleitungen mit dem Wärmetauscher zum Entfeuchten verbunden. Diese Rohrleitung ist mit UV-beständigem Kältekautschuk isoliert. Beschreibung Gasentfeuchtung.doc 1 / 6 Stand: 02/2009

2 Funktionsbeschreibung Das Biogas wird in dem ersten Wärmetauscher um ca. 27 K herunter gekühlt. Dabei verliert das Gas den größten Teil der enthaltenen Feuchte. Dieses Kondensat wird in der integrierten Kondensatfalle aufgefangen und bei erreichen des maximalen Füllstandes abgeleitet. Die Rückführung des Kondensates muss Bauseitig realisiert werden. Als Schnittstelle steht hier ein Gewindeanschluss in 1 Zoll zur Verfügung. Nach dem Abkühlen des Gases wird das Gas in dem zweiten Wärmetauscher auf eine gewünschte Temperatur wieder aufgeheizt, anschließend wird das Gas für den Transport aufbereitet aus der Biogasaufbereitung so herausgeführt, dass es in der Biogasleitung nicht wieder Kondensieren kann. Eine Druckerhöhung des Gases für den Weitertransport erfolgt nach diesem Verfahren. Zur Kühlung des Gases wird ein Wasser - Glykol Gemisch verwendet, das wiederum von einem Kaltwassererzeuger auf die benötigte Temperatur herunter gekühlt wird. Der Kaltwassererzeuger arbeitet mit dem Kältemittel R 410 A, besitzt einen Scroll Verdichter sowie alle notwendigen Sicherheitseinrichtungen, die für den Betrieb notwendig sind. Zusätzlich ist der Kältekreislauf mit einer Kondensatordruckregelung ausgestattet, die einen reibungslosen Betrieb der Kälteanlage auch bei tiefen Außentemperaturen ermöglicht. Das Erhitzen des Gases muss über den Heizungsverteiler des BHKW mit einem Medium von min. 60 C erfolgen. Die Regelung dafür muss bauseitig realisiert werden. Aktivkohlefilter Twin, zur Entschwefelung für den sicheren Betrieb des BHKWs Dieser Aktivkohlefilter, in Verbindung mit der Biogasaufbereitung, kann den Formaldehydanteil nachweislich bis auf 20 mg/m³ (bezogen auf 5% O 2) senken, Gesetzlich gefordert ist zurzeit ein Formaldehydanteil von 40 mg/m³ (bezogen auf 5% O 2) Hierzu muss das BHKW ggf. mit einem Katalysator ausgerüstet werden. Allgemeine Gerätebeschreibung Aktivkohlefilter Der Aktivkohlebehälter besteht aus PEHD schwarz und steht auf einem separaten, verzinkten Untergestell. Beschreibung Gasentfeuchtung.doc 2 / 6 Stand: 02/2009

3 Funktionsbeschreibung In diesem Behälter befindet sich eine speziell für das Aufnehmen von Schwefelwasserstoff veredelte Aktivkohle. Dieser Filter ist in doppelter Ausführung vorhanden. In der ersten, unteren Stufe wird im Betrieb der Schwefelwasserstoff gebunden. Hinter der ersten Stufe ist ein Messstutzen vorhanden, über den eine Schwefelmessung durchgeführt werden sollte. Wird der Sättigungsgrad der Aktivkohle erreicht, kann in dem zweiten oberen Aktivkohlefilter weiterhin Schwefelwasserstoff gebunden werden, ohne dass es zu Beschädigungen an dem Katalysator kommen kann. Somit hat der Betreiber ausreichend Zeit, auf die Sättigung zu reagieren und bei der nächsten Gelegenheit die Aktivkohle zu wechseln. Dazu wird die erste Stufe entleert und der Behälter wieder verschlossen. Danach wird der Inhalt der zweiten Stufe in die erste Stufe abgelassen (mechanische Entriegelung auf dem Behälter) und die zweite Stufe kann von oben bequem wieder befüllt werden. Somit wird keine Kohle unbeladen abgeführt und in dem zweiten Filter ist immer eine neue Aktivkohle vorhanden. Mit diesem Verfahren wird ein Höchstmaß an Sicherheit für den Betrieb geboten. Darüber hinaus empfehlen wir den Schwefelgehalt vor und nach dem System zu Messen, um den aktuellen Zustand des Schwefelgehaltes in den Behältern festzustellen zu können. So kann gegebenenfalls auf eine zu hohe Eingangskonzentration mit möglichen Maßnahmen reagiert werden und ein erhöhter Bedarf an Aktivkohle kann verhindert werden. Optional erhältlich Wäschermodul als Vorstufe Bei diesem Modul handelt es sich um einen Wäscher, der Eingangseitig in den Gasstrom montiert werden kann. Der Wäscher wird von einer Pumpe mit dem Kondensat aus der Entfeuchtung versorgt und dieses wird in den Gasstrom gesprüht. Da dieses Kondensat kalt ist, wird dadurch eine Vorkühlung erreicht. Weiterhin werden viele wasserlösliche Stoffe im Vorfeld ausgewaschen, sowie Schmutzpartikel entfernt. Das hat den Vorteil, dass diese Stoffe nicht die Aktivkohle beladen können und. Im Wäschermodul ist ein Tropfenabscheider verbaut, der bei fehlendem Gasstrom ein Eindringen des Kondensates in die Gasleitung verhindert. Beschreibung Gasentfeuchtung.doc 3 / 6 Stand: 02/2009

4 Technische Daten : für 400 m³ / 800 m³ Kühlleistung Leistungsaufnahme el. Schalldruck Massenstrom Kühlmedium Kältemittel : ca. 16,5 KW / 28,5 kw : ca. 6,9 KW / 8,9 kw : 39 db (A) : l/h / l/h : R 410 A Maße ( B*H*T ) : ca *3-800*1-800 mm Gewicht gefüllt : ca gg / kg Druckverlust : <60 mbar Füllmenge Aktivkohle : ca. 2 x 500 Kg Standzeit bei H 2S Gehalt konstant 100ppm : ca. 290 Tage (1x 500 Kg) Kosten Aktivkohle pro Füllung : ca Euro (1x 500 Kg) Die Berechnung der Standzeit der Aktivkohle basiert auf einen Volumenstrom von 200 m³/h bei 30 C, relative Feuchte < 70% und ca. 0,4 Vol% O 2. Achtung Eine Sauerstoffeinperlung im Fermenter ist unbedingt notwendig für die chemische Reaktion zwischen der Aktivkohle und dem Schwefelwasserstoff! Der Aktivkohlebehälter darf nicht als vollständige Entschwefelung eingesetzt werden, da es bei sehr hohen Eingangskonzentrationen von H 2 S zu einer oberflächlichen Sättigung der Aktivkohle kommen kann und somit ein vorzeitiger Wechsel notwendig sein kann. Wir empfehlen daher, den Schwefelgehalt vor und nach dem Filter zu überwachen, um bei hohen Konzentrationen entsprechend reagieren zu können. Der Aktivkohlebehälter soll gewährleisten, dass im Normalbetrieb kein H 2 S in das BHKW gelangt und nicht die komplette Entschwefelung der Biogasanlage übernehmen! Die verbrauchte Aktivkohle kann laut Düngemittelverordnung mit dem Gärrest der Biogasanlage ausgebracht werden Beschreibung Gasentfeuchtung.doc 4 / 6 Stand: 02/2009

5 Sicherheitshinweise: Die einschlägigen Sicherheitsmassnahmen bei Wartungsarbeiten an und im Behältern, Biogasleitungen und Heizungsanlagen sind zu berücksichtigen. Xconcept GmbH Bremer Weg 10, Hude Weitere Informationen erhalten Sie von Dipl. Ing. Christian Kernicke Dipl. Ing. Oliver Fleddermann Telefon: Telefax: Mobil: (04 21) (04 21) (01 78) Telefon: Telefax: Mobil: ( ) ( ) (01 72) Biogas Kühlaggregat Biogaskühler Wärmeanschluß 3 Messbuchsen zur Schwefelmessung Biogaserhitzer 2 1 Aktivkohle 2. Füllung H 2 S ~ 0-20ppm Aktivkohle 1. Füllung Kondensatablauf H 2 S Gehalt nach Empfehlung BHKW Hersteller Beschreibung Gasentfeuchtung.doc 5 / 6 Stand: 02/2009

6 Technische Daten und Optionen: Biogasaufbereitung Optional erhältlich 1 Wäschermodul als Vorstufe Bei diesem Modul handelt es sich um einen Wäscher, der Eingangseitig in den Gasstrom montiert werden kann. Der Wäscher wird von einer Pumpe mit dem kalten Kondensat aus der Entfeuchtung versorgt und dieses wird in den Gasstrom gesprüht. Da dieses Kondensat kalt ist, wird dadurch eine Vorkühlung erreicht und somit die Betriebskosten für die Kühlung gesenkt. Weiterhin werden viele wasserlösliche Stoffe im Vorfeld ausgewaschen, sowie Schmutzpartikel entfernt. Das hat den Vorteil, dass diese Stoffe nicht die Aktivkohle belasten können. Im Wäschermodul ist ein Tropfenabscheider verbaut, der bei fehlendem Gasstrom ein Eindringen des Kondensates in die Gasleitung verhindert. 2 Container Unterbringung der Biogasaufbereitung und des Verdichtermoduls in einem Container Der Aktivkohlefilter bleib draußen stehen 3 Wechselrichter Verdichtermodul drehzahlgesteuert über einen Wechselrichter 4 Zentrale Stromversorgung Schaltkasten zum ein- und ausschalten der Kühlung und des Verdichters mit den Betriebsarten Hand und Automatik sowie Motorschutzschalter und Störungslampen. Aufklemmmöglichkeiten für weiterführende Signale (definierte Schnittstellen) Beschreibung Gasentfeuchtung.doc 6 / 6 Stand: 02/2009

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