EnviThan Gasaufbereitung mit Membrantechnologie.

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Ralf Geisler
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1 EnviThan Gasaufbereitung mit Membrantechnologie

Das aufbereitete Biomethan wird in das Erdgasnetz eingespeist und steht beispielsweise Privathaushalten oder als Treibstoff zur Verfügung.

Besonderes Potenzial bietet die Aufbereitung von Biogas zu Biomethan, das in das öffentliche Erdgasnetz eingespeist werden kann.

2 Das aufbereitete Biomethan wird in das Erdgasnetz eingespeist und steht beispielsweise Privathaushalten oder als Treibstoff zur Verfügung. Das Prinzip Gastrennung mit Hohlfasermembran Biogas gewinnt als heimischer, dezentraler und klimaverträglicher Energieträger kontinuierlich an Bedeutung. Besonderes Potenzial bietet die Aufbereitung von Biogas zu Biomethan, das in das öffentliche Erdgasnetz eingespeist werden kann. Mit EnviThan bietet EnviTec eine hocheffiziente Technologie zur Biogasaufbereitung die Gastrennung mit SEPURAN Green von Evonik. Dieses Verfahren erhöht den Anteil des energiereichen Methans von ca. 50 Prozent auf bis zu 99 Prozent. Biomasse Biogasanlage VOM BIOGAS ZUM ENERGIEREICHEN BIOMETHAN Bei der Vergärung von Biomasse entsteht ein Gas aus Methan und Kohlendioxid sowie in kleinen Mengen Wasserstoff, Schwefelwasserstoff und gegebenenfalls Ammoniak. Je höher der Anteil an Methan ist, desto energiereicher ist das Gas. Auf dem Weg vom Biogas zum Biomethan in Erdgasqualität wird das Rohgas zunächst gereinigt und verdichtet. Anschließend folgt der wichtigste Schritt: die weitgehende Abtrennung von CO 2 und Wasserdampf mittels einer hochselektiven Hohlfasermembran.

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2 / 3 Erdgasnetz Verteilung Verteilung ENERGIE FÜR DAS

So sind CO 2 -Moleküle Gasseparation mit Membranen Biogas CH

angereichertes Permeat kleiner als Methanmoleküle, in

molekulare Sieb passieren, sammelt sich das wertvolle Methan

Das aufbereitete Biomethan wird zur Einspeisestation

3 Tankstelle Biomasse Biogasanlge Gasseparation Tankstelle Blockheizkraftwerk Biomasse Biogasanlge Biomasse Gasseparation Biogasanlge Verteilung Gasseparation Gasseparation Erdgasnetz Biomasse Biogasanlge Gasseparation 2 / 3 Erdgasnetz Verteilung Verteilung ENERGIE FÜR DAS ÖFFENTLICHE ERDGASNETZ Die Membrantechnologie nutzt die Tatsache, dass Gase verschiedene Durchtrittsgeschwindigkeiten und Lösungsverhalten aufweisen. So sind CO 2 -Moleküle Gasseparation mit Membranen Biogas CH Membran CO N O H O Methan angereichertes Retentat CO angereichertes Permeat kleiner als Methanmoleküle, in Polymeren besser löslich und können daher die Mikroporen der Membran schneller durchwandern. Während der überwiegende Teil des CO 2 sowie Wasserdampf das molekulare Sieb passieren, sammelt sich das wertvolle Methan an der Hochdruckseite der Membran. Das aufbereitete Biomethan wird zur Einspeisestation geleitet und dort vom Netzbetreiber weiter behandelt oder direkt in das Erdgasnetz eingespeist. Das CO 2 -angereicherte Abgas wird in einer regenerativ-thermischen Oxidation (RTO) nachbehandelt.

Innenansicht Anlage mit SEPURAN Green Membranmodulen SEPURAN Module bestehen aus mehreren tausend Hohlfasern, die aus Hochleistungskunststoffen hergestellt und in einem Edelstahlrohr gebündelt werden.

4 Innenansicht Anlage mit SEPURAN Green Membranmodulen SEPURAN Module bestehen aus mehreren tausend Hohlfasern, die aus Hochleistungskunststoffen hergestellt und in einem Edelstahlrohr gebündelt werden. (alle Bilder: Evonik Industries) Die Technologie bewährte Konstruktion, modernes Verfahren Die Membrantechnologie EnviThan mit den von Evonik Industries entwickelten SEPURAN Green Membranmodulen hat gegenüber anderen Technologien entscheidende Vorteile: Sie ist umweltschonend, deutlich energie- und kosteneffizienter und weitaus flexibler. Vor allem für eine künftige dezentrale Energieversorgung mit vielen kleineren Anlagen ist EnviThan die ideale Lösung. EINFACHER, MODULARER AUFBAU Die EnviThan Biogasaufbereitung ist einfach und robust, dazu kompakt und platzsparend. Die Komponenten zur Entschwefelung, Kompression, Kondensation, Filtration und zur Gastrennung können in geschlossenen Containern installiert werden. Dank modularer Konstruktionsweise wird jede Anlage den individuellen Leistungsanforderungen des Betreibers angepasst. So lassen sich je nach Anlagengröße beliebig viele Module in einer Kette miteinander verschalten. HOHLFASERMEMBRANE ZUR GASSEPARATION Jedes SEPURAN Green Modul setzt sich zusammen aus mehreren tausend feinsten Hohlfasern, die an ihren Enden in Harz eingebettet und dann in einem Edelstahlrohr gebündelt werden. Die Fasern werden aus Hochleistungskunststoffen hergestellt, die sich durch große Druck- und Temperaturbeständigkeit auszeichnen. Sie besitzen eine hervorragende Selektionsleistung. Für die Trennung von CO 2 und Methan bedeutet das einen extrem geringen Methanverlust bei gleichzeitig geringstmöglichem energetischen und technischen Aufwand.

Funktionsweise eines Membranmoduls zur Gastrennung Permeat Feed Retentat HOCHLEISTUNG DURCH SEPARATION UND DRUCK Das Modul wird mit einem Gasgemisch unter Druck beaufschlagt, wobei der

Die besondere Leistung des Membranmoduls SEPURAN Green besteht in der intelligenten Selektion, das heißt des Durchtritts des CO 2 und der Gewinnung des Methans.

5 Funktionsweise eines Membranmoduls zur Gastrennung Permeat Feed Retentat HOCHLEISTUNG DURCH SEPARATION UND DRUCK Das Modul wird mit einem Gasgemisch unter Druck beaufschlagt, wobei der Druckunterschied zwischen der Retentatseite und der Permeatseite des Membranmoduls dafür sorgt, dass CO 2 und Wasserdampf abgetrennt werden und das Methan zurückgehalten wird. Die besondere Leistung des Membranmoduls SEPURAN Green besteht in der intelligenten Selektion, das heißt des Durchtritts des CO 2 und der Gewinnung des Methans. So ist es inzwischen möglich, den Anteil an Methan im Abgas auf unter 0,5 Prozent zu bringen. Da das Methan an der Hochdruckseite abgezogen wird, Hohlfasermembranen steht es unter Druck zur Verfügung und muss je nach Netzdruck nicht verdichtet werden. Weitere Aufbereitungsmaßnahmen sind in der Regel nicht mehr notwendig. 4 / 5 Rohbiogas aus Fermenter Kompressor ca. 53 % Methan, 10 bar 47 % CO 2 Verschaltung von SEPURAN Green Modulen Produktstrom Biomethan (>97 %) 10 bar Rückstrom Schwachgas vorwiegend aus CO 2 mit <1 % Methan

Die Vorteile flexibel, energiesparend und effizient + Bis zu 99 Prozent Methangehalt Dank der hochselektiven Hohlfasermembran steigert die EnviThan Technologie den Methangehalt auf bis zu 99 Prozent.

6 Die Vorteile flexibel, energiesparend und effizient + Bis zu 99 Prozent Methangehalt Dank der hochselektiven Hohlfasermembran steigert die EnviThan Technologie den Methangehalt auf bis zu 99 Prozent. Zudem ist ein Methanschlupf von weniger als 0,5 Prozent möglich. + Mehr Flexibilität durch modulare Bauweise Durch die modulare Baweise ist die Technik schnell, problemlos und kostengünstig installiert und lässt sich flexibel an unterschiedliche Qualitätsanforderungen und Leistungskapazitäten anpassen. + Robust und wartungsarm Die Technik ist einfach und robust. Das bedeutet einen geringen Betriebs- und Wartungsaufwand, was wiederum Zeit und Kosten spart. Die Membrane sind außerordentlich langlebig und in der Regel völlig wartungsfrei. + Kurze Anfahrtszeiten Eine EnviThan Anlage lässt sich schnell hoch- und herunterfahren. Die Anfahrtszeit bis zur vollen Leistungsfähigkeit beträgt nur wenige Minuten. Auch der Teillastbetrieb ist dank guter Regelbarkeit über Druck und Volumenstrom kein Problem. + Kompakt und unauffällig Eine EnviThan Anlage ist besonders platzsparend. Sie wird in kompakten Containern geliefert, die keine großen bauseitigen Maßnahmen erfordern.

Innenansicht Anlage mit SEPURAN Green Membranmodulen Die EnviThan Gasaufbereitung eignet sich sowohl technisch als auch finanziell für kleinere und große Biogasanlagen.

7 Innenansicht Anlage mit SEPURAN Green Membranmodulen Die EnviThan Gasaufbereitung eignet sich sowohl technisch als auch finanziell für kleinere und große Biogasanlagen. + Rentabel für kleinere und große Biogasanlagen Die EnviThan Gasaufbereitung eignet sich sowohl technisch als auch finanziell für kleinere und große Biogasanlagen. Dank niedriger Investitionskosten arbeitet eine EnviThan Anlage bereits bei geringen Mengen an Rohgas wirtschaftlich. + Kostengünstig und umweltschonend Anders als andere Methoden zur Gasaufbereitung erfordert die EnviThan Technologie keine Chemikalien, kein Wasser und keine weiteren Hilfsmittel. Das macht EnviThan kostengünstig und umweltschonend, denn es entsteht kein Abwasser. + Keine Gastrocknung nötig + Energiesparend Im Vergleich zu anderen Verfahren benötigt die EnviThan Technologie sehr wenig Energie. Zudem kann die bei der Aufbereitung entstehende Wärme zum großen Teil zurückgewonnen und verwertet werden. + Geringer Druckverlust Das aufbereitete Biogas muss denselben Druck besitzen wie das Erdgas im Netz, um eingespeist werden zu können. Während bei anderen Verfahren der Druck des Produktgases nicht ausreicht und nachträglich verdichtet werden muss, kann das mit der EnviThan Technologie aufbereitete Gas oftmals direkt ins öffentliche Netz eingespeist werden. Der Grund liegt in dem geringen Druckverlust im System, der dafür sorgt, dass der Ausgangsdruck nur geringfügig unter dem Arbeitsdruck liegt. 6 / 7 Die EnviThan Technologie benötigt nach dem Separationsprozess keine weitere Gastrocknung. Wenn das Produktgas die Membran verlässt, ist es so weit entfeuchtet, dass es direkt ins öffentliche Gasnetz eingespeist werden kann.

8 EnviTec Biogas AG Verwaltung: Industriering 10 a D Lohne Tel.: Fax: Vertrieb und Abwicklung: Boschstraße 2 D Saerbeck Tel.: Fax: info@envitec-biogas.com

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