Necatec AG, Bredenyer Straße 2B, Essen,,

Transkript

1 Entschwefelung von biogenen und technischen Gasen Toralf Goetze, Geschäftsführer der Necatec AG (Essen) Necatec AG, Bredenyer Straße 2B, Essen,,

2 Thema: Optimierung der Betriebskosten der Aktivkohle zur Entschwefelung Kurze Vorstellung Necatec AG Thema: Senkung der Betriebskosten durch Optimierung der Betriebsbedingungen Einsatz der Aktivkohle im Bereich Biogas zur Gasentschwefelung Wirkweise der Aktivkohle zur Entfernung von Schwefelwasserstoff Einsatzoptimum der Aktivkohle zur Entschwefelung Kosten der Aktivkohle zur Entschwefelung bei entspr. Einsatzbedingungen

3 Hauptprodukte Produkte zur Entschwefelung von biogenen und technischen Gasen Aktivkohle NECA active sulfo pro NECA active sulfo dg NECA active sulfo max Eisenpulver NECA sorb neo NECA sorb 100 Eisenpellets NECA feps S NECA feps L NECA active sulfo gc

4 Einsatz von Aktivkohle bei der Entschwefelung von biogenen Gasen Biogas Gastrocknung Verdichter Aktivkohlefilter Blockheizkraftwerk Aktivkohle Fermenter Nachgärer Gasspeicher BHKW H 2 S H 2 S H 2 S Gängige Anordnung von Gasstrecken im Bereich Biogas; Variationen der Anordnung bzw. Technik ist auch nicht unüblich

5 Adsorbertypen 1m3 1,1m3 1m3 2m3 0,5m3 1,5m3

6 Adsorbertypen

7 Wirkweise Aktivkohle bei der Entschwefelung Die Entfernung von H2S erfolgt mittels stofflicher Umwandlung: Chemisorption H 2 S + ½ O 2 = S + H 2 O Reaktionsmechanismus der Schwefelbildung aus H 2 S an dotierter Aktivkohle Katalytischer Effekt Effektive Aktivierung von Sauerstoff (O 2 *) in den Mikroporen ph-effekt Selektive Bildung von Schwefel (oder von Polysulfiden) in den Mikroporen bei hohem ph Wert (ph ~ 10-11) Feuchte-Effekt Erhöhung der Schwefelwasserstoff Adsorption in Gegenwart von Wasser (Wasserfilmbildung in den Poren)

8 Funktionsbedingungen der Aktivkohle Gew.% Vol.% Beladungsleistung* Sauerstoffbedarf zu vermeidender Arbeitsbereich Arbeitsbereich mit eingeschränkter Leistung idealer Arbeitsbereich *bei ppm H 2 S, Biogas, fraktale Verweilzeit im Adsorber 4-6s, keine weiteren Spurengase, Biogas (C/C 0 =0,05), Gastemperatur >20 C

9 Funktionsbedingungen der Aktivkohle Ideale Bedingungen zur Entschwefelung: ü ideal Taupunktabsenkung auf 7-10 C (Trocknung) ü Gastemperatur ca C in Adsorber ü relative Gasfeuchte ca %rel. ü fraktale Verweilzeit im Adsorber ca. 4-6s ü Sauerstoffgehalt >0,5Vol.% +10 C über den Taupunkt* ergibt 50%rel. Gasfeuchte Vorteile der Anwendung in Biogasanlagen allgemein: Schutz aller Motoren- und Anlagenteile vor Korrosion Deutlich längere Standzeiten des Motorenöls Längere Wartungsintervalle, weniger Ersatzteile und damit geringere Kosten Höhere Lebensdauer der Aggregate Schutz von Katalysatorsystemen (z.b. für Formaldehyd) geringere Abgasbelastung mit SO 2 *Taupunkt = kältester Punkt der Gastemperatur in der Gasstrecke

10 Qualität der Aktivkohle Es gibt sehr viele verschiedene Produkte auf dem Markt Gründe f. die Unterschiede: Ø Das Porensystem und die Porengröße der Aktivkohle (Dichte). Ø Die Menge und die Art der katalytischen Stoffe. Ø Die Herstellungsart (Imprägnierung / Dotierung). Ø Der ph-wert und der Basepuffer der Aktivkohle. Alle diese Eigenschaften sind von außen nicht erkennbar!

11 Kosten der Aktivkohle 500kW (280m 3 /h), im Regelbetrieb, 150ppm H 2 S, Aktivkohlefilter 1m 3 (ca. 460kg) ca. 520kg/Schwefel per a Optimale Bedingungen Rel. Gasfeuchte 30-40%rel. zu wenig Sauerstoff (O 2 ) Standzeit in d (ca.): Wechsel AC per a: Menge kg AC per a: Kosten EUR AC* per a: Kosten EUR Wechsel** per a: , , , , , Kosten EUR Entsorgung*** per a.: 336,- (1,4t) 456,- (1,9t) 1.465,- (6,1t) Gesamtkosten EUR per a: 4.148, , ,- Differenz d. Kosten in EUR: 2.662, ,- *angenommener Produktpreis per m ,-EUR; **Wechselkosten angenommen mit 600,-EUR; ***per t 240,-EUR

12 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!