Warum Aktivkohle es im Winter schwer hat

Quelle NECATEC AG : Beladungsleistung von Aktivkohle in Abhängigkeit von relativer Gasfeuchte und Temperatur

Im Winter ist der Schwefelwasserstoff-gehalt des Rohbiogases um bis zu 30% höher als im Sommer. Die Aufnahme-fähigkeit der Aktivkohle hängt unter anderem davon ab, wie groß die relative Feuchte des Biogases und seine Temperatur ist. Durch die Gaskühlung wird das Rohbiogas entwässert.Danach tritt es wieder erwärmt in den Aktivkohlefilter ein. Die unvermeidliche Restfeuchte und die Temperatur des Rohbiogases im Aktivkohlefiltergehäuse bestimmen nun die Beladungsleistung der Aktivkohle. Es darf nicht zu „trocken“ und nicht zu „nass“ sein. Die Herausforderung für die Anlagentechnik besteht darin, bei wechselnden Außentemperaturen gerade den optimalen Bereich zutreffen, in dem die Aktivkohle viel Schwefelwasserstoff aufnimmt. Ziel ist es, den Biogasmotor vor Schwefelwasserstoff im Biogas-Luft-Gemisch zu schützen, die innermotorisch das Schmieröl versauert und Bauteile im Abgasstrang korrodiert.

Fütterung und Rohentschwefelung können die Biogasaufbereitung belasten

Wird Hühnertrockenkot oder Geflügelmist in nenenswerten Anteilen gefüttert, entstehen Natriumfrachten und es wird Ammoniak gebildet. In Verbindung mit Eisenchlorid, das gern zur Rohentschwefelung eingesetzt wird, kann sich Salz bilden, das mit dem Biogas in den Brennraum gelangt und dort zur Salzäurebildung führt. Diese hat eine stark korrosive Wirkung in allen abgasführenden Bauteilen. Aktivkohle, die auf die Bindung von Schwefelwasserstoff ausgelegt ist, kann nicht in gleichem Maße auch Ammoniak herausfiltern. Hier ist eine zweite Filterstufe notwendig – oder die Fütterung verzichtet auf Geflügel-Substrate. Auch zu Eisenchlorid als Rohentschwefelung gibt es Alternativen, um die Salzsäurebildung zu verhindern.

Warmhaltung der Aktivkohle im Flex-Betrieb

Im Flexbetrieb werden Zeitscheiben gefahren, die von unterschiedlich langen Stillstandszeiten des Blockheizkraftwerkes abgelöst werden. Diese können je nach Grad der Überbauung werktags 6 bis 8 Stunden zwischen der Betriebsphase betragen, am Wochenende auch schon einmal 18 bis 24 Stunden. Da Fahrpläne für das Biogas-Blockheizkraftwerk rollierend gemäß Wetter – und Börsenpreisprognose erstellt werden können, lassen sich die Zeitpunkte für eine Vorwärmung oder dauerhafte Warmhaltung des Aktivkohle-Filtergehäueses bestimmen.

Es wäre gerade im Winter verschleißfördernd, wenn nach einer Stillstandsphase des Biogasmotors dieser bei Anlauf erst einmal wegen einer „kalten“ und möglicherweise zu „nassen“ Aktivkohle viel Schwefelwasserstoff schluckt. Die Biogasnacherwärmung muss mit Blick auf das Filtergehäuse und die nachfolgende Biogasleitung zur Gasregelstrecke erweitert werden und vor Start des Biogasmotors ausreichend Wärme – elektrisch erzeugt oder aus einem Warmwasserspeicher – bereitstellen.

Für Anlagenbauer ergeben sich hier konkrete Aufgaben der Anlagenoptimierung mit Blick auf den Flex-Betrieb, die von der Expertise derjenigen Unternehmen begleitet werden sollten, die sich intensiv mit den Einflussfaktoren auf eine optimale Ausnutzung der Aktivkohle beschäftigt haben. Erst individuell angepasste Lösungskonzepte führen zum gewünschten Ergebnis: keine Belastung des Biogasmotors und wirtschaftlicher Einsatz der Aktivkohle. Handlungsbedarf gibt es häufig schon beim klassischen Volllastbetrieb der Biogas-Blockheizkraftwerke.

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