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Biogas-Aktivkohle

Aktivkohle ist das unverzichtbare Reinigungsmedium für die Biogasaufbereitung und sorgt nachweislich für die Entfernung von Schwefelwasserstoff, Siloxanen und flüchtigen Verunreinigungen, die Anlagen beschädigen und die Einhaltung der Qualitätsstandards für die Einspeisung von Biomethan ins Netz, die Kraft-Wärme-Kopplung sowie die Kraftstoffqualität für Fahrzeuge verhindern.
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Biogas-Aktivkohle – Titelbild

Was ist Biogas-Aktivkohle?

Methan-Aktivkohle ist eine speziell ausgewählte Aktivkohlesorte, die während des gesamten Reinigungs- und Aufbereitungszyklus von Biogas eingesetzt wird, um ein komplexes Gemisch aus schädlichen Verunreinigungen zu entfernen, die das Rohmethan am Ort der Erzeugung verunreinigen. Rohbiogas – das durch die anaerobe Vergärung organischer Rohstoffe wie landwirtschaftlicher Abfälle, Lebensmittelreste, Siedlungsabfälle, Deponiegas und Klärschlamm – ist eine wichtige Energiequelle, enthält jedoch auch erhebliche Mengen an Schwefelwasserstoff (H₂S), Siloxanen, Halogenen (VOCs), Ammoniak und Wasser, die entfernt werden müssen, um das Gas sicher und effizient nutzen zu können.

Werden diese Schadstoffe nicht beseitigt, haben sie erhebliche Auswirkungen auf den Betrieb und das Geschäft. Schwefelwasserstoff greift Metallrohre, Motoren und Wärmetauscher in zunehmendem Maße an. Siloxane lagern sich als abrasives Siliziumdioxid auf Verbrennungsflächen ab, was zu vorzeitigem Motorverschleiß und teuren außerplanmäßigen Wartungsarbeiten führt. Halogene und VOCs können für den Katalysator und das Abgasrückführungssystem (EGR) toxisch sein. Insgesamt machen solche Verunreinigungen Rohbiogas ungeeignet, um die Anforderungen des Biomethan-Netzes, der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) und der Kraftstoffzertifizierung für Fahrzeuge zu erfüllen – sodass eine effiziente Reinigung keine Option, sondern eine betriebliche und wirtschaftliche Notwendigkeit ist.

Aktivkohle vereint ein hohes Absorptionsvermögen, chemische Vielseitigkeit und die Fähigkeit, sich an den jeweiligen Prozess anzupassen, sodass kein anderes Aufbereitungsmaterial das gesamte Spektrum der Biogasverunreinigungen abdecken kann.

Die wichtigsten Vorteile von Biogas-Aktivkohle

Die Wahl der richtigen Aktivkohlemengen für die Biogasaufbereitung wirkt sich unmittelbar auf die Gasqualität, die Lebensdauer der Anlage und die Gewinnspanne der gesamten Anlage aus. HPC-Aktivkohle bietet messbare Vorteile in allen wesentlichen Bereichen der Abwasserbehandlung:
  • Äußerst effektive H₂S-Entfernung: Aktivkohle – insbesondere die Imprägnierqualitäten K- oder KMnO – ermöglicht eine hocheffiziente Absorption von H₂S selbst bei hohen Eingangswerten und schützt so den nachgeschalteten Motor, die Turbine und den Wärmetauscher vor beschleunigter Korrosion.
  • Zuverlässige Siloxan-Abscheidung unter allen Betriebsbedingungen: Die gut ausgeprägte mikroporöse und mesoskopische Struktur der hochwertigen Methan-Kohlenstoffklassen gewährleistet eine effiziente Absorption von Siloxan bei einer Vielzahl von Methanzusammensetzungen, Durchflussraten und Feuchtigkeitsgraden – wodurch die Bildung von Siliziumdioxid auf der Verbrennungsoberfläche verhindert und die Reparaturintervalle des Motors deutlich verlängert werden.
  • Umfassende Abdeckung von Schadstoffen in einem einzigen Behandlungsschritt: Gleichzeitig werden durch Aktivkohle H₂S, Siloxane, VOCs, Halogene und Restwasser in einem einzigen Festbettsystem behandelt, was die Aufbereitung von Methan vereinfacht und den Bedarf an separaten Reinigungsanlagen verringert.
  • Kompatibel mit Imprägnierung für verbesserte Leistung:Die chemische Aufbereitung von Standard-Aktivkohle kann durch Imprägnierung mit Kaliumpermanganat, Kaliumiodid oder Aminen erfolgen, um bestimmte Schadstoffe – insbesondere H₂S und Quecksilber – mit einer Reinigungsleistung zu entfernen, die durch physikalische Adsorption allein nicht erreicht werden kann. Dies bietet eine maßgeschneiderte Lösung für anspruchsvolle Biogaszusammensetzungen.
  • Unterstützt die Zertifizierung von Biomethan und die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften: Das Aktivkohle-Reinigungssystem ist eine anerkannte und bewährte Methode, um die Anforderungen der europäischen Norm EN 16723, der Spezifikationen der Hersteller von Blockheizkraftwerken sowie der Vorschriften zur Kraftstoffqualität für Fahrzeuge auf den Weltmärkten zu erfüllen.

Herausforderungen der Branche

Hohe H₂S-Konzentrationen überfordern herkömmliche Kohlenstofffilter

Biogas aus bestimmten Rohstoffen – insbesondere aus Gäranlagen für Gülle und Lebensmittelabfälle – kann H₂S in einer Konzentration von mehr als einigen Tausend ppm enthalten, wodurch sich die nicht imprägnierten Aktivkohlebetten schnell und mit hohen Kosten füllen.

Die Effizienz der Siloxanentfernung nimmt mit steigender Feuchtigkeit ab

Ein erhöhter Feuchtigkeitsgehalt im Rohmethan konkurriert mit Silikonmolekülen um die Adsorptionsstellen der Aktivkohle, wodurch die Effizienz der Silikonentfernung sinkt und eine vorgelagerte Lufttrocknung vor der Aktivkohlephase erforderlich wird, um eine akzeptable Reinigungsleistung aufrechtzuerhalten.

Eine kurze Lebensdauer des Kohlenstoffbetts erhöht die Betriebskosten

In Verbindung mit einer hohen Schadstoffbelastung und einer komplexen Gasmatrix in Biogasanlagen beschleunigt dies die CO₂-Sättigung, verkürzt die Austauschzeit und erhöht die laufenden Material- und Arbeitskosten im Betriebsbudget der Anlage.

Produktübersicht

Aktivkohle

AIR-EC-40

Spezifische Anwendungsszenarien – Biogas-Aktivkohle

Entfernung von Schwefelwasserstoff (H₂S)

H₂S ist einer der schädlichsten und am weitesten verbreiteten Schadstoffe in Erdgas, der metallische Infrastruktur korrodiert, Katalysatoren vergiftet und giftige SO₂-Emissionen verursacht. Aktivkohle – insbesondere solche, die in Kaliumiodid oder Kaliumpermanganat getränkt ist – absorbiert und oxidiert H₂S chemisch über einen breiten Bereich von Eingangskonzentrationen hinweg äußerst effizient und schützt so den nachgeschalteten Motor, die Turbine, den Kessel und die Membran zur Gasaufbereitung vor beschleunigter Korrosion und verlängert deren Lebensdauer.

Entfernung von Siloxanen

Siloxane – organische Silikonverbindungen, die aus Körperpflegeprodukten, Reinigungsmitteln und Industriechemikalien in Abfallrohstoffen stammen – gehören zu den Substanzen, deren Kontrolle technisch am schwierigsten ist. Bei der Verbrennung wandeln sich die Siloxane in abrasive Siliziumdioxid (SiO₂)-Ablagerungen um, die sich an den Kolben, am Zylinderkopf und an den Oberflächen des Wärmetauschers ansammeln und zu schwerwiegendem mechanischem Verschleiß sowie zu außerplanmäßigen Wartungsstillständen führen. Aktivkohle mit gut entwickelten Mikroporen kann alle Silikonverbindungen der Klassen D und L effizient adsorbieren und schützt so Blockheizkraftwerke und Gasturbinen vor den durch Siliziumdioxid verursachten Schäden.

Entfernung von VOC und halogenierten Verbindungen

Das aus Siedlungsabfällen und industriellen Abfällen gewonnene Methan enthält oft eine komplexe Mischung aus VOCs und Halogenen – darunter Chlor und Fluor –, die die Verbrennungsanlage zerstören, den Katalysator vergiften und giftige Emissionen verursachen können, wenn sie nicht aufbereitet werden. Aktivkohle verfügt über ein breites Absorptionsspektrum und eine große Oberfläche, wodurch VOCs und Halogene in einer einzigen Festbettphase effektiv gebunden werden können, sodass der Prozess vereinfacht und die Komplexität der Anlage verringert werden kann.

Geruchskontrolle in Biogasanlagen

Anaerobe Vergärungsanlagen, Deponiegas-Sammelstationen und Biogasaufbereitungsanlagen verursachen erhebliche Geruchsbelästigungen durch flüchtiges H₂S, Mercaptane und andere übelriechende Schwefelverbindungen, die während der Gasförderung, -speicherung und -aufbereitung entweichen. Aktivkohle-Geruchskontrollsysteme – installiert im Abluftstrom, in der baulichen Luftaufbereitungsanlage und im Auslasswäscher der Aufbereitungsanlage – fangen die Gerüche aus den Räumlichkeiten auf, bevor sie die Grundstücksgrenzen erreichen, wodurch die Einhaltung der Geruchsemissionsgrenzwerte gemäß den behördlichen Vorgaben sowie die Aufrechterhaltung eines akzeptablen Umfelds für das Personal der Anlage und die umliegenden Gemeinden gewährleistet werden.

Biogas-Vorbehandlung vor der Membranaufbereitung

Das PSA-Verfahren (PSA) und das Membrantrennsystem zur Aufbereitung von Biodiesel reagieren sehr empfindlich auf Mikroverunreinigungen – insbesondere H₂S, Siloxane und VOCs –, die im Laufe der Zeit zu einer irreversiblen Zersetzung der Trennmembran führen oder deren Selektivität und Ausbeute beeinträchtigen können. Aktivkohle-Schutzbetten, die der Membran- und PSA-Aufbereitungsanlage vorgeschaltet sind, dienen als abschließende Vorbehandlungsstufe, zur Entfernung verbleibender Schadstoffe auf Werte unterhalb der für die Aufbereitungsverfahren zulässigen Grenzwerte sowie zum Schutz der im nachgeschalteten Trennsystem investierten Kapitalkosten.

Biogas-Vorbehandlung vor der Membranaufbereitung

Deponiegas gehört zu den komplexesten und vielfältigsten Arten von Biogasverunreinigungen, zu denen nicht nur H₂S und Siloxane zählen, sondern aufgrund der heterogenen Zusammensetzung der unterirdischen städtischen Feststoffabfälle auch eine Vielzahl nichtmethanhaltiger organischer Verbindungen (NMOCs), Halogenkohlenwasserstoffe und Quecksilberdampf. Aktivkohle – einschließlich spezieller Tauchaktivkohle für Hg und Halon – wurde in das Deponiegasaufbereitungssystem integriert, um dieses Problem der Mehrfachverunreinigung zu bewältigen. Dadurch kann der Anlagenbetreiber das Rohdeponiegas zu Biomethan in Leitungsqualität aufbereiten oder vor Ort Strom unter Einhaltung der gesetzlichen Emissionsgrenzwerte erzeugen.

Die Vorteile unserer Biogas-Aktivkohle

Entfernung mehrerer Schadstoffe in einem einzigen Behandlungsschritt

Aktivkohle absorbiert H₂S, Siloxane, VOCs und Halogene gleichzeitig in einem einzigen Festbett-System, wodurch die Notwendigkeit mehrerer separater Reinigungseinheiten entfällt und die Komplexität, Größe sowie Kosten der Biogasaufbereitungsanlage erheblich reduziert werden.

Durch Imprägnierung verbesserte Leistung bei anspruchsvollen Biogaszusammensetzungen

Sowohl Standard- als auch chemisch imprägnierte Aktivkohleklassen – einschließlich der Varianten KSI und KMP – bieten eine maßgeschneiderte Abscheideleistung für hochkonzentriertes H₂S und Spurenverunreinigungen und gewährleisten so eine gleichbleibende Gasqualität am Ausgang, selbst wenn sich die Zusammensetzung des Ausgangsmaterials und die Verunreinigungswerte am Einlass ändern.

Bewährter Weg zur Einhaltung der Biomethan-Vorschriften und zum Schutz von KWK-Anlagen

Das Aktivkohle-Reinigungssystem ist eine international anerkannte Lösung zur Erfüllung der Normen für die Einspeisung von Biomethan ins Netz sowie der Qualitätsnormen für Erzeugergas von KWK-Motoren.

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Die Wahl der richtigen Aktivkohlesorte entscheidet über eine hohe Zuverlässigkeit bei der Biomethanerzeugung und vermeidet kostspielige Ersatzmaßnahmen. Wir bieten eine breite Palette an Aktivkohleprodukten an, darunter Granulat-, Säulen- und chemisch imprägnierte Sorten, die sich besonders für die Entfernung von H₂S, die Bindung von Silikon und die Absorption von VOCs aus Methan eignen. Sehen Sie sich unseren vollständigen Aktivkohlekatalog an, um die für Ihre Einsatzmischung, Durchflussanforderungen und Gasqualitätsziele geeigneten Produkte zu finden.
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Die Biogasreinigung ist nur eine von vielen Anwendungen in einem weitaus breiteren Spektrum industrieller Herausforderungen, für deren Lösung hochentwickelte chemische Werkstoffe entwickelt wurden. Ganz gleich, ob Sie in den Bereichen erneuerbare Energien, Wasseraufbereitung, Luftreinigung, Lebensmittelverarbeitung oder Umweltsanierung tätig sind – wir verfügen über ein umfassendes Produktportfolio, das Aktivkohle, Aluminiumoxid, Titandioxid und andere Hochleistungsmaterialien nutzt. Sehen Sie sich unsere industriellen Lösungen an, um die passenden Lösungen für Ihr Unternehmen und Ihre geschäftlichen Anforderungen zu finden.
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Verpackungs- und Logistikdienstleistungen

Sichere und individuell anpassbare Verpackung

Die Produkte müssen in einem strapazierfähigen, feuchtigkeitsdichten Beutel oder Großbehälter verpackt werden, um die Sauberkeit und Unversehrtheit während des Transports zu gewährleisten. Maßgeschneiderte Verpackungsoptionen für besondere Anforderungen hinsichtlich Größe und Handhabung.

Zuverlässiger und flexibler weltweiter Versand

In Zusammenarbeit mit zuverlässigen Logistikpartnern bieten wir ein flexibles Liefersystem für See-, Luft- und Landfracht. Schnelle Lieferung und sicherer Transport zu Zielen weltweit.

Zentrale Koordination von Bestellungen und Support

Wir bieten spezielle Unterstützung bei der Nachverfolgung und Dokumentation vom Auftragsbestätigung bis zum letzten Versand. Technische und logistische Unterstützung steht zur Verfügung, um den Erfolg der Lieferkette zu gewährleisten.

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