Katalytische Aktivkohle<\/td> Katalytische Oberfl\u00e4che<\/td> H\u2082S zu elementarem Schwefel<\/td> Hohe Arbeitsleistung, l\u00e4ngere Lebensdauer des Bettk\u00f6rpers<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\nEine g\u00e4ngige und effektive Beladungsstrategie sieht zwei Schichten in einem Beh\u00e4lter oder zwei in Reihe geschaltete Beh\u00e4lter vor. Das Gas kommt zun\u00e4chst mit impr\u00e4gniertem Aktivkohle in Kontakt, das H\u2082S umwandelt, bevor es die Adsorptionskapazit\u00e4t der zweiten Schicht beanspruchen kann. Anschlie\u00dfend str\u00f6mt das Gas durch unbehandelte Aktivkohle mit hoher Jodzahl \u2013 typischerweise 900 bis 1.100 mg\/g \u2013, die Siloxane und VOCs bindet. Dieser mehrschichtige Ansatz sorgt f\u00fcr die beste Gesamtlebensdauer, da jedes Medium genau die Aufgabe erf\u00fcllt, f\u00fcr die es ausgelegt ist.<\/p>\n\n\n\n
Auch die physikalische Form spielt eine Rolle. Extrudierte Pellets mit einer Gr\u00f6\u00dfe von 2 bis 4 Millimetern werden in den meisten Biogasanlagen bevorzugt, da sie eine gleichm\u00e4\u00dfige Gasverteilung, einen geringen Druckabfall, eine hohe Druckfestigkeit und eine geringe Staubentwicklung beim Austausch bieten. Kohlepellet eignen sich f\u00fcr kleinere Anlagen, neigen jedoch dazu, in hohen Betten einen h\u00f6heren Druckabfall zu verursachen. Die wichtigsten Vergleichswerte sind die Jodzahl f\u00fcr die VOC- und Siloxan-Kapazit\u00e4t, eine H\u00e4rte von \u00fcber 95 Prozent sowie ein Feuchtigkeitsgehalt von unter 5 Prozent.<\/p>\n\n\n\n
Warum Aktivkohle ein guter Filter f\u00fcr Biogas ist: Die wichtigsten Vorteile<\/h2>\n\n\n\n Aktivkohle hat sich in Biogasanlagen bew\u00e4hrt, da sie eine hohe Abscheideleistung mit einfacher Handhabung verbindet und so teure nachgeschaltete Anlagen zu vorhersehbaren Gesamtkosten sch\u00fctzt \u2013 eine Kombination, die bei der Entfernung von Spurenverunreinigungen nur wenige Alternativen bieten k\u00f6nnen.<\/strong><\/p>\n\n\n\nZu den praktischen Vorteilen, die daf\u00fcr sorgen, dass Biogas-Aktivkohle weiterhin gefragt ist, geh\u00f6ren:<\/p>\n\n\n\n
\nAbscheidungsgrad.<\/strong> Richtig ausgew\u00e4hltes Aktivkohlefiltermedium senkt die Konzentrationen von H\u2082S, Siloxanen und VOCs auf die vorgeschriebenen Werte, wobei die H\u2082S-Abscheidung h\u00e4ufig \u00fcber 98 Prozent liegt.<\/li>\n\n\n\nGer\u00e4teschutz.<\/strong> Die Entfernung von korrosiven und ablagerungsbildenden Verbindungen verl\u00e4ngert die \u00dcberholungsintervalle des Motors und sch\u00fctzt die Membranen und PSA-Anlagen in Aufbereitungsanlagen.<\/li>\n\n\n\nEinfache Bedienung.<\/strong> Ein Aktivkohlefilter ist ein passives Ger\u00e4t ohne bewegliche Teile, ohne zu dosierende Chemikalien und ohne komplexen Regelkreis, wodurch er einfach zu installieren und zu warten ist.<\/li>\n\n\n\nModulare Skalierbarkeit.<\/strong> Das gleiche F\u00fcllmaterial eignet sich sowohl f\u00fcr kleine landwirtschaftliche Biogasanlagen als auch f\u00fcr gro\u00dfe Deponiegasanlagen \u2013 lediglich durch Anpassung der Beh\u00e4ltergr\u00f6\u00dfe und der Bettmasse.<\/li>\n\n\n\nVorhersehbare Wirtschaft.<\/strong> Da der Aktivkohleverbrauch schrittweise erfolgt und der Austausch anhand der Durchbruch\u00fcberwachung zeitlich gesteuert wird, sind die Betriebskosten stabil und lassen sich leicht einplanen.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\nTypische Anwendungsbereiche<\/h3>\n\n\n\n Die Biogas-Aktivkohlefiltration ist in der gesamten Branche f\u00fcr erneuerbare Gase g\u00e4ngige Praxis, darunter in Verg\u00e4ranlagen f\u00fcr landwirtschaftliche und Lebensmittelabf\u00e4lle, die komprimiertes Biogas produzieren, in kommunalen Kl\u00e4ranlagen zur R\u00fcckgewinnung von Kl\u00e4rgas, in Deponiegasr\u00fcckgewinnungssystemen sowie in Brennereien und M\u00fcllverbrennungsanlagen. In jedem Fall befindet sich die Aktivkohlefilterstufe zwischen der Rohgasquelle und der Verwendungsstelle und sch\u00fctzt so Gasmotoren, Kessel, Turbinen sowie Aufbereitungsanlagen.<\/p>\n\n\n\n
Einschr\u00e4nkungen, die Sie vor der Auswahl von Aktivkohle beachten sollten<\/h2>\n\n\n\n Aktivkohle eignet sich hervorragend zur Reinigung und zur Entfernung von Spurenverunreinigungen, ist jedoch nicht immer die wirtschaftlichste Wahl f\u00fcr die gro\u00dftechnische H\u2082S-Entfernung aus stark belastetem Gas, und ihre Leistungsf\u00e4higkeit h\u00e4ngt stark von den Betriebsbedingungen ab. Anlagen, die diese Grenzen au\u00dfer Acht lassen, m\u00fcssen die Aktivkohle letztendlich viel zu oft austauschen und daf\u00fcr hohe Kosten tragen.<\/strong><\/p>\n\n\n\nDie wichtigsten Einschr\u00e4nkungen, die bei der Planung zu ber\u00fccksichtigen sind, sind:<\/p>\n\n\n\n
\nKosten bei hoher H\u2082S-Belastung.<\/strong> Wenn der H\u2082S-Gehalt im Zulauf in den Bereich von mehreren Tausend ppm steigt, ist es kostspielig, den gesamten H\u2082S mit Aktivkohle zu entfernen. Die wirtschaftlichste Vorgehensweise besteht darin, zun\u00e4chst eine Grobreinigung durchzuf\u00fchren \u2013 beispielsweise durch biologische Entschwefelung oder mit eisenhaltigen Filtermedien \u2013 und anschlie\u00dfend eine Feinfilterung mit Aktivkohle vorzunehmen, um die Endspezifikation zu erreichen.<\/li>\n\n\n\nFeuchtigkeitsempfindlichkeit.<\/strong> Kohle erzielt die beste Leistung bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 40 bis 60 Prozent. Ges\u00e4ttigtes Gas verringert die Adsorptionskapazit\u00e4t um 10 bis 30 Prozent und kann zu Kanalisierung im Bett f\u00fchren. Daher ist es g\u00e4ngige Praxis, das Gas vorab zu k\u00fchlen, um Kondensat abzuscheiden, und es anschlie\u00dfend auf eine Temperatur von 10 bis 12 Grad \u00fcber seinem Taupunkt wieder zu erw\u00e4rmen.<\/li>\n\n\n\nSauerstoffbedarf.<\/strong> F\u00fcr die katalytische H\u2082S-Entfernung an Aktivkohle ist eine geringe Sauerstoffmenge im Gas erforderlich, idealerweise \u00fcber 0,5 Volumenprozent. Ohne diese sinkt die Aufnahmekapazit\u00e4t drastisch.<\/li>\n\n\n\nSicherheitshinweise.<\/strong> Mit Alkali impr\u00e4gnierte Kohlenstoffe k\u00f6nnen aufgrund exothermer Reaktionen, insbesondere bei hohen H\u2082S- und CO\u2082-Konzentrationen, die Gefahr von Bettbr\u00e4nden bergen und erfordern daher besondere Aufmerksamkeit hinsichtlich der Gasverteilung und der Temperatur\u00fcberwachung.<\/li>\n\n\n\nEntsorgung gebrauchter Filtermedien.<\/strong> Mit Schwefelverbindungen beladener impr\u00e4gnierter Aktivkohle muss unter Umst\u00e4nden als Sonderm\u00fcll entsorgt werden, was die Lebenszykluskosten des Filtermediums um 20 bis 40 Prozent erh\u00f6ht. F\u00fcr Siloxane verwendete neue Aktivkohle l\u00e4sst sich in der Regel einfacher und kosteng\u00fcnstiger handhaben, und ein Teil der verbrauchten Aktivkohle kann thermisch reaktiviert werden, anstatt auf Deponien entsorgt zu werden.<\/li>\n<\/ol>\n\n\n\nAktivkohle im Vergleich zu anderen Technologien zur Biogasentschwefelung<\/h2>\n\n\n\n Aktivkohle, Eisenoxid-Filtermedien, biologische Entschwefelung und Fl\u00fcssigkeitsw\u00e4sche spielen jeweils eine eigene Rolle bei der Biogasaufbereitung, und die kosteng\u00fcnstigsten Konzepte kombinieren in der Regel mehrere dieser Verfahren: eine Technologie zur groben Entfernung, gefolgt von einer Aktivkohle-Nachbehandlung, um die strengen Anforderungen an die Abgasqualit\u00e4t zu erf\u00fcllen.<\/strong><\/p>\n\n\n\nTechnologie<\/td> Entfernungstiefe<\/td> Relative Kosten<\/td> Beste Bewerbung<\/td><\/tr> Impr\u00e4gnierte Aktivkohle<\/td> Unter 1 ppm<\/td> H\u00f6here Medienkosten<\/td> Polieren, mittlere Belastung, gemischte Verunreinigungen<\/td><\/tr> Eisenoxid-Filtermedien \/ Eisenschwamm<\/td> 20 bis 50 ppm<\/td> Niedrig<\/td> H2S-Entfernung in gro\u00dfen Mengen, Nassgas, einfache Anlagen<\/td><\/tr> Biologische Entschwefelung<\/td> Unter 50 ppm<\/td> Niedrige Betriebskosten<\/td> Gro\u00dfe Anlagen, hohe H\u2082S-Belastungen<\/td><\/tr> Fl\u00fcssigw\u00e4sche (NaOH)<\/td> Unter 50 ppm<\/td> Mittel<\/td> Hohe H\u2082S-Konzentrationen, pr\u00e4zise Dosierung<\/td><\/tr> Membrantrennung<\/td> Unterschiedlich<\/td> Hoher Kapitalbedarf<\/td> Gemeinsame Entfernung von CO\u2082 und H\u2082S bei der Aufbereitung<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\nMedien auf Eisenbasis sind kosteng\u00fcnstig und eignen sich gut f\u00fcr feuchtes, stark belastetes Gas, bieten jedoch eine gr\u00f6bere Abscheidung und k\u00f6nnen unter Br\u00fcckenbildung leiden. Biologische Systeme bieten bei gro\u00dfem Ma\u00dfstab sehr niedrige Betriebskosten, erfordern jedoch eine sorgf\u00e4ltige Sauerstoffregelung und stabile Bedingungen. Die Fl\u00fcssigw\u00e4sche bew\u00e4ltigt kontinuierlich hohe Konzentrationen, erfordert jedoch eine Dosierungssteuerung und die Logistik der Chemikalienversorgung. Aktivkohle zeichnet sich dort aus, wo es auf Tiefe ankommt: kompakte Beh\u00e4lter, eine Auslasskonzentration im Sub-ppm-Bereich sowie die gleichzeitige Entfernung von Siloxanen und VOCs, was andere Technologien nicht leisten k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n
Aus diesem Grund haben sich Hybridkonstruktionen in der Branche als Standard durchgesetzt. Eine Vorbehandlungsstufe reduziert den H\u2082S-Gehalt von Tausenden von ppm auf einige Hundert, und eine Kohle-Nachbehandlungsstufe sorgt f\u00fcr eine Endkonzentration unter 1 ppm und filtert gleichzeitig Siloxane und VOCs heraus. Diese Kombination erf\u00fcllt die strengsten Anforderungen bei den niedrigsten Kosten pro Kilogramm entferntem Schwefel und minimiert das Volumen der verbrauchten Filtermedien.<\/p>\n\n\n\n
So w\u00e4hlen Sie ein Biogas-Aktivkohlesystem aus und betreiben es<\/h2>\n\n\n\n Ein erfolgreiches Biogas-Kohlesystem beginnt mit einer Gasanalyse, passt die Kohleart und die Bettgr\u00f6\u00dfe an die tats\u00e4chliche Schadstoffbelastung an und st\u00fctzt sich bei der Entscheidung \u00fcber den Wechsel des Filtermediums eher auf die \u00dcberwachung des Durchbruchs als auf den Kalender. Anlagen, die diesen Prozess konsequent befolgen, verzeichnen durchweg eine l\u00e4ngere Lebensdauer des Filterbetts und geringere Behandlungskosten.<\/strong><\/p>\n\n\n\nAuswahlkriterien f\u00fcr Kohlenstoff<\/h3>\n\n\n\n Die Auswahl des Filtermediums sollte sich nach den gemessenen Schadstoffkonzentrationen, der Durchflussrate, der Luftfeuchtigkeit und den Anforderungen an den Auslass richten. Bei H\u2082S-Anwendungen sollten die Qualit\u00e4ten eher hinsichtlich ihrer Schwefelkapazit\u00e4t und der Gleichm\u00e4\u00dfigkeit der Impr\u00e4gnierung verglichen werden als nach dem Preis pro Tonne, da ein billiger, impr\u00e4gnierter Aktivkohlefilter mit geringer Beladung bis zu 30 Prozent seiner Wirkleistung einb\u00fc\u00dfen kann. F\u00fcr den Einsatz bei Siloxanen und VOCs sollten die Jodzahl und die Porenverteilung im Vordergrund stehen. Bei der Partikelgr\u00f6\u00dfe gilt es, einen Mittelweg zu finden: Pellets mit einer Gr\u00f6\u00dfe von 2 bis 4 Millimetern bieten in der Regel das beste Verh\u00e4ltnis zwischen Kontaktwirkungsgrad und Druckverlust.<\/p>\n\n\n\n
Systemdesign<\/h3>\n\n\n\n Die Dimensionierung des Bettes ergibt sich aus der Verweilzeit im leeren Bett. Das erforderliche Bettvolumen entspricht dem Gasdurchsatz multipliziert mit der Verweilzeit, und die Kohlenstoffmasse ergibt sich aus dem Bettvolumen und der Packungsdichte. Zu kleine Betten versagen vorzeitig; zu gro\u00dfe Betten binden Kapital und k\u00f6nnen Feuchtigkeit aufnehmen, w\u00e4hrend sie ungenutzt bleiben. Die meisten Konstrukteure sehen eine Sicherheitsmarge von 20 Prozent vor und konfigurieren die Beh\u00e4lter im Lead-Lag-Betrieb, wobei der erste Beh\u00e4lter den Gro\u00dfteil der Arbeit \u00fcbernimmt und der zweite als Reserve dient. Der Lead-Lag-Betrieb erm\u00f6glicht zudem den Austausch des F\u00fcllmaterials, ohne den Gasdurchfluss unterbrechen zu m\u00fcssen.<\/p>\n\n\n\n
Betriebsbedingungen<\/h3>\n\n\n\n Halten Sie die Gaswerte innerhalb des von den Medien erwarteten Bereichs: relative Luftfeuchtigkeit im Bereich von 40 bis 60 Prozent, ein geringer, kontrollierter Sauerstoffgehalt f\u00fcr katalytische Qualit\u00e4ten und eine stabile Temperatur. Durch den Einbau von H\u2082S-Analysatoren hinter jeder Stufe kann der Betreiber ein Durchbrechen erkennen und den Austausch der Filter im Voraus planen.<\/p>\n\n\n\n
\u00dcberwachung und Austausch<\/h3>\n\n\n\n Ersetzen Sie die Filtermedien anhand der Durchbruchskurve und nicht aufgrund von Vermutungen. Bew\u00e4hrt ist es, den Austausch bei Erreichen des 80-Prozent-Durchbruchspunkts zu planen, solange der Vorlaufbeh\u00e4lter noch \u00fcber eine Reserve verf\u00fcgt. Unter typischen Bedingungen mit einem H\u2082S-Gehalt von 500 bis 2.000 ppm am Einlass halten impr\u00e4gnierte Aktivkohlebetten etwa 3 bis 6 Monate, w\u00e4hrend neue Siloxan-Abscheidebetten in der Regel 6 bis 12 Monate in Betrieb sind, wobei Hochleistungsausf\u00fchrungen unter g\u00fcnstigen Betriebsbedingungen eine Lebensdauer von bis zu zwei Jahren erreichen. Die tats\u00e4chliche Lebensdauer h\u00e4ngt immer von der H\u2082S-Belastung am Einlass, dem Durchfluss, der Luftfeuchtigkeit und der Temperatur ab, weshalb die \u00dcberwachung wichtiger ist als jede Faustregel.<\/p>\n\n\n\n
H\u00e4ufig gestellte Fragen<\/h2>\n\n\n\nEntfernt Aktivkohle CO\u2082 aus Biogas?<\/h3>\n\n\n\n Nein. Aktivkohle wird in der Biogasaufbereitung zur Entfernung von Spurenverunreinigungen wie H\u2082S, Siloxanen und VOCs eingesetzt. Die Entfernung der 30 bis 50 Prozent CO\u2082-Anteile, die f\u00fcr die Herstellung von Biomethan erforderlich sind, erfordert spezielle Aufbereitungstechnologien wie Membrantrennung, Wassergasw\u00e4sche oder Druckwechseladsorption. Kohlebetten dienen dazu, diese Aufbereitungssysteme zu sch\u00fctzen und das Endprodukt zu veredeln.<\/p>\n\n\n\n
Beeinflusst die Luftfeuchtigkeit die Leistung von Aktivkohle bei der Biogasgewinnung?<\/h3>\n\n\n\n Ja, und zwar erheblich. Die Adsorptionskapazit\u00e4t ist bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 40 bis 60 Prozent am h\u00f6chsten und nimmt bei ges\u00e4ttigtem Gas merklich ab, wobei \u00fcblicherweise Verluste von 10 bis 30 Prozent angegeben werden. Da Rohbiogas in der Regel vollst\u00e4ndig ges\u00e4ttigt ist, ist es g\u00e4ngige Praxis, das Gas abzuk\u00fchlen, um Feuchtigkeit auszukondensieren, und es anschlie\u00dfend auf etwa 10 bis 12 Grad \u00fcber seinem Taupunkt wieder zu erw\u00e4rmen, bevor es in das Aktivkohlebett gelangt.<\/p>\n\n\n\n
Wie bestimmt man die Gr\u00f6\u00dfe eines Aktivkohlebetts f\u00fcr eine Biogasanlage?<\/h3>\n\n\n\n Berechnen Sie zun\u00e4chst die t\u00e4gliche Schadstofflast \u2013 also die Konzentration multipliziert mit dem Durchfluss \u2013 und dividieren Sie diese durch die Arbeitskapazit\u00e4t des Aktivkohlemediums, um den Medienverbrauch zwischen den Wechseln abzusch\u00e4tzen. Legen Sie dann das Bettvolumen so fest, dass eine ausreichende Kontaktzeit im leeren Bett auf Basis des Gasdurchflusses gew\u00e4hrleistet ist, f\u00fcgen Sie eine Auslegungsreserve von etwa 20 Prozent hinzu und konfigurieren Sie die Beh\u00e4lter im Lead-Lag-Betrieb f\u00fcr den Dauerbetrieb. Ein Lieferant kann die Berechnung anhand Ihrer Gasanalyse und der geforderten Ausgangsspezifikation verfeinern.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Biogas has become one of the fastest growing sources of renewable energy, produced from agricultural waste, food scraps, sewage sludge, and landfill material through anaerobic digestion. Yet the gas that leaves a digester or landfill well is far from ready for use. Raw biogas carries hydrogen sulfide, siloxanes, volatile organic compounds, and moisture that corrode […]<\/p>\n","protected":false},"author":11,"featured_media":8179,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[41,242,269,272],"class_list":["post-8178","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-blog","tag-activated-carbon","tag-activated-carbon-application","tag-air-treatment-activated-carbon","tag-biogas-activated-carbon"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/junglenical.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/8178","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/junglenical.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/junglenical.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/junglenical.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/11"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/junglenical.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=8178"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/junglenical.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/8178\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":8370,"href":"https:\/\/junglenical.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/8178\/revisions\/8370"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/junglenical.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/8179"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/junglenical.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=8178"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/junglenical.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=8178"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/junglenical.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=8178"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}
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