Biogasaufberei­tung auf Biomethan mittels Absorption

Hintergrund und Motivation

Die Anwendung von Biogas zur Gewinnung von Strom und Wärme mittels eines Blockheizkraftwerks ist altbekannt. Wenn Biogas mit einem Methangehalt von über 98 % aufbereitet wird, kann das aufbereitete Gas, Biomethan, in das Erdgasnetz eingespeist werden. Die erste Biomethananlage in Deutschland wurde im Jahr 2006 in Betrieb genommen. Seither hat die Zahl der Biomethananlagen bzw. die Menge des eingespeisten Biomethans fortwährend zugenommen. Der Anteil von Biomethan in der Primärenergieversorgung Deutschlands wird im Jahr 2020 voraussichtlich 2 % erreicht haben, eine 100-fache Steigerung des Anteiles gegenüber dem Jahr 2010. Biomethan wird einen bedeutenden Beitrag zur Bewältigung der Energiewende leisten.

Das Absorptionsverfahren wird seit Jahrzehnten zur Aufbereitung von Erdgas und Synthesegas angewandt. Dieses Verfahren ist auch für die Biogasaufbereitung geeignet. Die Hauptfaktoren, die die Auswahl des Absorptionsmittels beeinflussen, sind der Betriebsdruck von 1 bar, der vorhandene Sauerstoff, das niedrige H2S zu CO2 Verhältnis, und der geringere Schwefel- bzw. H2S-Gehalt (im Vergleich zu Erdgas).

Projektziele

• Klassifizierung der Absorptionsmittel anhand

• deren Fähigkeit zur CO2- und/oder H2S-Abscheidung bei atmosphärischem Druck,
• deren Stabilität in der Gegenwart von Sauerstoff

• Zusammenstellung der thermodynamischen und der Transport-Eigenschaften ausgewählter Absorptionsmittel anhand von Literaturanalyse und Experimenten
• Gegenüberstellung von durch Simulation gewonnenen Leistungsmerkmalen von Absorptionsmitteln
• Durchführung von Experimenten an einer Versuchsanlage zur Validierung der Simulationsergebnisse und zur Optimierung des Liquid/Gas (L/G) Verhältnisses
• Aufzählung von Gefahren, die in einer Biomethananlage vorkommen könnten und Berechnung von Risiken

Das Projekt ist eines von zehn Projekten im Rahmen des BOYSEN-TU Dresden-Graduiertenkollegs „Nachhaltige Energiesysteme - Interdependenz von technischer Gestaltung und gesellschaftlicher Akzeptanz“.

Veröffentlichungen und Vorträge

• Dixit, O.; Mollekopf, N.: Desulphurising biogas, Sulphur - BCInsight, 355 (2014) Artikel lesen
• Dixit, O.; Mollekopf, N.: Biogasaufbereitung mittels Absorption zur Gewinnung von Biomethan, Chemie Ingenieur Technik, 86 (2014) No. 9, 1394-1395 Artikel lesen
• Dixit, O.; Mollekopf, N.: Designing absorption processes with diglycolamine, Chemical Engineering & Technology, 37 (2014) No. 9, 1583-1592 Artikel lesen
• Dixit, O.; Mollekopf, N.: Properties of Absorption Solvents suitable for Upgrading Biogas to Biomethane, 9. World Congress of Chemical Engineering, Seoul, Südkorea, 22. August 2013
• Dixit, O.; Mollekopf, N.: Hazard Analysis for Biomethane Plants, 3. International Conference on Energy Process Engineering, Frankfurt am Main, 05. Juni 2013
• Dixit, O.; Ohle, A.; Mollekopf, N.: Absorption solvents for upgrading biogas to biomethane, Gas for Energy, 03 (2012), 54-61 Artikel lesen