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Biogasentschwefelung – Biologischer Wäscher 1100 m³/h – H₂S 2500/150 ppm

Die biologische Entschwefelung mit einem konventionellen Biotrickling-Wäscher ist eine bewährte Technologie, die seit vielen Jahren erfolgreich zur Entfernung von Schwefelwasserstoff (H₂S) aus Biogas, Klärgas und Deponiegas eingesetzt wird. Das Verfahren wird auch als mikrobielle Entschwefelung bezeichnet.Weitere gebräuchliche Bezeichnungen sind Scrubber, Bio-Scrubber, Wäscher, Biowäscher, Biotrickling-Wäscher, Biotrickling-Reaktor und Biofilmreaktor, Biorieselbettreaktor.

Das H₂S-haltige Biogas wird durch einen mit Füllkörpern gefüllten Behälter geleitet. Mikroorganismen besiedeln die Oberfläche der Füllkörper und oxidieren Schwefelwasserstoff in Gegenwart von Sauerstoff zu elementarem Schwefel und Sulfat.

Durch die Zugabe von Nährstoffen für die Mikroorganismen und die kontinuierliche Wasserzirkulation werden Schwefel und Sulfat aus dem System ausgewaschen. Die entstehende schwefel- und sulfathaltige Suspension kann dem Zulauf einer Kläranlage oder bei Biogasanlagen dem Gärrestlager zugeführt werden.

Es werden Mikroorganismen des Typs Thiobacillus (Thiooxidans) eingesetzt. Diese Bakterien sind chemolithotroph und nutzen Kohlendioxid als Kohlenstoffquelle. Für ihren Stoffwechsel benötigen sie Sauerstoff, der in Form von Luft zugeführt wird.

Die Luftzufuhr wird entsprechend dem Biogasvolumenstrom geregelt. Hierfür ist ein 4–20-mA-Signal der Biogas-Durchflussmessung erforderlich. Die Prozessluft wird durch ein Gebläse zugeführt, dessen Leistung über einen Frequenzumrichter geregelt wird.

Die Behälter bestehen aus PP (Polypropylen). Eine Beheizung des Systems ist nicht erforderlich. Aufgrund des niedrigen pH-Wertes der Suspension bestehen alle mit dem Medium in Kontakt kommenden Prozessleitungen aus PVC oder PP.

Der Schaltschrank und die komplette Prozessausrüstung sind in einem Technikraum aus PP installiert. Außerhalb des Technikraums ist ein separates ATEX-Sicherheitsabschaltsysteminstalliert. Die Gasanschlüsse der Behälter sind DN 350.

Ein wesentlicher Vorteil der biologischen Entschwefelung gegenüber anderen Verfahren, wie Aktivkohlefiltern oder chemischen Wäschern, besteht darin, dass für die H₂S-Entfernung keine zusätzlichen Chemikalien erforderlich sind. Lediglich geringe Mengen an Nährstoffen für die Mikroorganismen müssen zugegeben werden.

Das System erreicht einen H₂S-Abscheidegrad von 94 % und reduziert die H₂S-Konzentration von 2.500 ppm auf bis zu 150 ppm.

Technische Details
Eigenschaften
Standard-Lieferumfang

Gasvolumenstrom, Betriebs-m³/h:

1100

Gasvolumenstrom, Nm³/h:

1000

H₂S-Konzentration am Eintritt, ppm:

2500

H₂S-Konzentration am Austritt, ppm:

150

H₂S-Massenbelastung, kg/h:

4,13

Druckverlust, mbar:

5-8

Mindestdruck am Eintritt, mbar:

3

Betriebsdruck, mbar:

40

Gasanschluss DN, mm:

350

Volumen und Anzahl der Behälter, m³:

125 x 1

Durchmesser und Höhe, mm:

3400 × 13000

Volumen des Füllkörpers, m³:

108

Wasserverbrauch, max. l/h:

438–460

Wasseranschluss:

DN32

Düngerverbrauch, kg/Tag:

7

Elektrische Anschlussleistung, kW:

13

Durchschnittlicher Stromverbrauch, kWh/h:

10

Prozessluftzugabe, % des Rohbiogasvolumenstroms:

11-14

Luftgebläse – Volumenstrom und Druck, m³/h / mbar:

140 / 80

Heizleistung / Anschluss / Länge der Heizschlangen, kW / DN / m:

80 / DN50 / 400

Technische Details

Gasvolumenstrom, Betriebs-m³/h:

1100

Gasvolumenstrom, Nm³/h:

1000

H₂S-Konzentration am Eintritt, ppm:

2500

H₂S-Konzentration am Austritt, ppm:

150

H₂S-Massenbelastung, kg/h:

4,13

Druckverlust, mbar:

5-8

Mindestdruck am Eintritt, mbar:

3

Betriebsdruck, mbar:

40

Gasanschluss DN, mm:

350

Volumen und Anzahl der Behälter, m³:

125 x 1

Durchmesser und Höhe, mm:

3400 × 13000

Volumen des Füllkörpers, m³:

108

Wasserverbrauch, max. l/h:

438–460

Wasseranschluss:

DN32

Düngerverbrauch, kg/Tag:

7

Elektrische Anschlussleistung, kW:

13

Durchschnittlicher Stromverbrauch, kWh/h:

10

Prozessluftzugabe, % des Rohbiogasvolumenstroms:

11-14

Luftgebläse – Volumenstrom und Druck, m³/h / mbar:

140 / 80

Heizleistung / Anschluss / Länge der Heizschlangen, kW / DN / m:

80 / DN50 / 400

Eigenschaften

Reduzierung des H2S Gehaltes um > 94%.

Kein Verblocken der Füllkörper

Standard-Lieferumfang

Isolierung (für kaltes Klima) und Initialbefüllung auf Anfrage.

PP-Behälter 125 m³, Füllkörper 108 m³, Gasanschlüsse DN350, Unter-/Überdruckabsicherung −10/+45 mbar.

Umwälzpumpen mit einer Förderleistung von 40 m³/h bei 1,7 bar, Verteilungssystem für die Prozessflüssigkeit und korrosionsbeständige Prozessleitungen aus Kunststoff.

Luftgebläse mit einer Förderleistung von 140 m³/h bei 80 mbar, frequenzgeregelter Betrieb.

Mess- und Regeltechnik: pH-, Füllstands-, Durchfluss- und Temperaturmessung, Frequenzumrichter, ATEX-Methansensor

Steuerung: Automatische Prozesssteuerung. OPTION: Profibus über Siemens ET 200 SP + REPEATER oder Profinet.

Technikraum aus PP mit ATEX-Lüftung, Frostschutz, Beleuchtung, Steckdose und Schaltschrank für die automatische Steuerung.

Nährstoffbehälter mit Füllstandskontrolle und Dosierpumpen zur automatischen Zugabe der Nährstoffe für den biologischen Prozess.

Interne Heizrohrleitung 400 m, Umwälzpumpe und automatische Temperaturregelung der Prozessflüssigkeit. Maximale Heizleistung 80 kW, Heizungsanschluss DN50

Automatische Frischwasserzufuhr über DN32 entsprechend dem Flüssigkeitsstand und den Betriebsbedingungen.

Automatischer oder halbkontinuierlicher Austrag der schwefel- und sulfathaltigen Prozessflüssigkeit aus dem System

Weitere Ausrüstung

Fe-Konzentrat zur Entschwefelung