Feldtest zur höherwertigen Nutzung von Filtersanden als Sorbens zur Aufbereitung biogener Gase („Fabio“)

Versuchsaufbau in der mobilen Anlage (c/o DBI)

Ziel des „Fabio“-Projekts ist die Durchführung umfangreicher Feldtests an großtechnischen Biogas- und Klärgasanlagen mit einer mobilen Versuchsanlage zur Entschwefelung von Rohbiogas mittels Filtersande. Die verwendeten Filtersande stammen aus Filteranlagen zur Enteisenung und Entmanganung von Grundwässern, welche eisen- und manganhaltige Ablagerungen aufweisen. Die Filtersande werden im Rahmen des Projektes „Fabio“ einer höherwertigen Verwendung zugeführt.

Basierend auf den Ergebnissen der Laboruntersuchungen, die im Rahmen des zweijährigen DBU-Forschungsprojektes „HiPur“ (DBU, Az: 34036/01-24) ermittelt wurden, werden in dem Nachfolgeprojekt „Fabio“ (DBU, Az: 35569/01) ausgewählte Filtersande in einem Feldtest an realen Biogasen getestet. Als Projektpartner sind die DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH, das TZW: DVGW-Technologiezentrum Wasser und das Wasserversorgungsunternehmen HAMBURG WASSER an dem Vorhaben beteiligt.

DBI verfügt hierfür über entsprechende Technik und Erfahrung, besonders das mobile Labor ist hierbei von Bedeutung (siehe Abb.1). Typische Upscalingeffekte, wie Verklumpung, Randgängigkeit, Hotspots, variierende Rohgaszusammensetzung inkl. unbekannte Störkomponenten aus der Gasmatrix sollen bei diesem Feldtest erkannt und durch entsprechende verfahrenstechnische Maßnahmen gelöst werden.

Des Weiteren sind die im HiPur-Projekt ermittelten Beladungskapazitäten aus dem Labor zu überprüfen, um ggf. diese für die Auslegung von Entschweflungskolonnen grundlegende Größe zu korrigieren. Zudem soll der Zusammenhang zwischen Aufbereitungsverfahren der Trinkwasserwerke und der resultierenden Filtersandqualität näher untersucht werden. Hierzu erfolgt eine Umfrage bei ausgewählten Wasserwerken zu den Betriebsbedingungen bei der Grundwasseraufbereitung. Mangan in den Ablagerungen scheint hierbei einen positiven Einfluss auf die Adsorptionskapazität zu haben.

Im Ergebnis soll neben der Verfahrensweiterentwicklung im Feld eine Dimensionierung der zukünftigen Filtersandadsorber (Behältergrößen) für verschiedene typische Anwendungsfälle (basierend auf Biogasmenge, Schwefelgehalt und Standzeit) und eine technoökonomische Bewertung erfolgen.

Projektschwerpunkte:

  • Charakterisierung und Analyse zukünftiger Anwendungsfälle für Filtersande
  • Ableitung möglicher Zusammenhänge von Filtersandqualitäten und den verwendeten Trinkwasseraufbereitungsverfahren mittels Umfrage
  • Screening inkl. Vorbehandlung (Trocknung) von Filtersanden im Labor als Vorbereitung der Feldtests
  • Durchführung zweier Feldtests zur Entschwefelung unter Realbedingungen (Rohbiogas aus landwirtschaftlicher Biogasanlage sowie Faulgas aus kommunaler Schlammbehandlung)
  • Analyse zu Absatzmöglichkeiten der eisenhaltigen Filtersande unter Beachtung der Feldtestdaten
  • Konzepterstellung zur Einbindung der neuartigen Entschweflungsanlage in bestehende Anlagenperipherie inkl. techno-ökonomische Bewertung

Veröffentlichungen

Manig, R.; Birkner, C.; Lipp, P.; Dammann, E.: Entschwefelung von Biogas mittels Filtersand. energie | wasser-praxis“ (Nr. 1/2021), S.44-48.

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