Aktivkohle – Feinreinigung von Biogas von H₂S, Siloxanen und VOC

Aktivkohle gehört zu den verbreitetsten und flexibelsten Mitteln für die abschließende Biogasreinigung. Sie ist kompakt, benötigt keine komplexe bewegliche Mechanik und kann verschiedene Verunreinigungen auch bei sehr niedrigen Konzentrationen entfernen. Hinter dem Begriff „Aktivkohle“ stehen allerdings viele unterschiedliche Produkte.

Nicht jede Aktivkohle ist gleich

CarboTech gibt an, dass für Schwefelverbindungen speziell imprägnierte Aktivkohlen eingesetzt werden, während nicht imprägnierte Materialien für einen großen Teil der VOC besser geeignet sind. DESOTEC beschreibt ebenfalls typische Konfigurationen mit verschiedenen Medien für Siloxane/VOC und H₂S. Die Auswahl des Mediums muss daher auf der tatsächlichen Gaszusammensetzung beruhen.

H₂S und Chemisorption

Bei imprägnierter Kohle wird H₂S nicht allein durch physikalische Adsorption gebunden. Es reagiert mit der Imprägnierung und Sauerstoff zu stabileren Schwefelverbindungen, die im Medium verbleiben. Die Aufnahmekapazität hängt daher von Feuchte, Sauerstoff, Temperatur, H₂S-Konzentration und der spezifischen Chemie der Kohle ab.

Siloxane und VOC

Siloxane, Terpene und viele organische Verbindungen werden vor allem durch physikalische Adsorption entfernt. Bei Biogas aus kommunalen Quellen können Siloxane kritisch sein, da beim Verbrennen harte mineralische Ablagerungen entstehen. Deshalb steht Aktivkohle oft unmittelbar vor dem BHKW-Motor oder vor empfindlicher Technik zur Biogasaufbereitung.

Warum sind Trocknung und Vorentschwefelung wichtig?

Erreicht feuchtes Gas mit hoher H₂S-Belastung den Filter, kann die Standzeit des Mediums sehr kurz sein. In vielen Projekten ist es wirtschaftlicher, den größten Teil des Schwefels durch Mikrobelüftung, Eisensalze oder einen Wäscher zu entfernen, das Gas zu trocknen und der Aktivkohle die Feinreinigung zu überlassen. So wird das teure Adsorbens dort eingesetzt, wo es den größten Nutzen bringt.

Ein oder zwei Adsorber?

Zwei hintereinander geschaltete Adsorber ermöglichen eine bessere Überwachung des Schadstoffdurchbruchs. Der erste übernimmt die Hauptbelastung, der zweite dient als Sicherheitsstufe. Nach einem Wechsel des ersten Mediums kann der zweite Adsorber vorübergehend die erste Stufe übernehmen. Diese Anordnung erleichtert es, eine gleichbleibende Gasqualität zu halten.

Hersteller

CarboTech, Jacobi und DESOTEC bieten spezialisierte Lösungen für Biogas an. Bei einem Projekt sind neben dem Preis je Kilogramm Kohle auch die Kapazität für den jeweiligen Schadstoff, Betriebsbedingungen, Medienwechsel und Entsorgung oder Reaktivierung des verbrauchten Mediums zu vergleichen.