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BIOGASBEHANDLUNG · FACHARTIKEL

Siloxane, VOC, Terpene und Ammoniak – oft übersehene Verunreinigungen

H₂S ist nicht das einzige Problem. Spuren von Siloxanen, VOC, Terpenen und Ammoniak können Ablagerungen und Korrosion verursachen sowie Motoren, Membranen und Katalysatoren beeinträchtigen.

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Mehrstufige Adsorptionsfilter zur Entfernung von Siloxanen, flüchtigen organischen Verbindungen und weiteren Spurenstoffen aus Biogas
Spurenstoffe werden oft in mehreren Adsorptionsstufen entfernt, weil ein einzelnes Medium selten alle Stoffgruppen gleichermaßen gut bindet.

Bei der Biogasreinigung beschränkt sich die Diskussion häufig auf H₂S und Wasser. Bei vielen Gasquellen entscheiden jedoch gerade andere Spurenstoffe darüber, wie zuverlässig Motor, Turbine, Membran oder Brennstoffzelle arbeiten.

Siloxane – geringe Mengen, große Folgen im Motor

Siloxane sind besonders bei Klärschlamm, Haushaltsabfällen und industriellen Stoffströmen mit Bezug zu Kosmetika und Silikonprodukten relevant. Die EPA weist darauf hin, dass sie bei der Verbrennung harte, glas- oder sandartige Ablagerungen auf Bauteilen bilden können. Ihr Gehalt muss bei solchen Quellen deshalb gemessen und darf nicht bloß angenommen werden.

VOC und Terpene

Flüchtige organische Verbindungen können aus Substraten, Abfällen, Deponiegas oder industriellen Reststoffen stammen. Einige verursachen vor allem Geruchsprobleme, andere belasten Adsorptionsmittel, Katalysatoren und Membranen. DESOTEC und Jacobi bieten daher Medien zur kombinierten Entfernung von VOC, Terpenen, Siloxanen und weiteren Spurenstoffen an.

Ammoniak

NH₃ kann bei stickstoffreichen Substraten auftreten. Seine Konzentration hängt von pH-Wert, Temperatur und Prozesszusammensetzung ab. Im Gassystem kann es zur Korrosion und zu unerwünschten Reaktionen beitragen; für besonders empfindliche nachgelagerte Verfahren können Grenzwerte gelten.

Wie werden Spurenstoffe entfernt?

Der häufigste Ansatz ist Adsorption, oft mit mehreren unterschiedlichen Medien. Ein Filter kann auf H₂S ausgelegt sein, ein weiterer auf VOC und Siloxane. Die Trocknung vor der Adsorption verbessert häufig die Aufnahmekapazität des Mediums. In weiterführenden Verfahren kommen auch regenerierbare Adsorbentien oder besondere Feinreinigungsstufen infrage.

Vor der Auslegung messen

Ein Filterkonzept sollte nicht unverändert von einer Anlage auf eine andere übertragen werden. Landwirtschaftliches Biogas aus Gülle und Maissilage kann ein ganz anderes Spurenstoffprofil haben als Biogas aus einer Kläranlage. Eine ausreichend lange Analyse des Rohgases verringert das Risiko, das falsche Adsorptionsmittel auszuwählen.

Hersteller

Jacobi, CarboTech und DESOTEC bieten eigene Lösungen für H₂S, Siloxane und VOC im Biogas an. Bei der Auswahl sind Daten für das tatsächliche Gas und die Betriebsbedingungen anzufordern, nicht nur eine allgemeine „Aktivkohlekapazität“ aus dem Katalog.

Für die PraxisJe empfindlicher die Gasanwendung, desto wichtiger werden Bestandteile, die im Rohbiogas in ppm oder mg/Nm³ gemessen werden und nicht in Prozent.

Quellen und weiterführende Literatur

Der Beitrag dient der Information. Die endgültige Auslegung der Gasbehandlung muss auf einer Analyse der tatsächlichen Gaszusammensetzung, den Anforderungen des späteren Abnehmers, den Sicherheitsvorgaben und den Angaben der Anlagenhersteller beruhen. Die Illustration zeigt das Funktionsprinzip, keine Ausführungsplanung.