DE102011007653A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von Biogas - Google Patents

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Dieter Efinger
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Abstract

Das Verfahren betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Biogas von Schwefelwasserstoff, umfassend die Schritte – in einer Waschphase werden Verunreinigungen, insbesondere Sulfide, bevorzugt H2S, aus einer Gasphase des Biogases in einem Wäscher, bevorzugt im basischen Niveau mit Hilfe eines Waschmediums ausgewaschen; – das Waschmedium, das die Sulfide enthält wird einem aeroben Reaktor zugeführt, in dem die im Waschmedium enthaltenen Sulfide zu Sulfaten, insbesondere zu Schwefelsäure und CO2 umgesetzt werden, wobei das in diesem Schritt anfallende CO2 abgezogen wird.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Biogas von Verunreinigungen, insbesondere Schwefelwasserstoff sowie eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens.
  • Stand der Technik
  • Um verstärkt regenerative Energien nutzen zu können, wird insbesondere landwirtschaftliche Biogasgewinnung und -nutzung betrieben. Neben Methan und Kohlendioxid enthält Biogas als unerwünschten Bestandteil Schwefelwasserstoff, der vor einer Verwendung von Biogas, beispielsweise in einem Blockheizkraftwerk, zu entfernen ist.
  • Hierfür sind im Stand der Technik verschiedene Verfahren beschrieben.
  • So ist in dem Artikel von Dr. Andreas Otto, Dipl.-Ing. Detlef Güßbacher, Dipl.-Ing. agr. Jenny Conrad "Möglichkeiten des Einsatzes von Eisenhydroxid für die Gewinnung von Schwefelwasserstoff in Anaerobprozessen" beschrieben, dass durch Einsatz von Eisensalzen Schwefelwasserstoff bei anaeroben Prozessen eliminiert werden kann.
  • Eine besondere Ausprägung ist die Ausführung eines Verfahrens mit einem eisenhaltigen Gelatkomplex, bei dem der Eisengelatkomplex durch Oxidation regeneriert werden kann. Ein derartiges Verfahren wird durch folgende Formeln charakterisiert: H2S + 2Fe3+L → 2Fe2+L + 2H+ + So↓. O2 + 4Fe2+L + 2H2O → Fe3+L + 4OH–
  • Nachteilig an diesem Verfahren ist unter anderem, dass Teile des Gelatagens biologisch oxidieren und ersetzt werden müssen. Ein weiterer Nachteil ist, dass der Einsatz des eisenhaltigen Gelatkomplexes 2Fe3+L mit hohen Beschaffungskosten verbunden ist. Des Weiteren entsteht elementarer Schwefel So, der nur schwer zu entsorgen ist.
  • Bei einem anderen rein chemischen Verfahren wird Natronlauge eingesetzt um H2S in Natriumsulfid umzuwandeln: H2S + 2Na2+ + 2OH– → 2Na+ + S2 – 2H2O
  • Obwohl dieses Verfahren vorteilhaft ist, da es bei einem hohen pH-Wert im Bereich pH von 10 bis 11 durchgeführt werden kann, weist es den Nachteil auf, dass das im Biogas enthalten CO2 ebenfalls gemäß nachfolgender Reaktion CO2 + Na+ + OH– → Na+ + HCO– 3 umgesetzt wird. Das anfallende CO2 erhöht den Verbrauch an Basizität, insbesondere Natronlauge. Die Natronlauge kann daher nur zum Teil zum Auswaschen von H2S eingesetzt werden kann. Das Verfahren ist somit sehr aufwändig, insbesondere auch verbrauchsintensiv.
  • Neben den chemischen Verfahren können auch biologische Verfahren eingesetzt wenden, um H2S aus dem Biogas zu entfernen. Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise in der WO 92/10270 beschrieben. Das Verfahren gemäß der WO 92/10270 wird bei einem pH-Wert im Bereich pH von 8 bis 9, bevorzugt bei pH = 8,5 durchgeführt. Bei derartigen Verfahren wird H2S biologisch durch Thiobacilus-Bakterien zu elementarem Schwefel oxidiert. Nachteilig an diesem Verfahren war die aufwändige Prozesskontrolle sowie das Anfallen von elementarem Schwefel Sn, insbesondere als Schwefelschlamm, der nur schwierig zu entsorgen ist. Das Verfahren zur Reinigung gemäß der WO 92/10270 kann durch nachfolgende Reaktionsgleichungen: H2S + OH– → HS– + H2O HS– + 0.5O2 → So + OH– beschrieben werden. Wie aus diesen Gleichungen hervorgeht wird die Bildung von elementarem Schwefel So insbesondere durch den unterströchiometrisch durch die Thiobacilus-Bakterien zur Verfügung gestellten Sauerstoff hervorgerufen.
  • Ein weiteres biologisches Verfahren ist der Trickling Filter Prozess, bei dem Luft zum Biogas zugeführt wird, um die Bakterien auf der Packung des Trickling Bettes mit Sauerstoff zu versorgen. Dies hat zum Nachteil, dass um die Explosionsgefahr zu verringern beziehungsweise ganz zu vermeiden, eine sehr genaue Steuerung des Gemisches aus Biogas und O2 nötig ist.
  • Aus der DE 44 19 766 A1 ist ein Verfahren zur Reinigung von Biogas bekannt geworden, bei dem ein mit Licht im IR-Wellenlängenbereich beleuchteter anaerober Biowäscher mit photoautotrophen Schwefelbakterien betrieben wird. Hierdurch kann H2S zu Schwefel abgebaut werden. Dem Abbau folgt ein aerober miteingesetzter Biowäscher.
  • Nachteilig an diesem System war, dass das Verfahren sehr aufwändig, insbesondere kostenintensiv war und nur schwer kontrolliert werden konnte.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und insbesondere ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, das geeignet ist, Biogas auf sehr einfache Weise von Schwefelwasserstoff zu reinigen.
  • Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, bei dem die Reinigung von Biogas von Schwefelwasserstoff zwei Schritte umfasst. In einem ersten Schritt werden in einer Waschphase Verunreinigungen, insbesondere Sulfide, bevorzugt H2S aus der Gasphase des Biogases aus einem Biogasreaktor in einem Wäscher mit Hilfe eines Waschmediums ausgewaschen. Anschließend wird das Waschmedium, das die Sulfide enthält einem aeroben Reaktor zugeführt. In dem aeroben Reaktor werden durch eine Population an Sulfiden oxidierenden Bakterien die Sulfide zu Schwefelsäure umgesetzt. Dem aeroben Reaktor wird von einem Abwasserbehandlungssystem, beispielsweise einer SBR-Anlage Belebtschlamm oder Abwässer oder klares Abwasser zugeführt, wobei der Belebtschlamm bzw. die Abwässer Bicarbonat (HCO3 –) umfassen. Die Säure, hier die Schwefelsäure wir mit dem Bicarbonat (HCO3 –) gemischt und es entsteht auf chemischem Weg CO2. Das bei diesem Schritt anfallende CO2 wird abgezogen, wodurch die im Waschmedium anwesende Alkalität regeneriert wird, und erneut dem Wäscher zuführbar ist. Das Abziehen des CO2 in Lösung aus dem aeroben Reaktor wird durch das Einleiten von CO2-freier Luft zur Belüftung in den aeroben Reaktor unterstützt.
  • Der in dem aeroben Reaktor ablaufende chemische Prozess bei der Behandlung des aus dem Bioreaktor ausgetragenen Waschmediums kann durch die nachfolgende Gleichung H2S + 2Na+ + 2HCO3 – + 2O2 → 2Na+ + SO4 2– + 2CO2 + 2H2O beschrieben werden. Im Gegensatz zu dem Verfahren gemäß der WO 92/10270 fällt beim erfindungsgemäßen Verfahren kein elementarer Schwefel S0 als Ergebnis des Waschprozesses an, sondern SO4 –, d. h. Sulfat. Um das entstehende Sulfat zu neutralisieren wird die Alkalität des Abwassers und/oder des Belebtschlammes des Abwasser-Behandlungssystems verwandt.
  • Besonders bevorzugt ist es, wenn als Waschmedium zum Auswaschen der Verunreinigungen insbesondere Abwasser und/oder Bioschlamm, insbesondere Belebtschlamm und/oder Abwässer von Kläranlagen, insbesondere SBR-Anlagen eingesetzt wird. Bevorzugt wird der Belebtschlamm und/oder das Abwasser zunächst dem aeroben Reaktor zugeführt, und von dort über eine Rezirkulationsleitung dem Wäscher.
  • Eine SBR(sequencing batch reaktor)-Anlage reinigt das Abwasser auf engem Raum. Bei diesem Verfahren wird keine Nachklärung benötigt. Das Verfahren ist auch unter der Bezeichnung „Belebungsanlage im Aufstauverfahren” bekannt. Das Abwasser wird in der Vorklärung oder im Schlammspeicher gesammelt und aufgestaut. Sind im Belebungsbecken die Belüftung- und Absetzphase abgeschlossen, wird der gesammelte Schlamm aus der Vorklärung/Schlammspeicher in das Belebungsbecken gepumpt. Im Belebungsbecken befinden sich die Mikroorganismen, die aus Bakterien und Einzellern bestehen. Auf dem Boden des Belebungsbeckens wird ein Druckbelüfter zur Sauerstoffversorgung, Vermischung des Abwassers und Erzeugung einer Strömung installiert. Die Belüftung wird zeitgesteuert und kann in der Häufigkeit und Dauer auf geringfügige Belastungsschwankungen angepasst werden. Da es keine Nachklärung bei diesem Verfahren gibt, wechseln sich im Belebungsbecken die Belebungsphase und die Absetzphase ab. Bei der Belebungsphase wird das Abwasser mit Sauerstoff versorgt und durch die Strömung ausreichend vermischt. Anschließend erfolgt die Absetzphase. Hier wird das Abwasser soweit beruhigt, dass der Schlamm sich auf dem Boden absetzt. Das klare Wasser wird abgepumpt und in ein Gewässer eingeleitet oder versickert. Wenn in dem Belebungsbecken zu viel Belebtschlamm aufgewachsen ist, wird dieser Überschuss in den Schlammspeicher zurück gefördert.
  • In dem erfindungsgemäßen Verfahren kann das Abwasser einer SBR-Anlage beziehungsweise der Belebtschlamm der SBR-Anlage als Waschmedium im Wäscher verwandt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist hierauf aber nicht beschränkt. Für das erfindungsgemäße Verfahren ist wichtig, dass Abwasser aus einer aeroben Abwasserbehandlungsprozess, bevorzugt ohne Bioschlamm, d. h. nach der Klärung zur Verfügung gestellt wird. Ob dies aus einem SBR, einem aktivierten Abwasserschlamm(Sludge)-Prozess oder einem anderen aeroben System stammt, ist unerheblich. Wichtig für das Verfahren ist, dass Bicarbonat bzw. Hydrogencarbonat (HCO3 –) das in einem derartigen aeroben Prozess entsteht, zur Verfügung gestellt wird. Bevorzugt enthält das Abwasser keinen Schlamm, da der Schlamm des Abwasserbehandlungsprozesses dazu bestimmt ist, organische Kohlenstoffverbindungen umzuwandeln. Diese Komponenten wurden aber bereits im aeroben Abwasserbehandlungsprozess umgewandelt, sodass keine Komponenten mehr im Sulfid umwandelnden aeroben Reaktor vorhanden sind.
  • Der Vorteil des Einsatzes von gereinigtem Abwasser und/oder Bioschlamm beziehungsweise Belebtschlamm und/oder Abwässer von Kläranlagen als Waschmedium ist darin zu sehen, dass in der Nähe von biologischen Abwasserreinigungsanlagen dieses Waschmedium sehr einfach zur Verfügung gestellt wird. Insbesondere gilt dies für den Belebtschlamm beziehungsweise die Abwässer aus der aeroben Stufe einer Kläranlage, beispielsweise einer SBR-Anlage. Im Gegensatz zum Verfahren beispielsweise wie in der WO 92/10270 offenbart, werden keine wässrigen Lösungen verwendet, die chemische oder biologische Komponenten enthalten, sondern Belebtschlamm oder Abwässer aus der Abwasserreinigung. Durch die Verwendung von Belebtschlamm und/oder Abwässern aus aeroben Systemen als Waschmedium kann im Wäscher ein schwach basisches Milieu, beispielsweise im Bereich pH = 7 bis 8 eingestellt werden.
  • Bei der Weiterbehandlung des Waschmediums im aeroben Reaktor wird der Sauerstoff aus der Luft, der bei der Belüftung des Belebtschlamms in den aeroben Reaktor eingetragen wird, dazu verwandt, um die Sulfide oxidierenden Bakterien mit Sauerstoff zu versorgen. Neben der Versorgung der Bakterien mit Sauerstoff wird nebenbei der Sauerstoff zum Mischen des Inhalts des aeroben Reaktors verwandt und beim Massentransport. Die Menge der eingetragenen Luft wird durch den Sauerstoffbedarf der Bakterien, um die Sulfide zu oxidieren, bestimmt, nicht durch das Mischen. Der Anteil des Sauerstoffes, der von der Belebtschlammanlage bzw. dem Abwasser der SBR-Anlage in den aeroben Reaktor eingetragen wird, ist vernachlässigbar gering, d. h. der Sauerstoff im aeroben Reaktor wird praktisch zu 100% bei der Belüftung in den aeroben Reaktor eingetragen.
  • Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass die Dosierung des benötigten Basizität für den Prozess durch die Regelung des Flusses des Waschmediums zu dem aeroben Reaktor geregelt werden kann. Des Weiteren kann durch Zugabe von Basizität in den aeroben Reaktor die Basizität des Prozesses exakt eingestellt beziehungsweise erhöht werden. Da aus dem aeroben Reaktor das Waschmedium erneut dem Wäscher zugeführt wird, kann die Qualität des Biogases, das den Wäscher verlässt, sehr genau kontrolliert werden.
  • Die zugrunde liegenden Prozesse bei der Zugabe von Na als Basizität sind wie folgt: H2S + 2Na+ + 2HCO– 3 + 2O2 → 2Na+ + SO2– 4 + 2CO2 + 2H2O H2S + Na+ + OH– → HS– + Na+ + H2O
  • Durch die Zugabe von NaOH kann somit zusätzlich Basizität generiert wenden.
  • Wie zuvor beschrieben wird der Bioschlamm und/oder das gereinigte Abwasser und/oder der Belebtschlamm als Waschmedium für den Bioreaktor umgewälzt. Die Alkalität im Prozess wird dann durch die Verringerung oder Erhöhung der umgewälzten Bioschlamm-/gereinigte Abwassermenge genau geregelt werden.
  • Im Gegensatz zu Systemen mit Chemikalien, die kontinuierlich den neuen Einsatz von Chemikalien verlangen, ist das erfindungsgemäße Verfahren sehr einfach und effizient, da im Wesentlichen lediglich Pumpenenergie zum Umpumpen des Bioschlamms bzw. gereinigten Abwassers beziehungsweise Belebtschlammes benötigt wird. Des Weiteren können die für den Gaswäscher benötigten Medien, nämlich Bioschlamm bzw. Belebtschlamm und Abwasser, insbesondere alkalisches Abwasser aus der Abwasserreinigungsanlage einfach entnommen werden. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, dass keine Alkalität für die CO2-Absorption benötigt wird.
  • Neben dem erfindungsgemäßen Verfahren stellt die Erfindung auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Verfügung. Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Wäscher, insbesondere in Form eines Gegenstromreaktors und ein aerober Reaktor vorgesehen sind sowie ein Anschluss an eine biologische Abwasserreinigungsanlage, wobei die Abwasserreinigungsanlage bevorzugt geklärtes Abwasser zur Verfügung stellt und damit den Prozess mit der Basizität bzw. Alkalität versorgt, wobei die Menge der zur Verfügung gestellten Basizität bzw. Alkalität von der Sulfid-Belastung abhängt.
  • Ist die Sulfid-Belastung sehr hoch, so kann zusätzliches NaOH benötigt werden, um einen kosteneffektiven Prozess darzustellen.
  • Eine dezidierte Bakterienpopulation, die das Sulfid konvertieren, entwickelt sich in dem aeroben Reaktor, der an den Wäscher angeschlossen ist und wird dadurch verfügbar.
  • Die Erfindung soll nachfolgend anhand der Ausführungsbeispiele sowie der Zeichnungen beschrieben werden
  • Es zeigen:
  • 1 eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
  • In 1 ist eine Vorrichtung 1 zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Die Vorrichtung 1 umfasst einen Wäscher 10, in dem das Biogas 12 mit einem Waschmedium beaufschlagt wird, was dazu führt, dass das in dem eingeleiteten Biogas enthaltene H2S absorbiert wird. Das Biogas wird in den unteren Teil 14 des Reaktors eingeleitet und durchströmt dann eine Packung 16 mit einer Oberfläche, auf der die chemische Reaktion von Biogas und von über dem Bereich 18 zugeführtem Waschmedium 20 erfolgt. Das gereinigte Biogas 22 verlässt im oberen Teil den Wäscher 10.
  • Die chemische Reaktion, die zur Absorption von H2S führt, findet im Bereich 16 statt. Als Waschmedium, das die Basizität für die Absorption der Sulfide zur Verfügung stellt, wird gemäß der Erfindung das Abwasser einer Abwasserreinigungsanlage, beispielsweise einer SBR-Anlage verwandt. Das Abwasser der Abwasserreinigungsanlage, beispielsweise der SBR-Anlage wird über eine Zuführung 50 dem aeroben Reaktor 100 zugeführt und vom aeroben Reaktor 100 über Leitung 60 als Waschmedium in den Wäscher 10 gepumpt. Das Fördern entlang der Leitung 60 erfolgt mittels der Pumpe 62. Leitung 60 ist bevorzugt als Rezirkulationsleitung ausgebildet.
  • Das Waschmedium, das nach Durchlaufen des Bereiches 16 die Sulfide enthält, wird in den aeroben Reaktor 100 geführt und im aeroben Reaktor 100 werden die Sulfide in Sulfate, bevorzugt in Schwefelsäure H2SO4 umgesetzt, d. h. im erfindungsgemäßen Prozess findet eine vollständige Oxidation zu Sulfat statt. Die Basizität für die Absorption der Sulfide im Wäscher 10 wird durch die Abwässer einer Abwasserreinigungsanlage, z. B. einer SBR-Anlage oder dem Belebtschlamm zur Verfügung gestellt. Dies geschieht insbesondere durch das zur Verfügung stellen von HCO3 – Im aeroben Reaktor 100 findet dann die folgende Reaktion statt H2S + 2Na+ + 2HCO3 – + 2O2 → 2Na+ + SO4 2– + 2CO2 + 2H2O
  • Der aerobe Reaktor wird über Leitung 120 mit Luft belüftet. Die zur Belüftung des Schlamms im aeroben Reaktor zugeführte Luft stellt en zur Oxidation von H2S notwendigen Sauerstoff praktisch zu 100% zur Verfügung, da der Anteil an Sauerstoff, der von der Belebtschlammanlage in den aeroben Reaktor eingetragen wird, vernachlässigbar ist. Die notwendige Basizität, die bevorzugt im Bereich pH = 7–9, insbesondere im Bereich 7–8 im Wäscher liegt, wird dadurch kontrolliert, dass der Fluss in den Reaktor 100 geregelt wird. In den Reaktor 100 kann zusätzlich noch über Leitung 130 Natronlauge zugeführt und so die Basizität im Reaktor 100 eingestellt werden, was sich wiederum auf den Wäscher auswirkt, zu dem die im Reaktor 100 vorhandenen Abwässer über Leitung 60 rückgefördert werden. Im erfindungsgemäßen Verfahren wird die chemische Absorption durch eine Waschflüssigkeit erreicht, die über den Wäscher rezirkuliert und regeneriert wird, vorliegend durch biologische Oxidation der Sulfide. Die chemische Absorption der Sulfide kann die chemische Reaktivität erhöhen. Durch ein Anheben auf einen pH-Wert von 9 kann die chemische Reaktivität so angehoben werden, dass die Menge der rezirkulierten Waschflüssigkeit gering ist. Bei einem pH-Wert von 7 läuft das erfindungsgemäße Verfahren immer noch ab, allerdings muss diie Menge der rezirkulierten Waschflüssigkeit erhöht werden, da das Wasser bei diesem pH-Wert weniger Sulfid enthält. Je niedriger der pH-Wert ist, umso größer muss die Menge rezirkulierten Stoffes sein, d. h. umso stärker müssen die Pumpen ausgelegt sein und umso größer der Wäscher.
  • Die Basizität im Reaktor 100 bei Verwendung von Abwässern, beispielsweise aus SBR-Anlagen wird durch das zur Verfügung stellen von Bicarbonaten, d. h. HCO3 – erreicht.
  • Das im aeroben Reaktor anfallende Abwasser kann über Leitung 150 wieder der SBR-Anlage zur Verfügung gestellt werden. Die Förderung der Abwässer von der SBR-Anlage erfolgt mittels Pumpe 160.
  • Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles beschrieben werden.
  • Ausführungsbeispiel:
  • Es wird Biogas mit einem Fluss von 80 nm3/h durch einen Wäscher 10 geführt, der eine Packung 16 aufweist, über den Waschwasser 20 gesprüht wird. Das eingeleitete Biogas umfasst 4000 ppm H2S (Schwefelwasserstoff) sowie 20% CO2. Das Biogas wird in dem Wäscher 10 mit einem Durchmesser von 0,7 m und enthaltenem 3,5 m Packungsmaterial gewaschen. Die H2S(Schwefelwasserstoff)-Konzentration im Biogas nach der Wäsche ist auf 180 ppm H2S reduziert. Das Waschwasser wird von dem Sulfid-oxidierenden Reaktor 100 über den Wäscher 10 mit einer Pumpe 62 umgewälzt, wobei die Pumpe 26 m3/h fördert. Der aerobe Reaktor besitzt ein Wasservolumen von 24 m3, wobei klares Abwasser, beispielsweise aus einer Abwasserreinigungsanlage, durch diesen Reaktor aus einem Belebtschlammsystem mit 6 m3/h mit einer Pumpe 160 gefördert wird. Das klare Belebtschlammabwasser enthält 30 mmol HCO3/l und weist einen pH-Wert von 7,8 auf. Das Abwasser aus dem Sulfid-oxidierenden Reaktor verlässt den Reaktor über Überlaufgitter 150 mit gleicher Geschwindigkeit. Die hydraulische Retentionsrate in dem Sulfid-oxidierenden Reaktor beträgt 4 h. Im Wäscher 10 werden sowohl der Schwefelwasserstoff (H2S) Teile des CO2 in die Waschflüssigkeit gewaschen zusammen mit der Alkalität, die in dem klaren Abwasser vorhanden ist. Das Sulfid, das in der Waschflüssigkeit absorbiert wird, ist, wird nachfolgend vollständig in Sulfat im aeroben Reaktor oxidiert, in dem sich eine Sulfid-oxidierende Population an Bakterien entwickelt hat. In dem Waschwasser, das in dem Wäscher geführt wird, ist eine Sulfid-Konzentration nicht detektierbar. In dem aeroben Reaktor werden sowohl das CO2, das aus dem Biogas absorbiert wird als auch das CO2, das auf Grund der Schwefelsäureproduktion in dem Reaktor gebildet wird, aus der Flüssigkeit in einen Lüftungs- bzw. Aerationstank auf Grund der Belüftung mit 21 nm3 Luft/h abgelöst bzw. gestrippt. Auf diese Art und Weise wird Alkalität regeneriert. Der pH-Wert der Waschflüssigkeit in dem aeroben Reaktor stellt sich bei einem Gleichgewichtswert von 7,15 ein, mit einer Alkalität von 25 mmol/l. 6 m3/h dieser Flüssigkeit und Zusammensetzung werden zurück in das Belebtschlammsystem geführt und eine Rezirkulation von dem Belebtschlammsystem über den Sulfid-oxidierenden Reaktor wird auf diese Art und Weise erreicht.
  • Mit der vorliegenden Erfindung wird erstmals ein Verfahren angegeben, das es ermöglicht, Biogas auf sehr einfache Art und Weise von Schwefelwasserstoff zu reinigen. Insbesondere wurde die Komplexität des Reinigungsverfahrens verglichen mit denjenigen aus dem Stand der Technik erheblich reduziert. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass der Aufwand für den Betrieb erheblich reduziert wird.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 92/10270 [0009, 0009, 0009, 0015, 0019]
    • DE 4419766 A1 [0011]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • Dr. Andreas Otto, Dipl.-Ing. Detlef Güßbacher, Dipl.-Ing. agr. Jenny Conrad ”Möglichkeiten des Einsatzes von Eisenhydroxid für die Gewinnung von Schwefelwasserstoff in Anaerobprozessen” [0004]

Claims (10)

  1. Verfahren zur Reinigung von Biogas von Schwefelwasserstoff, umfassend die Schritte – in einer Waschphase werden Verunreinigungen, insbesondere Sulfide, bevorzugt H2S, aus einer Gasphase des Biogases in einem Wäscher (10), bevorzugt im basischen Niveau mit Hilfe eines Waschmediums ausgewaschen; – das Waschmedium, das die Sulfide enthält wird einem aeroben Reaktor (100) zugeführt, in dem die im Waschmedium enthaltenen Sulfide zu Sulfaten, insbesondere zu Schwefelsäure und auf chemischem Weg entstehendes CO2 umgesetzt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das CO2 in Lösung aus dem aeroben Reaktor, insbesondere durch Einleiten CO2-freier Luft zur Belüftung abgezogen wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Waschmedium Abwasser und/oder Bioschlamm, insbesondere Belebtschlamm und/oder Abwasser einer Kläranlage, insbesondere einer SBR-Anlage, umfassend Bicarbonat (HCO3 –), ist.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dem aeroben Reaktor (100) Sauerstoff und/oder Luft zugeführt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass dem aeroben Reaktor (100) Basizität, insbesondere Natronlauge, zugeführt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Waschmedium das Abwasser einer Kläranlage, insbesondere einer SBR-Anlage ist, und überlaufendes Medium des aeroben Reaktors (100) der Kläranlage, insbesondere der SBR-Anlage erneut zugeführt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Bioschlamm und/oder das Abwasser, insbesondere der Belebtschlamm und/oder das Abwassers der SBR-Anlage, aus dem aeroben Reaktor (100) in den Wäscher (100) umgewälzt werden.
  8. Verfahren nach einem der Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Basizität im Wäscher (100) durch die Menge an umgewälzten Bioschlamm und/oder Abwasser, insbesondere Belebtschlamm und/oder Abwasser einer SBR-Anlage eingestellt wird.
  9. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Wäscher (100), insbesondere in Form eines Gegenstromreaktors umfasst sowie einen aeroben Reaktor (100), dem das Waschmedium zugeführt wird und eine Zuführung (50) für Bioschlamm und/oder Abwasser, insbesondere Belebtschlamm und/oder Abwasser aus einer SBR-Anlage zu dem aeroben Reaktor (100) und/oder dem Wäscher (10).
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eines oder mehrere der nachfolgenden Merkmale umfasst: – eine Rezirkulationsleitung (60) bevorzugt mit einer Pumpe (62) zum Umwälzen des Bioschlammes und/oder Abwassers, insbesondere Belebtschlammes und/oder Abwassers der SBR-Anlage vom aeroben Reaktor (100) zum Wäscher – eine Zuführleitung (130) für Basizität zum aeroben Reaktor – eine Zufuhrleitung für Sauerstoff und/oder Luft zum aeroben Reaktor – einen Überlauf vom aeroben Reaktor zur SBR-Anlage
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