DE102014222703B4 - Method for desulfurization of biogas and biofermenter comprising a device for desulfurization of biogas - Google Patents
Method for desulfurization of biogas and biofermenter comprising a device for desulfurization of biogas Download PDFInfo
- Publication number
- DE102014222703B4 DE102014222703B4 DE102014222703.8A DE102014222703A DE102014222703B4 DE 102014222703 B4 DE102014222703 B4 DE 102014222703B4 DE 102014222703 A DE102014222703 A DE 102014222703A DE 102014222703 B4 DE102014222703 B4 DE 102014222703B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- biogas
- receiving system
- biogas fermenter
- fermenter
- microorganisms
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/84—Biological processes
- B01D53/85—Biological processes with gas-solid contact
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L3/00—Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
- C10L3/06—Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by C10G, C10K3/02 or C10K3/04
- C10L3/10—Working-up natural gas or synthetic natural gas
- C10L3/101—Removal of contaminants
- C10L3/102—Removal of contaminants of acid contaminants
- C10L3/103—Sulfur containing contaminants
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
- C12M21/04—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses for producing gas, e.g. biogas
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M47/00—Means for after-treatment of the produced biomass or of the fermentation or metabolic products, e.g. storage of biomass
- C12M47/18—Gas cleaning, e.g. scrubbers; Separation of different gases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P5/00—Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons
- C12P5/02—Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons acyclic
- C12P5/023—Methane
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2251/00—Reactants
- B01D2251/95—Specific microorganisms
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
- B01D2253/10—Inorganic adsorbents
- B01D2253/112—Metals or metal compounds not provided for in B01D2253/104 or B01D2253/106
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/30—Sulfur compounds
- B01D2257/304—Hydrogen sulfide
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2258/00—Sources of waste gases
- B01D2258/05—Biogas
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Gas Separation By Absorption (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
Verfahren zur Entschwefelung von Biogas, dadurch gekennzeichnet, dass während der anaeroben Fermentation von Biomasse in einem Biogasfermenter (10) in einem Gasraum (12) oberhalb eines Substratraums (14) ein Aufnahmesystem (11) angeordnet ist, das mit biologisch abbaubaren Trägerkörpern (17), die mit schwefelwasserstoffabbauenden Mikroorganismen geimpft sind und/oder zur Ansiedlung schwefelwasserstoffabbauender Mikroorganismen geeignet sind, befüllt ist, dass das durch die Fermentation gebildete Biogas das Aufnahmesystem (11) mit den Trägerkörpern (17) durchströmt, wobei dieses durch die Mikroorganismen entschwefelt wird, und dass in den Biogasfermenter (10) Luft eingetragen wird.Process for the desulfurization of biogas, characterized in that during the anaerobic fermentation of biomass in a biogas fermenter (10) in a gas space (12) above a substrate space (14) a receiving system (11) is arranged, which with biodegradable carrier bodies (17) , which are inoculated with hydrogen sulfide-degrading microorganisms and / or are suitable for settling hydrogen sulfide-degrading microorganisms is filled, that the biogas formed by the fermentation flows through the receiving system (11) with the carrier bodies (17), which is desulfurized by the microorganisms, and in the biogas fermenter (10) air is registered.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entschwefelung von Biogas und einen Biofermenter aufweisend eine Vorrichtung zur Entschwefelung von Biogas.The invention relates to a process for the desulfurization of biogas and a biofermenter comprising a device for the desulfurization of biogas.
Beim Betrieb von Biogasanlagen werden biogene Substrate umgesetzt, wobei neben dem gewünschten Biogas in Abhängigkeit vom Eiweißgehalt des Substrates u.a. auch Schwefelwasserstoff gebildet wird. Bei einer thermischen Verwertung des Biogases wird der Schwefelwasserstoff zu Schwefeldioxid oxidiert, welches giftig und korrosiv ist, so dass eine möglichst umfassende Eliminierung von Schwefelwasserstoff und anderen schwefelhaltigen Verbindungen aus dem Biogas angestrebt wird.In the operation of biogas plants biogenic substrates are implemented, in addition to the desired biogas depending on the protein content of the substrate u.a. also hydrogen sulfide is formed. In a thermal utilization of biogas, the hydrogen sulfide is oxidized to sulfur dioxide, which is toxic and corrosive, so that as comprehensive as possible elimination of hydrogen sulfide and other sulfur-containing compounds from the biogas is sought.
Es sind zur Entschwefelung von Biogas interne und externe Entschwefelungs-Prozessführungen bezogen auf eine Biogasanlage bekannt, wobei der zur Oxidation benötigte Sauerstoff üblicherweise über einen Luftstrom in den Biogasfermenter eingebracht wird.There are known for desulfurization of biogas internal and external desulfurization process guides based on a biogas plant, wherein the oxygen required for the oxidation is usually introduced via an air flow in the biogas digester.
Auch die chemische Sorption von Schwefelwasserstoff an Eisensalzen wird zur Entschwefelung genutzt. Hierbei wird der Schwefelwasserstoff in Form von Eisensulfid gebunden.Also, the chemical sorption of hydrogen sulfide to iron salts is used for desulfurization. Here, the hydrogen sulfide is bound in the form of iron sulfide.
In der
In einigen Biogasanlagen dienen Holzbalkendecken bzw. Gurt-/ Netzkonstruktionen für Schwefelbakterien als Besiedlungsoberflächen. In
Bekannt sind ebenfalls Fasermaterialien wie Filze, Tücher und Vliese als Materialien zur bakteriellen Besiedlung für biologische Reaktivfilter, wie beispielsweise in der
Für die externe Entschwefelung sind weiterhin verschiedene Filtermaterialien bekannt, wie beispielsweise in der
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren sowie einen Biofermenter umfassend eine Vorrichtung zur Entschwefelung von Biogas bereitzustellen, das bzw. die die Biogasqualität erhöht, den Methanbildungsprozess unterstützt und die Standzeit eines Biogasfermenters verlängert.It is an object of the invention to provide a method and a biofermenter comprising a device for desulfurization of biogas, which increases the biogas quality, supports the methane formation process and prolongs the life of a biogas fermenter.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und einen Biogasfermenter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. 4 gelöst.This object is achieved by a method and a Biogasfermenter with the features of claim 1 or 4.
Es wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur Entschwefelung von Biogas bereitgestellt, bei dem während der anaeroben Fermentation von Biomasse in einem Biogasfermenter, der einen Substratraum und ein darüber angeordneten Gasraum besitzt, in dem Gasraum oberhalb des Substratraums ein Aufnahmesystem angeordnet ist, das mit biologisch abbaubaren Trägerkörpern, die mit schwefelwasserstoffabbauenden Mikroorganismen geimpft sind und/oder zur Ansiedlung schwefelwasserstoffabbauender Mikroorganismen geeignet sind, befüllt ist. Das durch die Fermentation gebildete Biogas durchströmt das Aufnahmesystem mit den Trägerkörpern, wobei das Biogas durch die Mikroorganismen entschwefelt wird. Zudem wird in den Biogasfermenter, vorzugsweise den Gasraum Luft eingetragen.According to the invention, there is provided a process for the desulfurization of biogas, in which a receiving system is arranged in the gas space above the substrate space during the anaerobic fermentation of biomass in a biogas fermenter having a substrate space and a gas space arranged above it, with biologically degradable carrier bodies, which are inoculated with hydrogen sulfide degrading microorganisms and / or are suitable for the settlement of hydrogen sulfide-degrading microorganisms is filled. The biogas formed by the fermentation flows through the receiving system with the carrier bodies, wherein the biogas is desulfurized by the microorganisms. In addition, air is introduced into the biogas fermenter, preferably the gas space.
Der Sauerstoffeintrag in die Gasphase erfolgt entsprechend des stöchiometrischen Bedarfs für die biologische Entschwefelung.The introduction of oxygen into the gas phase takes place according to the stoichiometric demand for biological desulphurisation.
In Anwesenheit von Luftsauerstoff siedeln sich in Biogasfermentern auf allen verfügbaren Oberflächen im Gasraum schwefelwasserstoffabbauender Mikroorganismen , so dass ein Impfen der Trägerkörper nicht zwingend notwendig, jedoch lässt sich dadurch die Umsetzung von Schwefelverbindungen in der Anfangsphase des Verfahrens deutlich beschleunigen. In the presence of atmospheric oxygen settle biogas fermenters on all available surfaces in the gas space hydrogen sulfide-degrading microorganisms, so that seeding of the carrier body is not absolutely necessary, but this can significantly accelerate the implementation of sulfur compounds in the initial phase of the process.
Der erfindungsgemäße Biogasfermenter weist eine Vorrichtung zur Entschwefelung von Biogas auf, die ein Aufnahmesystem aufweist, das während der anaeroben Fermentation von Biomasse in dem Biogasfermenter in einem Gasraum oberhalb eines Substratraums angeordnet ist und das mit biologisch abbaubaren Trägerkörpern, die mit schwefelwasserstoffabbauenden Mikroorganismen geimpft sind und/oder zur Ansiedlung schwefelwasserstoffabbauender Mikroorganismen geeignet sind, befüllt ist.The biogas fermenter according to the invention has a device for the desulfurization of biogas, which has a receiving system which is arranged during the anaerobic fermentation of biomass in the biogas fermenter in a gas space above a substrate space and with biologically degradable carrier bodies, which are inoculated with hydrogen sulfide-degrading microorganisms and / or are suitable for the settlement of hydrogen sulfide-degrading microorganisms is filled.
Die Ausführungen betreffen das erfindungsgemäße Verfahren und den erfindungsgemäßen Biogasfermenter gleichermaßen.The statements relate equally to the method according to the invention and the biogas fermenter according to the invention.
Die Unterteilung des Biogasfermenters in einen Substratraum und einen Gasraum ergibt sich aus dem Füllstand des Biogasfermenters mit Substrat. Daher weisen Substratraum und Gasraum variable Größen auf, wobei die Summe der Volumina von Substratraum und Gasraum stets gleich bleibt.The subdivision of the biogas fermenter into a substrate space and a gas space results from the filling level of the biogas fermenter with substrate. Therefore, the substrate space and the gas space have variable sizes, with the sum of the volumes of the substrate space and the gas space always remaining the same.
Das Aufnahmesystem ist vorzugsweise ausschließlich im Gasraum angeordnet, jedoch kann, beispielsweise durch einen entsprechenden Füllstand des Substratraums, das Aufnahmesystem auch teilweise zur vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens in den Substratraum hineinragen.The receiving system is preferably arranged exclusively in the gas space, but may, for example, by a corresponding level of the substrate space, the receiving system also partially protrude for advantageous embodiment of the method according to the invention in the substrate space.
Das Aufnahmesystem weist eine Vielzahl von Öffnungen auf, die derart beschaffen sind, dass im Aufnahmesystem ein Gasaustausch ermöglicht wird und gleichzeitig die darin befindlichen Trägerkörper zurückgehalten werden.The receiving system has a plurality of openings which are such that in the receiving system, a gas exchange is made possible and at the same time the carrier body therein are retained.
Das Aufnahmesystem wird vorzugsweise in mehrere Teilaufnahmesysteme unterteilt, um eine bedarfsgerechte Auslegung des Aufnahmesystems zu ermöglichen. Die Teilaufnahmesysteme weisen jeweils die gleichen Merkmale wie für das Aufnahmesystem beschrieben.The pickup system is preferably subdivided into a plurality of picking systems to enable a needs-based design of the pickup system. The sub-recording systems each have the same features as described for the recording system.
Vorzugsweise bestehen das Aufnahmesystem bzw. die Teilaufnahmesysteme dazu aus Schläuchen mit einer netzartigen Struktur. Das Aufnahmesystem besteht entsprechend der gewählten Aufhängung aus mindestens einem Schlauch bzw. mehrerer übereinander angeordneter Schläuche oder einer Kette miteinander verbundener Schläuche. Die Schläuche können dann entlang der Wandung des Biogasfermenters geführt sein, wobei auch mehrere Schlauchketten übereinander angeordnet sein können und der Durchmesser der Schläuche variiert sein kann.Preferably, the receiving system and the sub-recording systems consist of hoses with a net-like structure. According to the selected suspension, the receiving system consists of at least one hose or a plurality of hoses arranged one above the other or a chain of interconnected hoses. The hoses can then be guided along the wall of the biogas fermenter, wherein a plurality of hose chains can be arranged one above the other and the diameter of the hoses can be varied.
Werden die Schläuche an einer gemeinsamen Halterung festgelegt, so hängen diese einzeln im Gasraum herunter. Auch hier kann eine Anordnung entlang der Wandung erfolgen oder über die Querschnittsfläche des Gasraums verteilt. Vorzugsweise weisen dann die Schläuche einen Abstand zueinander auf.If the hoses are fixed to a common bracket, they hang down individually in the gas space. Again, an arrangement along the wall can be made or distributed over the cross-sectional area of the gas space. Preferably, then the hoses at a distance from each other.
Vorteilhaft ist es, das Aufnahmesystem derart auszubilden, dass dieses mit zunehmender Höhe des Gasraums einen größeren Anteil von dessen Querschnittsfläche abdeckt.It is advantageous to design the receiving system such that it covers a larger portion of its cross-sectional area with increasing height of the gas space.
Der Durchmesser eines einzelnen Schlauches und die Größe der Öffnungen richten sich vorzugsweise nach der Geometrie der Trägerkörper.The diameter of a single tube and the size of the openings are preferably based on the geometry of the carrier body.
Zudem weist das Aufnahmesystem vorzugsweise einen Einlass- und optional eine Auslassöffnung auf, so dass die Trägerkörper problemlos eingebracht werden können und auch ein Nachfüllen von Trägerkörpern möglich ist. Zudem können durch die Auslassöffnung verbrauchte Trägerkörper in den Substratraum verbracht werden und als Substrat zur Biogaserzeugung dienen.In addition, the receiving system preferably has an inlet and optionally an outlet opening, so that the carrier body can be introduced easily and also a refilling of carrier bodies is possible. In addition, carrier bodies consumed by the outlet opening can be brought into the substrate space and serve as a substrate for biogas production.
Das Aufnahmesystem ist derart beschaffen, dass dieses den Querschnitt des Gasraums bis zu 90% ausfüllt. So kann das erhaltene Biogas vorteilhafterweise von allen Seiten an die im Aufnahmesystem befindlichen Trägerkörper gelangen, so dass ein schneller Umsatz der Schwefelverbindungen ermöglicht wird.The receiving system is such that it fills the cross section of the gas space up to 90%. Thus, the biogas obtained can advantageously reach from all sides to the carrier body located in the receiving system, so that a rapid conversion of the sulfur compounds is made possible.
Ist das Aufnahmesystem in Teilaufnahmesysteme gegliedert, so weisen diese vorzugsweise einen Abstand zueinander auf, um eine möglichst große Kontaktfläche zum Biogas zu bieten.If the receiving system is subdivided into partial receiving systems, they preferably have a mutual spacing in order to offer the largest possible contact surface for the biogas.
Das Aufnahmesystem besteht vorzugsweise aus eisenhaltigen und/oder biologisch abbaubaren Materialien. Eisenhaltig bedeutet auch die Anwesenheit von Eisenverbindungen, die wie Eisen eine chemische Sorption von Schwefelwasserstoff ermöglichen. Entsprechende Verbindungen sind aus dem Stand der Technik bekannt, wie auch entsprechende biologisch abbaubare Materialen. The receiving system is preferably made of ferrous and / or biodegradable materials. Ferrous also means the presence of iron compounds which, like iron, allow for chemical sorption of hydrogen sulphide. Corresponding compounds are known from the prior art, as well as corresponding biodegradable materials.
Das Material des Aufnahmesystems wird ansonsten so ausgelegt, dass dieses für eine einmalige oder mehrmalige Verwendung geeignet ist. Bei einer einmaligen Verwendung des Aufnahmesystems ist vorzugsweise die biologische Abbaubarkeit an die Standzeit der Trägerkörper angepasst, wobei das Material des Aufnahmesystems und die Trägerkörper selber als Substrat zur Biogasgewinnung dienen können.The material of the recording system is otherwise designed so that it is suitable for a single or multiple use. In a single use of the recording system, the biodegradability is preferably adapted to the service life of the carrier body, wherein the material of the receiving system and the carrier body itself can serve as a substrate for biogas production.
Die schwefelwasserstoffsorbierenden und / oder biologisch abbaubaren Materialen des Aufnahmesystems bieten auf Grund der Zusammensetzung und der Fähigkeit der Wasser- und Nährstoffaufnahme gute Bedingungen für das Ansiedeln und Wachsen von schwefelwasserstoffabbauenden Mikroorganismen. Das Aufnahmesystem ergänzt somit die Reinigungsmechanismen der Trägerkörper.The hydrogen sulfide adsorbing and / or biodegradable materials of the receiving system provide good conditions for the settling and growth of hydrogen sulfide degrading microorganisms due to the composition and the ability to absorb water and nutrients. The recording system thus complements the cleaning mechanisms of the carrier body.
Die Befüllung beziehungsweise der Austausch des Aufnahmesystems wird über einen Kontrollwert der Schwefelwasserstoffkonzentration im entschwefelten Biogas gesteuert. Dazu sind entsprechende Einrichtungen, wie beispielsweise Sensoren Ventile, Steuereinrichtungen und dergleichen vorgesehen.The filling or replacement of the receiving system is controlled by a control value of the hydrogen sulfide concentration in the desulfurized biogas. For this purpose, appropriate facilities, such as sensors valves, control devices and the like are provided.
Die erfindungsgemäße Biogasentschwefelung erfordert leicht zu durchströmende Trägerkörper mit möglichst geringen Druckverlusten. Die im Aufnahmesystem befindlichen Trägerkörper besitzt definierte Eigenschaften hinsichtlich Schwefelwasserstoffeleminierungsrate, Korngröße, Porosität, Volumenoberflächenverhältnis, mechanischer Festigkeit und biologische Abbaubarkeit.The biogas desulfurization according to the invention requires easily to flow through carrier body with the lowest possible pressure losses. The carrier body present in the receiving system has defined properties with regard to hydrogen sulfide elimination rate, grain size, porosity, volume surface ratio, mechanical strength and biodegradability.
Als biologisch abbaubare Trägerkörper mit verschiedenen Funktionsstoffen werden vorzugsweise zellulosehaltige Materialien oder biologisch abbaubare Kunststoffe verwendet, die ausführlich in der
Die biologisch abbaubaren Trägerkörper bestehen vorzugsweise aus nachwachsenden Rohstoffen wie zum Beispiel Stärke, insbesondere Getreide-, Kartoffel- oder Maisstärke, so dass diese letztendlich auch in dem Biogasfermenter zu Biogas umgesetzt werden können.The biodegradable carrier bodies are preferably made of renewable raw materials such as starch, in particular cereal, potato or corn starch, so that they can ultimately be converted into biogas in the biogas fermenter.
Die Trägerkörper sind vorzugsweise mit einem Hydrophobierungsmittel versetzt, um die Aufnahme von Feuchtigkeit im Gasraum des Biogasfermenters zu begrenzen, so dass im Aufnahmesystem die Trägerköper locker geschichtet verbleiben. So kann ein Durchströmen des Aufnahmesystems mit Biogas mit einem sehr geringen Strömungswiderstand gewährleistet werden.
Die Trägerkörper sinken bei Nachlassen der Hydrophobierung im Aufnahmesytem ab bzw. zusammen und dienen beispielsweise bei direktem Kontakt des Aufnahmesystems mit dem Substrat gleichfalls als weiteres Substrat für die anaerobe Fermentation, wodurch ein reststofffreier Abbau der Trägerkörper erreicht werden kann.The carrier bodies are preferably mixed with a hydrophobing agent in order to limit the absorption of moisture in the gas space of the biogas fermenter, so that the carrier bodies remain loosely layered in the receiving system. Thus, a flow through the receiving system with biogas can be ensured with a very low flow resistance.
When the hydrophobing in the receiving system has subsided, the carrier bodies sink or collapse and, for example, also serve as a further substrate for the anaerobic fermentation in the case of direct contact of the receiving system with the substrate, as a result of which the carrier body can be removed free of residues.
Das Hydrophobierungsmittel ist vorzugsweise ausgewählt aus acetylierter Stärke, Polystyrol, Polyamid, Polyethylen, Polyester, Polyesteramid, Polyesterurethan, Polyvinylalkohol, Polyhydroxyfettsäure, Polymilchsäure oder deren Gemischen, wobei bei den Hydrophobierungsmitteln bevorzugt ebenfalls biologisch abbaubare Substanzen eingesetzt werden. Besonders bevorzugt sind acetylierte Stärke oder Kunststoffrecyclate wie zum Beispiel Polyamid oder Polystyrol.The hydrophobing agent is preferably selected from acetylated starch, polystyrene, polyamide, polyethylene, polyester, polyester amide, polyester urethane, polyvinyl alcohol, polyhydroxy fatty acid, polylactic acid or mixtures thereof, wherein the water repellents preferably also biodegradable substances are used. Particularly preferred are acetylated starch or plastic recyclates such as polyamide or polystyrene.
Die Trägerkörper sind vorzugsweise mit chemolithoautotrophen Mikroorganismenstämmen beimpft, insbesondere mit einem oder mehreren der Stämme Acidithiobacillus thiooxidans, Acidithiobacillus ferrooxidans, Thiobacillus thioparus und Sulfolobus spez..The carrier bodies are preferably inoculated with chemolithoautotrophic microorganism strains, in particular with one or more of the strains Acidithiobacillus thiooxidans, Acidithiobacillus ferrooxidans, Thiobacillus thioparus and Sulfolobus speci ..
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform können die Trägerkörper zusätzlich zu den schwefeloxidierenden Mikroorganismen Sorptionsmittel zur chemischen Sorption des Schwefelwasserstoffs enthalten.In a particularly advantageous embodiment, the carrier bodies may contain, in addition to the sulfur-oxidizing microorganisms, sorbents for the chemical sorption of the hydrogen sulfide.
Als Sorptionsmittel werden vorzugsweise Metallverbindungen eingesetzt, vorzugsweise Eisenverbindungen, die H2S als Sulfid binden. Für diesen Zweck bevorzugte Eisenverbindungen sind im Sinne der Erfindung Eisenhydroxid, Eisensalze wie zum Beispiel Eisenchlorid oder Eisenpulver, ganz besonders bevorzugt Eisenhydroxid.The sorbents used are preferably metal compounds, preferably iron compounds which bind H 2 S as sulfide. Iron compounds which are preferred for this purpose are, for the purposes of the invention, iron hydroxide, iron salts such as, for example, iron chloride or iron powder, very particularly preferably iron hydroxide.
Durch diese Verbindungen kann der Schwefelwasserstoff bekanntermaßen als Sulfid gebunden werden und bei Anwesenheit von schwefeloxidierenden Mikroorganismen wird das Sorptionsmittel, also zum Beispiel das Eisenhydroxid, vorteilhafter Weise zum Teil regeneriert. Through these compounds, the hydrogen sulfide can be known to be bound as sulfide and in the presence of sulfur-oxidizing microorganisms, the sorbent, so for example, the iron hydroxide, advantageously partially regenerated.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Trägerkörper können diese auch Antischaummittel und/oder Substanzen zur pH-Wert-Regulierung und/oder Nährstoffe für die Mikroorganismen enthalten.In a further preferred embodiment of the carrier body, these may also contain antifoams and / or substances for pH regulation and / or nutrients for the microorganisms.
Vorteilhafterweise gelangen die während der Entschwefelung entstehenden Stoffwechselprodukte, beispielsweise Schwefel, umgesetzte Trägerkörper oder Materialien des Aufnahmesystems in den Substratraum. Stoffwechselprodukte, die nicht anaerob umgesetzt werden, werden mit dem Gärrest aus dem Fermenter ausgetragen.Advantageously, the metabolic products formed during the desulfurization, for example sulfur, reacted carrier bodies or materials of the receiving system reach the substrate space. Metabolites that are not converted anaerobically are removed from the fermenter with the digestate.
Durch die Erfindung wird ein mehr an Prozesssicherheit, Wirtschaftlichkeit, Gasqualität und Sicherheit geschaffen.The invention provides more process reliability, economy, gas quality and safety.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Further advantageous embodiments of the invention are characterized in the subclaims.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
-
1 in einer Seitenansicht ein Biogasfermenter mit einem horizontal angeordneten Aufnahmesystem, -
2 in einer Aufsicht das Aufnahmesystem des Biogasfermenters gemäß1 , mit Trägerkörpern, -
3 in einer Seitenansicht ein Biogasfermenter mit einem Aufnahmesystem aus mehreren vertikal angeordneten Teilaufnahmesystemen, und -
4 in einer Seitenansicht ein Teilaufnahmesystem des Biogasfermenters gemäß3 .
-
1 in a side view of a biogas fermenter with a horizontally arranged receiving system, -
2 in a plan view of the biogas fermenter receiving system according to1 , with carrier bodies, -
3 in a side view of a biogas fermenter with a recording system of several vertically arranged parts receiving systems, and -
4 in a side view of a partial receiving system of biogas fermenter according to3 ,
In
Ansonsten weist der Biogasfermenter
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
Claims (15)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102014222703.8A DE102014222703B4 (en) | 2014-11-06 | 2014-11-06 | Method for desulfurization of biogas and biofermenter comprising a device for desulfurization of biogas |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102014222703.8A DE102014222703B4 (en) | 2014-11-06 | 2014-11-06 | Method for desulfurization of biogas and biofermenter comprising a device for desulfurization of biogas |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102014222703A1 DE102014222703A1 (en) | 2016-05-12 |
DE102014222703B4 true DE102014222703B4 (en) | 2019-01-10 |
Family
ID=55803345
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102014222703.8A Expired - Fee Related DE102014222703B4 (en) | 2014-11-06 | 2014-11-06 | Method for desulfurization of biogas and biofermenter comprising a device for desulfurization of biogas |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102014222703B4 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20210179994A1 (en) * | 2019-12-11 | 2021-06-17 | L'Air Liquide, Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude | Digester comprising a porous inner wall |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102015119517B4 (en) * | 2015-11-12 | 2022-09-08 | Hochschule Nordhausen | Digester and process for producing desulfurized biogas |
CN105964121A (en) * | 2016-07-12 | 2016-09-28 | 南京慧淳环保科技有限公司 | Anaerobic fermentation pre-desulfurization method and device |
CN109097126B (en) * | 2018-10-30 | 2020-12-04 | 临沂文衡信息技术有限公司 | High efficiency natural gas deacidification system |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006035286A1 (en) | 2006-07-31 | 2008-02-07 | VTI Thüringer Verfahrenstechnisches Institut Saalfeld GmbH | Filtering procedure for removing hydrogen sulfide from biogas, comprises introducing biogas containing residual components into columns of filtering unit having two physically, chemically and/or biologically active filter materials |
DE202008003542U1 (en) | 2008-03-12 | 2008-06-26 | Ugn-Umwelttechnik Gmbh | Chem.-biologically effective, autoregenerative filter material based on cellulose fibers for exhaust air and gas purification |
EP1970434A1 (en) | 2007-03-15 | 2008-09-17 | MT-Energie GmbH & Co. KG | Method for reducing hydrogen sulphide by introducing oxygen |
DE202007018608U1 (en) | 2006-06-14 | 2009-01-08 | Agrotel Gmbh | biogas reactor |
DE202011000577U1 (en) | 2011-02-03 | 2011-05-19 | PlanET Biogastechnik GmbH, 48691 | Ceiling of a biogas tank |
DE102011106309A1 (en) | 2010-07-14 | 2012-01-19 | Ulrich Lütke Wöstmann | Arrangement for desulphurization of combustion gas for producing biogas to operate internal combustion engine of block-type thermal power station, has discharge cable separated from sprinkling and flushing system |
DE102012100893A1 (en) | 2011-02-03 | 2012-08-09 | Planet Biogastechnik Gmbh | Gas permeable ceiling of a bio-gas container, comprises a circumferential side wall, and a surface element formed as a close-meshed textile network or fabric, which spans an interior of the container |
DE102011050167A1 (en) | 2011-05-06 | 2012-11-08 | Ugn-Umwelttechnik Gmbh | Framework material for biological recyclable reactive filters |
DE102011081522A1 (en) | 2011-08-24 | 2013-02-28 | bue Anlagentechnik GmbH | Biological desulfurization of biogas, comprises directly performing desulfurization in biogas fermenter during anaerobic fermentation of biomass, and forming artificial functional layer at interface between liquid phase and gas phase |
-
2014
- 2014-11-06 DE DE102014222703.8A patent/DE102014222703B4/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE202007018608U1 (en) | 2006-06-14 | 2009-01-08 | Agrotel Gmbh | biogas reactor |
DE102006035286A1 (en) | 2006-07-31 | 2008-02-07 | VTI Thüringer Verfahrenstechnisches Institut Saalfeld GmbH | Filtering procedure for removing hydrogen sulfide from biogas, comprises introducing biogas containing residual components into columns of filtering unit having two physically, chemically and/or biologically active filter materials |
EP1970434A1 (en) | 2007-03-15 | 2008-09-17 | MT-Energie GmbH & Co. KG | Method for reducing hydrogen sulphide by introducing oxygen |
DE202008003542U1 (en) | 2008-03-12 | 2008-06-26 | Ugn-Umwelttechnik Gmbh | Chem.-biologically effective, autoregenerative filter material based on cellulose fibers for exhaust air and gas purification |
DE102011106309A1 (en) | 2010-07-14 | 2012-01-19 | Ulrich Lütke Wöstmann | Arrangement for desulphurization of combustion gas for producing biogas to operate internal combustion engine of block-type thermal power station, has discharge cable separated from sprinkling and flushing system |
DE202011000577U1 (en) | 2011-02-03 | 2011-05-19 | PlanET Biogastechnik GmbH, 48691 | Ceiling of a biogas tank |
DE102012100893A1 (en) | 2011-02-03 | 2012-08-09 | Planet Biogastechnik Gmbh | Gas permeable ceiling of a bio-gas container, comprises a circumferential side wall, and a surface element formed as a close-meshed textile network or fabric, which spans an interior of the container |
DE102011050167A1 (en) | 2011-05-06 | 2012-11-08 | Ugn-Umwelttechnik Gmbh | Framework material for biological recyclable reactive filters |
DE102011081522A1 (en) | 2011-08-24 | 2013-02-28 | bue Anlagentechnik GmbH | Biological desulfurization of biogas, comprises directly performing desulfurization in biogas fermenter during anaerobic fermentation of biomass, and forming artificial functional layer at interface between liquid phase and gas phase |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20210179994A1 (en) * | 2019-12-11 | 2021-06-17 | L'Air Liquide, Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude | Digester comprising a porous inner wall |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102014222703A1 (en) | 2016-05-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3544383C2 (en) | ||
DE102014222703B4 (en) | Method for desulfurization of biogas and biofermenter comprising a device for desulfurization of biogas | |
DE102021112734A1 (en) | Biological deodorizing filler and trickling filter tower for removing the malodorous odor of landfill leachate using the same | |
DE69805447T2 (en) | METHOD FOR BIOLOGICAL WASTEWATER AND EXHAUST GAS PURIFICATION AND BIOFILTER THEREFOR | |
EP1867712A1 (en) | Bio gas reactor | |
DE3423285C2 (en) | ||
Kim et al. | Evaluation of trickle-bed air biofilter performance under periodic stressed operating conditions as a function of styrene loading | |
DE102009014221A1 (en) | Method for biological desulfurization of biogas from biogas plant, involves loading washing liquid with oxygen and specifying detention period of liquid in bioscrubber such that biological oxidation takes place in bioscrubber | |
DE4440464C1 (en) | Disposable floating bio:filter preventing odour from large bodies of fluid | |
DE102016009223A1 (en) | Method for methane fermentation in the plug flow and apparatus for carrying out the method | |
DE3204597A1 (en) | METHOD FOR SEPARATING GAS-BASED, VOLATILE AND / OR LIQUID IMPURITIES FROM EXHAUST GAS | |
DE102011081522B4 (en) | Process for the biological in situ desulfurization of biogas in the biogas fermenter | |
DE102010011787A1 (en) | Self-stable filter material | |
DE102013009874B4 (en) | Device and method for the biosynthesis of methane | |
DE102006035286A1 (en) | Filtering procedure for removing hydrogen sulfide from biogas, comprises introducing biogas containing residual components into columns of filtering unit having two physically, chemically and/or biologically active filter materials | |
EP2704819B1 (en) | Framework material for a biologically recyclable reactive filters and method for producing same | |
DE202010003779U1 (en) | Self-stable filter material | |
DE102006043538A1 (en) | Treating a landfill gas formed from the waste dumped at landfills comprises permeating the gas through multilayer bio-filters comprising three or more segments having a filter material packing and a separately regulated gas supply | |
DE102011106309A1 (en) | Arrangement for desulphurization of combustion gas for producing biogas to operate internal combustion engine of block-type thermal power station, has discharge cable separated from sprinkling and flushing system | |
DE102019006623A1 (en) | Bioconverter for the production of biogas with elemental hydrogen and activated coal masses in the fermentation liquid | |
DE19925085C1 (en) | Microbiological purification of contaminated gas streams comprises passing the gas over permeable substrates which are partially covered with suitable microorganisms and over which a trickle film of water passes | |
AT400683B (en) | METHOD FOR AEROBIC MICROBIOLOGICAL DECONTAMINATION OF GASES | |
DE102006035287A1 (en) | Modified filter material for the purification of gases and exhaust air flow, comprises a mixture of fibrous substrate material and derivatization reagent, and mixture of auxiliary materials | |
DE19610056A1 (en) | Integration of bio-gas generation and hydrogen sulphide oxygenation | |
DE102007052920B4 (en) | Process for the biological treatment of contaminated gases |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |