WO2014060132A1 - Gasreinigungsvorrichtung - Google Patents

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WO2014060132A1
WO2014060132A1 PCT/EP2013/066750 EP2013066750W WO2014060132A1 WO 2014060132 A1 WO2014060132 A1 WO 2014060132A1 EP 2013066750 W EP2013066750 W EP 2013066750W WO 2014060132 A1 WO2014060132 A1 WO 2014060132A1
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WO
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condensate
gas
space
biogas
cleaning device
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PCT/EP2013/066750
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English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Thomsen
Original Assignee
BAILER, Edwin
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Publication date
Application filed by BAILER, Edwin filed Critical BAILER, Edwin
Publication of WO2014060132A1 publication Critical patent/WO2014060132A1/de

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    • 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
    • C10L3/106—Removal of contaminants of water
    • 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
    • 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
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency
    • Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines

Definitions

  • the present invention relates to a gas purification device for the purification of biogas from a biogas plant or fermentation gas from a sewage treatment plant.
  • the biogas consists of methane and CO 2 and includes, among other things
  • Silicon compounds H 2 S is toxic and can damage the power generation, for example, provided in a cogeneration plant engines or other components of Faulgasverêtsanlagen, because of the sulfur compounds together with the in the digester gas at a digestion temperature of 30 ° C to 50 ° C abundant
  • Gas cleaning reduces the concentration of impurities in the digester gas and thus significantly increases the service life of the gas
  • the invention proposes that a cooling space is provided, in which at least one tube cooler coil is arranged, whose inlet end with a supply line for the
  • the condensed and the condensate is separated in the separator from the thus purified biogas / digester gas, which can be removed from a cleaning outlet of the separator.
  • the undesirable constituents in the biogas / fermentation gas are washed out with.
  • this mainly affects H 2 S and, in the case of digester gas from sewage treatment plants, also silanes and siloxanes.
  • the invention requires neither activated carbon, nor additional consumables and comes even without the supply of external energy. Only the resulting condensate with the pollutants must be disposed of.
  • the cooling space is designed as a cool condensate shaft and arranged below the ground level, preferably at a depth of 1, 5 m or lower.
  • a condensate tray can be easily introduced into the ground during the construction of the biogas plant.
  • the bottom plate of the biogas plant is then easily adapted to the accessible shaft.
  • the tube cooler coil is helically or spirally configured with substantially horizontal turns, which extend in the condensate tray over a
  • the tube cooler snake is thus many meters long and ensures that the coming of the digester biogas / digester gas can cool down slowly and completely.
  • the biogas / digester gas has a temperature between 30 ° C and 50 ° C and is 100% saturated with moisture. This moisture is condensed in the tube cooler coil, which is preferably made of stainless steel, with the heat of condensation being discharged via the tube cooler coil to the cooling air flowing through the cooling chamber.
  • At least one vent pipe is provided for introducing cooling air into the cooling space, the upper end ends for sucking in ambient air outdoors and the lower end opens into the bottom region of the cooling space, where the cooling air exits. It can also be several ventilation pipes or
  • Ventilation openings may be provided.
  • the invention is further improved by the measure that at least one chimney is arranged above the tube cooler snake, through which the cooling air heated by the tube cooler snake rises and reaches the outside.
  • the chimney allows effective ventilation by first raising the room air warmed by the waste heat and leaving it through the chimney. Fresh, cool ambient air then flows in via the ventilation pipe or further ventilation openings into the cooling space, passes as cooling air past the outer wall of the pipe cooling coil and thereby cools the pipe wall. As a result, the cooling air cools that through the
  • Pipe cooler snakes up the air in the cold room, which in the altitude rises and passes through the fireplace into the open air.
  • a continuous, thermal, convected by waste air recirculation convection flows.
  • the convection can be further improved by a waste heat heating in the height range above the pipe cooling coil and below or in the inlet area of the fireplace or another fireplace
  • waste heat driven radiator is arranged, preferably a waste heat driven radiator or a waste heat source, such as a gas compressor.
  • a waste heat source such as a gas compressor.
  • the already existing waste heat can here to reinforce the
  • Cooling air flow can be used in the refrigerator. This will be the
  • Separator means a condensate compartment with a
  • partition breakthroughs preferably slots or holes for the passage of condensate from the gravel bed space in the
  • the gravel bed room 21 has a projecting from top to bottom second partition, which does not go through to the ground and the gravel bed room divided into two roughly equal subspaces.
  • the gas is forced to first flow through a subspace down to the bottom area to then pass through the remaining between the second partition and the bottom gap in the second subspace, where there is the existing gravel bed from below flows through the top.
  • a cleaning outlet is arranged in the wall of the condensate space in the bottom area below the condensate drain pipe.
  • the cleaning drain can be used to drain practically all of the condensate in the condensate compartment to clean the condensate compartment.
  • Figure 1 A schematic sectional view of a
  • Figure 2 a separator in a sectional view
  • Figure 3 the same separator in a perspective
  • Firgur 1 can be seen a part of a technical building 1, the bottom plate 14 to form a cooling space 15 in the form of a
  • Kondensatschachts is partially lowered.
  • a tube cooler coil 3 is arranged, whose substantially horizontally oriented turns extend helically over a height range in the order of one meter.
  • a separator 4 is arranged in the cooling space 15.
  • the uncleaned biogas / digester gas comes from the biogas plant or sewage treatment plant via a supply line 18 and enters the inlet end 31 of the tube cooler coil 3. In the tube cooler coil 3, the gas cools and the water vapor contained condenses out.
  • the gas storage 7 is an airbag 8, in which the clean gas is received.
  • a height sensor 16 is arranged in the gas storage 7, which detects the height of the top of the airbag and thus the detection of
  • Gas consumers to be supplied passes again via the gas line 6 and a derivative 17 to a gas filter 10 and from
  • Gas filter 10 to a gas compressor 9, where it is compressed, in order then with the pressure required for forwarding in one by a
  • Partition 13 separated other part of the technical building 1 to get.
  • the heat generated by the gas compressor 9 is used as well as the waste heat generated in other parts of the system to the
  • chimney 2 also operated with waste heat radiator 25 is arranged. Furthermore, the cooling chamber 15 is equipped with a ventilation tube 5, the upper end 51 opens into the open to suck in ambient air, and the lower
  • End 52 opens into the bottom region of the cooling space 15, where the sucked cooling air enters the cooling space 15.
  • Separator 4 from a housing which is divided into subspaces.
  • a first partition wall 22 divides a condensate space 19 from a gravel bed space 21.
  • a second partition wall 20 in turn divides the gravel bed space 21 into two subspaces.
  • Partitions 20, 22 can also be seen well in Figure 3, ebendso a sight glass fitting 24 in a wall of the condensate 19. Die
  • Sight glass fitting 24 is used for visual inspection of the height of the
  • the mixture of biogas / biogas and condensate passes from the outlet end 32 of the tube cooler coil 3 via an inlet 41 of the separator 4 into the condensate space 19, where the
  • Condensate collects at the bottom of the condensate space 19 and the gas above the condensate through an open area between the first partition 22 and the top of the separator 4 in the gravel bed space 21 can pass.
  • the transfer of condensate from the gravel bed room 21 into the condensate space 19 is through slots, holes or other openings of the first partition 22nd
  • a second partition wall 20 is provided, which is gas-impermeable and thereby forces the gas to flow over a longer distance through the gravel bed.
  • the condensate collected in the condensate chamber 19 is continuously discharged via a condensate discharge pipe 12.
  • Condensate discharge pipe 12 is bent in a siphon-like manner to submerge in the condensate in the condensate space 19, preventing the escape of gas through the condensate discharge pipe 12. In case of cleaning the separator 4, the condensate from the
  • a cleaning outlet 1 1 is arranged in the bottom region of the condensate space 19. To carry out the cleaning, the condensate chamber 19 is at its
  • Gravel bed room 21 also each have an opening on your
  • each with a revision cover 23 is closed. Through the openings mentioned also a new gravel filling can be filled in the gravel bed room 21. A suitable gravel must not contain calcareous rocks.
  • the digester gas is continuously cleaned and dried, which has been verified by appropriate tests sufficient cleaning with appropriate dimensioning.

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Abstract

Eine Gasreinigungsvorrichtung für die Reinigung von Biogas aus einer Biogasanlage oder vom Faulgas aus einer Kläranlage wird im Hinblick auf einen wirtschaftlichen Betrieb ohne zusätzliche Energie- oder Materialzufuhr dadurch verbessert, dass ein Kühlraum (15) vorgesehen ist, in welchem eine Rohrkühlerschlange (3) angeordnet ist, deren Eintrittsende (31) mit einer Zuführleitung (18) für die Einleitung von ungereinigtem Biogas / Faulgas verbunden ist, dass ein Austrittsende (32) der Rohrkühlerschlange (3) mit einer Abscheidereinrichtung (4) verbunden ist, die unterhalb der Rohrkühlerschlange (3) im Kühlraum (15) angeordnet ist, wobei der im ungereinigten Biogas / Faulgas enthaltene Wasserdampf mit Verunreinigungen in der Rohrkühlerschlange (3) auskondensiert und das Kondensat in der Abscheidereinrichtung (4) vom somit gereinigten Biogas / Faulgas abgeschieden wird, welches aus einem Reingasauslass (61) der Abscheidereinrichtung (4) entnehmbar ist.

Description

Gasreinigungsvorrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gasreinigungsvorrichtung für die Reinigung von Biogas aus einer Biogasanlage oder von Faulgas aus einer Kläranlage. Das Biogas besteht aus Methan und CO2 und beinhaltet u.a. auch
Schwefelwasserstoff H2S sowie andere Schwefel- und
Siliziumverbindungen H2S ist giftig und kann die zur Stromerzeugung beispielsweise in einem Blockheizkraftwerk vorgesehenen Motoren oder andere Komponenten der Faulgasverwertungsanlagen schädigen, weil sich aus den Schwefelverbindungen zusammen mit dem im Faulgas bei einer Faultemperatur von 30° C bis 50° C reichlich vorhandenem
Wasserdampf Schwefelsäure bildet, die sich beispielsweise im Motoröl der beteiligten Motoren ablagern kann. Ähnliche negative Auswirkungen haben andere im Faulgas enthaltene Verunreinigungen.
Üblicherweise wird zur Beseitigung von Schwefelwasserstoff eine kleine Menge Luft in den Faulbehälter eingeblasen. Spezielle Bakterien setzen dann das H2S-Gas in reinen Schwefel um. Auch ist die Reinigung durch Wäsche mit Lösemitteln, durch Absorption an Aktivkohle oder durch Tiefkühlen bekannt. Die bekannten Verfahren sind kostenintensiv und das Einblasen von Luft verschlechtert die Gasqualität.
Die Gasreinigung reduziert die Konzentration von Verunreinigungen im Faulgas und erhöht damit deutlich die Lebensdauer der
Faulgasverwertungsanlagen. Leider wird für den Betrieb der
Faulgasreinigungsvorrichtungen zusätzlich Energie benötigt, z.B. für den Betrieb von Pumpen und Kühlvorrichtungen. Verbrauchsmittel wie
Aktivkohle oder Lösungsmittel müssen regelmäßig erneuert werden, was Material kosten und Wartungskosten verursacht. Während der
Wartungsarbeiten muss der Betrieb der Reinigungsanlage und die Faulgaszufuhr unterbrochen werden. Dabei besteht Explosionsgefahr und Gesundheitsgefahren für das Betriebspersonal.
Zur Vermeidung der genannten Nachteile und insbesondere zum
Einsparen von Kosten schlägt die Erfindung vor, dass einer Kühlraum vorgesehen ist, in welchem mindestens eine Rohrkühlerschlange angeordnet ist, deren Eintrittsende mit einer Zuführleitung für die
Einleitung von ungereinigtem Biogas / Faulgas verbunden ist, dass ein Austrittsende der Rohrkühlerschlange mit einer Abscheidereinrichtung verbunden ist, die unterhalb der Rohrkühlerschlange im kühlen Kühlraum angeordnet ist, so dass der im ungereinigten Biogas / Faulgas enthaltene Wasserdampf mit Verunreinigungen in der Rohrkühlerschlange
auskondensiert und das Kondensat in der Abscheidereinrichtung vom somit gereinigten Biogas / Faulgas abgeschieden wird, welches aus einem Reinigungsauslass der Abscheidereinrichtung entnehmbar ist. Bei diesem erfindungsgemäßen Kondensationsvorgang werden die unerwünschten Bestandteile im Biogas / Faulgas mit ausgewaschen. Im Biogas betrifft dies hauptsächlich H2S und bei Faulgas aus Kläranlagen zusätzlich auch Silane und Siloxane. Dabei benötigt die Erfindung weder Aktivkohle, noch zusätzliche Verbrauchsmaterialien und kommt auch ohne Zufuhr externer Energie aus. Lediglich das entstehende Kondensat mit den Schadstoffen muss entsorgt werden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Kühlraum als kühler Kondensatschacht ausgestaltet und unterhalb des Erdbodenniveaus angeordnet ist, vorzugsweise in einer Tiefe von 1 ,5 m oder tiefer. Ein solcher Kondensatschacht kann leicht bei der Errichtung der Biogasanlage in den Erdboden eingebracht werden. Die Bodenplatte der Biogasanlage wird dann an den begehbaren Schacht auf einfache Weise angepasst. In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist die Rohrkühlerschlange schraubenförmig oder spiralförmig mit im Wesentlichen horizontalen Windungen ausgestaltet, die sich im Kondensatschacht über einen
Höhenbereich von etwa 1 ,2 m erstrecken. Die Rohrkühlerschlange ist somit viele Meter lang und gewährleistet, dass das vom Faulbehälter kommende Biogas / Faulgas langsam und vollständig abkühlen kann. Ursprünglich hat das Biogas / Faulgas eine Temperatur zwischen 30°C und 50°C und ist zu 100 % mit Feuchtigkeit gesättigt. Diese Feuchtigkeit wird in der Rohrkühlerschlange, die vorzugsweise aus Edelstahl besteht, kondensiert, wobei die Kondensationswärme über die Rohrkühlerschlange an die durch den Kühlraum fließende Kühlluft abgegeben wird.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist zum Einleiten von Kühlluft in den Kühlraum mindestens ein Belüftungsrohr vorgesehen, dessen oberes Ende zum Ansaugen von Umgebungsluft im Freien endet und dessen unteres Ende in den Bodenbereich des Kühlraums mündet, wo die Kühlluft austritt. Es können auch mehrere Belüftungsrohre oder
Belüftungsöffnungen vorgesehen sein.
Die Erfindung wird noch verbessert durch die Maßnahme, dass oberhalb der Rohrkühlerschlange mindestens ein Kamin angeordnet ist, durch den die von der Rohrkühlerschlange erwärmte Kühlluft aufsteigt und ins Freie gelangt. Der Kamin ermöglicht eine effektive Entlüftung, indem zunächst die durch die Abwärme angewärmte Raumluft aufsteigt und durch den Kamin austritt. Über das Belüftungsrohr oder weitere Belüftungsöffnungen strömt dann frische, kühle Umgebungsluft in den Kühlraum nach, streift als Kühlluft an der Außenwand der Rohrkühlerschlange vorbei und kühlt dabei die Rohrwandung ab. Dadurch kühlt die Kühlluft das durch die
Rohrkühlerschlange strömende Gas und führt zur Kondensation von Wasserdampf und Verunreinigungen. Umgekehrt heizt die
Rohrkühlerschlange die im Kühlraum befindliche Luft auf, die dadurch in die Höhe steigt und über den Kamin ins Freie gelangt. Somit entsteht eine kontinuierliche, thermische, durch Abwärme gestützte Umluft- Konvektionsströmung.
Die Konvektion kann noch verbessert werden, indem im Höhenbereich oberhalb der Rohrkühlerschlange und unterhalb oder im Eintrittsbereich des Kamins oder eines weiteren Kamins eine Abwärmeheizung
angeordnet ist, vorzugsweise ein mit Abwärme betriebener Heizkörper oder eine Abwärmequelle, wie beispielsweise ein Gasverdichter. Die ohnehin vorhandene Abwärme kann hier zur Verstärkung des
Kühlluftstroms im Kühlraum verwendet werden. Dadurch wird die
Kühlleistung erhöht und die Gasreinigung durch Kondensation wird noch effektiver. Des Weiteren wird die Durchlüftung des Kühlraums verbessert und damit eine Explosionsgefahr durch etwa eingedrungenes Faulgas verringert. Zur Verbesserung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die
Abscheidereinrichtung einen Kondensatraum mit einem
Kondensatablassrohr und einen Kiesbettraum aufweist, der vom
Kondensatraum durch eine nicht bis zur Oberseite der
Abscheidereinrichtung durchgehende erste Trennwand getrennt ist, wobei die Trennwand Durchbrüche, vorzugsweise Schlitze oder Bohrungen für den Durchtritt von Kondensat aus dem Kiesbettraum in den
Kondensatraum aufweist. Das vom Kondensat befreite Gas gelangt über die Durchbrüche der ersten Trennwand in den Kiesbettraum, wo eine weitere Reinigung des Gases beim Durchströmen der Kiesfüllung des Kiesbettes erzielt wird.
Um eine möglichst intensive Durchströmung des Kiesbettes zu
gewährleisten, weist der Kiesbettraum 21 eine von oben nach unten ragende zweite Trennwand auf, die nicht bis zum Boden durchgeht und den Kiesbettraum in zwei etwa gleichgroße Teilräume unterteilt. Auf diese Weise wird das Gas gezwungen, zunächst den einen Teilraum bis nach unten in den Bodenbereich zu durchströmen, um dann durch den zwischen der zweiten Trennwand und dem Boden verbleibenden Spalt in den zweiten Teilraum zu gelangen, wo es das dort vorhandene Kiesbett von unten nach oben durchströmt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist an der Oberseite der
Abscheidereinrichtung über dem Kondensatraum und über den zwei Teilräumen des Kiesbettraumes jeweils ein Revisionsdeckel angeordnet. Nach Abnahme der Deckel kann der Kondensatraum und der
Kiesbettraum gereinigt und/oder mit neuem Kies gefüllt werden.
Des Weiteren wird die Reinigung des Kondensatraums erleichtert, indem in der Wand des Kondensatraums im Bodenbereich unterhalb des Kondensatablassrohres ein Reinigungsablass angeordnet ist. Durch den Reinigungsablass kann praktisch das gesamte im Kondensatraum befindliche Kondensat zur Reinigung des Kondensatraums abgelassen werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen im Einzelnen:
Figur 1 : Eine schematische Schnittdarstellung einer
erfindungsgemäßen Gasreinigungsvorrichtung;
Figur 2: eine Abscheidereinrichtung in geschnittener Darstellung;
Figur 3: dieselbe Abscheidereinrichtung in einer perspektivischen
Ansicht. In Firgur 1 erkennt man einen Teil eines Technikgebäudes 1 , dessen Bodenplatte 14 zur Bildung eines Kühlraums 15 in Form eines
Kondensatschachts teilweise abgesenkt ist. Im Kühlraum 15 ist eine Rohrkühlerschlange 3 angeordnet, deren im Wesentlichen horizontal ausgerichtete Windungen sich schraubenförmig über einen Höhenbereich in der Größenordnung von einem Meter erstrecken. Des Weiteren ist im Kühlraum 15 eine Abscheidereinrichtung 4 angeordnet.
Das ungereinigte Biogas / Faulgas kommt von der Biogasanlage oder Kläranlage über eine Zuführleitung 18 und gelangt in das Eintrittsende 31 der Rohrkühlerschlange 3. In der Rohrkühlerschlange 3 kühlt das Gas ab und der darin enthaltene Wasserdampf kondensiert aus. Die
Verunreinigungen, im Wesentlichen Schwefelwasserstoff und
gegebenenfalls Silane oder Siloxane verbleiben im Kondensat. Das Gas gelangt zusammen mit dem Kondensat aus dem Austrittsende 32 der Rohrkühlerschlange 3 in die Abscheidereinrichtung 4, wo das Kondensat vom Gas abgeschieden wird. Das gereinigte Reingas tritt aus dem
Reingasauslass 61 der Abscheidereinrichtung 4 aus und gelangt über die Gasleitung 6 zum Gasspeicher 7. Im Gasspeicher 7 befindet sich ein Gassack 8, in welchem das Reingas aufgenommen wird. Des Weiteren ist im Gasspeicher 7 ein Höhensensor 16 angeordnet, der die Höhe der Oberseite des Gassacks erfasst und damit die Erfassung der
gespeicherten Gasmenge ermöglicht. Wenn das Reingas einem
Gasverbraucher zugeführt werden soll, gelangt es wiederum über die Gasleitung 6 und eine Ableitung 17 zu einem Gasfilter 10 und vom
Gasfilter 10 zu einem Gasverdichter 9, wo es verdichtet wird, um dann mit dem für die Weiterleitung erforderlichen Druck in einen durch eine
Trennwand 13 abgetrennten anderen Teil des Technikgebäudes 1 zu gelangen. Die vom Gasverdichter 9 erzeugte Wärme wird genauso wie die in anderen Anlagenteilen entstehende Abwärme genutzt, um die
Luftzirkulation im Kühlraum 15 zu verstärken. Hierfür ist im Höhenbereich zwischen der Rohrkühlerschlange 13 und einem im Dachbereich des Technikgebäudes 1 angeordneten Kamin 2 zusätzlich ein mit Abwärme betriebener Heizkörper 25 angeordnet. Des Weiteren ist der Kühlraum 15 mit einem Belüftungsrohr 5 ausgestattet, dessen oberes Ende 51 ins Freie mündet, um dort Umgebungsluft anzusaugen, und dessen unteres
Ende 52 in den Bodenbereich des Kühlraums 15 mündet, wo die angesaugte Kühlluft in den Kühlraum 15 eintritt. Die durch die
Rohrkühlerschlange 3 und gegebenenfalls durch den Gasverdichter 9 oder den Heizkörper 25 aufgeheizte Raumluft steigt durch den Kamin 2 auf und gelangt so ins Freie. Dadurch wird eine thermische
Kühlluftkonvektion aufrechterhalten, die die über die Rohrkühlerschlange 3 streichende Kühlluft nach oben in den Kamin 2 saugt, wobei über das Belüftungsrohr 5 stets neue Kühlluft in den Kühlraum 15 nachfließt.
Wie man am besten in Figur 2 erkannt, besteht die
Abscheidereinrichtung 4 aus einem Gehäuse, welches in Teilräume unterteilt ist. Eine erste Trennwand 22 teilt einen Kondensatraum 19 von einem Kiesbettraum 21 ab. Eine zweite Trennwand 20 teilt wiederum den Kiesbettraum 21 in zwei Teilräume auf. Die Anordnung der
Trennwände 20, 22 kann man auch in Figur 3 gut erkennen, ebendso eine Schauglasarmatur 24 in einer Wand des Kondensatraums 19. Die
Schauglasarmatur 24 dient zur Sichtkontrolle der Höhe des
Kondensatspiegels im Kondensatraum 19.
Das Gemisch aus Biogas / Faulgas und Kondensat gelangt aus dem Austrittsende 32 der Rohrkühlerschlange 3 über einen Einlass 41 der Abscheidereinrichtung 4 in den Kondensatraum 19, wo sich das
Kondensat am Boden des Kondensatraums 19 sammelt und das Gas oberhalb des Kondensats durch einen offenen Bereich zwischend er ersten Trennwand 22 und der Oberseite der Abscheidereinrichtung 4 in den Kiesbettraum 21 übertreten kann. Der Übertritt von Kondensat aus dem Kiesbettraum 21 in den Kondensatraum 19 wird durch Schlitze, Bohrungen oder andere Durchbrüche der ersten Trennwand 22
ermöglicht, denn beim Durchströmen des Kiesbetts wird das Gas weiter gereinigt, indem hier weiteres Kondensat auskondensiert. Um eine möglichst intensive Durchströmung des Kiesbettes zu gewährleisten, ist eine zweite Trennwand 20 vorgesehen, die gasundurchlässig ist und dadurch das Gas zwingt über eine längere Strecke durch das Kiesbett zu strömen. Schließlich gelangt das gereinigte Reingas durch den
Reingasauslass 61 aus der Abscheidereinrichtung 4 zur weiteren
Verwendung oder Speicherung heraus.
Das im Kondensatraum 19 gesammelte Kondensat wird kontinuierlich über ein Kondensatablassrohr 12 abgelassen. Das
Kondensatablassrohr 12 ist siphonartig nach unten gebogen, um in das Kondensat im Kondensatraum 19 einzutauchen, wobei der Austritt von Gas durch das Kondensatablassrohr 12 verhindert wird. Um im Falle einer Reinigung der Abscheidereinrichtung 4 das Kondensat aus dem
Kondensatraum 19 vollständig ablassen zu können, ist im Bodenbereich des Kondensatraums 19 ein Reinigungsablass 1 1 angeordnet. Zur Durchführung der Reinigung ist der Kondensatraum 19 an seiner
Oberseite mit einer Reinigungsöffnung versehen, die durch einen
Revisionsdeckel 23 verschließbar ist. Die beiden Teilräume des
Kiesbettraums 21 besitzen ebenfalls jeweils eine Öffnung an Ihrer
Oberseite, die jeweils mit einem Revisionsdeckel 23 verschließbar ist. Durch die genannten Öffnungen kann auch eine neue Kiesfüllung in den Kiesbettraum 21 eingefüllt werden. Ein geeigneter Kies darf kein kalkhaltiges Gestein enthalten. Die beschriebene Reinigungsvorrichtung und das beschriebene
Reinigungsverfahren haben folgende Vorteile:
- Das Faulgas wird kontinuierlich gereinigt und getrocknet, wobei durch geeignete Versuche eine ausreichende Reinigung bei entsprechender Dimensionierung verifiziert wurde.
- Die erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung benötigt keine
zusätzliche elektrische Energie und keine weiteren
Verbrauchsm ittel.
- Die Reinigung der Rohrkühlerschlange ist während des laufenden Betriebs durch einfache Wasserspülung möglich.
- Die Abwärme des Gasverdichters und der
Faulgasverwertungsanlage (über die angeschlossene Heizung) wird nutzbringend verwertet.
- Die Wartungskosten sind wegen der auf die Kondensat-Entnahme beschränkten Wartung sehr gering.
- Die Explosionsgefahr und Gesundheitsgefahren sind sehr gering, denn etwa infolge eines Defektes in den Kühlraum eingedrungenes Faulgas wird durch die thermische Konvektion entfernt.
BEZUGSZEICHENLISTE
1 Technikgebäude
2 Kamin
3 Rohrkühlerschlange
4 Abscheidereinrichtung
5 Belüftungsrohr
6 Gasleitung
7 Gasspeicher
8 Gassack
9 Gasverdichter
10 Gasfilter
1 1 Reinigungsablass
12 Kondensatablassrohr
13 Trennwand
14 Bodenplatte
15 Kühlraum
16 Höhensensor
17 Ableitung
18 Zuführleitung
19 Kondensatraum
20 zweite Trennwand
21 Kiesbettraum
22 erste Trennwand
23 Revisionsdeckel
24 Schauglasarmatur
25 Heizkörper
31 Eintrittsende
32 Austrittsende
41 Einlass
51 oberes Ende
52 unteres Ende
61 Reingasauslass

Claims

PATENTANSPRÜCHE
Gasreinigungsvorrichtung für die Reinigung von Biogas aus einer Biogasanlage oder von Faulgas aus einer Kläranlage, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kühlraum (15) vorgesehen ist, in welchem mindestens eine Rohrkühlerschlange (3) angeordnet ist, deren Eintrittsende (31 ) mit einer Zuführleitung (18) für die Einleitung von ungereinigtem Biogas / Faulgas verbunden ist, dass ein Austrittsende (32) der Rohrkühlerschlange (3) mit einer Abscheidereinrichtung (4) verbunden ist, die unterhalb der Rohrkühlerschlange (3) im
Kühlraum (15) angeordnet ist, so dass der im ungereinigten Biogas / Faulgas enthaltene Wasserdampf mit Verunreinigungen in der Rohrkühlerschlange (3) auskondensiert und das Kondensat in der Abscheidereinrichtung (4) von somit gereinigtem Biogas / Faulgas abgeschieden wird, welches aus einem Reingasauslass (61 ) der Abscheidereinrichtung (4) entnehmbar ist.
Gasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch
gekennzeichnet, dass der Kühlraum (15) als kühler
Kondensatschacht ausgestaltet und unterhalb des
Erdbodenniveaus (14) angeordnet ist, vorzugsweise in einer Tiefe von 1 ,5 m oder tiefer.
Gasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, dass die Rohrkühlerschlange (3) schraubenförmig oder spiralförmig mit im Wesentlichen horizontalen Windungen ausgestaltet ist, die sich im Kondensatschacht (15) über einen Höhenbereich von etwa 1 ,2 m erstrecken.
4. Gasreinigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einleiten von Kühlluft in den Kühlraum (15) mindestens ein Belüftungsrohr (5) vorgesehen ist, dessen oberes Ende (51 ) zum Ansaugen von
Umgebungsluft im Freien endet und dessen unteres Ende (52) in den Bodenbereich des Kühlraums (15) mündet, wo die Kühlluft austritt.
Gasreinigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb der
Rohrkühlerschlange (3) mindestens ein Kamin (2) angeordnet ist, durch den die von der Rohrkühlerschlange (3) erwärmte Kühlluft aufsteigt und ins Freie gelangt.
Gasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, dass im Höhenbereich oberhalb der
Rohrkühlerschlange (3) und unterhalb oder im Eintrittsbereich des Kamins (2) oder eines weiteren Kamins eine Abwärmeheizung (25) angeordnet ist, vorzugsweise ein mit Abwärme betriebener
Heizkörper (25) oder eine andere Abwärmequelle, wie beispielsweise ein Gasverdichter (9).
Gasreinigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die
Abscheidereinrichtung (4) einen Kondensatraum (19) mit einem Kondensatablassrohr (12) und einem Kiesbettraum (21 ) aufweist, der vom Kondensatraum (19) durch eine nicht bis zur Oberseite der Abscheidereinrichtung (4) durchgehende erste Trennwand (22) getrennt ist, wobei die Trennwand (22) Durchbrüche, vorzugsweise Schlitze oder Bohrungen für den Durchtritt von Kondensat aus dem Kiesbettraum (21 ) in den Kondensatraum (19) aufweist.
Gasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, dass der Kiesbettraum (21 ) eine von oben nach unten ragende Trennwand (20) aufweist, die nicht bis zum Boden durchgeht und den Kiesbettraum (21 ) in zwei etwa gleich große Teilräume unterteilt.
Gasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, dass an der Oberseite der
Abscheidereinrichtung (4) über dem Kondensatraum (19) und über den zwei Teilräumen des Kiesbettraums (21 ) jeweils ein
Revisionsdeckel (23) angeordnet ist.
Gasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, dass in der Wand des Kondensatraums (19) im Bodenbereich unterhalb des Kondensatablassrohrs (12) ein Reinigungsablass (1 1 ) angeordnet ist.
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