Sauberes Biogas: TU Wien präsentiert Entschwefelungstechnik

Biogas soll zur umweltfreundlichen, CO2-neutralen Alternative zu Erdgas werden. Das ist aber nur möglich, wenn man das Gas vorher vom giftigen Schwefelwasserstoff befreit.

An der TU Wien wurde eine neuartige Entschwefelungstechnik entwickelt und patentiert, bei der ACHEMA, der weltgrößten Verfahrenstechnikmesse der Welt, wird sie nun öffentlich vorgestellt.

Die neuartige Entschwefelungsanlage ist kompakter, schneller und flexibler als andere Technologien und soll dazu beitragen, der Biogastechnologie zum Durchbruch zu verhelfen.

Das Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und technische Biowissenschaften der TU Wien präsentiert bei der ACHEMA auch noch eine ganze Reihe weiterer Technologien – von neuen Entwicklungen zur Entstaubung und Staub-Charakterisierung, neue integrierte Lignocellulose-Bioraffinerie Technologien, eine neue Methode zur hochaufgelösten gleichzeitigen Strömungs- und Konzentrationsmessung, innovative thermochemische Hochleistungsenergiespeicher bis zu neuesten Wirbelschichtreaktorsystemen und Simulationswerkzeugen in der Verfahrenstechnik.

Der Schwefel muss weg!

„Die Zusammensetzung von Biogas hängt stark davon ab, aus welchen Rohstoffen es gewonnen wird“, erklärt Prof. Michael Harasek. „Gerade wenn man das Gas aus proteinreichen Substraten erzeugt, enthält es große Mengen an Schwefelwasserstoff.“

Der Schwefelwasserstoff führt beim Verbrennen zu starker Korrosion, schwefelhaltiges Biogas kann also nicht ohne Vorbehandlung zur Stromerzeugung verbrannt werden. „Auch eine Einspeisung des schwefelhaltigen Gases ins Erdgasnetz ist nicht möglich – die Grenzwerte für den erlaubten Schwefelwasserstoff-Anteil im Erdgasnetz liegen mit 5 mg/m³ sehr niedrig“, sagt Harasek.

Man benötigt daher hocheffektive und kostengünstige Methoden, den Schwefel aus dem Biogas abzuscheiden. An der TU Wien entwickelte man ein chemisches Waschverfahren, bei dem das Schwefelgas mit Hilfe von Natronlauge entfernt werden kann.

„Der entscheidende Trick ist, das Gas nur ganz kurz mit der Natronlauge in Kontakt zu bringen“, sagt Michael Harasek. „Der Schwefelwasserstoff reagiert nämlich sehr rasch mit der Natronlauge. Doch wenn der Kontakt zu lange andauert, wird er wieder freigesetzt, weil sich dann die Natronlauge eher mit dem Kohlendioxid verbindet, das ebenfalls im Biogas enthalten ist.“

Nur 50 bis 100 Millisekunden lang setzt man das Biogas daher der Natronlauge aus. Die Lauge wird mit Düsen direkt in den vorbeiströmenden Gasstrom eingespritzt. Was zunächst im Labormaßstab entwickelt und patentiert wurde, konnte nun auch mit Erfolg auf industriellen Maßstab hochskaliert werden: Die TU Wien errichtete gemeinsam mit einem Biogasproduzenten in Deutschland eine Prototyp-Anlage, die 500m³ Biogas pro Stunde entschwefelt. Ein Jahr lang konnte die Anlage nun getestet werden – mit großem Erfolg.

Flexibel und einfach

„Unsere Anlage ist nicht nur bedeutend einfacher und kompakter als andere Entschwefelungstechnologien, sie hat vor allem auch den großen Vorteil, rasch auf schwankende Schwefelkonzentrationen reagieren zu können“, betont Michael Harasek. „Biologische Entschwefelungsanlagen, bei denen der Schwefel mit Hilfe von Bakterien entfernt wird, brauchen Stunden, um sich an neue Bedingungen anzupassen. Wir können durch die Steuerung der Natronlaugen-Zufuhr innerhalb von Sekunden flexibel reagieren.“

Die Entschwefelungstechnologie wurde bereits 2017 in Kooperation mit dem Forschungs- und Transfersupport der TU Wien österreichweit patentiert, die internationale Anmeldung ist ebenfalls bereits erfolgt. Bei der ACHEMA wird die Technologie nun öffentlich vorgestellt.

Kontakt:
Prof. Michael Harasek
Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und technische Biowissenschaften
Technische Universität Wien
Getreidemarkt 9, 1060 Wien
T: +43-1-58801-166202
michael.harasek@tuwien.ac.at