SuRIOx-pt

Optimierung Adsorbermaterial und praxisnahe Erprobung eines mehrstufigen Verfahrens zur Entschwefelung von Biogas aus der Reststoffvergärung

#Biogas

#Biomethan

01.01.2019

31.12.2022

FKZ-Nr.:

03KB151

Ziel des Verbundprojektes SuRIOx-pt ist die material- und verfahrenstechnische Optimierung und praxisnahe Eignungsprüfung sowie die wissenschaftlich-technisch Bewertung eines neuartigen effizienten Entschweflungssystems, für welches im Rahmen zweier abgeschlossenen (FZK 03KB041, FZK 03KB098) Verbundprojekte die Grundlagen erarbeitet wurden. Im Rahmen dieser Projekte wurden über die Adsorbermaterialentwicklung bis hin zur Erprobung des Adsorbermaterial bzw. der einzelnen Prozessstufen sehr positive Ergebnisse erzielt. Im geplanten Forschungsprojekt SuRIOx-pt sollen die für eine breite Anwendung und rasche Markteinführung notwendigen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten sowie die praxisnahe Erprobung erfolgen. Für die Maßstabsübertragung müssen die Herstellungsprozesse, die Verfahrens- und Prozessparameter sowie die Modul- und Anlagenkonstruktion betrachtet, optimiert und getestet werden.

Originalbild

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Systementwicklung und Langzeitbewertung stemstufe Biogasentschwefelung und In-situ Regeneration

Entwicklung und Herstellung schüttfähiger Trägerschaummaterialien auf Basis von NiFeCrAl / Übertragung Beschichtungstechnologie

Beschichtungstechnologie, Entwicklung der Prozessstufen Biogasentschwefelung und thermische Regeneration, analytische Bewertung

Anlagendesign und -errichtung Komponenten zur Biogasentschwefelung und thermischen Reaktivierung

Aufbauend auf den Ergebnissen des Projektes SuRIOx (FZK 03KB098) konnte im Projekt SuRIOx-pt sowohl die Material- als auch die Prozessentwicklung weiter vorangetrieben werden. Die Beschichtungstechnologie wurde von Metall-Schaumträgerscheiben auf Metallschaum-Pellets übertragen. Die katalytische Effektivität sowie das Degradationsverhalten und die Beständigkeit konnten damit deutlich verbessert werden. Darüber hinaus wurde ein Verfahren zur Erneuerung der Beschichtung der Pellets entwickelt und getestet. Das direkte Recycling der Pellets hat einen sehr hohen wirtschaftlichen und ökologischen Effekt.

Die Machbarkeit der Pelletanwendung bei der Biogas-Entschwefelung (< 5 mgH2S/m³), in mehreren Zyklen und mit In-Situ Regeneration, konnte für erstmalig beschichtete, für mehrmals thermisch reaktivierte und für recycelte (wieder beschichtete) Adsorberschäume nachgewiesen werden. Dabei wurden verfahrenstechnische Abläufe für die Filteranlage (Biogasentschwefelung) und Regenerationsanlage (Schwefelrückgewinnung) ermittelt, anlagentechnisch umgesetzt und experimentell verifiziert.

Die Rückgewinnung von Schwefel in elementarer Form ist ein Alleinstellungsmerkmal der Technologie. Das Zielanwendungsfeld sind Biogasanlagen mit Schwefelkonzentrationen im Rohbiogas bis 500 ppm. Für die Grobentschwefelung ab 1.000 ppm bestehen Einschränkungen durch ungelöste Aufgaben bei der in-Situ-Luftregeneration. Da es in der Praxis üblich ist, situationsbedingt verschiedene Betriebsstrategien zur Entschwefelung anzuwenden (u.a. Luftdosierung im Betrieb, Zugabe von Bindemitteln, Leistungsanpassung), ist ein umfänglicher Nachweis der Kombinationsfähigkeit mit den o.g. Maßnahmen zu empfehlen.

Kernbotschaften:
1. Die Marktbeobachtung hat gezeigt, dass es aktuell keinen vergleichbaren Ansatz (Adsorbermaterialen und Verfahren) gibt.
2. Alleinstellungsmerkmal des SuRIOx-pt-Ansatzes ist die Möglichkeit der thermischen Reaktivierung des beladenen Adsorbermaterials unter Gewinnung von elementarem Schwefel sowie das Recyclingkonzept.
3. Bei den meisten Konkurrenzverfahren muss das mit Schwefel beladene Adsorbermaterial kostenpflichtig als Abfall entsorgt werden.
4. Beim SuRIOx-pt Ansatz ist ein vollständiges Recycling des Träger- sowie des Aktivmaterials möglich.