Biogas Abtrennung

Die Biogasabtrennung wird in zweierlei Hinsicht verstanden. Nach dem Prozess ihrer Entstehung muss Biogas von den organischen Stoffen, aus denen es entsteht, getrennt werden. Anschließend müssen die unnötigen – sogar giftigen – Verbindungen im Biogas vom Methan (CH₄) abgetrennt werden, um die Sicherheit und Effizienz des Biogases als Energiequelle zu maximieren. Da Biogas als Ressource für diejenigen, die den weiteren Verbrauch fossiler Brennstoffe vermeiden möchten, immer beliebter wird, entwickelt sich die Aussicht, es so rein wie möglich zu machen, von einem sehr wünschenswerten Ziel zu einer absoluten Notwendigkeit.

Biogasentstehung

Der Kreislauf des Lebens lässt keine lebende Materie unberührt. Samen keimen, werden geboren, wachsen zur Reife heran, zerfallen, sterben und zersetzen sich. Obwohl der Zerfall das Ende der Fahnenstange zu sein scheint, beginnt er tatsächlich etwas Neues. In Anwesenheit von Sauerstoff zerfallen die organischen Materialien und setzen bestimmte Gase frei. Wird jedoch Sauerstoff aus dieser Ereigniskette entfernt, unterscheidet sich die gasförmige Ausbeute – Methan ist ein Endprodukt, das als Energiequelle hoch wertvoll ist. Dieser mehrstufige Zersetzungsprozess wird als anaerobe Vergärung bezeichnet. Ein natürliches Phänomen, das seit Äonen abläuft, wird heute durch menschliche Technologie nachgebildet. Das verrottende Gewebe, das die Verdauungsaktivität auslöst, kann nahezu jede biologisch abbaubare Substanz sein, obwohl einige bessere CH₄-Produzenten sind als andere. Eierschalen, Kaffeesatz, Wassermelonenschale, tote Kaninchen, kombinierte Maisstängel, faule Äpfel, Gänsekot, abgefallene Blätter und Pferdemist – und zahlreiche andere Beispiele – zählen als verdauliche organische Substanz. Schließlich wird Biogas, d.h. eine Mischung aus Methan, Kohlendioxid, Wasserdampf und einigen anderen geringfügigen Gasen, aus dem Substrathaufen freigesetzt.

Biogassammlung

Obwohl Fermenter in verschiedenen Größen und für unterschiedliche Zwecke gebaut werden, basiert jeder auf der Erkenntnis, dass das Biogas an die Oberfläche des Fermentertanks steigt, während das flüssige und feste Substrat – das bald zu Gärrest wird – aufgrund seiner höheren Dichte die unteren Regionen einnimmt. Das Gas kann dann über eine Gaspipeline, die zur weiteren Behandlung führt, den Fermenterteil des Systems verlassen. Der übrig gebliebene Gärrest kann aus Feststoffen, Flüssigkeiten oder einer Kombination aus beidem bestehen. Gärreste können vielfältig nützlich eingesetzt werden, nicht zuletzt als vorteilhafter Dünger für landwirtschaftliche Kulturen. Weitere Verwendungsmöglichkeiten für Gärreste sind Tierstreu und Basismaterial für Biokunststoffe sowie andere Industrieprodukte.

Abtrennung von Biogasbestandteilen

Soll Biogas so genutzt werden, dass weder die öffentliche Gesundheit noch die Behälter, die es aufnehmen und transportieren, gefährdet werden, dann sollten bestimmte Verbindungen aus dem Inhalt eliminiert werden. Schwefelverbindungen, Siloxane, Wasserdampf und Kohlendioxid (CO₂) können jeweils problematisch für den Transport, die Lagerung und die Verbrennung des Methans im Biogas sein. Einige, wie Schwefelwasserstoff, können bei Exposition schwere Atemprobleme – sogar den Tod – verursachen. Siloxane können den Betrieb von Verbrennungsmotoren stören, während CO₂ die effiziente Lagerung und den Transport von Biogas behindert. Das Leiten eines Gasstroms durch flüssige Lösungen, deren ammoniakartige Bestandteile die schädlichen Gasmoleküle absorbieren, ist nur eine effektive Methode zur Biogasabtrennung. Eine weitere Entfernungsverfahren beinhaltet das Kühlen und Pressen des Biogases auf eine Weise, die die Verunreinigungskomponenten kondensiert und vom CH₄ befreit. Membranen aus verschiedenen Materialien ermöglichen kleineren Schadgasmolekülen den Durchtritt, während sie die größeren CH₄-Moleküle zurückhalten. Schließlich können behandelte Feststoffe wie Aktivkohle Verunreinigungsmoleküle an ihre Oberflächen ziehen, wodurch die Biogasqualität verbessert wird.