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Schwefel als Element ist allgegenwärtig. Im Universum steht er an 10. Stelle der Häufigkeit; auf der Erde an fünfter. Er ist in Vitaminen, Aminosäuren, der Erdkruste und praktisch jeder Pflanze und jedem Tier zu finden. Es gibt unzählige Anwendungen von Schwefel in Industrie und Landwirtschaft, einschließlich Herbiziden, Pestiziden und Düngemitteln. Es versteht sich von selbst, dass er ein kritisches Element in der Natur und in der Wirtschaft ist. Dennoch verträgt sich Schwefel, wenn er in bestimmten chemischen Verbindungen und Mischungen vorliegt, nicht gut mit anderen. Diese Verbindungen können gesundheitsschädlich, umweltschädlich und korrosiv für viele Materialien sein, die für industrielle Zwecke verwendet werden. Die Organismen und Materialien, in denen diese gefährlichen Verbindungen gefunden werden, müssen dem Entschwefelungsprozess unterzogen werden.
Die Bedeutung der Entschwefelung ist tatsächlich zweifach: Sie könnte sich auf die Entfernung von elementarem Schwefel auf molekularer Ebene beziehen oder alternativ auf die Extraktion von Schwefelverbindungen aus chemischen Mischungen. Schwefel kann für sich genommen aus unterirdischen Lagerstätten gewonnen werden, indem er durch die Injektion von über den Siedepunkt erhitztem Wasser geschmolzen wird. Einmal geschmolzen, wird der Schwefel an die Oberfläche gepumpt. Was ist jedoch mit jenen gefährlichen Verbindungen, die sich in verschiedenen Zusammensetzungen wie Erdgas, Biomasse und Erdöl finden?
Erdgasvorkommen gibt es auf der ganzen Welt. Die größten Lagerstätten befinden sich im Nahen Osten, in der Russischen Föderation und in Europa. In Nordamerika ist Erdgas am häufigsten in Texas, Oklahoma, New Mexico, Wyoming und Louisiana vorhanden. In den Vereinigten Staaten werden über 50 Prozent der Haushalte mit Erdgas beheizt, und dieser Brennstoff macht insgesamt 24 Prozent des Energieverbrauchs aus. Erdgas wird oft auf die gleiche Weise wie Erdöl aus seinen Erdlagerstätten gewonnen – durch Bohrungen oder Fracking. Vor dem Transport durch 300.000 Meilen Pipeline muss das Gas jedoch behandelt werden, um den Schwefelwasserstoff (H₂S) und Kohlendioxid (CO₂) zu entfernen. Die Entschwefelung von Erdgas ist aus zwei sehr wichtigen Gründen notwendig. Das vorhandene H₂S ist nicht nur giftig für Arbeiter und Verbraucher, sondern auch schädlich für die Pipelinenetze, die den Brennstoff liefern. Daher muss Erdgas bald nach seiner Gewinnung in einer Entschwefelungsanlage behandelt werden. Wenn die Schwefelwasserstoffkonzentration 5,7 Milligramm pro Kubikmeter Erdgas überschreitet, überschreitet das Gas einen Schwellenwert von nutzungsfähigem Gas zu „saurem“ Gas. Unter solchen Umständen wird das Gas gewöhnlich durch einen Turm oder eine Kolonne geleitet, die Amin enthält, d.h. ein Derivat von Ammoniak. Die Aminlösung absorbiert die H₂S-Verbindung, während der Gasstrom hindurchströmt, wodurch ein reineres Erdgas als Abgas zurückbleibt.
Im Wesentlichen ist Biogas das Methan (und CO₂), das unter anaeroben – oder sauerstoffarmen – Bedingungen aus organischem Material freigesetzt wird. Dies kann natürlich geschehen, wie im Kern eines Komposthaufens oder einer Deponie, oder es kann durch menschliche Technologie induziert werden, d.h. durch konstruierte Anaerobfermenter. Ohne Sauerstoff wirken bakterielle Mikroorganismen auf das organische Material, zerlegen es, so dass Biogas aus den festen Stoffen freigesetzt wird, die es zurückgehalten hatten. Einmal aufgefangen, treibt das Biogas Verbrennungsmotoren an, die anschließend elektrische Generatoren laden. Dennoch hat auch Biogas ein H₂S-Problem, genau das gleiche Problem wie bei Erdgas. Die Bedrohung der öffentlichen Gesundheit und die Beeinträchtigung der Infrastruktur sind bei der Biogasproduktion gleichermaßen real. Nasse Entschwefelung kann weiter unterteilt werden in: • chemische Absorption (Amin-, Ammoniak- oder Carbonatlösungsmittel) • physikalische Absorption (kombiniert Komponenten des Lösungsmittels mit einem Druckabfall) • Nassoxidation (verwendet eine schwache basische Lösung zur Absorption und Oxidation des H₂S). Die trockene Entschwefelung verwendet pulverförmige/partikuläre Mittel zur Behandlung des Biogases, wodurch die Möglichkeit von Korrosion im Biogastank minimiert wird.
Schwefelwasserstoff ist nicht die einzige problematische Schwefelverbindung in der Energieproduktion. Schwefeldioxid (SO₂) wird aus Abgasrohren in Kraftwerken, die fossile Brennstoffe verbrennen, und in Anlagen, die feste Abfälle verbrennen, emittiert. In der Natur wird SO₂ freigesetzt, wenn Vulkane ausbrechen. SO₂ ist an saurem Regen beteiligt und ein wichtiger Luftschadstoff, der die Lebensqualität von Lebensräumen und das Überleben verschiedener Pflanzen- und Tierarten beeinträchtigt. Nasswäsche beinhaltet eine alkalische Absorptionsschlämme – Kalkstein, Kalk oder sogar Meerwasser –, die direkt auf den Gasstrom gesprüht oder gesammelt wird, um den Strom aufzunehmen. Sprühtrockenwäsche wandelt die Schlämme mittels Heißgas in Pulver um. Der Prozess der atmosphärischen Restentschwefelung trägt dazu bei, dass toxische Partikel Ökosystemen und der Luft, die wir atmen, keinen Schaden zufügen.
Die Adsorptive Entschwefelung ist eine innovative Technik, die die Art und Weise, wie wir mit dem Vorhandensein von Schwefel in Gasströmen umgehen, verändert hat. Bei Gazpack sind wir stolz darauf, modernste Technologien wie die Adsorptive Entschwefelung zu nutzen, um Schwefel aus einer Vielzahl von Gasen zu entfernen. Dieser Prozess beinhaltet Adsorbentien wie Zeolithe, Aktivkohlen oder Metalloxide, die Schwefelverbindungen selektiv einfangen, was zu einem gereinigten Gasstrom führt. Wichtig ist, dass die Adsorptive Entschwefelung eine effizientere, wirtschaftlichere und umweltfreundlichere Alternative zu herkömmlichen Entschwefelungsverfahren darstellt, insbesondere bei Gasströmen mit geringen Schwefelkonzentrationen.
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