Sauergas Entfernung

Die Erde ist ein faszinierendes Zuhause für die Menschheit. Einerseits bringt sie reichlich Nahrung und Fasern hervor, andererseits erschüttert sie zerstörerisch an ihren Bruchlinien und speit geschmolzene Lava aus aktiven Vulkanen. Zugleich nährend und bedrohlich, hat es dieser Planet dennoch nicht geschafft, die Menschheit auszulöschen. Ein Grund dafür ist der Einfallsreichtum, jene einzigartige Fähigkeit des Homo sapiens, Probleme durch Innovation zu lösen. Nachdem wir die Kraft der Verbrennung zur Stromerzeugung kennengelernt hatten, mussten wir uns dennoch vor Giften schützen, die sich mit den von uns verbrannten Rohstoffen vermischen. Hier setzt die neue Technologie zur Sauergasentfernung und -behandlung an.

Was ist Sauergas?

Genau genommen ist Sauergas jede gasförmige Verbindung, die bei Auflösung in Wasser eine saure Lösung bildet. Obwohl es zahlreiche Arten von Sauergas gibt, sind die häufigsten Kohlendioxid (CO₂) und Schwefelwasserstoff (H₂S). Diese Chemikalien finden sich oft in Erdgasvorkommen, machen Erdgas aber unbrauchbar. Sie sind nicht nur bei Exposition für den Menschen toxisch, sondern auch ätzende Stoffe in Rohren und Behältern, die Korrosion und manchmal irreparable Schäden verursachen. Die Handhabung und Entsorgung dieser Substanzen ist aus Gründen der öffentlichen Gesundheit und des Umweltschutzes strengstens reguliert.

Wie schädlich sind H₂S und CO₂?

Kohlendioxid, obwohl ein notwendiges Element für das Leben, ist bei Freisetzung in großen Mengen dennoch an der Luftverschmutzung beteiligt. Doch es gibt ein weiteres Problem mit überschüssigem CO₂ – es senkt den Heizwert des brennbaren Gases. Der Heizwert misst die Wärmemenge, die die Verbrennung eines Brennstoffs tatsächlich erzeugt. Wenn die CO₂-Konzentrationen höher sind, sinkt der Heizwert. Schwefelwasserstoff ist ein gefährliches Toxin für den Menschen. Abhängig von der Konzentrationsdichte kann er Schwindel und Atemnot verursachen – am einen Ende des Krankheitsspektrums – oder in extremen Fällen Krämpfe und den Tod. Die U.S. Centers for Disease Control warnen, dass eine längere Exposition gegenüber H₂S die schlimmsten Folgen hat. Gut dokumentiert ist das Reißen, Blasenbilden und Korrodieren von robusten Metallen durch dieses ätzende und sehr brennbare Sauergas. Deshalb kann Erdgas erst nach der H₂S-Entfernung über weite Strecken transportiert werden.

Wie wird die Entfernung erreicht?

Die Entfernung von Schwefelwasserstoff und anderen Sauergasbestandteilen erfordert, dass die Verbindung mit chemischen Lösungsmitteln, physikalischen Lösungsmitteln oder einer Kombination aus beiden in Kontakt kommt. Diese Lösungsmittel befinden sich in einer Absorptionskolonne einer Sauergasentfernungsanlage. Wenn das Sauergas – manchmal auch als Rohgas bezeichnet – durch die Kolonne strömt, werden seine Moleküle von denen in den flüssigen Lösungsmitteln angezogen und so aus dem Erdgasstrom osmotisch entfernt.

Funktioniert es bei Biogas genauso?

Anders als Erdgas ist Biogas kein fossiler Brennstoff. Stattdessen entsteht Biogas, wenn organische Materialien – abgestorbenes Laub oder Tiere, Lebensmittelabfälle, Gülle, Abwasser usw. – verrotten und fermentieren. Der Prozess der anaeroben Vergärung ermöglicht die Erfassung des Methans aus Biogas und macht ihn produktiv. Das Methan (CH₄) ist wiederum brennbar und wird zur Stromerzeugung genutzt. Wie bei Erdgas ist H₂S in Biogas in Konzentrationen von bis zu 1.000 ppm vorhanden. Für den effektiven Betrieb von Verbrennungsmotoren muss diese Dichte auf maximal 100 ppm sinken. Daher ist die H₂S-Entfernung aus Biogas ebenso notwendig wie die H₂S-Entfernung aus Erdgas. Durch die Injektion kleiner Sauerstoffdosen in den Fermenterinhalt ermöglichen Techniker die Bildung von Mikroorganismen, die das Sulfid erfolgreich oxidieren. Gleichzeitig wird Eisendichlorid dem Substrat zugeführt, um Eisensulfidsalz zu erzeugen. Auf diese Weise reduzieren Techniker das Vorkommen von H₂S auf etwa 10 ppm. Die Entfernung und Neutralisierung von Schwefelwasserstoff wird oft als H₂S-Wäsche bezeichnet. Ein weiteres solches Absorptionsmittel ist Aktivkohle, eine holzkohleartige Substanz mit einer hohen Kapazität für Mikroporosität, d.h. sehr winzige Poren, die die H₂S-Adhäsion an ihren Oberflächen begünstigen.