Chemisorption und Physiosorption - Wie Aktivkohle in Biogasanlagen Schadstoffe binden kann

Die Nutzung von Biogasanlagen spielt eine wichtige Rolle in der nachhaltigen Energiegewinnung und Kreislaufwirtschaft. Um Korrosion an der Anlage zu verhindern, müssen Schwefelwasserstoff und organische Schadstoffe entfernt werden. Aktivkohle hat sich hier als besonders geeignet herausgestellt. Denn es kann Schadstoffe sowohl durch Chemisorption als auch Physiosorption binden. Welche Methode jedoch geeignet ist, hängt von den individuellen Spezifikationen der Biogasanlage ab. 

Die Herausforderung: Entfernung von Schwefelwasserstoff und organischen Schadstoffen 

Biogas enthält neben Methan und Kohlendioxid auch Schwefelwasserstoff (H₂S), Siloxane und andere organische Verunreinigungen (VOCs). Diese Stoffe können Korrosion an technischen Komponenten verursachen und zu betrieblichen Störungen führen. Daher ist eine gezielte Gasreinigung erforderlich, um eine hohe Gasqualität sicherzustellen und die Wirtschaftlichkeit der Anlage zu verbessern. 

Die Auswahl der geeigneten Gasaufbereitungsverfahren ist entscheidend für den effizienten Betrieb von Biogasanlagen. Neben biologischen Verfahren und Wäscheprozessen hat sich der Einsatz von Aktivkohle als besonders wirkungsvoll erwiesen. 

Die Lösung: Aktivkohle als effektiver Adsorbent 

Aktivkohle wird erfolgreich zur Entfernung von Schwefelwasserstoff, organischen Schadstoffen und Siloxanen aus Biogas eingesetzt. Dabei stehen verschiedene Aktivkohletypen zur Verfügung, die speziell für die Anforderungen in Biogasanlagen entwickelt wurden. 

Wie Aktivkohle Schadstoffe bindet: 

• Chemisorption (H₂S-Abscheidung): Erfolgt durch eine chemische Reaktion mit imprägnierter Aktivkohle. Optimale Bedingungen: 50–70 % Feuchte, 30–60 °C Temperatur und ausreichend Sauerstoff. 
• Physisorption (VOCs): Bindung durch Van-der-Waals-Kräfte. Optimale Bedingungen: trockenes und kühles Gas. 

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Zielkonflikt zwischen H₂S- und VOC-Entfernung: 

Die optimalen Bedingungen für eine Schadstoffgruppe können die Adsorption der anderen beeinträchtigen. Während die H₂S-Abscheidung Feuchtigkeit und Sauerstoff benötigt, ist für VOCs eine trockene und kühle Umgebung ideal. Daher sollte die Priorität je nach Hauptproblem der Anlage gesetzt werden. 

Neben der Entfernung von Schadstoffen rückt zunehmend auch die Veredelung von Biogas zu Biomethan in den Fokus – insbesondere dann, wenn eine Einspeisung ins Erdgasnetz angestrebt wird. 

Biomethanaufbereitung und Einspeisung ins Erdgasnetz 

Biogasanlagen lassen sich durch eine entsprechende Aufbereitungseinheit erweitern, um hochwertiges Biomethan zu erzeugen. Für die Einspeisung ins Erdgasnetz muss insbesondere der CO₂-Gehalt deutlich reduziert werden, da dieser den Energiegehalt des Gases mindert. 

Kohlenstoffmolekularsiebe (CMS), ursprünglich in Essen entwickelt, ermöglichen die effiziente Abtrennung von CO₂ mittels Druckwechseladsorption (PSA). Damit wird sichergestellt, dass die Qualitätsanforderungen für die Einspeisung ins Erdgasnetz zuverlässig erfüllt werden. 
  
Wir unterstützen Sie gerne bei der Auswahl der passenden Aktivkohle für Ihre Biogasanlage. Neben der Bereitstellung hochwertiger Aktivkohlen bieten wir auch Beratungsleistungen zur Prozessoptimierung an. 

Unser Partner CarboTech AC GmbH ist einer der weltweit führenden Anbieter von pulverförmigen und granulierten Aktivkohlen. Die Aufbereitung oder Reaktivierung erfolgt ebenfalls bei CarboTech in Essen, Deutschland. Durch das Wirbelschichtverfahren wird die Aktivkohle effizienter reaktiviert als im üblichen Drehrohrofen – mit entsprechend positiven Effekten auf ihre Leistungsfähigkeit.