Biogas-Entschwefelung und Biogas-Anreicherung durch die Verwendung eines hybriden Membransystems


Gaspermeation mittels amorphen Membranen hat sich als passende Methode für ein Upgrade von Biogas, sowie als Produktion eines Erdgassubstituts erwiesen, da sie einen niedrigen Energieverbrauch aufweist und hochkompakt ist. Amorphe Membranen sind sehr effektiv zur Abtrennung des größten Teils an Kohlendioxid und Wasser aus einem methanhaltigen Strom, der Schwefelwasserstoffgehalt kann jedoch nur teilweise verringert werden.


Vereinfachte Prozessdarstellung einschließlich der Prozessintegration der Hybrid-Membrananlage für die Entschwefelung und Anreicherung von Biogas

 

In dieser Arbeit wird eine aus einer Kombination aus gummiartigen- und amorphen Membranen hergestellte Hybrid-Membrananlage untersucht. Gummiartige Membranen sind für die Trennung von Schwefelwasserwasserstoff verantwortlich, während amorphe Membranen Kohlendioxid trennen, um einen standardkonformes Erdgassubstitut zu produzieren. Die Untersuchung konzentriert sich auf die kritischsten Anreicherungsparameter wie erzielbare Gasreinheit, Methanrückgewinnung und spezifischen Energieverbrauch. Die ermittelten Daten zeigen, dass die evaluierte Hybrid-Membrankonfiguration ein potentiell effizientes System für die Biogasverarbeitung ist, welche keine hohe Methanrückgewinnung benötigen, aber die wirksame Entschwefelung von mittleren und hohen Hydrogensulfid-Konzentrationen ohne weitere Prozessschritte erlauben.


Stage-cut Variation der ersten Stufe der hybriden Membrankonfiguration: Links: Schwefelwasserstoffgehalt nach der ersten Stufe, aufgetragen gegen Methanrückgewinnung des gesamten Systems, Rechts: spezifischer Energieverbrauch aufgetragen gegen Schwefelwasserstoffgehalt nach der ersten Stufe, Schwefelwasserstoffgehalt: 2500 ppmv.

 

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