Technologie zur Reinigung von Biogas mittels Membranverfahren
Thread Content
1. Was Biogas angeht, so gibt es in unserem Land mehr als 3000 große Biogasanlagen. Zudem gibt es Hunderte von Deponien, aus denen jedes Jahr große Mengen an Biogas sowie Deponiegas entstehen. Der Methangehalt im groben Biogas, das in gewöhnlichen Biogasanlagen/Tanks angesammelt wird, liegt in der Regel bei 40–60 %. Zudem enthält dieses Gas Stoffe wie Schwefel und Ammoniak. Es eignet sich daher nicht direkt für die Nutzung. Es muss durch bestimmte Verfahren gereinigt werden, um reines, trockenes Biogas mit hohem Methangehalt zu erhalten – also sogenanntes Biogas-Biomethan –, damit es effizient genutzt werden kann. 2. Laut den Daten des Gasmarktes wird voraussichtlich bis zum Jahr 2015 die Struktur der Gasversorgung in unserem Land so aussehen: 170 Milliarden m³ an inländisch gewonnenem Gas sowie 90 Milliarden m³ an Nettoimporten. Der Verbrauch an Gas wird auf 260 Milliarden m³ steigen. Der Anteil des Gases am Gesamtenergieverbrauch wird dabei von derzeit 4 % auf etwa 8 % ansteigen. Die inländische Gasproduktion könnte 185 Milliarden m³ erreichen, wodurch ein Mangel von 750 Milliarden m³ entsteht. Dafür muss auf importiertes Erdgas zurückgegriffen werden, um den inländischen Bedarf zu decken. Gleichzeitig konzentrieren sich die Erdgasfahrzeuge in unserem Land hauptsächlich auf den Bereich der Nutzfahrzeuge und Taxis, wobei dort bereits eine gewisse Größenordnung erreicht wurde. Aufgrund des Anstiegs der Ölpreise sowie von politischen Anreizen wechseln die öffentlichen Verkehrsmittel und Taxis in den verschiedenen Städten zunehmend auf Erdgas – was wiederum einen großen Markt für Biogas schafft. 3. Unsere Technologie nutzt fortschrittliche Gasmembran-Trennverfahren, um Rohbiogas in Biogas zu reinigen. Im Vergleich zu den herkömmlichen PSA-Adsorptionsverfahren sowie Methoden zur Aufnahme mit chemischen Mitteln weist diese Technologie zahlreiche Vorteile auf – insbesondere geringeren Platzbedarf, niedrigere Investitionskosten und weniger Energieverbrauch. Es hat sich zur Entwicklungsrichtung in der Technologie zur Reinigung und Aufreinigung von Biogas entwickelt. Das Prinzip der Reinigung und Aufreinigung durch Gasmembranentechnologie besteht darin, dass die verschiedenen Gase im Gemisch beim Durchgang durch eine Polymermembran (Polyimid) unterschiedliche Löslichkeit sowie Diffusions- und Penetrationsraten aufweisen. Dadurch wird eine Trennung der Gase erreicht. Aufgrund dieser Eigenschaft können verschiedene Gase in „schnelle Gase“ und „langsame Gase“ eingeteilt werden. Wenn die Membranmethode zur Trennung von Biogas verwendet wird, fließt das vorverarbeitete, komprimierte Biogas durch den Innenraum der Hohlfaserstränge. Unter dem Druckunterschied dringen die Gase mit hohen Löslichkeits- und Diffusionskoeffizienten – wie CO2 und H2S – bevorzugt durch die Wand des Rohres. Die übrigen Gase wie CH4 werden hingegen eher zurückgehalten, wodurch ihre Menge, die durch das Rohr gelangt, geringer ist. Auf diese Weise wird eine Trennung von CH4 und CO2 erreicht – also ein Prozess der Reinigung und Aufreinigung des Biogases. 4. Technische Vorteile: Sehr geringer Energieverbrauch ； ü Aufbausystem, platzsparend ； ü Zuverlässig und langlebig, gute Sicherheit ； ü Großer Einstellbereich, sehr hohe Flexibilität ； ü Kann miniaturisiert, verkleinert und mobil gemacht werden ； ü Kurzer Produktionsprozess, einfache Gerätewartung ； Ü Es ist möglich, gleichzeitig zwei Arten von verdichteten Gasen – CO2 und CH4 – zu gewinnen. 5. Anwendung der Technologie: Diese Technologie kann in einer Vielzahl von Bereichen eingesetzt werden – beispielsweise bei der Erzeugung von Biogas aus industriellen organischen Abfällen, aus Küchenabfällen, aus Abfällen aus der Tierzucht sowie aus städtischen Schlammabfällen. Durch die neuesten internationalen Technologien zur Trennung von Gasen kann Biogas sowie Deponiegas auf ein Niveau gebracht werden, das dem von Kraftstoffen für Fahrzeuge sowie herkömmlichem Erdgas entspricht. Dadurch wird die Qualität von Biogas und Deponiegas erheblich verbessert, wodurch ihre Anwendbarkeit erweitert und ihr Nutzen gesteigert wird. Diese Technologie ändert die derzeitige Situation, in der Biogas und Deponiegas hauptsächlich nur zur Kochzwecke oder zur Stromerzeugung genutzt werden können – wodurch ihr Nutzen begrenzt ist. Sie bietet somit einen neuen Weg für eine effizientere und wertvollere Nutzung von Biogas. Diese Technologie dient zur Reinigung von Biogas zu Erdgas – insbesondere zu komprimiertem Erdgas (CNG) – für den Einsatz als Kraftstoff für Fahrzeuge, als Industriegas oder als Stadtgas. Für die Reinigungsprozesse ist nur Strom erforderlich. Die Reinheit des Methans beträgt mindestens 95 %, die Rückgewinnungsrate von Methan liegt bei mindestens 97 %. Die Gesamtkosten für die Reinigung von CNG liegen bei 1,2–1,6 Yuan pro m³ Methan. In einigen Gebieten an der Ostküste können Industriegase bis zu 3–5 Yuan pro m³ verkauft werden – was eine erhebliche Wirtschaftlichkeit bedeutet ； Im Vergleich zu anderen Nutzungsmethoden weist Biogas, das zu Erdgas verarbeitet wird, einen hohen Mehrwert auf, bietet große Gewinnmöglichkeiten, minimale Energieverluste und liefert die größte Menge an transportierbarer Energie.
Was ist mit dem Stickstoff im Biogas? Es scheint, als könnte die Membran den Stickstoff nicht aufhalten, oder?
Die Membran kann gegen Stickstoff tatsächlich nichts ausrichten. Aber Biogas entsteht durch anaerobe Fermentation – normalerweise sollte Biogas keinen Stickstoff enthalten. Ich kenne nur zwei Situationen, in denen Stickstoff vorhanden sein kann: Erstens bei der Probenentnahme, wenn das Probenentnahmegerät falsch verwendet wird und dadurch Luft in das Biogas gelangt. Zweitens benötigen einige Verfahren zur biologischen Schwefelentfernung geringe Mengen an Sauerstoff; in solchen Fällen wird eine kleine Menge Luft zugeführt. In jedem Fall ist die Menge an Stickstoff sehr gering. Zudem gibt es in den Standards für gereinigtes CNG keine Vorgaben bezüglich des Stickstoffs. Meinst du, es könnte viel Stickstoff vorhanden sein? In welchem Fall ist es gemischt worden? Ich möchte das auch gerne mal lernen*
Man kann eine Stickstoff-präferente Membran wählen, neue Meldung :)
Die Entfernung von Spuren von Stickstoff mit der Membranmethode scheint nicht möglich zu sein, oder? !
Danke an den Originalautor für die Aufklärung, ich habe gelernt! Ich habe eine Frage: 1. Der Methangasgehalt in Deponien ist hoch und außerdem instabil – er liegt bei 0–10 % des Volumens. In einem solchen Fall wird das Produktgas ohne Maßnahmen zur Reduzierung des Stickstoffsgehalts – entweder an der Quelle oder im Herstellungsprozess – sicherlich nicht den Standards für Erdgas entsprechen. 2. Die Technologie für die Membranbehandlung existiert bereits seit vielen Jahren – wie weit ist die Inlandsproduktion der entsprechenden Geräte entwickelt? Wie ist der Stand der Einführung und Anwendung von Anlagen zur Verarbeitung und Nutzung von Biogas im Inland? Was die erwähnten traditionellen Verfahren angeht, wird PSA häufig verwendet. Die chemische Methode bezieht sich vermutlich darauf, dass Lösungsmittel aufgenommen werden – bezieht sich „Lösungsmittel“ dabei hauptsächlich auf verschiedene Amine? Muss die inländische Biogasbranche wirklich für industrielle Anwendungen genutzt werden?
1. Stickstoff ist ein sehr stabiles Gas, das durch katalytische Reaktionen entfernt werden kann, doch die Kosten sind zu hoch, weshalb dies in der Biogasindustrie nicht praktikabel ist. Eine geringe Menge macht nichts, denn die Gasmengenstandards legen keine Anforderungen an Stickstoff fest. 2. Die Technologie der Gasmembranuntrennung ist bereits ausgereift; es gibt keine Probleme bei der Herstellung der zugehörigen Systeme im Inland. Allerdings können die entscheidenden Membrankomponenten nur importiert werden – es ist derzeit schwierig, sie im Inland herzustellen. Ein Freund arbeitet in einer entsprechenden Forschungseinrichtung – dort beschäftigt sich eigentlich niemand mehr mit der Herstellung von Membranen. Alle sind damit beschäftigt, Membranen aus dem Ausland zu kaufen und damit Projekte durchzuführen. 3. Unter chemischen Mitteln oder Lösungsmitteln sind verschiedene Aminalösungen zu verstehen. Da CO2 sauer ist, ist es sicherlich effektiver, es mit einer basischen Lösung aufzunehmen.
4. In der Branche der Biogasproduktion im Inland findet eine industrielle Anwendung statt. Mit der Unterstützung bestimmter Kräfte entwickelt sich diese Branche ziemlich schnell – doch sie befindet sich noch in einer Anfangsphase. Es gibt viele verschiedene Technologien, und auch viele Fälle von Betrug. Daher ist eine sorgfältige Auswahl notwendig
4. In der Branche der Biogasproduktion im Inland findet eine industrielle Anwendung statt. Mit der Unterstützung bestimmter Kräfte entwickelt sich diese Branche ziemlich schnell – doch sie befindet sich noch in einer Anfangsphase. Es gibt viele verschiedene Technologien, und auch viele Fälle von Betrug. Daher ist eine sorgfältige Auswahl notwendig
Haha, in welchem Beruf sind Sie tätig?
Es gibt bereits mehrere Anlagen zur Reinigung von Biogas mittels Membranverfahren im Inland, die in Betrieb sind. Es gibt Deponiegas, anaerobes Gas aus Küchenabfällen sowie anaerobes Gas aus Tierkot.