Abgasnachbehandlung

Die Abgasnachbehandlung dient der Reinigung des Abgases von Biogas-BHKWs oder Biogasaufbereitungsanlagen von Spurenstoffen und relevanten Verbrennungsgasen. Typische Spurenstoffe sind Partikel und Methanemissionen. Verbrennungsgase sind Kohlenmonoxid, Stickoxide, Schwefeldioxid und Formaldehyd.

Entstehung von Spurenstoffen

Bei der Verbrennung von Biogas im Blockheizkraftwerk (BHKW) können Methan, Kohlenwasserstoffe, Stickoxide und Schwefeloxide freigesetzt werden. Der für den Verbrennungsprozess notwendige Sauerstoff wird dem BHKW über den Luftstrom zugeführt. Das stöchiometrische Verhältnis von Sauerstoff zu Brennstoff wird dabei als Lambda-Wert bezeichnet. Bei einem Lambda-Wert von 1 erreicht die Verbrennung sehr hohe Temperaturen, wobei der in der Verbrennungsluft enthaltene Stickstoff zur Bildung von Stickoxiden führt. Bei einem Lambda-Wert kleiner als 1, was auch als mageres Gemisch bezeichnet wird, ist der Luftanteil erhöht und die Verbrennungstemperatur sinkt. Die Verbrennung von Methan verläuft dadurch jedoch unvollständig. Dies hat zur Folge, dass im Abgasstrom z. B. Anteile von unverbranntem Methan und auch von Formaldehyd und Kohlenmonoxid enthalten sind.

Die Abgasnachbehandlung in Biogasaufbereitungsanlagen zielt auf die Reduzierung des Methanschlupfs aus dem Schwachgasstrom des Aufbereitungsverfahrens.

Verfahren der Abgasnachbehandlung

Am BHKW kommen Oxidationskatalysatoren sowie die thermische Nachverbrennung zum Einsatz. Mit einem Oxidationskatalysator lassen sich die Emissionen von Formaldehyd und Kohlenmonoxid reduzieren. Bei Einsatz eines Oxidationskatalysators muss das Biogas vorab eine Feinreinigung zur Entschwefelung durchlaufen, um eine Schädigung des Katalysators zu vermeiden.

Aus der Abluftreinigung sind verschiedene Verfahren bekannt, die auch an Biogasaufbereitungsanlagen eingesetzt werden:

• Katalytische Nachverbrennung
• Regenerative Nachverbrennung
• Flammenlose Oxidation (E-flox-Brenner)

Bei der thermischen Nachverbrennung wird das Abgas aus dem BHKW nochmals auf einem höheren Temperaturniveau verbrannt. Dies führt zur weiteren Oxidation der zuvor unvollständig verbrannten Gasbestandteile. Die thermische Nachverbrennung ist ein kostenintensives Verfahren, das aber zusätzlich zur Reduktion von Formaldehyd, Kohlenmonoxid und Methan beiträgt. Das Verfahren wird auch als oxidativ-regenerative Nachverbrennung bezeichnet. Die zugehörige Anlage wird Thermoreaktor genannt. In der Reaktionskammer werden Temperaturen zwischen 740 °C und 780 °C erzielt.

Als Neuentwicklung wird derzeit der Einsatz eines selektiven katalytischen Reduktions-Katalysators, der auch als SCR-Kat bezeichnet wird, an einer Biogasanlage erprobt. Er dient der Reduktion von Stickoxiden. Bei diesem Verfahren wird Stickstoffdioxid zu elementarem Stickstoff umgewandelt. Hierfür wird dem Abgasstrom eine wässrige Harnstofflösung zudosiert.

Synonym(e):

Abluftbehandlung

Englische Übersetzung(en):

exhaust treatment