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Biogas

Effiziente Reinigung von Biogas mit Hohlfasermembranen

25.01.12 | Redakteur: Tobias Hüser

Die spagetthiähnliche Hohlfasermembran lässt nur Kohlenstoffdioxid passieren. (Bild: Evonik)
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Die spagetthiähnliche Hohlfasermembran lässt nur Kohlenstoffdioxid passieren. (Bild: Evonik)

Bevor Biogas in das Erdgasnetz eingespeist wird, muss es zunächst aufbereitet werden. Evonik hat daher selektive Polymermembranen hergestellt, die Kohlenstoffdioxid abtrennen und reines Biomethan erzeugen.

Neukirchen an der Vöckla - Biogas entsteht als Fermentationsprodukt aus Pflanzen, Gülle oder Klärschlamm. Allerdings enthält dieses Rohbiogas neben dem Energieträger Methan auch das nicht brennbare Kohlenstoffdioxid, dass die Heizleistung mindert.

Evonik Industries hat daher eine Technologie zur Kohlenstoffdioxid-Abtrennung entwickelt, die laut Evonik im Vergleich zu gängigen Abtrennmethoden wie Druckwasser- und Aminwäschen einige Vorteile aufweist.

Was auf den ersten Blick aussieht wie ein Bündel Spaghetti, ist in Wahrheit eine Membran aus mehreren zylinderförmigen Polyimid-Hohlfasern, die das Unternehmen unter dem Markennamen Sepuran Green vertreibt. Polyimide sind Kunststoffe, die sehr druck- und temperaturbeständig sind.

Die Hohlfasermembranmodule zeigen laut Dr. Goetz Baumgarten, Forscher im Geschäftsgebiet High Performance Polymers, eine hohe Selektivität für die Trennung von Kohlenstoffdioxid und Methan.

So funktioniert die Membran

Kohlenstoffdioxidmoleküle sind kleiner als Methanmoleküle und lösen sich besser in Polymeren. Daher können sie die Mikroporen der Polyimid-Fasern schneller passieren, wenn das Gas mit Hochdruck in die Membran eingeleitet wird.

Das Kohlenstoffdioxid wandert durch die Membran und wird auf der gegenüberliegenden Membranseite aus seitlichen Öffnungen abgeleitet. Für das Biomethan hingegen ist die Membran undurchlässig. Da das Gas noch immer unter hohem Druck steht, kann es direkt ins Erdgasnetz eingespeist werden.

Dezentrale Energieversorgung möglich

Aus der Sicht der Hersteller eignet sich die Technologie für kleine Energieanlagen, da diese mit den Hohlfasermembranen auf Kompressoren verzichten können.

Ganz im Gegenteil zur Druckwasser- und Aminwäsche. Das Biogas steht dort unter geringem Druck, nachdem es vom Kohlenstoffdioxid abgetrennt wurde.

Um es in ein Erdgasnetz einzuspeisen, muss es mit einem Kompressor auf 15 bis 20 bar verdichtet werden. Nach Angaben von Evonik arbeiten diese Aufbereitungsanlagen erst ab einer Rohbiogasmenge über 500 Normkubikmeter pro Stunde wirtschaftlich, weshalb sie für eine dezentrale Energieversorgung mit zahlreichen kleinen Anlagen nicht geeignet sind.


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