Effiziente Aufbereitung von Biogas zu Biomethan mittels kontinuierlicher Temperaturwechseladsorption

01.09.2016 - 31.08.2019
Forschungsförderungsprojekt

Das Biogas, der meisten in der Vergangenheit errichteten Biogasanlagen, wird primär zur Strom- und Wärmeerzeugung eingesetzt. Aufgrund der zunehmenden erneuerbaren Erzeugungskapa­zitäten am Strommarkt ist eine alternative Nutzung des Biogases in Form einer Aufbereitung zu Bio-Methan wünschenswert, wenn eine ökonomische Zukunft für Biogasanlagen möglich sein sollte. Bei der Aufbereitung von Biogas zu Bio-Methan hat der Schritt der CO2-Abtren­nung meist maßgeblichen Einfluss auf die Gesamt-Effizienz bzw. die Gesamt-Kosten. Als derzeitiger Stand der Technik für die CO2-Abtrennung von Biogas im Zuge der Aufberei­tung zu Biomethan können die folgenden Verfahren angesehen werden: Druckwasserwä­sche (DWW), Aminwäsche (AW), Druckwechsel­adsorption (PSA) und Membrantrennver­fahren (MTV). Diese sind aber allesamt derzeit nicht wirtschaftlich, sodass ein kostengünstigeres Verfahren dringend erforderlich ist.

Von den oben angeführten Verfahren erscheint vom technischen Standpunkt aus die AW am interessantesten, sodass im Rahmen des vorliegenden Projektes versucht wird, die Vorteile des AW-Verfahrens möglichst beizubehalten und gleichzeitig die we­sent­lichen Nach­teile weitgehend zu beseitigen. Im Rahmen des gegenständlichen Projektes wird daher auf Basis von vielversprechenden Vorversuchen ein Temperaturwechseladsorptionsprozess (TSA) mit mehrstufigem Wirbel­schichtdesign auf Basis eines festen Aminadsorbens entwickelt. Der neuartige Prozess benutzt weiters eine innovative Wärmeverschaltung unter Nutzung von einem innovativem Wärmetauscherdesign und einer Wärmepumpe, was zu einer deutlichen Energieeinsparung führt. Überge­ordnetes Ziel ist es, am Ende des Projektes ein effizienteres und deutlich kostengünstigeres Verfahren als die bisher eingesetzten Verfahren zur Erzeugung von Bio-Methan zur Verfü­gung zu haben, was durch einen techno-ökonomischen Vergleich mit anderen Verfahren gezeigt werden soll.

Aus diesem Projekt können folgende Ergebnisse erwartet werden:

·        Grundlegende Untersuchungen (Laboruntersuchungen, Modellierungen, Simulatio­nen) zu einem neuartigen TSA-Prozess zur CO2 Abscheidung mit dem Ziel der Erzeugung von Bio-Methan mit folgenden Kennwerten:

o  Hohe Reinheit des Biomethans ( >95 %)

o  Reduktion des thermischen Energieeinsatzes um bis zu 40 %

o  Reduktion der CO2 Trennkosten um bis zu 25 % (OPEX und CAPEX)

·        Entwicklung des Verfahrens von derzeit TRL 2-3 auf TRL 4 nach der Durchführung des Projektes

·        Konzept und technoökonomische Studie für ein Scale Up auf 200 m3/h Biogasdurch­satz und Vergleich mit dem Stand der Technik

·        Optionale CO2-Gewinnung bei Nutzung von Dampf im Desorber anstelle von Luft

 

Personen

Projektleiter_in

Subprojektleiter_in

Institut

Förderungsmittel

  • Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft mbH (FFG) (Nationale Förderung) Förderschiene Thematisches Programm Förderprogramm Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft mbH (FFG) Fördergeber Forschungsförderungsgesellschaft Reichweite Nationale Förderung Projekttyp Forschungsförderungsprojekt

Forschungsschwerpunkte

  • Energy and Environment