Wirtschaftliche und effiziente Anlagen zur Gastrocknung / Gaskühler und Gastrockner für Biogas

In Reaktoren erzeugtes Biogas, wie Klärgas und Biogas aus erneuerbaren Energien sowie Abfällen, ist meist recht warm (mesophil um 35-40°C oder thermophil gut 50°C) und in nahezu allen Fällen wassergesättigt. Um die Effizienz eines Gasmotors zu steigern, muss dem Biogas durch Gastrocknung mit Hilfe eines Gaskühlers der Wasserdampf entzogen werden. Auch bei Projekten, wo das Gas nicht am Produktionsort genutzt wird (z.B. Satellitenanlagen, wo die Gasnutzung nicht selten einige Kilometer von der Biogasanlage entfernt liegt) muss das Biogas zur Vermeidung von Kondensat entfeuchtet werden. Dies geschieht durch Herabsenken der Temperatur. Effiziente Gastrockner bzw. Gaskühler sind die beiden SILOXA Systeme PowerDryer sowie die GK (Gaskühlung) und GKW (Gaskühlwäscher).

PowerDryer - die wirt­schaft­liche Lösung zur Trock­nung von feuch­ten Gasen

Nennvolumenstrom
180 Nm/h³ bis 600 Nm³/h
Eintrittstemperatur

max. 40°C (auf Anfrage auch höher)
Gasaustritt

20°C / 4°C (je nach Ausführung)
zul. Betriebsdruck

-5 bis 500 mbar(ü) (auf Anfrage sind auch höhere Eintrittsdrücke realisierbar)
Geeignet für

Biogas, Klärgas, Deponiegas

Der SILOXA PowerDryer ist die neue wirtschaftliche Lösung zur Trocknung von Bio-, Klär- und Deponiegasen. Komplett auf einem Rahmen vormontiert, sind nur noch die Versorgungsleitungen anzuschließen.

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GK - die individuell ausgeführte Gastrocknung

Nennvolumenstrom
180 Nm³/h bis 2100 Nm³/h
Eintrittstemperatur

max. 40°C (auf Anfrage auch höher)
Gasaustritt

4°C
zul. Betriebsdruck

-5 bis 500 mbar(ü) (auf Anfrage sind auch höhere Eintrittsdrücke realisierbar)
Geeignet für

Biogas, Klärgas, Deponiegas

Eine Funktionseinheit, die ausschließlich die Kühlung von einströmenden Biogas übernimmt, hat die SILOXA mit der Gaskühlung GK im Programm. Bei der GK befinden sich alle für die Kühlung notwendigen Komponenten wie der Gaskühler, die Kondensatabscheidung, der Kaltsolekreis und der Kaltwassersatz fest montiert auf einem Rahmengestell.

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PowerDryer ECO Line - eine innovative Weiterentwicklung für die Gastrocknung

Nennvolumenstrom
500 Nm³/h bis 2000 Nm³/h
Eintrittstemperatur

max. 55°C
Gasaustritt

max. 25°C
zul. Betriebsdruck

-5 bis 500 mbar(ü) (auf Anfrage sind auch höhere Eintrittsdrücke realisierbar)
Geeignet für

Biogas, Klärgas, Deponiegas

Mit reduziertem Energiebedarf, durch Nutzung der Umgebungsluft bei der Gaskühlung präsentiert sich der neue PowerDryer in der Version ECO Line als die konsequente Weiterentwicklung des erfolgreichen SILOXA PowerDryer.

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GKW - die individuell ausgeführte Gaswaschtrocknung von biogenen Gasen

Nennvolumenstrom
180 Nm³/h bis 500 Nm³/h
Geeignet für

Biogas, Klärgas, Deponiegas

Bei dem SILOXA Gaswaschtrockner GKW handelt es sich um ein kompaktes Modul zur Gasaufbereitung, das zur Entfeuchtung von Biogas, Deponiegas und Klärgas genutzt wird. Darüber hinaus ist es auch möglich, mit dem GKW andere schädliche Gasverunreinigungen abzureinigen.

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Was bedeutet Gasentfeuchtung bzw. Biogastrocknung

Bei der Trocknung von Gasen macht man sich die Physik von Gasen zunutze und kühlt Gas ab. Hierbei sei kurz angemerkt, dass die Trocknung von Biogas an dieser Stelle nur eine Gasentfeuchtung ist. Dies bezieht sich ausschließlich auf die absolute Feuchte. Auf die relative Feuchte wird an anderer Stelle eingegangen.
In den für regenerative Gase üblichen Temperaturbereichen (um 40 °C) hat ein Gas in erster Näherung (vgl. Luft) einen Wassergehalt von ca. 50 g/m³ (siehe Sättigungskurve im Bild unten). Durch Absenkung der Gastemperatur wird die Aufnahmekapazität des Gases erheblich (exponentiell) reduziert. Es entsteht dabei gezielt Kondensat, das geregelt abgeführt werden kann. Ähnliches kennt man aus dem täglichen Leben. Solche Prozesse sind Grundlage von Regenereignissen, Nebel oder auch der Taubildung. Ist die Gasfeuchte also bei 100 %, so bewegt man sich bei einer Abkühlung auf dem Diagramm unten nach links. Da aber Gas nur maximal 100 % Feuchte im gasförmigen Zustand halten kann wird alles Wasser oberhalb der Sättigungslinie in Form von Tropfen auskondensiert. Das Gas verliert somit Wasser. Bei den SILOXAsystemen der PowerDryer-Serie gibt es 2 Varianten der Gaskühlung. Einmal wird die Gastemperatur um 20 K (Kelvin vergleichbar mit der Grad-Celcius-Skala, nur wissenschaftlich korrekter) oder 36 K abgekühlt. Im Falle der 20K-Reduzierung verliert ein Gas mit ursprünglich 40°C bei Abkühlung auf 20 °C gut 30 g/m³. Eine 500kW-Biogasanlage kann so ca. 7,5 L Wasser pro Stunde aus dem Gas ausschleußen und somit z.B. den Wirkungsgrad eines BHKW’s deutlich verbessern. Noch deutlich mehr Kondensat entsteht bei der Abkühlung von Biogas auf 4 °C (36K-Reduzierung). Hierbei werden an einer 500 kW-Anlage gut 11L Wasser pro Stunde in Form von Kondensat entfernt. Auf ein Jahr gerechnet sind dies über 100 m³. Die Vielzahl der eingesetzten SILOXA-Gastrocknungsanlagen sind ein Beweis des ökonomischen Nutzens dieses Verfahrens.


Wie funktioniert eine Gasentfeuchtung

Die technische Umsetzung ist in der Theorie recht einfach. Man erzeugt im ersten Schritt Kälte und nutzt diese zur Abkühlung des Gases. In der Praxis wird das Kühlmedium durch einen Kälteerzeuger (Chiller, Kaltwassersatz) bereitgestellt. Die SILOXA wählt aus einer Vielzahl renommierter Hersteller den richtigen Gaskühler für seine Kunden aus. Diese arbeiten ähnlich wie Klimageräte von Gebäuden. In einem internen Kreislauf wird eine Flüssigkeit ständig verdampft und wieder kondensiert. Bei der Verdampfung/Verdunstung wird Kälte frei. Diese wird zur Kühlung des Gases genutzt. Unter Druck (erzeugt durch einen Kompressor; siehe Darstellung unten) wird die Substanz wieder verflüssigt. Hierbei entsteht Wärme, die über Wärmetauscher (im Diagramm unten Kondensator genannt) an die Umgebungsluft abgegeben wird.

Das Kühlmedium wird in einem geschlossenen Kreislauf gehalten und benötigt für den Wärme-/Kälteübertrag eine Austauschfläche. Je nach Produkt (siehe im Folgenden) kann sich diese unterscheiden. Gemeinsam ist allen sogenannten Wärmetauschern eine große Übertragungsfläche und eine integrierte Abführung des Kondensats.

Die Expertise der SILOXA ist in besonderem Maße die Kenntnis und langjährige Erfahrung mit dem Zusammenspiel von Betriebsbedingungen, thermodynamischen Gesetzmäßigkeiten und deren Auswirkung auf die Invest- und Betriebskosten.

Sollten Sie ausschließlich einen Kaltwassersatz oder sonstige Kältemaschinen benötigen so können Sie auch gerne unsere Partnerfirma SILOXA Cooling besuchen.


Unser Standardprodukt zur Gastrocknung an Biogasanlagen – der PowerDryer

Der PowerDryer ist eine in einer Einheit gebaute Gastrocknung, bei der der Kaltwassersatz mit dem dazugehörigen Wärmetauscher auf einem Gestell vormontiert ist. Die Kaltsohleverrohrung (Kältemittelkreislauf) ist ebenfalls vormontiert und mit Kältemittel gefüllt. Werksseitig ist der Biogastrockner bereits geprüft und der Kunde muss vor Ort nur noch die Rohr- und Kondesatleitung anschließen und die elektrische Versorgung anschließen. Signale können auf Kundenwunsch mit dem übergeordneten Leitsystem ausgetauscht werden. Die kompakte Ausführung und die einfache Handhabung machen dieses Produkt zu einem unserer Topseller.


Unser Standardprodukt zur Gastrocknung mit hoher Leistung – die GK = Gaskühler

Eine GK ist im Grunde vergleichbar zum PowerDryer, nur dass er für Anlagengrößen steht, die nicht mehr komplett vormontiert geliefert werden können. Damit wird häufig die Kaltsohleverrohrung vor Ort installiert. Dennoch ist das System vorab im Werk auf Dichtigkeit und Funktion geprüft.


Unser Standardprodukt zur Gastrocknung – der PowerDryer Ecoline

Der PowerDryer Ecoline ist speziell für regenerative Gas entwickelt worden, die in einem thermophilen Verfahren produziert werden. Er ist aber auch in allen Anwendungen, bei denen die Temperaturdifferenz zur Umgebungsluft hoch ist anwendbar. Bei solchen Projekten wird in erster Linie die Außenluft zur Kühlung genutzt und nur wenn dies nicht ausreicht kommt ein technisches Kühlaggregat zum Einsatz. Der Vorteil liegt auf der Hand. Über einen einfachen Luftkühler wird über weite Teile des Jahres das Gas ganz oder teilweise vorgekühlt. Der energieintensivere Kaltwassersatz wird somit nur an den wirklich warmen Tagen genutzt und somit deutlich bei den Betriebskosten eingespart. Meist amortisiert sich dies Kombination schon nach wenigen Jahren.


Unser Spezialprodukt zur Gastrocknung mit hoher Leistung – die GKW = Gaskühlwäscher

GKW. Im Gegensatz zu den vorgenannten Gastrocknungsanlagen wird das Gas bei diesem Produkt in einem Waschprozess getrocknet. Dies klingt vielleicht zuerst widersinnig, ist aber dennoch ein äußerst effektives System zur Trocknung von Gasen. Wir oben wird durch einen Kälteerzeuger die benötigte Kühlleistung bereitgestellt. Über einen Plattenwärmetauscher wird die Waschflüssigkeit auf die benötigte Temperatur gebracht (meist um 4°C). Diese Waschflüssigkeit ist dann der Kälteüberträger und nimmt gleichzeitig das entstehende Kondensat auf. Hier ist also im Gegensatz zu den vorgenannten Systemen keine Kondensatfalle nötig. Der positive Nebeneffekt dieser Kühlmethode ist, dass bei diesen niedrigen Temperaturen auch Ammoniak und Teile von wasserlöslichen VOC’s (flüchtige Kohlenwasserstoffe) gelöst und aus dem Gasstrom entfernt werden. Dieses System findet häufig Einsatz bei Anlagen deren Gas z.B. ganz oder teilweise aus Abfällen gewonnen wird.

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