Adsorption an eisenhaltiger Masse

Bei einem seit langem angewandten Verfahren zur Entschwefelung von Gasen werden Eisenoxide oder Eisenhydroxide eingesetzt. An diese Stoffe bindet sich das H2S unter Bildung von Eisensulfiden.

2 Fe(OH)3 + 3 H2S → 2 FeS + S + 6 H2O

Die Eisenmassen, die bei diesem Vorgang verbraucht werden, müssen periodisch durch Lufteinblasung regeneriert werden. Für einen kontinuierlichen Betrieb sind somit zwei parallel geschaltete Reinigungseinheiten nötig. Die Regenerierung kann allerdings höchstens zehnmal durchgeführt werden, danach muss die Schüttung erneuert werden.

Ein Verfahren, bei dem hingegen ein kontinuierlicher Betrieb möglich ist, benötigt zudem zudosierte Luft zur Regeneration. Die Eisenoxid-Reinigungsmasse befindet sich bei diesem Verfahren in einem turmförmigen Behälter. Von oben wird bei Bedarf frische Reinigungsmasse zugeführt, während das „verbrauchte“ Eisenoxid am Boden des Behälters abgezogen wird. Das H2S-hältige Biogas durchfließt den Turm im Gegenstrom von unten nach oben.

Um den Verbrauch an Eisenoxid gering zu halten, wird dem Gas eine geringe Menge Luft zudosiert. Dadurch regeneriert sich die Schüttung laufend. Erst wenn sich zuviel elementarer Schwefel (entsteht bei der Regeneration) an der Oberfläche der Reinigungsmasse abgesetzt hat, lässt die Entschwefelungsleistung nach. Der Schwefel wird zusammen mit der abgenutzten Reinigungsmasse vom Boden des Behälters entfernt.

Die Hauptkomponenten einer derartigen Entschwefelungsanlage bestehen in der Regel aus einem Edelstahlbehälter zur Aufnahme der pelletierten Gasreinigungsmasse, der Erstbefüllung mit Pellets und der Regelungstechnik (im Wesentlichen die Regenerationsluftdosierung inkl. der gesamten Steuerungseinheit für die Luftzumischung, Temperaturüberwachung, Luftmengenüberwachung).

Je nach Größe der Anlage und gewünschter Bedienungsweise können die Entschwefelungsanlagen unterschiedlich ausgestattet und automatisiert werden. Bei kleineren Entschwefelungsanlagen entstehen durch handbetätigte Entnahme- und Befüllschleusen sowie einfache Hebezeuge für die zuzuführende Gasreinigungsmasse geringere Investitionskosten. Allerdings ist hierbei mit höheren Betriebskosten zu rechnen.

Größere Entschwefelungsanlagen werden mit automatisch bedienbaren Schleusen ausgestattet. Drehklappen und Schieber werden elektrisch betätigt. Die Zufuhr der frischen Gasreinigungsmasse erfolgt hier durch eine Schrägförderanlage.

Auswirkung auf die Investition hat auch die Höhe der Rohbiogaskonzentration. Bei H2S im Rohbiogas bis 1000 ppm kann die Baugröße der Anlage klein gehalten werden. Die parallele Luftzumischung kann einfach ausgeführt werden. Reinigungsleistungen bis auf Gehalte unter 1 ppm H2S sind möglich.