VERGLEICH VON REGENERATIVEN SILOXAN-ENTFERNUNGSSYSTEMEN (SGS) UND AKTIVKOHLE

Aktivkohle ist ein Filtermaterial mit großer Oberfläche und ein bevorzugtes Material in verschiedenen Branchen. Im industriellen Maßstab wird es häufig in allen Bereichen eingesetzt, in denen Luftqualität oder Reinigungsprozesse erforderlich sind, insbesondere in der Kosmetik-, Pharma- und Klimatechnikbranche.

Aktivkohle ist ein Filtermaterial mit großer Oberfläche und ein bevorzugtes Material in verschiedenen Branchen. Im industriellen Maßstab wird es häufig in allen Bereichen eingesetzt, in denen Luftqualität oder Reinigungsprozesse erforderlich sind, insbesondere in der Kosmetik-, Pharma- und Klimatechnikbranche. Grundlage der Anlagenauslegung mit dem Aufbereitungsverfahren auf Aktivkohlebasis ist, dass sich die eingesetzte Schadstoffbelastung der Flüssigkeit unter bestimmten Bedingungen nicht verändert. Bei Behandlungen auf Aktivkohlebasis im industriellen Maßstab sind die Schadstoffkonzentrationen des Eingangsstroms konstant und die Leistungsüberprüfung kann durch kontinuierliche Messung des Ausgangsstroms erfolgen. Aktivkohle ist ein Adsorptionsmittel mit hoher Reinigungsleistung. Aktivkohlearten, die angeblich vorbehandelt oder entwickelt wurden, neigen dazu, alle Schadstoffe im Gasstrom zu adsorbieren, wie z. B. H₂S, Siloxan, VOCs usw.

Während Aktivkohlestudien stabilere Ergebnisse in Biogasanlagen liefern können, bei denen die Rohstoffe, die die Bildung von Biogas verursachen, nicht variieren und das Schadstoffprofil sowie die Menge des gebildeten Biogases stärker im Vordergrund stehen; In Systemen mit mehr als 300 Schadstoffprofilen, wie z. B. Deponiegas, wird es aufgrund der Behandlungsleistung, Kontinuität der Behandlung und betrieblichen Schwierigkeiten weniger bevorzugt. Aktivkohlestudien in Biogasanlagen, in denen Deponiegas verwendet wird, liefern keine gesunden Ergebnisse, da Feldstudien wie die Gasabsaugung aus dem Bereich der Abfalllagerung, die Gasabsaugung aus den Leitungen, die weit entfernt von der Abwasserentsorgung verwendet werden, usw. einen direkten Einfluss auf die Schadstoffkonzentration im Zulaufstrom haben . Bei der Auslegung der Biogasanlage führt die Unsicherheit über die Bestimmung der Änderungshäufigkeit der als Input zu verwendenden Materialien zu Unsicherheiten in der Inputkonzentration. Alle Arten von Aktivkohlen, die Siloxan aufnehmen können, können auch VOC und H₂S aufnehmen. Zu diesem Zeitpunkt führt grundsätzlich keine Oberflächenbehandlung, Änderung der mechanischen Materialeigenschaften oder chemische Verbesserung zu einer Verbesserung für einen dieser drei Schadstoffe. Daher ist es beim Entwurf des Systems für den Einsatz in Deponiegasanlagen notwendig, eine Vorhersage zu treffen, beispielsweise die Konzentration von drei Variablen für einen bestimmten Zeitraum abzuschätzen.

Aktivkohle und ähnliche Adsorbentien neigen dazu, die zuvor darin enthaltenen Schadstoffe freizusetzen, wenn die Poren in ihrer Struktur gefüllt werden. Wird weiterhin eine Aktivkohle verwendet, deren Poren mit Schadstoffen gefüllt sind, entsteht eine Ausgangskonzentration an Schadstoffen, die höher ist als die Eingangskonzentration. Die Aufnahmefähigkeit von Aktivkohlen hat einen Grenzwert. Wird dieser Grenzwert überschritten und weiterhin genutzt, kommt es während der Nutzung zu Schäden an den Gasmotoren und der gesamten Anlage. Um Schäden vorzubeugen, müssen Schwellenpunkte ermittelt und durch kontinuierliche Messungen unter Kontrolle gehalten werden. Diese Transaktion stellt eine erhebliche finanzielle Belastung für das Unternehmen dar. Darüber hinaus führt es zu einer Zunahme der Häufigkeit von Materialwechseln während der Arbeitszeit und zu einem erheblichen Leistungsabfall.

Der kumulative Ansammlungszustand der Verschmutzung in Motoren bedeutet, dass der Schwellenwert in einem beliebigen Zeitraum überschritten wird oder dass die Auswirkungen, die dadurch verursacht werden, dass das Gas ohne Reinigung in den Motor gelangt, dauerhaft sind und mit der Zeit schädlicher werden. Die durch Siloxanderivate im Motor verursachten Abschürfungen, Kratzer und Ablagerungen wirken sich schon bei ihrem Auftreten negativ auf den Motor aus und bleiben bis zum Austausch der entsprechenden Teile bestehen.

Motorenhersteller sprechen an zwei Stellen von Reingas. Das erste ist die Anzahl der Schadstoffe, die im in den Motor eintretenden Gas gemessen werden, und das zweite ist die Variation des Si-Parameters bei der Ölanalyse im Laufe der Zeit. Allerdings gibt der Ölanalysewert keinen direkten Aufschluss über die Siloxanmenge im Gas. Bei Anlagen, die mit Aktivkohle behandelt werden, ist es praktisch nicht möglich, sowohl die Kosten als auch die Geschäftskontinuität kontinuierlich zu messen. Da die beiden genannten Parameter nicht erfüllt werden können und die Belastung kumulativ ist, wird das Gas aus der Reingasklasse ausgeschlossen. Dies wird zu Problemen zwischen dem Motorenhersteller und dem Betreiber führen.

Das ANKA Regenerative Siloxane Removal System, das als vom Industrieministerium unterstütztes Forschungs- und Entwicklungsprojekt begann, hat sich zu einem regenerativen System entwickelt, das die Notwendigkeit einer Gasanalyse an dem erreichten Punkt überflüssig macht und sicherstellt, dass der Kraftstoff als sauberes Gas gilt , wird dem System ständig zugeführt. Im Gegensatz zu Aktivkohle sorgt die selektive Eigenschaft der im ANKA Regenerative Siloxane Removal System verwendeten Filtermaterialien sowohl für einen effektiven Reinigungsprozess als auch für die Vermeidung von Problemen wie kontinuierlicher Analyse und häufigem Materialwechsel, die in der Praxis nicht möglich und umsetzbar sind. Für eine langfristige Energieeinsparung ist es sehr wichtig, dass das System, das aufgrund seiner Modularität problemlos auf jede Kapazität skaliert werden kann, einen sehr geringen Druckabfall aufweist.

Das regenerative Siloxanentfernungssystem von ANKA erfüllt die von den Motorenherstellern vorgegebenen Leistungskriterien zu 100 % bei der Reinigung von Gasströmen mit starken Schadstoffen wie Deponiegas und garantiert die Kontinuität dieser Kriterien sowohl im Hinblick auf die Analyse gereinigter Gase als auch der Öle. Im Gegensatz zu Aktivkohlesystemen bestehen die Hauptvorteile darin, dass die Materialwechselzeiten sicher sind und dass diese Zeiträume sowohl auf der Grundlage von Gas- als auch Ölanalysen garantiert werden, dass das System während seines Betriebs keinen zusätzlichen Arbeitsaufwand für die Anlage verursacht und dass der Aufbereitungsprozess geht ununterbrochen weiter.

Ein Vergleich der beiden Systeme ist in Tabelle 1 dargestellt.

	Aktivkohle	Regeneratives Siloxanentfernungssystem (SGS)
Anfängliche Investitionskosten (CAPEX)	Niedrig (x)	Niedrig (x)
Jährliche Betriebskosten (OPEX)	Hoch (7X)	Niedrig (X)
Gesamtkosten am Ende von 5 Jahren	Hoch (7X)	Niedrig (X)
Lieferung von unbehandeltem Gas an das System während des Wechsels	Ja	NEIN
Notwendigkeit eines Bedienereingriffs	Ja	NEIN
Druckabfall	Hoch (>20 mbar)	Niedrig (<10 mbar)

Die selektiven Filtermedienkomponenten des ANKA Regenerative Siloxane Removal System sind gezielt auf Siloxanderivate ausgerichtet und bieten eine Aufbereitungsleistung von bis zu 99 % im Auslassgas im Vergleich zum Einlassgas. Bei diesem Wert handelt es sich um die Daten unseres größten Siloxanaufbereitungssystems, das sich in der Deponiegas-Stromerzeugungsanlage mit der größten Kapazität der Welt befindet und ebenfalls im industriellen Maßstab hergestellt wurde. Die Ergebnisse wurden durch Ölanalysen gesehen und verifiziert.