Rieselbettreaktor für die biologische Methanisierung im Großtechnikum der GICON

GICON-Großtechnikum mit Rieselbettreaktor für die biologische Methanisierung (Quelle: GICON)

Im Rahmen eines Forschungsprojektes erfolgt derzeit die großtechnische Umsetzung eines Verfahrens zur biologisch-katalytischen Methanisierung im Rieselbettreaktor. Sie wurde am Lehrstuhl Abfallwirtschaft der BTU Cottbus-Senftenberg entwickelt und patentiert.

Seit Juni 2015 werden in einem 10 Kubikmeter großen Versuchsreaktor Kohlendioxid und Wasserstoff durch biologische Prozesse zu Methan umgesetzt. Dabei konnte bisher eine Wasserstoff-Raumbeladung von 9,6 m3 H2/m3VR∙d bei einer Methankonzentration im Produktgas von >94 Vol. % erreicht werden. Neben den hohen Methankonzentrationen im Produktgas zeichnet sich das Verfahren insbesondere durch einen geringen Eigenenergiebedarf sowie durch ein hohes Maß an Flexibilität in Bezug auf Änderungen des Wasserstoffangebotes aus. Für eine bessere Bilanzierbarkeit der Versuchsergebnisse erfolgt die Gasbereitstellung (Wasserstoff und Kohlendioxid) für den Versuchsreaktor zunächst über Gasbündel. Mittels Mass Flow Controller werden die zugegebenen Gasvolumenströme an Wasserstoff und Kohlendioxid entsprechend der gewählten Vorgaben geregelt. So können verschiedene Lastsituationen simuliert werden. In weiterführenden Versuchen ist die Substitution des Kohlendioxid-Gases durch Biogas geplant. Eine entsprechende Machbarkeit dieser Betriebsweise konnte bereits in labortechnischen Versuchen beim Projektpartner BTU nachgewiesen werden. Damit eröffnet sich die Möglichkeit, an vorhandenen Biogasanlagen ohne zusätzliche Verfahren zur Kohlendioxid-Abtrennung aus dem Biogas eine Erdgasqualität zu erreichen, die für die Gasnetzeinspeisung erforderlich ist. Dies bietet zahlreichen Biogasanlagen mit ungenügender Wärmenutzung eine völlig neue wirtschaftliche Perspektive.

Parallel zu den Technikumsversuchen ist die Umsetzung des Reaktorkonzepts in einem Pilotprojekt beabsichtigt. Dafür sucht GICON derzeit geeignete Partner und Standorte. Ziel ist es, einen Pilotreaktor nach dem Rieselbettverfahren im Sinne der Power-to-Gas-Strategie zu errichten. Perspektivisch soll Wasserstoff aus nicht integrierbaren Strommengen mittels Elektrolyseur erzeugt und direkt dem Rieselbettreaktor zugeführt werden. Je nach Standort erfolgt die Methanisierung mit Biogas oder alternativen Kohlendioxid-Quellen. GICON verfügt über ein eigenes Großtechnikum am Standort der Firmenniederlassung in Cottbus, welches als Forschungs- und Entwicklungszentrum für Biogastechnologie und angrenzende Themengebiete genutzt wird. Im Rahmen von F&E-Projekten werden aktuell unter anderem Fragen der Effizienzsteigerung bei Biogasanlagen, der Biogasaufbereitung sowie der Gärrestverwertung bearbeitet. Dabei werden neu entwickelte Technologien und Messtechnik unter praxisnahen Bedingungen getestet und hinsichtlich ihrer Eignung für den Praxiseinsatz bewertet.

Das Vorhaben wurde gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) mit Mitteln aus dem Bundeshaushalt.

 

In der folgenden Tabelle sind die wesentlichen Daten zum Projekt zusammengestellt. 

Projektnamebiologische Methanisierung mittels Rieselbettreaktor
KategoriePilotprojekt
VerantwortlicherBTU-Cottbus, Dipl.-Ing. Michael Tietze
Betriebszustandin Betrieb
GrundsteinlegungJuni 2015
Eingangsleistung Stromk. A.
H2-Produktion4 nm³/h
CH4-Produktion1 nm³/h
Abwärmenutzung

keine

Anlagenkomponenten

Rieselbettreaktor, Umwälzpumpe, Gaseintragssystem

Zielstellung des Projektsgroßtechnischer Leistungsnachweis des Verfahrens
Besonderheiten des ProjektsReaktorgröße: 10 m3, CH4-Gehalt im Produktgas: > 94 %, H2-Gehalt im Produktgas < 2 %, bisher erreichte H2-Raumbeladung: 9,6 m³H2/m³VR*d , niediger Eigenenergiebedarf, weitere Steigerung der Raumbeladung in Planung
StandortCottbus