Mehr Methan im Biogas mittels Rieselbett-Reaktor (Power-to-Gas)

Der biokatalytischen Umwandlung von Wasserstoff und CO₂ zu Methan liegt die Idee zugrunde, das in der flüssigen Gärlösung einer Biogasanlage gebildete CO₂ durch Einspeisen von Wasserstoff in diese flüssige Phase zu Methan umzusetzen. Dadurch wird der CO₂-Gehalt des Biogases reduziert, der Methan-Gehalt hingegen erhöht.

Zur Umsetzung werden methanbildende Mikroorganismen, Bakterien aus der Gruppe der Archaeen, genutzt. Kritischer Punkt dieses Verfahrens ist der Eintrag des sehr schlecht wasserlöslichen Wasserstoffs in die Gärlösung. Entscheidend ist dies, weil nur gelöster Wasserstoff von den Mikroorganismen verstoffwechselt werden kann. Gasförmiger Wasserstoff perlt ungenutzt aus.

Die Brandenburgische Technische Universität Cottbus (BTU) sowie die Firma Gicon, Dresden, haben vor diesem Hintergrund einen alternativen Prozess nach dem Rieselbettverfahren entwickelt. Dabei trifft in dem chemischen Reaktor, dem Rieselbett, das CO₂-haltige Biogas außerhalb der flüssigen Gärlösung auf den Wasserstoff, also in der Gasphase. CO₂ und Wasserstoff werden dann von den auf der Oberfläche des Rieselbettes im Biofilm angesiedelten Mikroorganismen in Methan umgesetzt.

Der Vorteil dieses Verfahrenskonzeptes beruht auf der Ausnutzung der großen Reaktionsoberfläche eines Rieselbetts. Dort ist sowohl ein guter Stoffübergang als auch eine Fixierung des Biofilms möglich. Wasserstoff muss nicht in die flüssige Gärlösung eingebracht werden.

Im Rahmen vorangegangener Forschungsvorhaben konnte im Labor und Technikum gezeigt werden, dass die biologische Methanisierung von CO₂ und Wasserstoff mittels Rieselbettreaktoren gelingt. Zielsetzung des laufenden Vorhabens ist es nunmehr, die erzielten Ergebnisse auf ein großtechnisches Verfahren zu übertragen. Die hierzu erforderlichen Laboruntersuchungen sollen an der BTU, die Übertragung in den großtechnischen Maßstab samt zugehörigen Untersuchungen im Technikum der Firma Gicon in Cottbus durchgeführt werden. Der Projektabschluss wird für Ende 2019 erwartet.

Projektthema
Untersuchung und Weiterentwicklung eines Verfahrens zur biologischen Methananreicherung von Biogas mittels eines innovativen Rieselbettverfahrens

Projektdurchführung
GICON Großmann Ingenieur Consult GmbH
Tiergartenstr. 48
01219 Dresden

Kooperationspartner
Brandenburgische Technische Universität Cottbus

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