HyMeth: Erhöhte Methan- sowie Wasserstoffbildung und Prozessstabilität durch Sensorsteuerung

Durch die Trennung der 4 Phasen der Biogasfermentation in 2 Stufen und durch eine optimierte Steuerungs- und Regeltechnik wird die Prozessstabilität, die Methanausbeute und somit die Wirtschaftlichkeit von Biogasanlagen deutlich erhöht.

Kurzbeschreibung

Status

laufend

Kurzfassung

Ziel des beantragten Projekts HyMeth ist es die Grundlagen für ein Demonstrationsprojekt einer 2-stufigen, sensorgesteuerten und -geregelten Anlage zu schaffen.

Aufbauend auf den derzeitigen Stand der Technik von Biogasanlagen wird in diesem Projekt eine neue Verfahrenstechnik vorgestellt. Das Grundkonzept des HyMeth-Verfahren basiert auf der räumlichen Trennung der vier Stufen des anaeroben Vergärungsprozesses, wobei die drei ersten Stufen in der so genannten Hydrolysephase zusammengefasst werden und die eigentliche Umsetzung der entstandenen freien flüchtigen Fettsäuren in der zweiten, der methanogenen Stufe erfolgt. Eine weitere Neuerung stellt die Steuerung und Regelung der Prozessführung durch eine zentrale Pumpstation, die durch ein Sensorsystem gesteuert wir, dar.

Ziel des eingereichten Projekts ist es eine erhöhte Prozessstabilität zu erreichen, da durch die räumliche Trennung der versäuernden und der methanisierenden Organismen die Fermentation in dem jeweiligen pH-Optimum der Organismen durchgeführt werden kann. Ein weiterer Aspekt ist, dass durch getrennt ausgeführte Gasleitungen die Gasqualität gesteigert wird, da der Hauptteil des entstehenden CO2 und H2S abgezogen wird. Dadurch verringert sich der nötige Reinigungsaufwand für die weitere Nutzung des Biogases (Verstromung in BHKW oder Brennstoffzelle, Einspeisung in das Ergasnetz).

Zusätzlich wird in dem Projekt die Menge an produziertem Wasserstoff ermittelt und abgeschätzt, ob dieser, nach einer nötigen Abtrennung und Reinigung, einer energetisch und wirtschaftlich sinnvollen Verwertung zugeführt werden kann (Verstromen in einer Brennstoffzelle, Speicherung in Drucktanks).

Darüber hinaus wird das HyMeth-Verfahren in wirtschaftlichen Betrachtungen dem traditionellen System gegenübergestellt. Dabei spielen die verringerte Rührleistung, der erhöhte Brennwert, verringerte Reinigungsleistung und geringere Baukosten durch kleinere, aber höher belastbare Fermenter eine Rolle.

In kontinuierlichen Fermentationen mit NaWaRos und biogenen Reststoffen werden wichtige Informationen für die Umsetzung in einer realen Anlage gewonnen. Es werden die organischen Belastungsgrenzen der einzelnen Fermenter ausgereizt, die Steuerungs- und Regeltechnik wird optimiert, anhand der Fermentationsparameter erfolgt die Rührwerksauslegung für drei verschiedene Fermentergrößen und somit der Leistungsklassen der zu realisierenden Biogasanlage und die zu erwartenden Gaserträge sowie die Gasqualität wird ermittelt.

Anhand der gewonnenen Ergebnisse aus der kontinuierlichen Fermentation erfolgt eine Simulation des Gesamtprozesses. Diese dient der Erfassung der Stoffströme vor, in und nach der Anlage und ermöglicht so das komplexe System der Biogasproduktion näher zu verstehen sowie die Daten der Laboranlage auf die Demonstrationsanlage umzulegen.

Dadurch wird das Management der Inputsubtstrate und des Gärrestes der Demonstrationsanlage erfasst und dargestellt.

Projektbeteiligte

Projektleiter

Nikolaus Weran
Profactor GmbH

Projekt- und Kooperationspartner

  • Endress + Hauser GmbH
    Lehnergasse 4
    1230 Wien
    Wolfgang Adelsmayer
    Tel.: +43 (1) 88056-120
    Fax: +43 (1) 88056-335
    E-Mail: wolfgang.adelsmayer@at.endress.com
  • Industrieconsult Wenger-Oehn OEG
    Attergauerstrasse 74
    4880 St. Georgen im Attergau
    Hermann Wenger-Oehn
    Tel.: +43 (664) 8698843
    Fax: +43 (7667) 2193815
    E-Mail: hermann.wenger@industrie-consult.at
  • Ing. Gerhard Agrinz GmbH
    Emmerich-Assmann-Gasse 6
    8430 Leibnitz
    Gerhard Agrinz
    Tel.: +43 (3452) 73997-0
    Fax: +43 (3452) 73997-9
    E-Mail: g_agrinz@agrinz.at

Kontaktadresse

Nikolaus Weran
Profactor GmbH
Im Stadtgut A2
4407 Steyr-Gleink
E-Mail: nikolaus.weran@profactor.at
Internet: www.profactor.at

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