2. Industriesektoren

Anwendungsbereiche

Erneuerbare & Recycling

Verwertung von Biomasse, Biomethan und Solar für Erneuerbare & Recycling

Aus was besteht Biomethan eigentlich?

Fast jede organische Substanz – egal ob es sich um organische Haushaltsabfälle, Grünschnitt, tierische Exkremente wie Gülle und Mist oder Nachwachsende Rohstoffe (NaWaRo) wie Mais, Zuckerrüben, Stroh oder Grassilage handelt – kann in einem anaeroben Vergärungsprozess umgewandelt werden in ein Gemisch aus Methan und Kohlendioxid. Dabei wird das Substrat genannte Material in der Regel kontinuierlich großen Behältern zugeführt, wo unter Luftabschluss und mit Hilfe von Bakterien in einem mehrwöchigen Prozess die Zerlegung in ein „grünes Gasgemisch“ und den sogenannten Gärrest stattfindet. Reinigt man nun das Gasgemisch und trennt es in seine Bestandteile mit Hilfe von chemischen oder physikalischen Biogasaufbereitungsverfahren, so erhält man grünes CO2 und Biomethan. Das Kohlendioxid kann verflüssigt und für technische Zwecke wie Kühlung oder Reinigung genutzt werden. Das nach dem Reinigungsprozess unter geringem Druck stehende Biomethan muss danach konditioniert und in seinen physikalischen Eigenschaften dem üblichen H- und L- Gas angepasst werden. Dann kann es auf die in der Nähe liegende Gasleitung und die jeweilige Druckstufe verdichtet und in das Erdgasnetz eingespeist werden.

NEUMAN & ESSER bietet für die Biomethannutzung ölfreie Kolbenverdichter der kompakten V-Bauform an. Nach der Reinigung und Brennwertanpassung des Gases übernimmt der NEA Verdichter bei bis zu 90 bar Enddruck entweder die Einspeisung des Biomethans ins Erdgasnetz oder die Rückeinspeisung des überschüssigen Erdgases in das vorhandene Transportnetz. Die Verdichtung erfolgt grundsätzlich ölfrei, d.h. ohne Kontaminierung mit Öl im Zylinderraum, und sichert somit die Gasbeschaffenheit u.a. nach DVGW G260. Das Triebwerk ist gasdicht und druckfest ausgeführt, so dass keine Leckagen entstehen. Der NEA Verdichter ist daher ein Garant für die emissionsfreie Verdichtung im realen Betrieb. NEA Verdichter erfüllen darüber hinaus die außerhalb von Deutschland zum Tragen kommenden lokalen Ausführungsvorschriften sowie die individuellen Einspeise-Standards der einzelnen Transportgesellschaften bzw. Energieanbieter.

Der Biogasverdichter wird in der Regel auf einer ebenen Bodenplatte starr aufgestellt, die schwingungstechnisch vom Gebäude entkoppelt sein muss. Zu den Lieferoptionen gehört auch eine auf einem stabilen Grundrahmen montierte Verdichteranlage. Die Anlagenteile werden fest auf dem Rahmen verankert, so dass sich im Betrieb ein ruhiger Lauf einstellt. Für Betreiber, die den Aspekt des Umweltschutzes miteinbeziehen, bietet NEUMAN & ESSER die Aufstellung in dem selbst entwickelten Betoncontainer an - schlüsselfertig aufstellbar auf einem Fundament. Dieser schützt die Umwelt vor Lärmemissionen und passt sich spielerisch der Umgebung an.

Folgende Ausführungsvorschriften werden von NEA Verdichteranlagen zur Netzeinspeisung erfüllt:

▪ DVGW Arbeitsblätter G 498 und G 497 - VP 265-1

▪ HL-VO/DIN 30690

▪ D GRL 97/23/EG

▪ Ex (DVGW-HWG 442)

▪ ATEX Richtlinie 94/9EG

▪ Ex Zone 1

Wind & Solar

Ausgangsstoff für die Gewinnung von Reinstsilizium, das für die Produktion von Mikrochips und Solarzellen verwendet wird, ist metallisches Rohsilizium, ein sehr hartes und sprödes Metall mit einer Reinheit von ca. 99%. Das Rohsilizium wird in weiteren hochtechnisierten Verfahren chemisch gereinigt. Dazu wird das Rohsilizium-Metall zunächst gemahlen und in einem Reaktor mit Chlorwasserstoff (HCl) zur Reaktion gebracht. Das Rohsilizium und der gasförmige Chlorwasserstoff reagieren chemisch zu Trichlorsilan, einer wasserklaren Flüssigkeit.

Das Trichlorsilan wird destilliert, die Verunreinigungen dadurch abgetrennt. Die gewonnene hochreine Flüssigkeit wird mit hohem Energieaufwand zu reinstem Polysilizium, polykristallinen Silizium, umgewandelt, das sodann in einen Block gegossen wird. Diese Umwandlung erfolgt im Trichlorsilan-Prozess. Dabei wird ein Gasgemisch aus Trichlorsilan und Wasserstoff in eine Quarzglocke eingeleitet. Bei ca. 1.200°C entsteht reines Silizium und Chlorwasserstoff. In der Quarzglocke befindet sich eine sogenannte Brücke aus dünnen Silizium-Stäben, an der sich das elementare Silizium in polykristalliner Form niederschlägt. Der Durchmesser dieser Stäbe kann auf bis zu 300 mm anwachsen.

NEA Kompressoren werden in diesem Prozess eingesetzt, um das bei der Reaktion entstehende Gasgemisch für die nachfolgende Reinigung vorzubereiten, d.h. dabei den Druck auf ca. 17 bar zu erhöhen. In der Gasaufbereitungsanlage werden zuerst die Chlorsilan-Reste abgeschieden und danach Wasserstoff und Chlorwasserstoff getrennt, um dann wieder in den Kreislauf eingespeist werden zu können.

NEA Verdichter sind bei nahezu allen führenden Polysilizium Hersteller in Betrieb. Die häufigst verwendete Bautype ist die einstufige TES130, ZS130, DS130 und DS190, die zumeist in Serie hergestellt werden.

Material Separation

Die Trennung, Aufbereitung und Wiederverwendung von Stoffströmen nehmen in einer verantwortungsbewussten Gesellschaft einen immer höheren Stellenwert ein. Um diese Prozesse möglichst energieeffizient und umweltschonend umzusetzen, bietet die NEUMAN & ESSER GROUP mechanische Lösungen zur Zerkleinerung und Trennung verschiedener Stoffe an. Die eingesetzten Trennaggregate, wie beispielsweise der Leitringsichter GRC, nutzen dabei nicht nur die unterschiedliche Vermahlbarkeit und resultierende Partikelgröße der verschiedenen Rohmaterialien, sondern insbesondere auch die Unterschiede in der spezifischen Dichte der einzelnen Bestandteile der Stoffmischung.

Dadurch kann beispielsweise Graphit aus recycelten Batterien wieder extrahiert werden, oder Schadstoffe wie Schwermetalle aus den Resten gebrauchter Katalysatoren entfernt werden. Aus Altreifen wird zum Beispiel recovered Carbon Black (rCB) gewonnen.  

Biomass-to-x

Im Zuge der Dekarbonisierung gewinnen nachwachsende Rohstoffe wie Biomasse zunehmend an Bedeutung. Biomass to X, auch Bio-to-X (BtX), bezeichnet alle Technologien zur Umwandlung von Biomasse in Strom, Wärme oder andere oft speicherbare Energieträger. Die Umwandlung bzw. Konversion von Biomasse kann dabei über thermisch-chemische, biochemische oder physikalisch-chemische Methoden ablaufen. Zu den Produkten zählen neben Strom und Wärme unter anderem Wasserstoff, Biokraftstoffe und verschiedene Chemikalien.

Biomasse fällt u. a. in der Forst- und Landwirtschaft oder bei der Lebensmittelproduktion als Reststoff an. BtX umfasst meist mehrstufige Prozesse, in denen durch Umwandlung zunächst ein Zwischenprodukt wie Biogas, Syngas oder Ethanol hergestellt wird. Im Anschluss erfolgt ein weiterer Aufbereitungsschritt wie zum Beispiel die Dampfreformierung im Falle der Wasserstoffproduktion aus Biogas.