Einführung
Das im Vergasungsprozess erzeugte Rohsynthesegas enthält Verunreinigungen oder unerwünschte Bestandteile wie beispielsweise Partikel, Teer und Schwefelverbindungen und ist daher für viele nachgelagerte Anwendungen ungeeignet. Diese Verunreinigungen würden Rohrleitungen und Filter verstopfen, Anlagen korrodieren, Katalysatoren vergiften und empfindliche nachgelagerte Anlagen beschädigen, was die Wartungskosten erhöht. Daher ist ein geeignetes Gasaufbereitungssystem erforderlich, um das Gas für die endgültige Nutzung oder nachgelagerte Anwendungen wie Stromerzeugung, direkte thermische Anwendungen, Kraftstoffsynthese usw. aufzubereiten.
AHT erweitert seine Kernkompetenz durch die Bereitstellung von aufbereitetem Synthesegas mittels eines integrierten Portfolios von Gasaufbereitungstechnologien. Dadurch eignet sich das Gas für nachgelagerte Anwendungen wie Blockheizkraftwerke (BHKW) und thermische (Heißgas-)Prozesse. Das Produktportfolio umfasst (1) die Trockengasaufbereitung sowie (2) die Nassgasaufbereitung. Bei der Trockengasaufbereitung wird die Synthesegastemperatur über dem Taupunkt von Teer und Wasser gehalten, um Kondensation zu verhindern und gleichzeitig Verunreinigungen zu entfernen.
Die Nassgasaufbereitung umfasst zusätzliche Reinigungsstufen, in denen das Synthesegas unter den Taupunkt abgekühlt und mit Wasser in Kontakt gebracht wird. Dadurch werden kondensierbare und wasserlösliche Verunreinigungen entfernt und ein hochreines Synthesegas erzeugt. Anschließend werden unsere Gasaufbereitungssysteme je nach Aufbereitungsprozess als „EcoFilter-Dry/Wet“ gekennzeichnet. Die Beschreibung und die Vorteile unserer Gasaufbereitungsprodukte finden Sie in den folgenden Abschnitten.
Die Gaskonditionierungsstufe von AHT gewährleistet:
• Vielfältige Endanwendungen des erzeugten Synthesegases durch Einhaltung strenger Reinheitsanforderungen
• Schutz der Anlagen zur Optimierung der Prozessleistung und Reduzierung der Wartungskosten.
• Effiziente Wärmerückgewinnung aus geeigneten Quellen, Minimierung von Energieverlusten und Steigerung der Gesamteffizienz.
Die Trockengasaufbereitungsstufe dient der grundlegenden Gasreinigung nach der Synthesegaserzeugung. Dabei werden grobe Verunreinigungen entfernt und die Gasbedingungen stabilisiert, um das Gas für robuste Folgeanwendungen nutzbar zu machen. Im Rahmen der Trockengasaufbereitung gelangt das hochtemperierte Rohsynthesegas aus dem Vergaser zunächst in den Enthalpiekühler. Dort wird es mithilfe der Verdampfungsenthalpie von Wasser auf ca. 500 °C abgekühlt, um eine sichere Weiterverarbeitung zu gewährleisten.
Anschließend wird das gekühlte Synthesegas entstaubt und durchläuft die Heißgasfilter. Hier werden feste Partikel mit einer Größe von über 2 µm auf Filterkerzen aufgefangen. Dieser Schritt gewährleistet ein sauberes und staubfreies Synthesegas und verhindert so die Kontamination der nachgeschalteten Anlagen. Im nächsten Schritt wird dem Synthesegas mittels eines Heißgaswärmetauschers Wärmeenergie entzogen. Die zurückgewonnene Wärme kann zur Deckung des Kundenbedarfs wiederverwendet werden.
Darüber hinaus wird das Synthesegas durch das Heißgasgebläse auf eine für die Weiterleitung/Kompression geeignete Temperatur abgekühlt. Das Heißgasgebläse fördert das heiße Synthesegas mit Temperaturen von 250-350 °C und Drücken von bis zu 150 mbar zum Einsatzort als letzten Konditionierungsschritt.
Further technical data on our dry gas conditioning product category, as well as all relevant information on the AHT dry gas conditioning product line, can be found in the brochure below.
Vorteile | Wirkung |
|---|---|
| Durch die Konzentration auf die wesentlichen Schritte der Gasreinigung und -aufbereitung bietet das Verfahren eine praktische und kosteneffiziente Lösung mit reduzierter Systemkomplexität, geringeren Betriebskosten und zuverlässiger Leistung. |
| Die im Inneren der Gasaufbereitungsanlage aus dem Synthesegas abgeführte Wärme kann effizient für andere Prozesse (z. B. Trocknung, Raumheizung oder Dampferzeugung) genutzt werden, wodurch die Gesamteffizienz des Systems verbessert wird. |
| Das Gasaufbereitungssystem gleicht Schwankungen in der Synthesegasproduktion aus und gewährleistet so eine stabile und effiziente Gasreinigung über einen weiten Betriebsbereich. Dies ermöglicht die nahtlose Integration bei wechselnden Prozessbedingungen und sichert gleichzeitig eine gleichbleibende Gasqualität. |
| Der Prozess ist so ausgelegt, dass die Synthesegastemperatur niemals unter den Teertaupunkt sinkt, wodurch Teerkondensation und damit verbundene Probleme (z. B. Ablagerungen, Verstopfungen) verhindert werden. |
Complex downstream applications require advanced gas purification processes tailored to their specific needs. In such cases, in addition to primary cooling and particle removal, an additional gas treatment step is necessary to eliminate residual contaminants such as tar, aerosols, and other water-soluble inorganic impurities. Wet gas treatment is a multi-stage process that combines dry gas treatment with additional water contact stages to obtain high-quality synthesis gas as a product.
The high-temperature raw synthesis gas from the gasifier first enters the enthalpy cooler, where it is cooled to approximately 500 °C using the enthalpy of vaporization of water to ensure safe further processing. The cooled synthesis gas is then dedusted and passes through hot gas filters, where solid particles larger than 2 µm are retained by filter cartridges. This step ensures clean and dust-free synthesis gas and thus prevents [unclear – possibly referring to a specific issue or problem].
Contamination of downstream systems.
In the next step, thermal energy is extracted from the synthesis gas using a hot gas heat exchanger. The recovered heat can be reused to meet customer demand. In the hot gas heat exchanger, the synthesis gas is cooled below its dew point (approx. 65 °C), causing moisture and tar to condense. The gas is then fed into a scrubber, where a finely dispersed gas-water mixture is created and the gas pressure is increased. This mixture then flows through the spray column, where the gas passes through a packed bed and encounters a counter-current water spray.
This ensures the effective separation of fine dust and the removal of water-soluble contaminants (e.g., HCl, NH₃). The aerosols generated in the previous stages are separated from the gas stream in the downstream electrostatic precipitator using electrostatic forces.
The aerosol-free gas stream is then fed into a cold gas heat exchanger. There, it is further cooled to 25 °C and condensed, removing moisture and preparing the gas for subsequent use and compression. The purified gas then flows through a demister, where any remaining water mist is removed, before being compressed by the gas blower to the application pressure (~50 mbar). A diagram of our entire wet gas conditioning system is shown below.
Further technical data on our wet gas conditioning product category, as well as all relevant information on the AHT wet gas conditioning product line, can be found in the brochure below.
Vorteile | Auswirkungen |
|---|---|
| Durch unser Nassgasaufbereitungsverfahren werden Staub, Teer, Verunreinigungen und Aerosole effektiv entfernt. Dies reduziert den Verschleiß nachgeschalteter Komponenten, verlängert die Reinigungsintervalle und senkt somit die Gesamtbetriebskosten der Gasnutzungsanlage. Dank seiner hohen Reinheit eignet sich das aufbereitete Synthesegas für ein breites Anwendungsspektrum (z. B. Wärme- und Stromerzeugung in Blockheizkraftwerken). |
| Die im Inneren der Gasaufbereitungsanlage aus dem Synthesegas abgeführte Wärme kann effizient für andere Prozesse (z. B. Trocknung, Raumheizung oder Dampferzeugung) genutzt werden, wodurch die Gesamteffizienz des Systems verbessert wird. |
| Das Gasaufbereitungssystem gleicht Schwankungen in der Synthesegasproduktion aus und gewährleistet so eine stabile und effiziente Gasreinigung über einen weiten Betriebsbereich. Dies ermöglicht die nahtlose Integration bei wechselnden Prozessbedingungen und sichert gleichzeitig eine gleichbleibende Gasqualität. |
| Die Nassgasaufbereitung entfernt potenziell problematische Verunreinigungen aus dem Synthesegasstrom und trägt so dazu bei, dass die Emissionsgrenzwerte in nachgelagerten Nutzungsprozessen zuverlässig eingehalten werden. Durch die Reduzierung von Staub, Teer, Aerosolen und wasserlöslichen Verunreinigungen unterstützt sie einen stabilen und vorschriftsmäßigen Betrieb der nachfolgenden Gasnutzungsstufen, senkt das Risiko der Überschreitung gesetzlicher Grenzwerte und verbessert die Umweltverträglichkeit des Gesamtsystems. |
AHT-Kernkompetenz: Konditionierung des Synthesegases
Wird eine sehr hohe Gasreinheit benötigt, durchläuft das erzeugte Synthesegas in der Gasaufbereitungsanlage eine kombinierte Nasswäsche und Kühlung. Im letzten Reinigungsschritt werden die verbleibenden Störaerosole in einem nachgeschalteten, speziell entwickelten Nass-Elektrofilter (ESP) abgeschieden.
Dies ermöglicht den Einsatz des gereinigten Gases in Öfen und Blockheizkraftwerken.