KHBW-Anlage von SÜLZLE KOPF SynGas in Koblenz

SynGas BHKW Modul

Das patentierte SynGas BHKW Modul zeichnet sich durch seine besonders hohe, elektrische Energierückgewinnung aus dem getrockneten Klärschlamm aus. Das im Vergasungsprozess erzeugte Synthesegas wird nach einer Reinigungsstufe in einem hocheffizienten Blockheizkraftwerk (BHKW) in Strom und Wärme umgewandelt. Der Überschussstrom kann dem Klärwerk zugeführt werden und die Wärme der Schlammtrocknung.

Aufgrund des hohen Anteils der Energie im Synthesegas, der in Strom umgewandelt wird, ist das SynGas BHKW Modul in der Regel auf zusätzliche Wärme zur Trocknung des Klärschlamms angewiesen. Diese Wärme kann in vielen Fällen durch die Abwärme der Faulgas-BHKWs gedeckt werden.

Falls dafür Wärme für die Beheizung der Faultürme abgezogen werden muss, kann die Beheizung der Faultürme fortan mittels der rückgewinnbaren niedertemperatur-Abwärme aus dem Klärschlamm Trocknungsprozess bewerkstelligt werden. Damit bleibt das Gesamtsystem dennoch thermisch autark, ohne, dass ein zusätzlicher Energieträger erforderlich ist.

Vorteile des SynGas BHKW Moduls:

  • Hoher Stromüberschuss zur Reduktion der Stromkosten der Kläranlage
  • Einfachere Genehmigung nach TA-Luft anstatt 17. BImSchV
  • Kann in Kombination mit einer anaeroben Schlammfaulungsanlage zur energieautarken Kläranlage führen

Prozessbeschreibung: BHKW Modul

Thermische Behandlung

Aus dem Silo wird Klärschlamm mit einem Trockengehalt von 85% – 95% (1) zusammen mit Kalkstein (2) in eine Thermolyseschnecke – Vergaser Stufe I – (3) transportiert. Die in der Thermolyse erzeugten Produkte Thermolysegas, Kohlenstoff und Asche werden in einen Wirbelschichtvergaser – Vergaser Stufe II – (4) gefördert. In der zweiten Stufe wird der Kohlenstoff unterstöchiometrisch vergast und die langkettigen Moleküle  (sog. Teere) des Thermolysegases gecrackt.

Der beigemischte Kalkstein bindet Schwefel und ist somit die erste Entschwefelungsstufe. Die hohe Vergasungstemperatur von 850 °C sorgt für die vollständige Zerstörung aller Giftstoffe im Klärschlamm sowie für die Entfernung von Schwermetallen, wie z.B. Quecksilber oder Cadmium, aus der wertvollen Klärschlammasche. Sie sorgt dafür, dass der lebenswichtige Phosphor im Aschegranulat bedenkenlos wieder verfügbar gemacht werden kann, z.B. als Dünger. Über eine Schleuse  wird das so gut wie kohlenstofffreie Aschegranulat (5) dem Prozess entnommen und gesammelt.

Das BHKW Modul von SÜLZLE KOPF SynGas

Synthesegasreinigung und -kühlung

Das im Wirbelschichtvergaser erzeugte Synthesgas wird in einem Zyklon (6) grobentstaubt bevor die fühlbare Wärme des Synthesegases in einem Wärmeübertrager (7) genutzt wird, um Luft vorzuwärmen. Mit der vorgewärmten Luft wird ein Großteil der in der Thermolyseschnecke benötigten Wärme bereitstellt. Der Restbetrag an benötigter Wärme wird über Nutzung der Rauchgaswärme am BHKW (8) zur Verfügung gestellt. Das gekühlte Synthesegas wird in einem Feinfilter (9) weiter aufbereitet.

In einem Venturiwäscher (10) und einem Zentrifugalwäscher (11) wird das Gas auf die Sättigungstemperatur von ca. 75 °C gekühlt und restlicher Staub sowie Teerreste abgeschieden. Die Wäscher werden in einem Kreislauf mit aufbereitetem Wasser aus der Kläranlage betrieben. In einem nachgeschalteten Sprühwäscher (12) wird das Schadgas NH3 unter Dosierung von Schwefelsäure abgeschieden und das Gas auf ca. 40 °C weiter gekühlt. Der Sprühwäscher wird mit einem separaten Waschwasserkreislauf betrieben. Bei Erreichen einer gewissen Konzentration an Salzen wird Wasser über die ersten beiden Stufen zur Abwasseraufbereitung ausgeschleust. Das behandelte Abwasser wird in die Kläranlage eingeleitet.

Es folgen drei Aktivkohlefilter. Der erste (13) entfernt mit schwefeldotierter Aktivkohle Quecksilber. Im zweiten Filter (14) wird mit spezieller Aktivkohle H2S abgeschieden. Im Kolenwasserstoff Adsorber (15) werden restliche, aromatische Kohlenwasserstoffe abgeschieden, sollten diese auf Grund von Unregelmäßigkeiten im Prozess erhöht sein.

Energieerzeugung

Das Syngas wird in einem Blockheizkraftwerk (16) zur Erzeugung von Strom und Prozesswärme genutzt.