Fachagentur Nachwachsende RohstoffeEin Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Entwicklung einer wirtschaftlichen Ammoniak-Strippanlage für Gärreste in Biogasanlagen zur Nährstoffentfrachtung und Substratflexibilisierung - Akronym: StripCompact

Anschrift
Technische Universität Berlin - Institut für Prozess- und Verfahrenstechnik - Fachgebiet Verfahrenstechnik
Marchstr. 23, Sekr. MAR 2-1
10587 Berlin
Projektleitung
Prof. Dr.-Ing. Matthias Kraume
Tel: +49 30 3142-3701
E-Mail schreiben
FKZ
2220NR044X
Anfang
01.07.2020
Ende
30.09.2022
Ergebnisverwendung
Im Rahmen des Projektes konnte der Einfluss von CO2 im Strippgas auf Ammoniakstrippung und -wäsche quantifiziert werden. Dabei zeigte sich bei einem CO2 Gehalt von 20 %-vol. eine Reduktion der Ammoniakstrippung um rund 30 % gegenüber CO2 freiem Strippgas. Gleichzeitig erhöhte sich durch die Anwesenheit von CO2 die Waschleistung und maximal erreichbare Konzentration in der Waschlösung. In den bestlaufenden Versuchen wurde eine Ammoniakrückgewinnung von mehr als 95 % verzeichnet. Die weitere Auswertung der Versuchsparameter ermöglichte die Ermittlung verfahrenstechnischer Parameter für die Auslegung von Stripp- und Waschkolonne. So wurden die besten Ergebnisse erzielt, wenn das Strippgas eine relative Gasfeuchte von 80 % aufwies, die behandelte Flüssigphase eine gleichmäßige Temperatur von 80 °C aufwies und das Volumenstromverhältnis von Gas zu Flüssigkeit rund 300 betrug. Weiterhin ist bei der Auslegung der Kolonnen der Arbeitsbereich zu berücksichtigen. Die Gasleerrohrgeschwindigkeiten sollten unterhalb von 1,2 m/s liegen bzw. der resultierende F-Faktor (Maß für die Gasbelastung) einen Wert von 1,8 Pa1/2 nicht überschreiten. Mit den genannten Daten ließen sich Kolonnen für eine 500kWel Biogasanlage mit einem Filtratvolumenstrom von 1,5 m³/h nach dem Pressschneckenseparator auslegen. Die durchströmte Querschnittsfläche einer geeigneten Kolonne beträgt hierfür rund 0,45 m² und die aktive Höhe 2,5 m. Bei dem Einsatz von Gärrest ist auf geeignete Einbauten zu achten, da Füllkörper innerhalb kürzester Zeit verblocken würden.
Aufgabenbeschreibung
In der Projektphase I sollten die verfahrenstechnisch relevanten Auslegungsparameter in Laborversuchen an einer Versuchsanlage ermittelt werden. Insbesondere sollte der Einfluss von CO2 im Strippgas auf das Strippverhalten quantifiziert werden. Der hierfür maßgebliche Parameter ist das Verhältnis aus abgeschiedenem NH4-N zu der Ausgangsmenge NH4-N, auch Strippgrad genannt. Weiterhin sollte die Effektivität Strippgaswäsche unter Rückgewinnung von Ammoniakwasser sowie dessen NH4-N Konzentration bewertet werden und hieraus resultierend das Einsparpotenzial für Schwefelsäure bestimmt werden. Neben dem Strippverhalten sollten Bereiche für die relevanten Parameter für den Betrieb einer Kolonne wie Gas- und Flüssigkeitsleerrohrgeschwindigkeit festgelegt werden. Aufbauend auf den ermittelten Daten sollte die Auslegung einer großtechnischen Demonstrationsanlage erfolgen, mit der in einer zweiten Projektphase die Machbarkeit unter realen Bedingungen gezeigt und die Scale-up Phänomene untersucht werden können.

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