Beispiel 6: Thermo-Reaktor

Abgasreinigung zur Einhaltung des Formaldehyd-Grenzwertes bei Biogas-Verbrennungsmotoranlagen

Der Thermo-Reaktor, im industriellen Bereich als RNV-Anlage (Regenerativ-Thermische- Nachverbrennung) oder RTO-Anlage (Regenerativ-Thermische Oxidation) bekannt, eignet sich hervorragend zur Reinigung der Abgase aus Biogasmotoren.

Der Vorteil des Verfahrens besteht darin, dass die Formaldehydkonzentration in den Motor-Abgasen dauerhaft und sicher unterhalb 40 mg/Nm³ gehalten werden. Die Amortisationszeit der höheren Investitionskosten im Vergleich zu anderen Reinigungsverfahren beträgt nur wenige Jahre, da ein regelmäßiger Austausch von Verbrauchsmaterialien (wie z. B. Aktivkohle, Katalysator usw.) entfällt.

Funktionsbeschreibung

Die thermische Oxidation des Formaldehyd (sowie auch Kohlenmonoxid und Methan) zu Kohlendioxid und Wasserdampf findet in einem Reaktionsraum bei Temperaturen von 750-850°C statt. Die zur vollständigen Oxidation notwendige Temperatur wird mit Hilfe eines elektrischen Lufterhitzers (beim Aufheizen des Thermoreaktors) sowie der zusätzlichen Eindüsung einer geringen Menge Biogas geregelt. In den meisten Fällen reichen bereits der Methanschlupf des Motors sowie das im Motor-Abgas enthaltene Kohlenmonoxid aus, um den Thermoreaktor autotherm, d. h. ohne zusätzliche elektrische Beheizung oder Biogas-Eindüsung zu betreiben.

Unterhalb des Reaktionsraumes befinden sich zwei Kammern, die mit keramischem Wärmespeichermaterial gefüllt sind. Das Reingas aus dem Reaktionsraum durchströmt eine der beiden Kammern und heizt die Keramik auf, während die Füllung der zweiten Kammer ihre gespeicherte Wärme an das aus dem Motor stammende Abgas abgibt, das beim Durchströmen der Keramik fast bis auf die Oxidationstemperatur aufgeheizt wird. Durch pneumatisch betätigte Ventile werden die beiden Kammern durch Wechsel der Strömungsrichtung von Wärmeabgabe auf Wärmespeicherung zeitgesteuert umgeschaltet. Diese Art der Wärmerückgewinnung ist so effektiv, dass die Differenz zwischen Eingangs- und Ausgangstemperatur nur etwa 20 ? 40 °C beträgt. Nach Verlassen des Thermoreaktors kann das gereinigte Motorabgas entweder zur weiteren Abhitzenutzung oder direkt in den Kamin geleitet werden.

Hauptmerkmale

• Der Thermoreaktor hat sich im industriellen Bereich bereits seit vielen Jahren durch Langlebigkeit und minimalem Verbrauch an Zusatzenergie ausgezeichnet
• Autothermer Betrieb bei geringsten Schadstoffkonzentrationen (ca. 1-1,5 g/Nm³ Methan)
• Sichere Unterschreitung des Formaldehydgrenzwertes von 40 mg/Nm³ auf Jahre hinaus
• Amortisation der Investition bereits nach wenigen Jahren durch Erhalt des Emissionsminimierungsbonus nach EEG 2009 (1,0 Cent / kWh)
• Der Thermoreaktor ist unempfindlich gegenüber SO2, d.h. keine Aktivkohle zur Abscheidung von H2S notwendig
• Keine zusätzlichen Kosten für regelmäßigen Austausch von Aktivkohle und Katalysator
• Kompakte Bauweise
• Geeignet für Nachrüstung und Neuinstallation
• Vollautomatischer Betrieb und geringer Wartungsaufwand