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Aminwäsche


Die chemische Absorption (oder: Chemisorption) ist dadurch gekennzeichnet, dass auf die physikalische Absorption, die Lösung des Gases in der Flüssigkeit, eine chemische Reaktion zwischen der gelösten Gaskomponente und der Waschflüssigkeit innerhalb der flüssigen Phase folgt. Daraus ergibt sich, dass die Bindung der unerwünschten Gasbestandteile an die Waschflüssigkeit signifikant stärker und damit die Beladungskapazität der Flüssigkeit um ein Vielfaches höher ist als bei reiner physikalischer Absorption. Die chemische Reaktion läuft extrem selektiv ab, wodurch die Absorption von Methan in die Flüssigkeit auf ein Minimum reduziert werden kann. Dadurch kann eine sehr hohe Methanausbeute und ein sehr niedriger Methanschlupf realisiert werden. Aufgrund der hohen Affinität von Kohlendioxid zu den verwendeten Lösungsmitteln (hauptsächlich wässrige Lösungen von Monoethanolamin MEA, Diethanolamin DEA und Methyldiethanolamin MDEA) kann der Betriebsdruck dieser Anlagen signifikant kleiner gewählt werden als bei vergleichbaren Anlagen mit Druckwasserwäsche.


Abbildung: Fließbild einer typischen Biogasaufbereitungsanlage nach dem Prinzip der Aminwäsche

Typischerweise werden Anlagen mit Aminwäsche ohne weitere Kompression beim Druck des vorhandenen Rohbiogases betrieben. Die hohe Kapazität und hohe Selektivität der Aminlösungen, ein wesentlicher Vorteil des Verfahrens bei der Absorption, resultiert in einem nicht zu unterschätzenden Nachteil bei der Regenerierung der Waschflüssigkeit. Chemisch wirkende Waschflüssigkeiten erfordern bei der Regeneration die Zuführung einer nicht unbeträchtlichen Menge an Energie in Form von Prozesswärme. Die beladene Aminlösung wird auf etwa 160°C aufgeheizt, wodurch der größte Teil des gebundenen Kohlendioxids wieder freigesetzt und als fast reiner Gasstrom am Ausgang der Regenerationskolonne anfällt. Ein kleiner Teil der Waschflüssigkeit geht durch Verdunstung in den Biomethanstrom verloren und muss von Zeit zu Zeit ergänzt werden. Mit diesem Verfahren könnte auch Schwefelwasserstoff aus dem Rohbiogas abgetrennt werden, jedoch würde in diesem Fall die Regeneration die Anwendung noch höherer Temperaturen erfordern. Aus diesem Grund ist es ratsam und in der Mehrzahl der kommerziellen Anlagen auch so realisiert, dass Schwefelwasserstoff vor der Aminwäsche mit einer der bereits genannten Spezialmethoden abgetrennt wird.


Abbildung: Biogasaufbereitungsanlage Göteborg, Schweden mit einer Rohgaskapazität von 1600m³/h (Quelle: Cirmac)