Qizhong hat zum zweiten Mal in Folge eine Jahreslieferung an ein europäisches Biogas-Ingenieurunternehmen abgeschlossen: 8 Tonnen KI-imprägnierte säulenförmige (extrudierte) Aktivkohle, verpackt in 25-kg-Säcken und nach Frankreich versandt. Die Aktivkohle wird zur Entfernung von Schwefelwasserstoff (H₂S) in den Biogasreinigungsanlagen des Kunden eingesetzt. In der ursprünglichen Anfrage des Kunden wies der Biogasstrom H₂S-Konzentrationen von bis zu 970 ppm und SO₂-Konzentrationen von bis zu 4.000 ppm auf – eine anspruchsvolle Entschwefelungsaufgabe. Nachdem die erste Lieferung die Erwartungen erfüllt hatte, wandte sich der Kunde in diesem Jahr erneut an uns, um eine weitere Lieferung in gleicher Menge zu bestellen.
Die Kundenanforderung
Der Kunde ist ein Biogas-Produktingenieur, der an Biogasaufbereitungsanlagen arbeitet, und wandte sich zunächst an Qizhong, um Aktivkohle zu finden, die einer hohen H₂S-Belastung standhalten kann. In seiner Anfrage beschrieb er Biogas mit einem H₂S-Gehalt von bis zu 970 ppm sowie einem SO₂-Gehalt von bis zu 4.000 ppm.
Belastungen in dieser Größenordnung sind genau der Grund, warum die Entschwefelung an erster Stelle jeder ernstzunehmenden Biogasaufbereitungsanlage steht. Rohbiogas verlässt den Fermenter mit hohem Feuchtigkeitsgehalt und enthält H₂S, das bei der anaeroben Vergärung entsteht – je nach Substrat typischerweise in Konzentrationen von einigen zehn ppm bis zu mehreren tausend ppm. In Verbindung mit Wasserdampf bildet H₂S korrosive Säuren, die Rohrleitungen, Kompressoren und Speichertanks angreifen. Wird das Gas in einem Blockheizkraftwerk (BHKW) verbrannt, wandelt sich H₂S in SO₂ um und treibt die Säurebildung im Motor und im Abgasstrang voran; wird das Gas zu Biomethan aufbereitet, vergiften Schwefelverbindungen die Aufbereitungskatalysatoren und -membranen, und die Einspeisestandards für das Stromnetz akzeptieren nur Gas, bei dem der H₂S-Gehalt auf ein sehr niedriges Niveau reduziert wurde.
Der Kunde benötigte daher ein Medium, mit dem sich ein Gas mit hohem Schwefelgehalt zuverlässig auf ein unbedenkliches Niveau senken ließ – und, was für ein Ingenieurbüro, das Projekte realisiert, ebenso wichtig ist, einen Lieferanten, der diese Lieferung Jahr für Jahr gewährleisten konnte.
Warum KI-imprägnierte Aktivkohle zur H₂S-Entfernung?
Was ist KI-imprägnierter Kohlenstoff?
KI-imprägnierte Aktivkohle basiert auf einer hochwertigen, extrudierten Aktivkohle – in diesem Fall einer säulenförmigen Aktivkohle auf Kohlebasis mit einem gut entwickelten Porensystem (CTC ≥ 55 %, Iodzahl ≥ 900 mg/g, Härte ≥ 95 %). Die Aktivkohle-Grundsubstanz wird mit einer kontrollierten Menge Kaliumiodid (KI) imprägniert, typischerweise 5–10 Gewichtsprozent, und getrocknet, sodass sich das Salz gleichmäßig über die Porenoberflächen verteilt.
Der Entfernungsmechanismus
Das Kaliumiodid neutralisiert das H₂S nicht – es fördert vielmehr dessen katalytische Umwandlung. In Gegenwart des geringen Sauerstoffanteils, der natürlicherweise im Biogas vorhanden ist oder gezielt zugegeben wird, ermöglicht die imprägnierte Oberfläche die Oxidation von H₂S bei Umgebungstemperatur:
H₂S + ½ O₂ → S (elementarer Schwefel) + H₂O
Bei der Reaktion lagert sich elementarer Schwefel im Porensystem des Kohlenstoffs ab. Das Kohlenstoffbett entfernt daher H₂S, indem es dieses umwandelt und speichert: Das Medium bleibt so lange wirksam, bis sich sein zugängliches Porenvolumen mit Schwefel füllt; daher erreichen ordnungsgemäß imprägnierte Sorten H₂S-Durchbruchkapazitäten im Bereich von etwa 0,10–0,15 g pro cm³ Kohlenstoff – ein Wert, der um ein Vielfaches höher ist als bei nicht imprägniertem Kohlenstoff derselben Basis.
Da der Hauptreaktionsweg katalytisch ist, stellt das Salz selbst nicht das primäre Verbrauchsmaterial dar; die Kapazität wird eher durch die Verstopfung der Poren als durch die Erschöpfung des Reagenzes begrenzt. Dies ist ein wesentlicher Unterschied zu mit Laugen imprägnierten Aktivkohlen (KOH oder NaOH), die saure Gase durch chemische Neutralisation des Imprägniermittels selbst entfernen. Alkalisch imprägnierte Typen bringen eigene Herausforderungen mit sich – Wärmeentwicklung bei Benetzung, Korrosionsrisiko für den Behälter und die Entsorgung verbrauchter Filtermedien –, während KI-Typen bei Umgebungstemperatur arbeiten, ohne den Behälter alkalisch zu belasten. Für eine kontinuierlich betriebene Biogasanlage toleriert der katalytische Prozess zudem eine moderate Feuchtigkeit im Gas, die Biogas immer in gewissem Maße enthält.
Warum die säulenförmige (extrudierte) Form?
- Gleichmäßige Bettbelegung. Die einheitlichen 4-mm-Pellets verteilen sich gleichmäßig und setzen sich vorhersehbar ab, wodurch Kanäle vermieden werden, durch die Gas am Füllkörper vorbeiströmen könnte.
- Konstanter Druckabfall. Die regelmäßige Form und die lockere Anordnung der Granulate sorgen dafür, dass der Druckunterschied über das Bett hinweg moderat bleibt – dies ist wichtig für kontinuierlich betriebene Gassysteme, die mit bestimmten Leistungsreserven für Gebläse oder Kompressoren ausgelegt sind.
- Mechanische Festigkeit. Eine Härte von ≥95 % begrenzt die Staubentwicklung beim Befüllen und im Betrieb; Staub in einem Gassystem gelangt in Kompressoren und Messgeräte.
- Vorhersehbarer Austausch. Die Pellets werden beim Austausch sauber ausgetragen, wodurch die Durchlaufzeit des Behälters kurz bleibt.
Produkt- und Auftragsangaben
Hinweis: Die nachstehenden Werte entsprechen den allgemeinen Spezifikationen dieser Güteklasse.
| Artikel | Details |
|---|---|
| Anmeldung | H₂S-Entfernung bei der Biogasreinigung |
| Produkt | Mit KI imprägnierte säulenförmige Aktivkohle |
| Grundmaterial | Kohle |
| Form / Durchmesser | 4 mm extrudiertes Granulat |
| KI-Imprägnierung | 5–10 % Gew.-% |
| CTC-Wert | ≥55% |
| Jodzahl | ≥ 900 mg/g |
| Härte | ≥95% |
| Aschegehalt | ≤10 % |
| Luftfeuchtigkeit | ≤5% |
| Schüttdichte | 400–550 g/l |
| H₂S-Durchbruchkapazität (typisch) | ~0,10–0,15 g/cm³ |
| Menge | 8 Tonnen |
| Verpackung | 25-kg-Säcke |
| Reiseziel | Frankreich |
So funktioniert die Aktivkohle in einer Biogas-Reinigungsanlage
In einer typischen Biogasaufbereitungsanlage erfolgt die Aktivkohle-Entschwefelung nach der Gasentwässerung und vor den Anlagen, die sie schützt – Kompressoren, Aufbereitungsanlagen wie Membran- oder Wasserwaschsysteme, KWK-Motoren oder die Einspeisestelle ins Netz. Das Gas strömt durch einen oder mehrere mit Aktivkohle gefüllte Festbettbehälter; beim Durchströmen des Bettes wird H₂S umgewandelt und zurückgehalten, während das gereinigte Gas weiter in Richtung Auslass strömt.
Die Handhabung dieses Mediums ist unkompliziert:
- Sauerstoffversorgung. Für die katalytische Oxidation ist eine geringe Sauerstoffkonzentration erforderlich – Biogasanlagen sorgen in der Regel für einen O₂-Gehalt von etwa 1–2 % im Gas, um einen effizienten Umwandlungsprozess zu gewährleisten.
- Überwachung. Der H₂S-Ausstoß wird mit einem Online-Analysator oder Gasdetektionsröhrchen überwacht, und der Austausch des Filterbetts wird geplant, sobald der Ausstoß sich dem Grenzwert der Anlage nähert, anstatt auf einen vollständigen Durchbruch zu warten.
- Austauschplanung. Die Lebensdauer des Filtermediums hängt von der tatsächlichen H₂S-Belastung, dem Gasdurchsatz, der Feuchtigkeit und der Temperatur ab. Daher werden die Filterbetten auf der Grundlage der tatsächlichen Gasanalyse vor Ort und nicht anhand allgemeiner Annahmen dimensioniert.
- Handhabung. Das vom Kunden gewünschte 25-kg-Sackformat eignet sich für Anlagen ohne Schüttgutfördersysteme: Die Säcke können von Hand getragen und direkt in den Behälter geschüttet werden, was die Befüllung in beengten Anlagenlayouts vereinfacht und Teilnachfüllungen ermöglicht.
Ergebnis und Nachbestellung
Der im Rahmen der ersten Bestellung gelieferte Aktivkohle wurde in den Biogasreinigungsanlagen des Kunden in Betrieb genommen, und der Kunde berichtete, dass er sich gut bewährt und die erwartete Wirkung erzielt habe.
Auf dieser Grundlage gab der Kunde in diesem Jahr einen zweiten Auftrag auf: 8 Tonnen desselben KI-imprägnierten Säulenkohlenstoffs, erneut verpackt in 25-kg-Säcken, mit Versand nach Frankreich. Für ein Biogas-Engineering-Unternehmen ist dies der wirtschaftlich relevante Aspekt des Falles – Entschwefelungsmedien sind ein wiederkehrendes Verbrauchsmaterial und kein einmaliger Kauf. Die Beschaffung derselben Qualität vom selben Hersteller bei jedem Austausch sorgt für ein vorhersehbares Bettverhalten: gleiche Kapazität, gleicher Druckabfall, gleicher Austauschrhythmus bei jedem Behälter.
Was dieser Fall für ähnliche Käufer bedeutet
Dieser Fall ist für Sie relevant, wenn Sie:
- Ein Unternehmen für Biogasanlagenbau Festlegung von Entschwefelungsmedien für Aufbereitungsprojekte, insbesondere bei Substraten mit hohem Schwefelgehalt.
- Ein Betreiber einer Biogasanlage Austausch der H₂S-Absorptionsmedien gemäß einem Wartungsplan und Suche nach einer zuverlässigen, kontinuierlichen Belieferung.
- Ein Beschaffungs- oder Sourcing-Team zum Vergleich von imprägnierten Kohlenstoffsorten sowie für den Bedarf an klaren Spezifikationen, COA-Unterlagen und Exportverpackungen.
Was ähnliche Biogasbetreiber vor der Bestellung prüfen sollten
Um die Medien richtig zu dimensionieren, halten Sie bitte folgende Informationen bereit:
- die H₂S-Konzentration und die Gasdurchflussrate, die die Behälter bewältigen müssen;
- Sauerstoffgehalt im Gas (bzw. ob O₂ dosiert werden kann);
- Behälterabmessungen und der vom Bettdesign zulässige Pelletdurchmesser;
- den vorgeschriebenen H₂S-Grenzwert am Auslass und das Überwachungsverfahren;
- Verpackungswunsch und Bestimmungshafen;
- ob vor dem Versand eine Chargen-COA-Dokumentation erforderlich ist.
Häufig gestellte Fragen
Wie entfernt mit KI imprägnierte Aktivkohle H₂S?
Die Imprägnierung mit Kaliumiodid fördert die katalytische Oxidation von H₂S zu elementarem Schwefel und Wasser bei niedrigen Temperaturen in Gegenwart von Sauerstoff. Der Schwefel wird in den Poren des Kohlenstoffs zurückgehalten, und das Bett bleibt so lange aktiv, bis das zugängliche Porenvolumen mit Schwefel gefüllt ist.
Benötigt das Biogas Sauerstoff, damit dieses Medium funktioniert?
Ja, eine geringe Menge. Bei der katalytischen Umwandlung wird Sauerstoff verbraucht, daher benötigt das Gas einen geringen O₂-Anteil – in Anlagen liegt dieser üblicherweise bei etwa 1–2 % –, damit das Medium seine volle Kapazität entfalten kann.
Inwiefern unterscheidet sich mit KI imprägnierter Aktivkohle von mit KOH oder NaOH imprägnierter Aktivkohle?
KI wirkt als katalytischer Promotor: H₂S wird in Schwefel umgewandelt, der in den Poren gespeichert wird, wobei das Salz dabei nicht wesentlich verbraucht wird. KOH/NaOH-Typen entfernen saure Gase, indem sie diese mit dem Imprägniermittel selbst neutralisieren, das dabei verbraucht wird und zu Wärmeentwicklung sowie Korrosionsproblemen führen kann. Die richtige Wahl hängt von der Gaszusammensetzung, der Sauerstoffverfügbarkeit und den betrieblichen Präferenzen der Anlage ab.
Warum sollte man für Biogasbetten 4-mm-Pellets anstelle von granuliertem Aktivkohle wählen?
Extrudierte Pellets lassen sich gleichmäßig verpacken, sorgen für einen moderaten und stabilen Druckabfall, verursachen weniger Staub und lassen sich beim Austausch sauber entnehmen. Granuliertes Aktivkohle kann in sehr kleinen Betten eine schnellere Kinetik bieten, doch für kontinuierlich betriebene Reinigungsbehälter ist die Pelletform die Standardwahl.
Kann Qizhong vor einer Großbestellung Muster und ein Analysezertifikat (COA) bereitstellen?
Ja. Es können Muster mit den entsprechenden Spezifikationsunterlagen bereitgestellt werden, damit die Medien vor der Bestätigung einer kommerziellen Liefermenge auf ihre Eignung für Ihre Behälterkonstruktion und Ihre Gasanalyse geprüft werden können.
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Schicken Sie uns Ihre Anwendung und die Gasbedingungen – H₂S-Konzentration, Gasdurchfluss, Sauerstoffgehalt, erforderlicher Pelletdurchmesser, Menge, Verpackung und Bestimmungshafen – und wir empfehlen Ihnen eine geeignete Sorte, stellen Ihnen ein Muster mit Analysezertifikat zur Verfügung und unterbreiten Ihnen ein Angebot für Ihre Bestellung. Sie können das Qizhong-Team auch über unsere Kontaktseite erreichen, um Muster, Analysezertifikate und Angebote anzufordern.