Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gasreinigungsvorrichtung für die Reinigung von Biogas aus einer Biogasanlage oder von Faulgas aus einer Kläranlage. Das Biogas besteht aus Methan und CO ₂ und beinhaltet u.a. auch

Schwefelwasserstoff H ₂ S sowie andere Schwefel- und

Siliziumverbindungen H ₂ S ist giftig und kann die zur Stromerzeugung beispielsweise in einem Blockheizkraftwerk vorgesehenen Motoren oder andere Komponenten der Faulgasverwertungsanlagen schädigen, weil sich aus den Schwefelverbindungen zusammen mit dem im Faulgas bei einer Faultemperatur von 30° C bis 50° C reichlich vorhandenem

Wasserdampf Schwefelsäure bildet, die sich beispielsweise im Motoröl der beteiligten Motoren ablagern kann. Ähnliche negative Auswirkungen haben andere im Faulgas enthaltene Verunreinigungen.

Üblicherweise wird zur Beseitigung von Schwefelwasserstoff eine kleine Menge Luft in den Faulbehälter eingeblasen. Spezielle Bakterien setzen dann das H ₂ S-Gas in reinen Schwefel um. Auch ist die Reinigung durch Wäsche mit Lösemitteln, durch Absorption an Aktivkohle oder durch Tiefkühlen bekannt. Die bekannten Verfahren sind kostenintensiv und das Einblasen von Luft verschlechtert die Gasqualität.

Die Gasreinigung reduziert die Konzentration von Verunreinigungen im Faulgas und erhöht damit deutlich die Lebensdauer der

Faulgasverwertungsanlagen. Leider wird für den Betrieb der

Faulgasreinigungsvorrichtungen zusätzlich Energie benötigt, z.B. für den Betrieb von Pumpen und Kühlvorrichtungen. Verbrauchsmittel wie

Aktivkohle oder Lösungsmittel müssen regelmäßig erneuert werden, was Material kosten und Wartungskosten verursacht. Während der

Wartungsarbeiten muss der Betrieb der Reinigungsanlage und die Faulgaszufuhr unterbrochen werden. Dabei besteht Explosionsgefahr und Gesundheitsgefahren für das Betriebspersonal.

Zur Vermeidung der genannten Nachteile und insbesondere zum

Einsparen von Kosten schlägt die Erfindung vor, dass einer Kühlraum vorgesehen ist, in welchem mindestens eine Rohrkühlerschlange angeordnet ist, deren Eintrittsende mit einer Zuführleitung für die

Einleitung von ungereinigtem Biogas / Faulgas verbunden ist, dass ein Austrittsende der Rohrkühlerschlange mit einer Abscheidereinrichtung verbunden ist, die unterhalb der Rohrkühlerschlange im kühlen Kühlraum angeordnet ist, so dass der im ungereinigten Biogas / Faulgas enthaltene Wasserdampf mit Verunreinigungen in der Rohrkühlerschlange

auskondensiert und das Kondensat in der Abscheidereinrichtung vom somit gereinigten Biogas / Faulgas abgeschieden wird, welches aus einem Reinigungsauslass der Abscheidereinrichtung entnehmbar ist. Bei diesem erfindungsgemäßen Kondensationsvorgang werden die unerwünschten Bestandteile im Biogas / Faulgas mit ausgewaschen. Im Biogas betrifft dies hauptsächlich H ₂ S und bei Faulgas aus Kläranlagen zusätzlich auch Silane und Siloxane. Dabei benötigt die Erfindung weder Aktivkohle, noch zusätzliche Verbrauchsmaterialien und kommt auch ohne Zufuhr externer Energie aus. Lediglich das entstehende Kondensat mit den Schadstoffen muss entsorgt werden.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Kühlraum als kühler Kondensatschacht ausgestaltet und unterhalb des Erdbodenniveaus angeordnet ist, vorzugsweise in einer Tiefe von 1 ,5 m oder tiefer. Ein solcher Kondensatschacht kann leicht bei der Errichtung der Biogasanlage in den Erdboden eingebracht werden. Die Bodenplatte der Biogasanlage wird dann an den begehbaren Schacht auf einfache Weise angepasst. In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist die Rohrkühlerschlange schraubenförmig oder spiralförmig mit im Wesentlichen horizontalen Windungen ausgestaltet, die sich im Kondensatschacht über einen

Höhenbereich von etwa 1 ,2 m erstrecken. Die Rohrkühlerschlange ist somit viele Meter lang und gewährleistet, dass das vom Faulbehälter kommende Biogas / Faulgas langsam und vollständig abkühlen kann. Ursprünglich hat das Biogas / Faulgas eine Temperatur zwischen 30°C und 50°C und ist zu 100 % mit Feuchtigkeit gesättigt. Diese Feuchtigkeit wird in der Rohrkühlerschlange, die vorzugsweise aus Edelstahl besteht, kondensiert, wobei die Kondensationswärme über die Rohrkühlerschlange an die durch den Kühlraum fließende Kühlluft abgegeben wird.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist zum Einleiten von Kühlluft in den Kühlraum mindestens ein Belüftungsrohr vorgesehen, dessen oberes Ende zum Ansaugen von Umgebungsluft im Freien endet und dessen unteres Ende in den Bodenbereich des Kühlraums mündet, wo die Kühlluft austritt. Es können auch mehrere Belüftungsrohre oder

Belüftungsöffnungen vorgesehen sein.

Die Erfindung wird noch verbessert durch die Maßnahme, dass oberhalb der Rohrkühlerschlange mindestens ein Kamin angeordnet ist, durch den die von der Rohrkühlerschlange erwärmte Kühlluft aufsteigt und ins Freie gelangt. Der Kamin ermöglicht eine effektive Entlüftung, indem zunächst die durch die Abwärme angewärmte Raumluft aufsteigt und durch den Kamin austritt. Über das Belüftungsrohr oder weitere Belüftungsöffnungen strömt dann frische, kühle Umgebungsluft in den Kühlraum nach, streift als Kühlluft an der Außenwand der Rohrkühlerschlange vorbei und kühlt dabei die Rohrwandung ab. Dadurch kühlt die Kühlluft das durch die

Rohrkühlerschlange strömende Gas und führt zur Kondensation von Wasserdampf und Verunreinigungen. Umgekehrt heizt die

Rohrkühlerschlange die im Kühlraum befindliche Luft auf, die dadurch in die Höhe steigt und über den Kamin ins Freie gelangt. Somit entsteht eine kontinuierliche, thermische, durch Abwärme gestützte Umluft- Konvektionsströmung.

Die Konvektion kann noch verbessert werden, indem im Höhenbereich oberhalb der Rohrkühlerschlange und unterhalb oder im Eintrittsbereich des Kamins oder eines weiteren Kamins eine Abwärmeheizung

angeordnet ist, vorzugsweise ein mit Abwärme betriebener Heizkörper oder eine Abwärmequelle, wie beispielsweise ein Gasverdichter. Die ohnehin vorhandene Abwärme kann hier zur Verstärkung des

Kühlluftstroms im Kühlraum verwendet werden. Dadurch wird die

Kühlleistung erhöht und die Gasreinigung durch Kondensation wird noch effektiver. Des Weiteren wird die Durchlüftung des Kühlraums verbessert und damit eine Explosionsgefahr durch etwa eingedrungenes Faulgas verringert. Zur Verbesserung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die

Abscheidereinrichtung einen Kondensatraum mit einem

Kondensatablassrohr und einen Kiesbettraum aufweist, der vom

Kondensatraum durch eine nicht bis zur Oberseite der

Abscheidereinrichtung durchgehende erste Trennwand getrennt ist, wobei die Trennwand Durchbrüche, vorzugsweise Schlitze oder Bohrungen für den Durchtritt von Kondensat aus dem Kiesbettraum in den

Kondensatraum aufweist. Das vom Kondensat befreite Gas gelangt über die Durchbrüche der ersten Trennwand in den Kiesbettraum, wo eine weitere Reinigung des Gases beim Durchströmen der Kiesfüllung des Kiesbettes erzielt wird.

Um eine möglichst intensive Durchströmung des Kiesbettes zu

gewährleisten, weist der Kiesbettraum 21 eine von oben nach unten ragende zweite Trennwand auf, die nicht bis zum Boden durchgeht und den Kiesbettraum in zwei etwa gleichgroße Teilräume unterteilt. Auf diese Weise wird das Gas gezwungen, zunächst den einen Teilraum bis nach unten in den Bodenbereich zu durchströmen, um dann durch den zwischen der zweiten Trennwand und dem Boden verbleibenden Spalt in den zweiten Teilraum zu gelangen, wo es das dort vorhandene Kiesbett von unten nach oben durchströmt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist an der Oberseite der

Abscheidereinrichtung über dem Kondensatraum und über den zwei Teilräumen des Kiesbettraumes jeweils ein Revisionsdeckel angeordnet. Nach Abnahme der Deckel kann der Kondensatraum und der

Kiesbettraum gereinigt und/oder mit neuem Kies gefüllt werden.

Des Weiteren wird die Reinigung des Kondensatraums erleichtert, indem in der Wand des Kondensatraums im Bodenbereich unterhalb des Kondensatablassrohres ein Reinigungsablass angeordnet ist. Durch den Reinigungsablass kann praktisch das gesamte im Kondensatraum befindliche Kondensat zur Reinigung des Kondensatraums abgelassen werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen im Einzelnen:

Figur 1 : Eine schematische Schnittdarstellung einer

erfindungsgemäßen Gasreinigungsvorrichtung;

Figur 2: eine Abscheidereinrichtung in geschnittener Darstellung;

Figur 3: dieselbe Abscheidereinrichtung in einer perspektivischen

Ansicht. In Firgur 1 erkennt man einen Teil eines Technikgebäudes 1 , dessen Bodenplatte 14 zur Bildung eines Kühlraums 15 in Form eines

Kondensatschachts teilweise abgesenkt ist. Im Kühlraum 15 ist eine Rohrkühlerschlange 3 angeordnet, deren im Wesentlichen horizontal ausgerichtete Windungen sich schraubenförmig über einen Höhenbereich in der Größenordnung von einem Meter erstrecken. Des Weiteren ist im Kühlraum 15 eine Abscheidereinrichtung 4 angeordnet.

Das ungereinigte Biogas / Faulgas kommt von der Biogasanlage oder Kläranlage über eine Zuführleitung 18 und gelangt in das Eintrittsende 31 der Rohrkühlerschlange 3. In der Rohrkühlerschlange 3 kühlt das Gas ab und der darin enthaltene Wasserdampf kondensiert aus. Die

Verunreinigungen, im Wesentlichen Schwefelwasserstoff und

gegebenenfalls Silane oder Siloxane verbleiben im Kondensat. Das Gas gelangt zusammen mit dem Kondensat aus dem Austrittsende 32 der Rohrkühlerschlange 3 in die Abscheidereinrichtung 4, wo das Kondensat vom Gas abgeschieden wird. Das gereinigte Reingas tritt aus dem

Reingasauslass 61 der Abscheidereinrichtung 4 aus und gelangt über die Gasleitung 6 zum Gasspeicher 7. Im Gasspeicher 7 befindet sich ein Gassack 8, in welchem das Reingas aufgenommen wird. Des Weiteren ist im Gasspeicher 7 ein Höhensensor 16 angeordnet, der die Höhe der Oberseite des Gassacks erfasst und damit die Erfassung der

gespeicherten Gasmenge ermöglicht. Wenn das Reingas einem

Gasverbraucher zugeführt werden soll, gelangt es wiederum über die Gasleitung 6 und eine Ableitung 17 zu einem Gasfilter 10 und vom

Gasfilter 10 zu einem Gasverdichter 9, wo es verdichtet wird, um dann mit dem für die Weiterleitung erforderlichen Druck in einen durch eine

Trennwand 13 abgetrennten anderen Teil des Technikgebäudes 1 zu gelangen. Die vom Gasverdichter 9 erzeugte Wärme wird genauso wie die in anderen Anlagenteilen entstehende Abwärme genutzt, um die

Luftzirkulation im Kühlraum 15 zu verstärken. Hierfür ist im Höhenbereich zwischen der Rohrkühlerschlange 13 und einem im Dachbereich des Technikgebäudes 1 angeordneten Kamin 2 zusätzlich ein mit Abwärme betriebener Heizkörper 25 angeordnet. Des Weiteren ist der Kühlraum 15 mit einem Belüftungsrohr 5 ausgestattet, dessen oberes Ende 51 ins Freie mündet, um dort Umgebungsluft anzusaugen, und dessen unteres

Ende 52 in den Bodenbereich des Kühlraums 15 mündet, wo die angesaugte Kühlluft in den Kühlraum 15 eintritt. Die durch die

Rohrkühlerschlange 3 und gegebenenfalls durch den Gasverdichter 9 oder den Heizkörper 25 aufgeheizte Raumluft steigt durch den Kamin 2 auf und gelangt so ins Freie. Dadurch wird eine thermische

Kühlluftkonvektion aufrechterhalten, die die über die Rohrkühlerschlange 3 streichende Kühlluft nach oben in den Kamin 2 saugt, wobei über das Belüftungsrohr 5 stets neue Kühlluft in den Kühlraum 15 nachfließt.

Wie man am besten in Figur 2 erkannt, besteht die

Abscheidereinrichtung 4 aus einem Gehäuse, welches in Teilräume unterteilt ist. Eine erste Trennwand 22 teilt einen Kondensatraum 19 von einem Kiesbettraum 21 ab. Eine zweite Trennwand 20 teilt wiederum den Kiesbettraum 21 in zwei Teilräume auf. Die Anordnung der

Trennwände 20, 22 kann man auch in Figur 3 gut erkennen, ebendso eine Schauglasarmatur 24 in einer Wand des Kondensatraums 19. Die

Schauglasarmatur 24 dient zur Sichtkontrolle der Höhe des

Kondensatspiegels im Kondensatraum 19.

Das Gemisch aus Biogas / Faulgas und Kondensat gelangt aus dem Austrittsende 32 der Rohrkühlerschlange 3 über einen Einlass 41 der Abscheidereinrichtung 4 in den Kondensatraum 19, wo sich das

Kondensat am Boden des Kondensatraums 19 sammelt und das Gas oberhalb des Kondensats durch einen offenen Bereich zwischend er ersten Trennwand 22 und der Oberseite der Abscheidereinrichtung 4 in den Kiesbettraum 21 übertreten kann. Der Übertritt von Kondensat aus dem Kiesbettraum 21 in den Kondensatraum 19 wird durch Schlitze, Bohrungen oder andere Durchbrüche der ersten Trennwand 22

ermöglicht, denn beim Durchströmen des Kiesbetts wird das Gas weiter gereinigt, indem hier weiteres Kondensat auskondensiert. Um eine möglichst intensive Durchströmung des Kiesbettes zu gewährleisten, ist eine zweite Trennwand 20 vorgesehen, die gasundurchlässig ist und dadurch das Gas zwingt über eine längere Strecke durch das Kiesbett zu strömen. Schließlich gelangt das gereinigte Reingas durch den

Reingasauslass 61 aus der Abscheidereinrichtung 4 zur weiteren

Verwendung oder Speicherung heraus.

Das im Kondensatraum 19 gesammelte Kondensat wird kontinuierlich über ein Kondensatablassrohr 12 abgelassen. Das

Kondensatablassrohr 12 ist siphonartig nach unten gebogen, um in das Kondensat im Kondensatraum 19 einzutauchen, wobei der Austritt von Gas durch das Kondensatablassrohr 12 verhindert wird. Um im Falle einer Reinigung der Abscheidereinrichtung 4 das Kondensat aus dem

Kondensatraum 19 vollständig ablassen zu können, ist im Bodenbereich des Kondensatraums 19 ein Reinigungsablass 1 1 angeordnet. Zur Durchführung der Reinigung ist der Kondensatraum 19 an seiner

Oberseite mit einer Reinigungsöffnung versehen, die durch einen

Revisionsdeckel 23 verschließbar ist. Die beiden Teilräume des

Kiesbettraums 21 besitzen ebenfalls jeweils eine Öffnung an Ihrer

Oberseite, die jeweils mit einem Revisionsdeckel 23 verschließbar ist. Durch die genannten Öffnungen kann auch eine neue Kiesfüllung in den Kiesbettraum 21 eingefüllt werden. Ein geeigneter Kies darf kein kalkhaltiges Gestein enthalten. Die beschriebene Reinigungsvorrichtung und das beschriebene

Reinigungsverfahren haben folgende Vorteile:

- Das Faulgas wird kontinuierlich gereinigt und getrocknet, wobei durch geeignete Versuche eine ausreichende Reinigung bei entsprechender Dimensionierung verifiziert wurde.

- Die erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung benötigt keine

zusätzliche elektrische Energie und keine weiteren

Verbrauchsm ittel.

- Die Reinigung der Rohrkühlerschlange ist während des laufenden Betriebs durch einfache Wasserspülung möglich.

- Die Abwärme des Gasverdichters und der

Faulgasverwertungsanlage (über die angeschlossene Heizung) wird nutzbringend verwertet.

- Die Wartungskosten sind wegen der auf die Kondensat-Entnahme beschränkten Wartung sehr gering.

- Die Explosionsgefahr und Gesundheitsgefahren sind sehr gering, denn etwa infolge eines Defektes in den Kühlraum eingedrungenes Faulgas wird durch die thermische Konvektion entfernt.

BEZUGSZEICHENLISTE

1 Technikgebäude

2 Kamin

3 Rohrkühlerschlange

4 Abscheidereinrichtung

5 Belüftungsrohr

6 Gasleitung

7 Gasspeicher

8 Gassack

9 Gasverdichter

10 Gasfilter

1 1 Reinigungsablass

12 Kondensatablassrohr

13 Trennwand

14 Bodenplatte

15 Kühlraum

16 Höhensensor

17 Ableitung

18 Zuführleitung

19 Kondensatraum

20 zweite Trennwand

21 Kiesbettraum

22 erste Trennwand

23 Revisionsdeckel

24 Schauglasarmatur

25 Heizkörper

31 Eintrittsende

32 Austrittsende

41 Einlass

51 oberes Ende

52 unteres Ende

61 Reingasauslass