Gut zu wissen

Die Nährstoffe, die die Tiere über das Futter aufnehmen und über den Kot ausscheiden, sollten wieder zurück auf das Feld, um den Nährstoffkreis­lauf zu schließen. Diese Philosophie steckt hinter der Technik von REW Regenis. Ginge es nach Geschäftsführer Dr.-Ing. Dieter Schillingmann, würden Biogasanlagen statt Mais ausschließlich Mist und separierte Gülle vergären. Deren Fermentation in der Biogas­anlage zur Energiegewinnung wäre dann ein Zwischenschritt im Gesamtprozess.
Genauso ist die Trocknung des separierten Gärrest-Feststoffs eigentlich nur ein Teilschritt des Gesamtsystems, das Schillingmann vorschwebt. Nach seiner Vorstellung umfasst das Gesamtsystem zur Gär­rest­auf­bereitung zusätzlich zur Separation und Trocknung eine Stickstoff-Strippung des Dampfs aus dem Trocknungsprozess und die Entgasung des Feststoffs zu Biokohle und Pyrolysegas, das sich wiederum zur Erzeugung von Wärme nutzen lässt.
Alle einzelnen Prozesskomponenten lassen sich modular aufbauen und schrittweise ergänzen. Die Stickstoff-Strippung ist dabei ein bekanntes Verfahren, bei dem der Ammoniak mit dem Dampf extrahiert und zu flüssigem Stickstoffdünger überführt wird, so dass hier z. B. eine Ammonium­sulfat-Lösung (ASL) als Produkt entsteht. Die Anlagen zur Gärrestentgasung von Regenis sind in Verbindung mit Biogas­anlagen noch Prototypen. Den ersten Biomasse-Entgasungsreaktor Regenis Max GT will Regenis im Herbst dieses Jahres in Betrieb nehmen.

Separator plus Trockner

Die Kombination aus den Anlagemodulen Gärresttrockner Regenis GT und Separator Regenis GE ist bereits seit Längerem auf Biogasanlagen im Einsatz. Über den Separator Regenis GE 200 haben wir in profi 5/2018 berichtet. Eine Schnecke fördert kontinuierlich die separierten Feststoffe mit rund 20 bis 30 % Trockensubstanzgehalt (TS-Gehalt) in die etwa 8 m lange Trommel des Trockners.
Im Trommeltrockner rotiert eine Rührwerkwelle. Sie mischt und schiebt die Feststoffe durch den Trockner zum Austrag. Die Welle dreht sich dabei mit nur wenigen Umdrehungen pro Minute sehr langsam. So verweilt das zu trocknende Material eine bis eineinhalb Stunden in der Trommel und erhitzt sich auf 75 bis 90 °C. Damit ist das Gär­produkt am Ende des Prozesses nicht nur trockener als vorher, sondern gleichzeitig auch hygienisiert und teilentgast.
Zur Erhitzung des Gärrests in der Trommel führt Regenis die bis zu 500 °C heißen Rauchgase vom Biogas-Bhkw in den Außenmantel der Trommel sowie in die hohle Rührwelle. Die Rauchgase strömen also nicht wie bei manchen anderen Trocknern durch das Material hindurch. Stattdessen hilft das beheizte Rührwerk, die Hitze ins Material zu bringen.
Ein weiterer Vorteil der Rührwellenheizung: Es gibt keine Anbackungen an der Welle, weil organische Partikel durch die Hitze und den erzeugten Dampf abplatzen. Daher lässt sich der patentierte Regenis-Trommeltrockner auch zur Behandlung von Abfallbiomasse, Klärschlamm oder Kompost einsetzen.

Wärme gut nutzen, Abluft waschen

Des Weiteren spricht laut Hersteller der geringe Wärmeverlust des Gärresttrockners für den Regenis GT. Die Trocknertrommel ist mit einem hitzefesten Spezialgewebe gedämmt. Der Trocknungsprozess verbraucht nicht viel mehr als die Hälfte der zugeführten Wärme. Das Rauchgas geht mit rund 500 °C in den Trockner und verlässt diesen mit immer noch 170 bis 250 °C. Außerdem entsteht überhitzter Dampf von 100 bis 150 °C.
Der Dampf enthält einen Teil des Stickstoffs aus dem Gärrest in Form von gasförmigem Ammoniak. Dieser soll nicht als übler Geruch in die Luft gelangen. Deshalb sammelt Regenis das aus dem Gärrest ausdampfende Gas (die sogenannten Brüden) in einem Brüdendom und führt es durch einen zweistufigen Abluftwäscher. Dieser wäscht nur mit Wasser den Ammoniak aus dem Dampf. Sollte aus dem Ammoniakwasser ein verkaufs­fähiger ASL-Flüssigdünger hergestellt werden, müsste hier mit Schwefelsäure gewaschen oder die Stickstoffproduktionsanlage Regenis SP nachgeschaltet werden.

Prozess kontrollieren

Die gesamte Anlage läuft autark. Sensoren kon­trollieren den Abgasdruck, die Temperatur, die Feuchte, den Dampfgehalt und den Füllstand im Trockner. Bei sinkendem Füllstand liefert der Separator Material nach und stoppt, wenn der maximale Füllstand erreicht ist. Darüber hinaus geben Drehzahl und Stromaufnahme der Antriebsmotoren Aufschluss über die Auslastung des Pro­zesses. Alle 40 Millisekunden nehmen die Sensoren einen Messwert auf und bilden so den gesamten Prozess ab.
Sollte ein Messwert von dem Sollwert abweichen, analysiert das Selbsthilfeprogramm der Steuerung die Werte und entscheidet, wie schwerwiegend die Abweichung für den Prozess ist. Bei einem schwer­wiegenden Fehler stoppt die Steuerung den Anlagenbetrieb und schließt den Schieber für die Substratzufuhr. Auch für den Fall einer Übertrocknung des Materials gibt es ein Sicherheitssystem. Düsen am Austrag sprühen dann automatisch Wasser zum Kühlen in das überhitzte und zu trockene Material.

Beispielanlage in Menslage

Das Bhkw auf der Biogasanlage in Menslage hat eine elektrische Leistung von 190 kW und eine etwas höhere thermische Leistung. Ein Teil der Wärme benötigt der Biogasan­lagen-Betreiber zur Beheizung von Wohnhäusern. Deswegen ist der Regenis-Gärresttrockner hier zur Zeit nicht voll ausgelastet.
Rund 100 kW der Bhkw-Abwärme verbraucht der Trockner derzeit, um pro Stunde rund 200 bis 300 kg separierten Feststoff von 20 bis 30 % auf 40 bis 60 % Trocken­stubstanz zu trocknen.
Der Separator separiert dafür stündlich etwa 1,5 m³ Gärrest. Pro Stunde produziert der Regenis GT in Menslage etwa 150 kg hygienisierten und getrockneten Feststoff. Doch die Anlage könnte laut Hersteller mit bis zu 250 kW deutlich mehr Wärme aufnehmen und so bis zu 300 kg Gärrest pro Stunde auf bis zu 80 % Trockensubstanz trocknen.

Was uns sonst noch auffiel

Bildergalerie

Tabellen und Grafiken

Fazit

Fazit

Das Trocknen von separiertem Gärrest reduziert dessen Menge und ermöglicht es, den Stickstoff abzutrennen. Das getrocknete Produkt eignet sich als Einstreu und als humusbildender Dünger. Der Regenis-Gärresttrockner verbraucht dafür nur 50 % der Wärmeenergie, die mit dem Abgas eines Bhkw dem Prozess zugeführt wird. Die Restwärme ist anschließend für weitere Prozesse oder für ein Wärmenetz nutzbar.
Pro Stunde kann der Regenis GT mit bis zu 250 kW Abgaswärme bis zu 300 kg separierte Gärreste trocknen. Die Anlage lässt sich modular erweitern und z. B. mit einer Entgasungsanlage ergänzen.