Durchflussmessung in der Biogaserzeugung

Aufgabe

Biogas wird durch die Aufbereitung von Biomasse gewonnen.
Zur Erzeugung von Biogas müssen die organischen Abfälle einen mehrstufigen Vergärungsprozess in sauerstofffreier Umgebung durchlaufen. Als Ausgangsstoffe dienen dabei tierische Exkremente (Gülle, Mist etc.), Biomasse (kohlenhydrat- und ölhaltige Pflanzen wie Mais, Raps oder Grünabfälle) oder sogenannte Kofermente (organische Abfälle wie z.B. Schlachtabfälle, Bioabfall oder Reststoffe aus der Lebensmittelindustrie). Je nach Einsatzstoffen besteht Biogas vor allem aus Methan (CH4) und Kohlendioxid (CO2).

Bedingt durch die knapper werdenden fossilen Brennstoffe, vom Klimawandel verursachten Probleme sowie zunehmenden Treibhausgasmengen in der Atmosphäre, liegen die Vorteile der Biogasnutzung auf der Hand: Biogas entsteht aus Biomasse; diese Energiequelle ist kostenlos, vielfältig verfügbar und ein umweltschonender Energieträger.

Der Bau sowie die Inbetriebnahme einer Biogasanlage stellt für viele Unternehmen eine erhebliche Investition dar, die gut überlegt und geplant werden muss. Unternehmen aus der Palmölwirtschaft haben jedoch die wirtschaftlichen Vorteile einer eigenen Biogasanlage für sich entdeckt. Ihre Biogasanlagen setzen auf die Biomasseversorgung aus eigener Energiequelle, d.h. die Grünabfälle aus den Produktionsprozessen werden als Biomasse verwertet. Wer eine Anlage betreibt, muss immer sicherstellen, dass sie effizient läuft. Dieses Ziel wird am einfachsten und am besten durch eine Messung der Leistung der Anlage, in diesem Fall der gewonnenen Biogasmenge, erreicht.

Die Messung der Gesamtbiogasmenge, die in einer Biogasanlage erzeugt wird, kann sich eventuell als schwierig erweisen, denn es wird mit einem niedrigen Betriebsdruck von mitunter nur wenigen Millibar gearbeitet und zugleich darf nicht vergessen werden, dass Biogas ein schmutziges, feuchtes Gas ist, das bei Metallkomponenten des Durchflussmessers Korrosion erzeugen kann. Ein weiterer Aspekt ist, dass Biogas natürlich entflammbar ist. Eine Bescheinigung für Gefahrenzonen ist ein Muss. Wie alle anderen Gase ist Biogas komprimierbar, d.h. seine Dichte variiert sehr bei Änderungen des Betriebsdrucks bzw. der Betriebstemperatur. Die Annahme, dass die Messung unter konstantem Prozessdruck oder Prozesstemperatur durchgeführt wird, führt zu falschen Ergebnissen.

Lösung

KOBOLD DOG Oszillations- Durchflussmesser für Gase. Dank des „Oszillation“-Prinzips und der reichlich bemessenen Strömungskanälen ist dieses Gerät extrem schmutzunempfindlich und selbst-reinigend, entscheidende Faktoren für ein schmutziges Medium wie Biogas. Da dieser Durchflussmesser keine beweglichen Teile hat, können Druckabfälle auf ein Minimum reduziert werden. Ein maximaler Druckabfall von 50 mBar bei Qmax ist möglich, wenn

Gas bei der gleichen Dichte wie Luft gemessen wird. DOG wird mit einer ATEX-Zulassung für den Gebrauch in Gefahrenzonen geliefert. Weitere Merkmale des eingebauten DOG Durchflussmessers sind Rostschutzfarbe und ein geeignetes Edelstahlrohr, um zuverlässige Messungen zu garantieren.

Um Prozessdruck- und Prozesstemperaturwerte in die Berechnung zu integrieren, gibt es die zusätzliche Möglichkeit, einen Druckmessumformer Typ PAS und einen Temperaturumformer Typ TWL zu installieren, deren Ergebnisse an einen optional erhältlichen Flowcomputer zusammen mit dem vom  Biogasdurchflussmesser erhaltenen Wert, gesendet werden. Das Ergebnis dieses Installationspaketes ist der korrigierte Wert des Biogasvolumenstroms, sowohl als Durchflusswert (Nm3/h) als auch als Gesamtverbrauch (Nm3).