Minimierung von Gasverlusten an Prozessgaschromatografen (PGC)

Veranlassung
Im Interesse des Klimaschutzes sind umweltschädliche Methanemissionen zu vermeiden. Bisher werden in vielen Gasübernahmeanlagen und Biogaseinspeiseanlagen PGC betrieben, wobei das ständig durchströmende Messgas ungenutzt in die Atmosphäre entweicht. Bei oberflächlicher Betrachtung erscheint die entweichende Gasmenge als so gering, dass man sie vernachlässigen könnte. Insbesondere in großen Übernahmeanlagen, in welchen häufig mehr als 100.000 Nm³/h Gas durchgesetzt werden, erscheint ein Volumenstrom von ca. 40 l/h je Messsäule im PGC als vernachlässigbar.
Anders stellt sich das Verhältnis in Biogaseinspeiseanlagen dar, mit welchen häufig ca. 700 Nm³/h eingespeist werden und die Gasqualität vor und nach der Konditionierung gemessen wird. In diesen Anlagen strömen ca. 80 l/h Biogas (Methan) ungenutzt in die Atmosphäre und leisten einen ständigen Beitrag zum Klimawandel.Betrachtet man die Verluste über einen Zeitraum von einem Jahr, so gehen ca. 700 m³ pro Jahr in einer Biogaseinspeiseanlage nur auf Grund des Betriebs der Messung der Gasqualität mit einem PGC verloren. In Deutschland werden ca. 250 Biogaseinspeiseanlagen betrieben. Diese Fakten sind Grund genug, nach Möglichkeiten zu einer Vermeidung der Emissionen zu suchen und die entweichende Gasmenge möglichst einer sinnvollen Nutzung zuzuführen.

Nutzung des Abgases als Energieträger
Das abströmende Gas kann als Energieträger genutzt werden, wenn es in ein Gasnetz oder eine vorhandene Anlage mit Gasverbrauch eingespeist wird. Die Einspeisung in Hochdrucknetze mittels Rückverdichtung ist wegen des zu hohen anlagentechnischen Aufwandes und der damit verbundenen Kosten für Betrieb und Wartung auszuschließen. Für das Fließen des Gases ist ein Druckunterschied zwischen Ein- und Ausgangsseite am Nadelventil des Schwebekörper-Durchfluss-Messgerätes erforderlich. In der vorgelagerten Leitung von der Druckreduzierstation zum Messgerät liegt ein Druck von 2,2 bar(Ü) an. Das Gas kann in ein nachgelagertes Nieder- oder Mitteldrucknetz ohne größeren Aufwand eingeleitet werden.
In den Biogaseinspeiseanlagen wird Prozesswärme für das Verdampfen des zur Konditionierung eingesetzten Flüssiggases benötigt. Die erforderliche Wärme wird häufig mit handelsüblicher Heizungstechnik (Gaskessel) erzeugt. Das heißt, wenn eine direkte Einspeisung in ein Gasnetz nicht möglich, sollte die Verwendung des Abgases zur Bereitstellung von Prozesswärme geprüft werden. Die prinzipielle Lösung ist in dem beiliegenden Schema (Zchg.-Nr. 1027-01-00) dargestellt. Die technische Lösung wäre vielfach wiederholbar und der anlagentechnische Aufwand ist vergleichsweise gering.

Inbetriebnahme
Am 11.07.2024 wurden die Umbauten an den Abströmleitungen eines PGC 9302 und eines EMC 500 in Betrieb genommen und das Messgas in den Niederdruckteil der Heizgasregelschiene eingeleitet. Der Probebetrieb verlief ohne Störungen. Damit kann das bisher ungenutzt abströmende Messgas als Heizgas innerhalb der BGEA genutzt werden.