Entfernung von Sauerstoff aus Biogas via Methanoxidation

Aufbereitetes Biomethan wird bisher vorwiegend in Erdgasverteilnetze eingespeist. Aus Kapazitätsgründen kann es zukünftig notwendig werden, Biomethan verstärkt in Gastransportleitungen einzuspeisen. Für die Einspeisung in die Hochdruckgasnetze mit direktem Anschluss an Untertagegasspeicher (UGS) ist im Tagesmittel ein Sauerstoffgrenzwert von 10 ppmv gemäß dem DVGW-Arbeitsblatt G 262 bzw. G 267 [1, 2] vorgeschrieben. Da der Sauerstoffgehalt im Biomethan je nach Substrateinsatz und Aufbereitungsverfahren zwischen 0,1 und 1,8 Vol.-% betragen kann, ist in einigen Fällen eine Sauerstoffentfernung notwendig [3]. Ein vielversprechendes Verfahren zur Entfernung von Sauerstoff aus Biogas ist die katalytische Umsetzung mit Methan. Gegenüber herkömmlichen Verfahren der Sauerstoffentfernung bietet dieser Prozess den Vorteil, dass der notwendige Brennstoff bereits im Biogas in Form von Methan enthalten ist, wodurch eine kostenintensive externe Bereitstellung z. B. von Wasserstoff entfällt. Zur Minimierung der Aufbereitungskosten wurden in einem kürzlich abgeschlossenen AIF-Forschungsvorhaben kostengünstige edelmetallfreie Katalysatoren entwickelt. Unter den entwickelten Katalysatoren zeigte ein LaFeO3-Katalysator das höchste Potenzial, die bisher kommerziell eingesetzten Edelmetallkatalysatoren ersetzen zu können. Zur besseren Einordnung der Ergebnisse wurden im Projekt der angesprochene eisenhaltige sowie ein kommerzieller Pd/Al2O3-Katalysator bzgl. ihrer Aktivität und Stabilität gegenüber den im Anwendungsfall auftretenden Biogasbegleitstoffen vergleichend untersucht und ein Feldtest an einer Biogaseinspeiseanlage (BGEA) durchgeführt.