Französische Biogasanlage setzt auf Bredel Schlauchpumpen zum Fördern von heissem, abrasivem Schlamm

• Drei Bredel 65-Pumpen unterstützen den Vergärungsprozess in einer grossen Biogasanlage
• Die Pumpen sind so dimensioniert, dass Ausfallzeiten und Amortisationszeit minimiert werden
• Geringer Wartungsaufwand ist bei Biogasanlagen oberstes Gebot

Eine der grössten Biogasanlagen Frankreichs wurde kürzlich in Betrieb genommen, wobei drei Bredel 65-Schlauchpumpen von der Watson-Marlow Fluid Technology Group (WMFTG) das Herzstück bilden. Die Pumpen werden zum Fördern von homogenem, abrasivem Schlamm in drei Prozessstufen eingesetzt, die für die nachhaltige Energieversorgung in der Region wichtig sind.

Die neue Biogasanlage, die 2017 geplant, gebaut und in Betrieb genommen wurde, soll jährlich 2,2 Mio. m³ Biomethan produzieren, das in das Netz der GRDF (Gaz Réseau Distribution France) eingespeist wird und 10 % der lokalen Bevölkerung mit Energie versorgen wird. Fast 50 % des vergorenen organischen Abfallgemisches, das in der neuen Anlage verarbeitet wird, besteht aus Gülle aus der Rinder- und Geflügelhaltung. Der Rest wird von lokalen Fischkonservenfabriken und Schlachthöfen angeliefert. 

In dieser Anlage werden in einem Vorbehandlungsschritt die verschiedenen Abfallströme vor der Vergärung zu einer homogenen organischen Suspension vermischt, die frei von Fremdstoffen ist. Bei dem spezifischen Verfahren (mesophile Vergärung), das in der Anlage eingesetzt wird, müssen die Abfälle 50 Tage im Fermenter verbleiben (statt der üblichen 17-21 Tage), nicht nur wegen der niedrigeren Verarbeitungstemperaturen, sondern auch, weil die pflanzlichen Bestandteile, die zum Zersetzen länger brauchen, 20 % des Inhalts ausmachen. Wegen dieses pflanzlichen Anteils beträgt die Volumenreduzierung nach der Vergärung nur 20 % und nicht 50 %, was für die Abfallvolumenreduzierung in Biogasanlagen eher ein typischer Wert ist.

Entwurf und Planung

Die Bredel 65-Pumpen werden in der französischen Anlage für drei Hauptanwendungen im Prozesstransfer eingesetzt: vom Puffereingang zum Pufferbehälter über Wärmetauscher; vom Puffereingang zum Pufferbehälter über Pasteure; und vom Pufferbehälter zum Fermenter über Wärmetauscher.

Bei der Installation der Pumpen musste das Rohrleitungssystem vom Puffereingang bis zum fünf Meter hohen Pufferbehälter (über Wärmetauscher) über beträchtliche Längen und Bögen der Druckleitung berücksichtigt werden. Der Gegendruck durch die langen Leitungen hätte bei vielen anderen Pumpentypen negative Auswirkungen. Die Bredel Pumpen halten jedoch die Fördermenge gegen den Druck konstant, und zwar über die gesamte Betriebslebensdauer des Schlauches.

An dieser Biomethananlage laufen die Bredel 65-Pumpen mit relativ niedrigen Drehzahlen von 14 U/min und erreichen damit eine Fördermenge von 4 m3/h. Im ersten Teil des Prozesses hat der Schlamm eine Temperatur von ca. 30 °C und eine Viskosität von 500 mPas, mit einem Trockengehalt von 9-12 %, möglicherweise aber auch bis zu 60 %, wodurch ein sehr hoher Abrieb entsteht. Diese Temperatur steigt in der zweiten Stufe der Vergärung auf 40-55 °C an, jedoch mit einer entsprechend reduzierten Viskosität. Nach der Pasteurisierung steigt die Temperatur wieder auf 70 °C an.

Bredel Pumpen sind geeignet zum Fördern viskoser und abrasiver Suspensionen und Schlämmen mit bis zu 80% Feststoffanteilen. Die Pumpenleistung ist völlig unabhängig von den Ansaug- und Auslassbedingungen, und bei dieser Anwendung bedeutet die Wahl des Naturgummischlauches, dass Flüssigkeiten mit Temperaturen bis zu 80 °C gefördert werden können. Die Schläuche haben weiche Innenwände, die grosse und abrasive Partikel abfedern, während die Mehrfachschichten aus verstärkendem Nylon und der zähe Aussengummi des Schlauches für eine hervorragende Leistung und lange Betriebslebensdauer des Schlauches sorgen. 

Französische Biogasanlage

Niedrige Gesamtbetriebskosten

Die relativ niedrige Drehzahl der Bredel Pumpe von 14 U/min in dieser Anwendung entspricht den Anforderungen an die Betriebszeit und die Gesamtbetriebskosten (TCO). In Biogasanlagen, die hoch automatisiert sind und nur wenige Mitarbeiter haben, ist ein geringer Wartungsaufwand das A und O. Die vorliegende Anlage hat zum Beispiel nur drei Mitarbeiter. 

Bei Exzenterschneckenpumpen ist das Potenzial für wiederholte Wartungsereignisse hoch. So wird etwa der Stator innerhalb von Sekunden zerstört, wenn die Pumpe versehentlich trocken läuft. Faktoren wie Druck, Abrasivstoffgehalt und Temperatur können die Leistung einer Exzenterschneckenpumpe negativ beeinflussen. 

Im Gegensatz dazu ist die Bredel Pumpe betriebssicher, da Ereignisse wie etwa Trockenlauf kein Problem darstellen. Ausserdem gibt es nur ein einziges Verschleissteil – den Schlauch –, dessen Austausch (vor Ort) nur ca. 30 Minuten dauert und kein Fachpersonal erfordert. Wichtig ist, dass die Betriebslebensdauer der Schläuche wiederholbar ist, so dass Biogasanlagen ihre vorbeugende Wartung entsprechend planen können. 

Zuletzt werden die Gärreste aus der französischen Biogasanlage als natürlicher organischer Dünger für 20.000 Hektar umliegendes Ackerland wiederverwertet, woraus sich eine Mengenreduzierung bei den bisherigen 60 Tonnen chemischer Düngemittel und damit eine jährliche Kostenersparnis von bis zu 15.000 € für jeden der 17 angrenzenden Landwirte ergibt. Darüber hinaus reduziert der Vergärungsprozess den Kohlendioxidausstoss um 4.222 Tonnen CO2.

1 European Biogas Association

Bredel Schlauchpumpen