Fangel Bioenergy mit Sitz in Odense, Dänemark, ist ein Produzent und Lieferant von Biogas und Biomethan. Das Unternehmen erzeugt jährlich rund 20.000.000 m³ Biogas aus Gülle von umliegenden landwirtschaftlichen Betrieben sowie aus organischen Reststoffen lokaler Lebensmittelhersteller.

Das Biogas wird hauptsächlich in Biogas-Motoren zur Stromerzeugung für das öffentliche Stromnetz sowie zur Wärmeerzeugung für Verbraucher in einem lokalen Fernwärmenetz genutzt. Das Unternehmen plant, künftig vor allem Biomethan in das nationale Gasnetz einzuspeisen. Damit werden die derzeit eingesetzten Biogas-Motoren Teil der nationalen Reservekapazität zur Stromerzeugung und tragen dazu bei, den Strommarkt zu puffern, wenn die Einspeisung aus Solar- und Windenergie nicht ausreicht.

Aufgrund seiner hohen Produktionskapazitäten transportiert das Unternehmen das Biogas vom Fermenter zur Gasreinigung über eine große Stahlleitung in Nennweite DN300. Direkt hinter dem Fermenter besteht das Biogas typischerweise zu 65 % aus Methan und zu 35 % aus CO₂ und ist vollständig mit Wasser gesättigt. Der Betriebsdruck ist niedrig und beträgt etwa 100 mbar bei Prozesstemperaturen zwischen +20…40°C. Da die Rohrleitung im Freien verläuft, kühlt das Biogas während des Transports ab, was zu erheblicher Kondensatbildung innerhalb der Leitung führt.

Der Biogasproduzent benötigte eine zuverlässige und langzeitstabile Durchflusslösung. Die Kombination aus hoher Feuchtigkeit, schwankender Gaszusammensetzung, hohem CO₂-Gehalt, niedrigem Druck und der relativ großen Rohrnennweite stellt die meisten Durchflussmessgeräte vor Herausforderungen und schränkt die Eignung verschiedener Messprinzipien ein. Frühere Versuche mit einem Schwingungsdurchflussmessgerät für Gase führten nicht zu zufriedenstellenden Ergebnissen.

Nachdem andere Durchflussmessverfahren geprüft und getestet wurden, entschied sich der Biogasproduzent schließlich für ein Ultraschall-Durchflussmessgerät, da dieses Messprinzip für die anspruchsvolle Anwendung am besten geeignet war. Während handelsübliche Ultraschall-Durchflussmessgeräte für Biogas bislang auf Nennweiten bis DN200 begrenzt waren, konnte KROHNE für diese Anwendung den OPTISONIC 7300 Biogas in DN300 bereitstellen.

Der Ultraschall-Biogaszähler ist für wechselnde Gaszusammensetzungen ausgelegt. Als Messgerät mit vollem Rohrdurchgang behindert es den Durchfluss nicht und arbeitet ohne Druckverlust. Die ausgeklügelte Elektronik kann die Ultraschallsignale effizient verarbeiten, die im Messrohr durch CO₂-Gehalt und Kondensat deutlich gedämpft sein können. Aus diesem Grund wurde der OPTISONIC 7300 Biogas mit angepassten Signalwandlern ausgestattet, um die Signalstärke unter anspruchsvollen Prozessbedingungen mit hohem Feuchte- und CO₂-Anteil zu optimieren. Zur Erhöhung der Robustheit und zur Beständigkeit gegenüber Korrosion durch Schwefelwasserstoff (H₂S) bestehen die Signalwandler aus Titan und kommen vollständig ohne Kunststoffteile aus.

Zur Kompensation von Temperatur- und Druckschwankungen, die den Gasvolumenstrom beeinflussen, verfügt das Gerät über integrierte Druck- und Temperatursensoren. Dadurch kann das Messgerät sowohl den Normvolumenstrom als auch das aufsummierte Normvolumen ausgeben. Zusätzlich kann das Messgerät auf Basis von Temperatur und der gemessenen Schallgeschwindigkeit einen berechneten Methangehalt liefern, da sich hierin die veränderte Gaszusammensetzung sowie die unterschiedlichen molaren Massen der Gasanteile widerspiegelt.

Der Kunde profitiert von einem Ultraschall-Durchflussmessgerät, das in der Lage ist, große Biogasleitungen oberhalb von DN200 zu messen – ein in dieser Geräteklasse einzigartiges Merkmal. Trotz anspruchsvoller Prozessbedingungen wie dem großen Rohrdurchmesser, dem hohen CO₂-Gehalt und erheblicher Kondensatbildung liefert der OPTISONIC 7300 Biogas eine zuverlässige, temperatur- und druckkompensierte Durchflussmessung ohne den Einsatz zusätzlicher Messgeräte.

Diese Performance ist das Ergebnis aus technologisch ausgereifter Signalverarbeitung und einem adaptierten Signalwandler-Design, wodurch der Einfluss von CO₂ auf das Ultraschallsignal deutlich reduziert wird. Der OPTISONIC 7300 Biogas arbeitet ohne Druckverlust, bietet eine große Messbereichsspanne und ist unabhängig von der Gaszusammensetzung. Darüber hinaus ist das Ultraschall-Durchflussmessgerät inhärent driftfrei und nahezu wartungsfrei.

Der Kunde profitiert außerdem von der integrierten Messung des Methangehalts. Diese liefert eine wertvolle Trendinformation über den Biomethanertrag im Biogas und macht den Einsatz präziser, aber kostenintensiver und wartungsaufwendiger extraktiver Analysegeräte an der Anlage überflüssig.