Forschungsprojekte
HydroGeoFilt

Entwicklung eines neuen Filtersystems für den Einsatz in tiefen geothermischen Anlage

Direkte und assoziierte Projektpartner

• Technische Universität München (TUM), Lehrstuhl für Lebensmittelchemie und molekulare Sensorik, AG Wassertechnologie (direkter Partner)

• Firma Petra Hegi (assoziierter Partner)

• Geothermie Kirchstockach Verwaltungsgesellschaft mbH, Stadtwerke München GmbH (assoziierte Partner)

Projektinhalt

In der tiefen Geothermie in Deutschland werden Thermalwässer mit einem Fördervolumen von bis zu 150 l/s und einer Temperatur von bis zu 150°C gefördert. Bislang werden zur Filtration der mit dem Thermalwasser mitgeschwemmten Feststoffe entweder Kerzenfilter, Sackfilter oder Trommelfilter verwendet. In Anlagen mit hohen Fördervolumina werden vor allem Kerzenfilter mit einer Spaltweite von 100 μm eingesetzt, die automatisch rückgespült werden. Kerzenfilter haben hier jedoch den Nachteil, dass die Spalte von Innen nach Außen mit Calzit- und Eisensulfidablagerungen zuwachsen und die Kerzen bei hoher Fracht verblocken. Diese Effekte führen dazu, dass die Kerzen nicht mehr rückgespült werden können. Zur Entfernung der Ablagerungen müssen die Kerzen händisch ausgebaut und gesäuert werden. Die Standzeiten solcher Filter sind sehr gering, Ausbau und Säuerung müssen bereits nach 12 – 36 Stunden Betriebszeit vorgenommen werden. Ein geregelter Betrieb tiefer Geothermieanlagen wird behindert, eine vorzeitige Verblockung führt zum Teil sogar zu Abschaltungen des Gesamtsystems, was erhebliche wirtschaftliche Ausfälle für die Betreiber zur Folge hat.

Ziel dieses Projektes ist es ein patentiertes, neuartiges Filtersystem zur Filtration von Feststoffen aus dem Thermalwasser geothermischer Anlagen zu entwickeln. Hierzu soll ein bestehendes System, das für die Entfernung von Feststoffen im Trink- und Abwasserbereich konzipiert wurde und bereits zur Anwendung kommt auf die extremen Bedingungen in tiefen geothermischen Anlagen (hohe Temperaturen, hohe Drücke, komplexe Wasserchemie) angepasst und im Technikumsmaßstab getestet werden. Dieses System soll vollautomatisiert und selbstreinigend sein. Ein Ausbau der Filtereinheiten entfällt, eine wartungsarme, effiziente und kostengünstige Prozessführung wird angestrebt. Um diese Ziele zu erreichen sollen im Vorfeld Modellrechnungen zur korrosionschemischen Beurteilung geeigneter Materialien und zur Berechnung von Strömungsverhältnissen im Filter durchgeführt werden. Daraufhin wird ein Pilotfilter konzipiert, konstruiert und in einer bestehenden Geothermieanlage auf seine Eignung hin untersucht.

Aufgabenteilung

Die Firma Hydroisotop übernimmt die verfahrenstechnische Umsetzung des Projekts mit dem Bau und Inbetriebnahme der Pilotanlage am Bayerischen Molassebecken. Mit der zu konzipierenden Anlage soll eine temperatur- und druckstabile Filtration von Thermalwasser bei unterschiedlichen Bedingungen erfolgen, die gegenüber herkömmlichen Verfahren technologische, ökologische sowie ökonomische Vorteile aufweist.

Aufgabe der TUM ist es den Filtrationsprozess mittels mathematischer Modelle zu abstrahieren, um mit geeigneter Software eine Simulation des realen Verhaltens zu ermöglichen. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen die Auslegung des betreffenden Filtersystems für andere Geothermiestandorte ermöglichen.

Gefördert durch Projektträger Jülich, Förderkennzeichen: 0384118A