Trockensorptionsverfahren mit Kalkhydraten in ... - Rheinkalk

Dr. B. Naffin, W. König, M. Sindram Trockensorptionsverfahren mit Kalkhydraten in Kraftwerken
Die sekundären Rauchgasreinigungsverfahren können grob in drei Kategorien eingeteilt werden:
1. nasse Rauchgasreinigung (Naßwäscher),
2. halbtrockene Rauchgasreinigung (Sprühsorption),
3. trockene Rauchgasreinigung (Schüttschichtfilter, Trockensorption mit Gewebefilter).
Nasse RGR-Verfahren werden vornehmlich in Großkraftwerken zur Rauchgasentschwefelung
eingesetzt. Aufgrund der Verfahrenstechnik ergeben sich Abgastemperaturen von ca. 60 – 70°C in der
Reinigungsstufe. Bei halbtrockenen Verfahren wird eine Kalkmilchsuspension in den Abgasstrom
eingebracht, wobei durch Verdampfung des Wassers eine Rauchgaskühlung in der Regel auf 140 –
170 °C erfolgt. Die Reaktionsprodukte werden in trockener Form mit einem Nachgeschalteten Filter
(E-Filter oder Gewebefilter) abgeschieden. In der industriellen Praxis sind, anders als in Kraftwerken,
bei der Umsetzung neuer Projekte und bei der Nachrüstung vorhandener Anlagen häufig trockene
Rauchgasreinigungsverfahren anzutreffen. Trockene Verfahren haben sich in der modernen
Rauchgasreinigung durchgesetzt, da sie dem Anwender entscheidende Vorteile bieten 1 . Neben der
sicheren Einhaltung vorgeschriebener Grenzwerte und der hohen Flexibilität überzeugen sie durch
geringe Investitions- und Betriebskosten, geringen Personalaufwand sowie durch eine einfache
Konzeption und Platz sparende Bauweise. Die Reaktionsprodukte fallen trocken an. Beispiele für den
Einsatz finden sich in nahezu allen Anwendungsgebieten wie z. B.:
• Holz- und Biomassekraftwerke 2 ,
• Hausmüllverbrennungsanlagen 1,3 ,
• Sondermüllverbrennungsanlagen 1,3 ,
• konventionelle Kraftwerke 4 ,
• NE-Metallverarbeitung,
• Glashütten 5 ,
• keramische Industrie 6 ,
• Prozessfeuerungen 1,3 .
Neben der Reduzierung Säurebildender Schadstoffe ist an diesen Anlagen die Abscheidung
ökotoxischer Stoffe wie Schwermetalle (z. B. Hg, Pb, Zn) und Dioxine/Furane (PCDD/PCDF) von
besonderem Interesse. Diese Adsorptionsprozesse werden vorteilhaft im Niedertemperaturbereich
durch Einsatz geeigneter Mischprodukte durchgeführt. Für diesen Einsatzfall werden speziell auf die
Kundenanforderung angepasste Produkte auf Basis von WÜLFRAsorp ® D SP/Spongiacal ® ,
herkömmlichem Kalkhydrat und Kalksteinmehl geliefert. Verwendete Adsorptionsmaterialien sind z.
B. Braunkohlenkoksstaub (HOK) und Aktivkohle (AK). Die für diesen Verwendungszweck von der
Kalkindustrie angebotenen Mischprodukte bieten relativ zum reinen Kohlenstoff eine höhere inhärente
Sicherheit. Sie lassen sich ohne zusätzlichen apparativen und personellen Aufwand bei Bedarf
einsetzen. Hiermit wird die Forderung nach einfacher und zuverlässiger Anlagentechnik erfüllt.
Bei trockenen Verfahren wird das Sorbens häufig pulverförmig dem Rauchgas zugeführt. Hierbei
werden prinzipiell der Hoch- (850 – 1000 °C), Mittel- (300 – 450 °C) und Niedertemperaturbereich
(80 – 220 °C) genutzt. Im Niedertemperaturbereich werden seit einigen Jahren hochreaktive speziell
für die Rauchgasreinigung optimierte Kalkhydrate WÜLFRAsorp ® D SP/Spongiacal ® ) mit großem
Erfolg eingesetzt. Der Mitteltemperaturbereich bietet sehr gute Einsatzbedingungen für die
Verwendung derartiger Spezialhydrate insbesondere zur SO2-Abscheidung. In der Glasindustrie wird
beispielsweise die Abgasreinigung mit WÜLFRAsorp ® bei 350 – 500 °C sehr erfolgreich
vorgenommen 5 . Diese Möglichkeit ist in der Regel im Kraftwerksprozess nicht gegeben. Auch im
Hochtemperaturbereich bei ca. 850 – 1000 °C werden speziell für die Abgasreinigung
weiterentwickelte, hochoberflächige Produkte (z. B. WÜLFRAsorp ® A) insbesondere in kleineren
Kraftwerken (ca. 100 MWth) erfolgreich verwendet. Der Temperaturbereich zwischen ca. 80 - 180 °C
bietet hinsichtlich der Abscheidung von Schadstoffen die meisten Möglichkeiten.
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