Trockensorptionsverfahren mit Kalkhydraten in ... - Rheinkalk

Dr. B. Naffin, W. König, M. Sindram Trockensorptionsverfahren mit Kalkhydraten in Kraftwerken
einem Gewebefilter, daß als Sorptionsfilter ausgelegt ist. Dieses einfache, effektive und in der Praxis
bewährte System kann je nach spezifischer Anforderung durch weitere Komponenten erweitert
werden (gestrichelt dargestellt). Optional sind Quench im Rauchgaskanal oder Verdampfungskühler
zur Absenkung der Temperatur, ein Reaktor zur Verlängerung der Verweilzeit und intensiven
Querdurchmischung von Sorbens und Abgas, sowie eine Rezirkulation des Reaktionsproduktes. Alle
zusätzlichen Elemente dienen im wesentlichen nur der weitergehenden Ausnutzung des Sorbens. Eine
sichere Einhaltung der 17. BImSchV ist auch mit der Grundvariante gewährleistet. Die meisten der zur
Zeit in Betrieb gehenden Anlagen sind mit Zyklon, Quench und Sorptionsfilter ausgerüstet.
Im Vorfeld vieler Projekte wird der stöchiometrische Faktor zur Darstellung der Abscheideleistung für
SO2 und HCl intensiv diskutiert. Zur Abdeckung des Spitzenlastbereiches für die Abscheidung in der
Rauchgasreinigung ist diese Art der Leistungsdefinition sinnvoll. Zur Definition des Sorbensbedarfs
über einen längeren Zeitraum ist der stöchiometrische Faktor auf Grund meist fehlender Daten für die
Schadstoffracht im Rohgas nur schwer zu definieren. Für den Betreiber einer Anlage von Interesse ist
der jährliche Sorbensbedarf, über die Kosten der Ver- und Entsorgung definiert werden. An dieser
Stelle führt eine Betrachtung der Massenströme (Sorbensbedarf im Verhältnis zur Brennstoffmenge)
zum Ziel. Aus einer Anzahl von 22 in Betrieb befindlichen Anlagen mit einer jährlichen
Durchsatzleistung von ca. 1,9 Mio. t Holz wurde über den Brennstoffeinsatz und den Jahresverbrauch
an Calciumhydroxid in Form von herkömmlichem Kalkhydrat (direkt bezogen, oder aus Branntkalk in
der Anlage erzeugt) und WÜLFRAsorp ® D SP der Bedarf in kg/tHolz ermittelt.
Spezifischer Bedarf [kg/tHolz]
14,0
12,0
10,0
8,0
6,0
4,0
2,0
0,0
TA-Luft, A1 - A2 Holz 17. BImSchV,
A1 - A4 Holz
Rostfeuerung Herk.
Kalkhydrat
Rostfeuerung
WÜLFRAsorp D SP
Rostfeuerung Herk.
Kalkhydrat
Min. 2,7 1,6 5,0 2,2 3,3 3,3
Max. 5,3 2,6 13,3 6,0 6,9 3,3
Mittelwert 3,8 2,3 9,2 3,6 5,8 3,3
Typ (N=22)
Rostfeuerung
WÜLFRAsorp D SP
Wirbelschicht Herk.
Kalkhydrat
Abb. 8: Spezifischer Sorbensbedarf an Trockensorptionsanlagen für Holzkraftwerke
17. BImSchV,
A1 - A4 Holz
Wirbelschicht
WÜLFRAsorp D SP
Die Daten wurden nach Art des Brennstoffs und der Feuerung sowie der geltenden Grenzwerte
klassiert. Diese Erhebung deckt nicht alle Anlagen in Deutschland ab und stellt eine stark vereinfachte
Sicht dar – so wird z.B. nicht auf Details der einzelnen einstufigen trockenen Rauchgasreinigungen
eingegangen. Das Ergebnis zeigt jedoch deutliche Trends auf. Bei Einsatz von A1-A2 Holz ist generell
ein niedrigerer Verbrauch notwendig als bei Einsatz von A1-A4 Holz. Der Bedarf bei diesen Anlagen
weist eine weitaus geringere Bandbreite auf, was den gleichmäßigeren und geringeren
Schadstoffeintrag über das Holz widerspiegelt. Der Abstand zwischen herkömmlichem Kalkhydrat
und dem für die Trockensorption optimiertem Sorbens ist deutlich geringer als bei den nach 17.
BImSchV arbeitenden Anlagen. Bei diesen wird der Mittelwert von ca. 9,2 kg/tHolz (herkömmliches
Kalkhydrat) durch eine große Streuung charakterisiert. Der Einsatz von WÜLFRAsorp ® D SP
ermöglicht hier – wie im direkten Vergleich immer wieder festgestellt - durchgehend niedrigere
Verbräuche, die im Mittel bei ca. 3,6 kg/t Holz liegen. Im direkten Vergleich wurde durch Einsatz von
WÜLFRAsorp ® D SP in jedem Falle der Verbrauch erheblich reduziert. Die realisierten Einsparungen
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