Technischer Umweltschutz - Luft

Technischer Umweltschutz - Luft 

SO 2 

Dr. T. Streibel, Umweltchemie 


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Wichtigste Schadstoffe, die aus dem Rohgas entfernt 

werden müssen: 

• Schwefeldioxid 

• Stickstoffoxide 

• Staub und Partikel 

•Dioxine 

• Chlorwasserstoff 

• Organika 

• Schwermetalle 



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AVA – Abfallverbrennungsanlage Augsburg 



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2 

H C 


Kamin 

Müllbunker 

Brennkammer 

Wärmetauscher 

Elektrostatischer 

Abscheider 

Wäscher 

SCR- 

Einheit 

P 

P 

P 

Quench 

PKessel- 

asche 

Sekundärluft 

Flugasche 

HC 

HCl s c r r ub e r 

SO s c r ubbe r 

SCR 

Primärluft 

Schlacke 



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Abgasreinigung (Gase) - Die wesentlichen Verfahren: 

• Thermische Nachverbrennung 

• Absorptionsverfahren 

Aufnahme eines Stoffes in einer anderen Phase (meist flüssig) 

• Adsorptionsverfahren 

Anlagerung eines Stoffes an eine Oberfläche 

• Katalytische Verfahren 

• Nichtkatalytisch-chemische Verfahren 

• Biologische Abgasreinigung 



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Thermische Nachverbrennung 

Es wird zusätzlicher 

Brennstoff benötigt 

(meist Erdgas) 

Neue 

Schadstoffproduktion 

(meist NOx, CO) 



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Abgasreinigung: 

Gasförmige Schadstoffe 



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Adsorption 

Adsorbens meist Aktivkohle, 

Adsorbierte Stoffe meist Organika 



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Nach einiger Zeit ist das 

Adsorbens gesättigt 

Regeneration durch Desorption 

mehrere Adsorber 



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Absorption 

a) Rohgas 

b) Reingas 

c) Absorptionsmittel 

ein 

d) Absorptionsmittel 

aus 

e) Disperser 

f) Packmaterial (große 

Oberfläche) 



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Absorption mit Rückgewinnung 

a) Reingas 

b) Rohgas 

c) Absorptionsmittel 

d) zurückgewonnene 

Substanz aus 

Rohgas 



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Rauchgasentschwefelung 

Reduktion der SO 2 -Emissionen von 1,55 Millionen Tonnen 

pro Jahr (1982) auf weniger als 120.000 Tonnen pro Jahr 

• Regenerative Verfahren: Absorption in Sulfitlösung 

• Nicht regenerative Verfahren: Zugabe von Kalk 

- Direktentschwefelung 

- Trockenverfahren 

- Nassverfahren 

• Walther-Verfahren: Reaktion mit Ammoniak 

• Claus-Verfahren: Zusatz von H 2 S 



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Walther-Verfahren: 

SO 2 + 2 NH 3 + H 2 O + ½ O 2 (NH 4 ) 2 SO 4 

Claus-Prozess: 

AlO(OH) 

SO 2 + 2 H 2 S 

3 S + 2 H 2 O 



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Regenerative Verfahren (Absorption): 

Wellmann – Lord – Verfahren (Raffinerien): 

• Absorption in Natriumsulfitlösung (Na 2 SO 3 ), das mit dem 

SO 2 zu Natriumhydrogensulfit (NaHSO 3 ) reagiert. 

• Regeneration der Natriumsulfitlösung durch Erwärmen 

(Umkehrung der Reaktion). 

Verarbeitung von SO 2 

• Reduktion mit Methan 

2 SO 2 + CH 4 2 S + CO 2 + 2 H 2 O 

• Claus-Prozess 



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Nicht Regenerative Verfahren (häufigste Verfahren): 

Direktentschwefelung 

Zugabe von 

Kalk in den 

Brennraum 

CaCO 3 CaO + CO 2 

CaO + SO 2 + ½ O 2 CaSO 4 



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Wirbelschichtfeuerung mit 

Direktentschwefelung 



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Trockenverfahren (Sprühabsorption): 

Zugabe von 

Kalkmilch 

Ca(OH) 2 

CaO + H 2 O 

CaO + SO 2 + ½ O 2 CaSO 4 



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Nassverfahren: 


SO 2 + CaCO 3 + H 2 O CaSO 3 + CO 2 

CaSO 3 + O 2 + 4 H 2 O 

2 CaSO 4 * 2 H 2 O 



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Linz/Österreich 



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Parameter SO 2 

[mg/Nm 3 ] 

HCl 

Mittelwert nasse Systeme 7,0 1,5 

Mittelwert trockene Systeme 14,7 5,5 

Quotient trockene/nasse Systeme 2,1 3,64 



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Bildung von 

Stickoxiden stark 

temperaturabhängig 



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Selektive nicht katalytische Reduktion (SNCR) 

Selektive katalytische Reduktion (SCR) 



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Luft 

SNCR 

Reduktionsmittel 

Ammoniak 

Luft 

Temperatur 

850 – 1100 °C 

NH 3 

50 % Reduktion 

von NOx 



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SCR 

Wabenkatalysator TiO 2 

beschichtet mit V 2 O 5 und WO 3 



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4 NO + 4 NH 3 + O 2 4 N 2 + 6 H 2 O 

6 NO 2 + 8 NH 3 7 N 2 + 12 H 2 O 

NO + NO 2 + 2 NH 3 

2 N 2 + 3 H 2 O 



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Probleme bei Ammoniak als Reduktionsmittel: 

• Giftigkeit 

• Überschuss an NH 3 notwendig, „Ammoniakschlupf“ 

• Distickstoffmonoxid als Nebenprodukt 

Harnstoff als Reduktionsmittel 

O 

H 2 

N C NH 2 

Biuret 

O 

O 

H 2 

N C N C NH 

H 

2 

+ NH 3 

zerfällt in NH 3 , CO und CO 2 



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Parameter NO x 

[mg/Nm 3 ] 

Mittelwert SCR-Verfahren 74 

Mittelwert SNCR-Verfahren 142 

Quotient SNCR/SCR-Verfahren 1,9 



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Verfahren zur 

Abscheidung von Staub 



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Schwerkraftabscheider 



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Trägheitsabscheider 



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Zyklon 

a) Rohgas 

b) Hopper 

c) Behälter 

d) Staubpartikel 

e) Reingas 

• Trägheit der Partikel 

• Luft wird zykliert mit abnehmendem 

Radius 

F = m*v 2 /r 



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Filterverfahren für die 

Staubabscheidung 




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Speicherfilter 

Filterfasern aus Glas, Kunststoff, 

Metall, Wolle, Baumwolle 

Bei Sättigung 

Austausch 

der Fasern 



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Abreinigungsfilter mit 

periodischer Reinigung 


a) Reingas 

b) Rohgas 

c) Komprimierte Luft 

d) Reinigungsstrahl 

e) Filter mit „Staubkuchen“ 

f) Abgeschiedener Staub 

Filtermaterialien: 

Glas, Kunststoff, Keramik, 

Quarz, SiC 


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Schüttschichtfilter 

Schüttung aus Kies, Sand, Aktivkohle, 

Kalkstein usw. als Filtermedium 

Einsatz, wenn alle 

anderen Filter 

versagen 

• heiße Abgase 

• aggressive Stäube 

• klebrige Stäube 



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Elektrofilter 

Koronaentladung (60 – 80 kV) 

erzeugt geladene Gasteilchen 

an der Sprühelektrode 

• Gasteilchen haften an 

Staubpartikeln 

• keine Filtermaterialien 

• niedriger Druckverlust 

• hohe Abscheiderate 

• Reinigung durch Klopfen 

oder Waschen 



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Venturi-Wäscher 

Beschleunigung des 

Gasstroms 

(Unterdruck) 

Hohe Relativgeschwindigkeit 

zwischen 

Gas und Wasser 

Nachteil: 

Hoher Druckverlust 



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Quecksilber 

Schlecht wasserlöslich (keine Absorption) 

Gewebefilter mit Aktivkohle (viel Adsorbens zu entsorgen) 

MercOx-Verfahren 

(FZ Karlsruhe) 

H 2 O 2 oxidiert Hg zu Hg 2+ (wasserlöslich) 



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Biologische Abgasreinigung 

• Schadstoffabbau durch Mikroorganismen 

• Geruchsbelästigende Stoffe (Amine, Phenole, Carbonlye) 

• Metallgießerei, Tierkörperverwertungsanlage 

•Biofilter 

• Absorption mit biologischer Regeneration 

• Biomembranverfahren 



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Aufbau einer Biofilteranlage 



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Aufbau eines Biofilters 

Material: Müllkompost, 

Fasertorf/Reisig-Gemisch 



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Biowäscher 



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Biomembranverfahren 



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Staub 

mittel 

[mg/Nm 3 ] 

C org. mittel 

[mg/Nm 3 ] 

HCl mittel 

[mg/Nm 3 ] 

SO 2 

mittel 

[mg/Nm 3 ] 

NO x 

mittel 

[mg/Nm 3 ] 

Grenzw. 17. 

BimSchV 

10 10 10 50 

Maximalwert 4,1 10 18,81 49,61 

Mittelwert 1,2 1,4 2,7 8,1 

Minimalwert 0,01 0,08 0 0,1 



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HF mittel 

[mg/Nm 3 

Hg mittel 

[mg/Nm 3 ] 

Cd/Tl mittel 

[mg/Nm 3 ] 

PCDD/F 

mittel 

[ng/Nm 3 ] 

Grenzw. 17. 

BimSchV 

200 0,5 0,03 0,1 

Maximalwert 4091 0,207 0,026 0,021 

Mittelwert 112 0,037 0,006 0,0040 

Minimalwert 26,5 0 0,0003 0,00015 



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www.vu.fh-heilbronn.de/Lohrengel 



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Technischer Umweltschutz - Luft

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