Neu! Präsentation zum Thema „ Quecksilber in Rauchgasen“

Effiziente und simultane Abscheidung von 

Hg(II) und Hg(0) aus dem Rauchgas von 

Verbrennungsanlagen 

mittels 

NETfloc SMF-1 

(Dipl.-Chem.Ing. Reimar Enghardt) 

NET GmbH * Rhenaniastr. 130-132 * D-68219 Mannheim 

*T: 0621-15 66 941 *Mail: info@netgmbh.com 

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Störung der Abscheidung von Hg in Wäschern/Filtern und ihre 

Ursachen 

Abfälle und Brennstoffe enthalten Quecksilber und Schwefel. Beide werden durch den 

Verbrennungsprozess im Idealfall vollständig oxidiert: 

2 Hg 0 + O 2 ↔ 2 Hg +II O 

2 Hg 0 + 4 HCl +O 2 ↔ 2 HgCl 2 + 2 H 2O 

S + O 2 ↔ SO 2 

Bei unvollständiger Komplexierung von HgCl 2 aq im HCl-Wäscher verbleibt ein großer Teil im Rauchgas. 

SO 2 kann HgCl 2 g zu elementarem Hg reduzieren. 

Im Rauchgas kann aber als Folge eine Reduktion des oxidierten Hg zu elementarem Hg(0) erfolgen: 

Hg +II O +SO 2 ↔ Hg 0 + SO 3 

Durch unvollständige Oxidation im Verbrennungsprozess oder durch nachfolgende Reduktion 

gebildetes elementares Hg(0) kann in den Wäschern/Filtersystemen nicht ohne weiteres abgeschieden 

werden. 

Elementares Quecksilber kann nicht durch z.B. TMT15 oder DMDTC gefällt werden. 

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NETfloc SMF-1 fällt Hg(0) und Hg(II) als HgS 

Löslichkeit von HgS 

K D(HgS) = 4,0∙10 -53 

In der praktischen Anwendung sind hierbei Werte von < 0,005 mg/l leicht erzielbar. 

HgS ist thermisch stabil bis 250°C, darüber hinaus erfolgt eine Sublimation. 

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Grundlagen der Umsetzung von NETfloc SMF-1 mit 

Quecksilber 

Die Fällung und Oxidation von Hg mit NETfloc SMF-1 basiert auf der Reaktion von Na - Polythionaten mit Hg (II) und Hg (O). Die 

Salze der Polythionsäuren H 2S 2 nO 6 oder HO 3S-S n SO 3H (n = 1, 2, 3,… 11) reagieren mit der endständigen SSO 3-Gruppe mit 

ionischem Quecksilber zu einem Hg-Polythionat, das unter Abspaltung von SO 3 zu HgS zerfällt. 

Die zentralen Schwefelatome des Moleküls besitzen Eigenschaften des S(0) und reagieren bei den höheren Polythionaten (n > 2) 

in einer Redoxreaktion mit Hg (0) zu HgS, wobei die Schwefelkette letztendlich bis zum Thiosulfat abgebaut wird. Das 

freiwerdende Thiosulfat kann mit vorhandenem Hg (II) unter Abspaltung von SO 3 zu HgS weiterreagieren. Ein Molekül kann 

stöchiometrisch 2 Hg (II) und mindestens ein Hg (0) zu finalem HgS umsetzen. 

- O3S-S n SO 3 - + Hg(0) -> HgS + - O3S-S n-1 SO 3 - 

S nO 6 2- + (n-3)SO3 2- -> S3O 6 2- + (n-3)S2O 3 2- 

Hg 2+ S 2O 3 2- -> HgS2O 3 

HgS 2O 3 + H 2O -> HgS + H 2SO 4 

Hg(0) 

Hg(0) + NETfloc SMF-1 -> HgS 

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Vergleichende Untersuchung zur Umsetzung von 

elementarem Quecksilber 

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Anwendung 

„Nasse“ Rauchgasreinigung: Direkte Zugabe in die Flüssigphase des Rauchgaswäschers oder 

Eintrag in den Rauchgasstrom unter Verwendung eines geeigneten Düsensystems. 

Neutralisation: Direkter Ersatz/Austausch herkömmlicher Schwermetallfällungsmittel in den 

vorhandenen Dosieranlagen zur verbesserten Hg-Fällung. 

„Trockene“ Rauchgasreinigung: Einbringung durch Zweistoffdüsen (Luft/Produkt) in den 

Rauchgasstrom. 

Optimaler pH –Bereich: Neutral bis schwach sauer (2,5-8). Kleiner pH 2,5 in geschlossenen 

Systemen auch möglich. Höchste Umsetzung von Hg(0) bei einem pH von ca. 4 .Bei höheren 

pH-Werten erhöht sich die nötige Menge an NETfloc SMF-1. Fällung von Hg(II) kann dagegen bei 

allen pH-Werten durchgeführt werden. 

In trockenen Rauchgasreinigungssystemen erfolgt eine Dosierung mittels Zweistoffdüsen in 

einem Temperaturbereich von 100°C bis

Einsatz im Wäscher 

Wäscher scheiden in der Regel Quecksilber 

als Halogenverbindung/Halogenkomplex wie 

HgCl 2 bzw. [HgCl 4] 2- ab. Es erfolgt über 

diesen Abscheideprozess aber keine (!) 

Stabilisierung des Quecksilbers. 

Die Folge können Re-Emissionen von 

Quecksilber aus dem Wäschersystem sein. 

Elementares Quecksilber wird über 

konventionelle Wäscher nur in geringster 

Menge oder aber gar nicht abgeschieden. 

Durch Zugabe von NETfloc SMF-1 erfolgt 

eine Fällung und Stabilisierung sowohl von 

oxidiertem als auch elementarem 

Quecksilber. Die Aufnahme-/Abscheidekapazität 

des Wäschers wird als Folge 

erhöht, Re-Emissionen von Quecksilber 

werden vermieden. 

Füllkörper 

Sumpf 

Waschwasserumlauf 

Eindüsung / Verteilung des 

Waschwassers 

NETfloc SMF-1 

Dosierung oberhalb des max. 

Flüssigkeitsniveaus 

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Einsatz in der Neutralisation 

Abschlämmungen aus den Wäschern werden in der Regel mit Kalkmilch neutralisiert. Bei 

anschließender Eindampfung über Sprühtrockner/Verdampfer kann es durch Verdampfung von 

nicht stabilisierten Quecksilberverbindungen zu anlagen-internen „Quecksilberkreisläufen“ 

kommen. Das Abgasreinigungssystem reichert sich mit Quecksilber an. Sind kritische Mengen 

überschritten, kommt es zu Re-Emissionen von Quecksilber ins Reingas. 

Durch Zugabe von NETfloc SMF-1 erfolgt eine Fällung und Stabilisierung sowohl von oxidiertem 

als auch elementarem Quecksilber. Eine Abtrennung des Quecksilbers über den Sprühtrockner 

erfolgt quantitativ, und das Wäschersystem wird effektiv von Quecksilber entfrachtet. In diesem 

Fall wird indirekt die Aufnahme-/Abscheidekapazität des Wäschers als Folge erhöht, Re- 

Emissionen von Quecksilber werden vermieden. 

Abschlämmungen von den 

Wäschern 

Sammeltank 

Kalkmilch NETfloc 

SMF-1 

Neutralisation 

Vorlage 

Sprühtrockner 

Zum Sprühtrockner (evtl. 

Kammerfilterpresse o.ä.) 

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Fallbeispiel 1: „Abfangen von akuten Hg-Spitzen in der „nassen“ 

Rauchgasreinigung einer SAV mittels Zudosierung von NETfloc SMF-1 “ 

1 waste bunker 

2 crane 

3 elevator for drums 

4 rotary kiln (1200°C) 

5 afterburning chamber 

6 water bath for slags 

7 boiler (down to 290°C) 

• output of boiler ashes 

2 spray dryer (down to 180-190°C) 

3 salt and dust output of spray dryer 

4 electrostatic filter 

5 ventilator 

13 heat exchanger 

14 quencher (from 135°C to 70°C)) 

15 scrubbing tower 

16 heat exchanger 

17 bag filter 

18 ventilator 

19 stack 

20 additive silo 

21 bypass for the stack flue (safety outlet) 

The HIM Hazardous Waste 

Incineration Plant in Biebesheim 

From www.him.de with friendly permission of Dr.Siegfried 

Artmann, HIM, Biebesheim 

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Ausgangssituation 

Kurzfristige hohe Einträge von Quecksilber (Peaks) wurden durch das Wäschersystem nicht 

vollständig abgefangen. Als Folge konnte der Halbstundenmittelwert nicht sicher eingehalten 

werden. 

Die Dosierung von Aktivkohle zeigte sich als zu träge für eine akute Reaktion auf 

Quecksilberspitzen im Rauchgas. Beim Einsatz von schwefelsäurebeschichteter Aktivkohle zur 

Adsorption des elementare Quecksilberanteils ist die Thematik Korrosion durch Kondensatbildung 

im Rauchgaskanal zu beachten. 

Einsatz herkömmlicher Fällmittel, wie z.B. Natriumsulfid im Wäschersystem, wirkten nur auf das 

oxidierte Quecksilber, ließen aber das elementare Quecksilber ungehindert den Wäscher 

passieren. Weiter war die Einsatzmenge durch die Bildung von Schwefelwasserstoff im sauren 

pH beschränkt. 

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Maßnahmen und Ergebnisse 

Zur Bestimmung des geeigneten Dosierpunktes für NETfloc SMF-1 wurden an verschiedenen 

Stellen des Wäschersystems Dosierversuche durchgeführt. Dazu wurden die Roh- und 

Reingaswerte für Quecksilber kontinuierlich überwacht und definierte Mengen an Quecksilber und 

Quecksilbersalzen kontinuierlich wie auch diskontinuierlich aufgegeben. 

Dabei wurden folgende Stellen überprüft: Quenche, Sprühtrockner, FK1 (sauer ) und FK2 

(neutral). 

An allen Dosierstellen konnten deutliche Effekte zur Senkung des Quecksilbers nachgewiesen 

werden. Der FK2 (Füllkörper 2) im Wäscher mit einem pH von ca. 6,7 zeigte sich dabei als 

effizienteste Dosierstelle bezüglich Reaktionszeit, Quecksilbersenkung und Dosiermenge. 

Da schon ein großer Teil des Quecksilbers in der sauren FK1 abgefangen wurde, konnte in der 

FK2 der passierende bzw. re-emitierende Anteil aus FK1 erfolgreich abgefangen werden. Dies gilt 

sowohl für den oxidierten als auch den elementaren Anteil an Quecksilber. Die Ansprechzeiten 

lagen innerhalb weniger Minuten , eine Einhaltung des Halbstundenmittelwertes war somit 

gesichert. Rohgaskonzentration bis 100.000 µg/Nm³ konnten erfolgreich eliminiert werden. 

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Zur Verfügung gestellt von: Dr. Artmann, 

HIM, Biebesheim 

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Fallbeispiel 2: „Integration in eine „trockene“ Rauchgasreinigung eines 

Drehrohrofens durch Eindüsung von NETfloc SMF-1 mittels Zweistoffdüse“ 

Technische Daten der Anlage: 

Drehrohrofen mit 150.000 t/a (Recycling anorganischer Reststoffe /NE-Metalle) 

Volumenstrom: 70.000 Nm³/h 

Hg im Rohgas: 750-1500 µg/Nm³ (80% elementar) 

Abgasreinigungssystem nach dem Drehrohrofen: 

Luftkühler 

E-Filter 

Lühr-Kugelreaktor mit Dosierung eines Kalk-Kohle-Adsorbens 

nachgeschalteter Lühr-Filter zur Abtrennung der Feststoffe / Stäube 

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Das Rohgas weist kontinuierlich hohe Konzentrationen an Quecksilber mit bis zu 750-1500 

µg/Nm³ auf. Mit ca. 80% Anteil an elementarem Quecksilber ist die Abreicherung am Kalk-Kohlehaltigen 

Adsorbens nicht ausreichend gegeben. 

Extreme und andauernde Überschreitung der zulässigen Grenzwerte sind die Folge. Bedingt 

durch nationale Umsetzungen von EU-Vorgaben war ein weiterer Betrieb in dieser Form nicht 

mehr möglich. 

Die Problematik der extrem hohen Frachten an elementarem Hg mit konventionellen Techniken 

nicht sicher und nur mit extremen Betriebskosten realisierbar. 

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Zur Elimination des Quecksilbers im Rauchgas wurde eine Dosiermöglichkeit von NETfloc SMF-1 

in den Rauchgaskanal installiert . Unter Verwendung einer Zweistoffdüse der Fa. Caldyn mit 5- 

100 l/h NETfloc SMF-1 erfolgte die Dosierung unter Zerstäubung im Gleichstrom einige Meter vor 

Eintritt des Abgasstroms in den Kugelreaktor und Zugabe des Kalk-Koks-Gemisches. 

Erforderliche Luftmenge für die Zerstäubung: 40 Nm³/h 

Gastemperatur an der Dosierstelle: ca. 120°C 

Das sich bildende HgS wurde über das Lühr-Filtersystem abgeschieden und so dem 

Rauchgasstrom entzogen. Die Maßnahme wurde über Messungen mittels Gassammlung auf A- 

Kohle-Röhrchen bzw. Jod-schichter A-Kohle auf Wirksamkeit überprüft. Die Vorgaben der 

behördlichen Grenzwerte konnten sicher eingehalten werden. 

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Dosierstation mit 2 IBC 

für die Produktvorhaltung, 

Luftmengenregelung und 

Dosierpumpe 

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Im Reaktor installierte 

Zweistoffdüse mit 5 -100 l/h 

NETfloc SMF-1 und 40 Nm³/h 

Druckluft 

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Abtrennung des gebildeten 

HgS über ein Filtersystem 

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Fallbeispiel 3: Ersatz von HOK und TMT15 in der Rauchgasreinigung einer 

Klärschlammverbrennungsanlage zur Verbesserung der Hg-Abscheidung 


Wirbelschicht mit ca. 75.000 t/a entwässertem Klärschlamm 

Volumenstrom: ca. 40.000 Nm³/h 

Abgasreinigungssystem: 

Abhitzedampferzeuger, 

Elektrofilter I 

HOK-Eindüsung 

Elektrofilter II 

2-stufige Rauchgaswäsche (HCl / SO2-Wäscher). 

In den SO2-Wäscher wurde TMT15 zur Hg-Fällung dosiert. 

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Die Verwendung von TMT15 im SO2-Wäscher ,selbst bei sehr hohen Dosiermengen, ließ keine 

sichere Einhaltung der Grenzwerte für Quecksilber zu. Nur durch den zusätzlichen Einsatz von 

sehr hohen Mengen an HOK vor dem E-Filter ließ eine halbwegs passable Einhaltung der 

geforderten Grenzwerte zu. 

Die erhöhte HOK-Dosierung führte aber zu technischen Problemen als auch zu sehr hohen 

Betriebskosten. Eine alternative Prozessführung in der vorhandenen Anlagentechnik zur sicheren 

Einhaltung der Quecksilbergrenzwerte sowie Senkung der Betriebskosten war Ziel des Kunden. 

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Maßnahmen und Ergebnisse: 

In den Sumpf des HCl-Wäscher s wurde mittels einer Membrandosierpumpe 2-4 l/h NETfloc 

SMF-1 bei einem pH von ca. 4 zugegeben. Die Werte im Reingas sanken innerhalb von 15-30 

Minuten drastisch, die geforderten Grenzwerte laut Anlagengenehmigung wurden sicher und 

dauerhaft unterschritten. 

Im weiteren konnte die HOK-Dosierung auf ein Minimum zur Adsorption von Dioxinen/Furanen 

zurückgefahren werden. 

Die TMT15 Dosierung im SO2-Wäscher wurde gänzlich eingestellt. Im Bedarfsfall kann an dieser 

Stelle eine zweite Dosierung von NETfloch SMF-1 erfolgen, falls bei hohen Rohgaskonzentrationen 

an Hg die Abscheidekapazität des ersten Wäschers nicht ausreichend sein 

sollte. 

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Fallbeispiel 4: Optimierung der Hg-Fällung der Abwasseraufbereitung 

einer Hausmüllverbrennungsanlage 


Rostfeuerung mit ca. 200.000 t/a Haus- und Gewerbeabfall 

Abgasreinigungssystem: 

Gewebefilter zur Entstaubung 

zweistufige Nasswäsche 

katalytische Entstickung 

Die Abschlämmungen aus dem HCl und SO2-Wäscher werden mittels Kalkmilch neutralisiert. Zur 

Fällung von Quecksilber erfolgte eine Zugabe von TMT15. Der Schlamm wird mittels 

Kammerfilterpresse entwässert und einer Untertagedeponie zugeführt. 

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Bedingt durch Veränderungen in der Abfallbeschaffenheit und- zusammensetzung stiegen im 

Abwasser der Neutralisationsanlage die Werte für Quecksilber an. Trotz Erhöhung der TMT15- 

Zugabe ließen sich die Quecksilberkonzentrationen nicht auf den geforderten Wert senken. 

Als Ursache konnte ein gestiegener Anteil an elementarem Quecksilber in den Abschlämmungen 

des Rauchgaswäschers festgestellt werden. TMT15 zeigt jedoch keine fällende Wirkung 

gegenüber elementarem Quecksilber im Abwasserneutralisationsprozess. Auch weitere 

Erhöhungen der Dosiermengen können dann keine Senkung der Quecksilberwerte bewirken. 

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Eine direkte Substitution des TMT15 durch NETfloc SMF-1 im Abwasserbehandlungsprozess 

ergab eine deutliche Verbesserung der Quecksilberwerte. Die vorhandene Dosiertechnik wurde 

unverändert genutzt, und bedingt durch die Fällung von oxidiertem als auch elementarem 

Quecksilber konnten die Konzentration an Quecksilber im Abwasser wirkungsvoll gesenkt 

werden. 

Weiter stellte sich noch ein Verbrauchsvorteil von ca. 10% gegenüber dem bisher verwendeten 

TMT15 heraus. Somit konnte neben der qualitativen Verbesserung des Fällungsprozess auch 

noch eine wirtschaftliche Optimierung erzielt werden. 

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Vorteile von NETfloc SMF-1 

- Bildung von unlöslichem und nicht flüchtigem Quecksilbersulfid 

- Stark unterdrückte Bildung von Schwefelwasserstoff im sauren pH-Bereich 

- Schnelle Entfernung von Hg(0) und Hg(II) mit einem Produkt 

- Sichere Einhaltung der Hg-Grenzwerte im Reingas 

- Sehr niedrige Restkonzentration im Abwasser 

- Thermisch stabiles Fällungsprodukt, auch geeignet für anschließende Trocknung mittels Sprühtrockner 

- Bedarfsgerechte Dosierung über Kopplung einer Hg-Rohgasmessung möglich 

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Projekte mit Anwendung von NETfloc SMF-1 

Fernwärme, Wien (A) – MVA 

Fernwärme, Wien (A) – SAV 

HIM, Biebesheim – SAV 

ATM, Mourdijk, NL – thermische Bodenaufbereitung 

GEKA, Munster (2) – Kampfmittel- (Plasmaofen) und Munitionsaufbereitung (Sprengofen) 

N.N., Drehrohrofen mit trockener Rauchgasreinigung 

Zentralklärwerk Stuttgart – Klärschlammverbrennung 

SAVA, Brunsbüttel - SAV 

Emschergenossenschaft , Bottrop - Klärschlammverbrennung 

Zweckverband Müllverwertungsanlage Ingolstadt - MVA 



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Vielen Dank für Ihre 

Aufmerksamkeit 



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Neu! Präsentation zum Thema „ Quecksilber in Rauchgasen“

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