Integrierte Vermeidung und Verminderung der Umweltverschmutzung

Kapitel 4
Planungsparameter
Einheit Werte
Gasgeschwindigkeit m/s 0,5 – 2,0
Gasvolumenstrom kg/m 2 /Stunde 2.500 – 5.000
Flüssigkeitsvolumenstrom
kg/m 2 /Stunde 25.000 – 50.000
Gasverweildauer Sekunde 1 – 3
Druckverlust mm/Meter 20 – 50
Flüssigkeitsablass- % des
0 – 10
rateRückführungsstroms
Flutung % der Flutung 40 – 60
Tabelle 4.35: Typische Richtwerte für die Absorberplanung
Absorptionsreagenzien
Die Absorptionseffizienz lässt sich steigern, wenn die Absorptionsflüssigkeit ein Reagenz enthält, das mit den
im Luftstrom enthaltenen Substanzen reagiert. Dadurch wird die Konzentration der luftgetragenen Substanzen
an der Flüssigkeitsoberfläche effektiv reduziert und so die Absorptionstriebkraft aufrechterhalten, ohne dass
riesige Mengen Absorptionsflüssigkeit verbraucht werden. Es gibt eine Anzahl spezifischer Reagenzien, die
innerhalb von Absorptionssystemen eingesetzt werden können, um übelriechende und andere organische Komponenten
aus einem Luftstrom zu entfernen. Dabei handelt es sich im Allgemeinen um oxidierende Lösungen.
Die am häufigsten verwendeten Reagenzien sind unter anderem Natriumhypochlorit, Wasserstoffperoxid, Ozon
und Kaliumpermanganat. Die Verwendung von Säuren und Laugen als Absorptionsmedien ist ebenfalls recht
weit verbreitet, und oft wird das Säure-/Lauge-System in Verbindung mit einem oxidierenden Absorptionsmittel
eingesetzt. Aufgrund der erheblichen Zahl von Substanzen, die in den Luftemissionen einer Nahrungsmittelproduktionsanlage
vorhanden sein können, werden oft mehrstufige Absorber eingesetzt. Ein Absorbersystem
könnte also aus einem vorgeschalteten Wasserwäscher bestehen, an den sich eine saure oder basische
und schließlich eine oxidierende Stufe anschließen.
Natriumhypochlorit ist ein weit verbreitetes Oxidationsmittel, was in erster Linie auf seine hohe Reaktivität
zurückzuführen ist. Hypochlorit hat sich als besonders nützlich in Anlagen erwiesen, deren Emissionen
erhebliche Konzentrationen an übelriechenden Schwefel- und Stickstoffverbindungen enthalten.
Hypochlorit wird generell bei basischem pH eingesetzt, um die Dissoziation in freies Chlor zu vermeiden. Es
besteht eine gewisse Tendenz für eine Reaktion des Hypochlorits mit bestimmten Verbindungen über eine
Chlorierungsreaktion anstelle einer Oxidationsreaktion. Das ist insbesondere dann zu befürchten, wenn ein Luftstrom
aromatische Substanzen enthält, aus denen chlorierte aromatische Verbindungen im behandelten Gasstrom
entstehen könnten. Bei höheren Hypochloritkonzentrationen ist das Chlorierungspotenzial höher, sodass
sich das Risiko verringern lässt, wenn in der Absorptionsflüssigkeit geringere Hypochloritkonzentrationen
vorgesehen werden, als für eine optimale Absorption tatsächlich erforderlich wären.
Um eine Lösung für dieses Problem zu finden, wurde ein Prozess entwickelt, der im Wesentlichen einem herkömmlichen
Hypochloritabsorber gleicht, aber über einen in das System für die Wiederverwendung der
Flüssigkeit integrierten Katalysator verfügt. Der Katalysator basiert auf Nickeloxid und das System soll die
Hypochloritreaktionsrate drastisch steigern und sämtliche Chlorierungsreaktionen unterbinden. Die potenziellen
Chlorierungsreaktionen werden vermieden, weil der Katalysator den Abbau des Hypochlorits in gasförmigen
Sauerstoff und Natriumchlorid fördert, und nicht den Zerfall unter Freisetzung freien Chlors. Dadurch wiederum
können höhere Hypochloritkonzentrationen im Absorber eingesetzt werden, was zu einer verbesserten Effizienz
führt. Der pH-Wert wird auf etwa pH 9 eingestellt, und das Redoxpotenzial wird zur Erzielung einer optimalen
Spannung reguliert.
Wasserstoffperoxid ist im Allgemeinen weniger effektiv als Hypochlorit, weil es über weniger Oxidationskraft
verfügt. Es hat jedoch den Vorteil, dass sein Reaktionsprodukt Wasser ist und es in Anwendungen eingesetzt
werden kann, in denen Aromaten auftreten (Begründung siehe oben). Wasserstoffperoxid wird allgemein unter
angesäuerten Bedingungen verwendet, die in erster Linie zur Regulierung seiner Zersetzung dienen.
368 Januar 2006 RHC/EIPPCB/FDM_BREF_FINAL