Integrierte Vermeidung und Verminderung der Umweltverschmutzung

Kapitel 4
Kohlebetten können entweder einmal verwendet und entsorgt oder regeneriert werden. Regenerative Systeme
kommen üblicherweise in Anlagen zum Einsatz, in denen die Rückgewinnung des aufgefangenen Materials
wirtschaftlich attraktiv ist. Häufiger sind Adsorbersysteme mit festem Bett für den Einmalgebrauch. Regenerative
Systeme werden üblicherweise mit Mehrfach-Kohlebetten konzipiert, sodass Adsorption und
Desorption gleichzeitig erfolgen können. Es ist meistens nötig, die Temperatur der Adsorberschicht zu erhöhen,
um das Adsorbat freizusetzen, meist mit Hilfe von Dampf. Ein regeneratives System erfordert daher einen
zusätzlichen Auffangmechanismus für Material, das im regenerativen Prozess desorbiert wird.
Das Festschichtsystem besteht aus einer Schicht Aktivkohle, durch die der zu behandelnde Gasstrom geführt
wird. Die Kohle liegt entweder als einfach gepackte Schicht oder in Form von Kohlefiltern vor. Die Filter sind
im Wesentlichen mit pulverförmiger Aktivkohle gefüllte Papier- oder Pappkartuschen. Im Allgemeinen wird die
Kartuschenversion für eine allgemeine Raumbelüftung eingesetzt, wogegen das Schüttschichtsystem zur
Geruchsminderung in Prozessabluft verwendet wird. Wenn die Aktivkohle verbraucht ist, was sich beispielsweise
durch eine erhöhte Geruchskonzentration im Auslass bemerkbar macht, müssen die Kohle oder die
Kartuschen ausgetauscht werden. Das Schüttschichtsystem hat den Vorteil, dass es in den meisten Fällen zur
Regeneration an den Lieferanten zurückgegeben werden kann, während die Kartuschenfilter in der Regel durch
den Benutzer entsorgt werden müssen.
Die Planungsgrundlage für die Raumbelüftung mit Kartuschenfiltern ist eine ganz andere als für die
Prozessgeruchsminderung mit Schüttschichten. Im Allgemeinen werden Kartuschenfilter bei kleinen Abluftströmen
eingesetzt, die mit Unterbrechungen oder nur selten auftreten und eine geringe Konzentration an
Sorbentien aufweisen. Umgekehrt wird das Schüttschichtsystem verwendet, wenn die Konzentration der
Substanzen im zu behandelnden Luftstrom wesentlich höher als in der normalen Raum- oder Fabrikluft ist. Der
Hauptunterschied zwischen den Planungsgrundlagen der einzelnen Systeme ist die Verweildauer; bei der Raumbelüftung
sind nur 0,1 bis 0,2 Sekunden erforderlich, bei der Behandlung von Prozessabluft hingegen zwischen
1 und 3 Sekunden. Die Wahl der Verweildauer stellt im Wesentlichen einen Kompromiss zwischen dem physischen
Schichtvolumen und der Zeit bis zu dessen Ersatz dar.
In Tabelle 4.37 sind die Funktionsprinzipien der drei wichtigsten Adsorbertypen angegeben.
Adsorber Funktionsprinzip
Instationär betriebener
Das kontaminierte Gas wird durch eine stationäre
Festbettadsorber
Adsorberschicht geleitet
Wirbelschichtbettadsorber Das kontaminierte Gas wird durch eine Suspension des
Adsorptionsmittels geleitet.
Kontinuierlich betriebener Das Adsorptionsmittel fällt der Schwerkraft folgend durch
Wanderbettadsorber
den aufwärts gerichteten Gasstrom
Tabelle 4.37: Funktionsprinzipien der wichtigsten Adsorbertypen
Erreichbare Umweltvorteile
Beseitigung von Gerüchen, Gasen und Staub aus der Luft.
Medienübergreifende Auswirkungen
Energieverbrauch. Es entsteht Abfall, z. B. wenn die Aktivkohle entsorgt werden muss.
Betriebsdaten
Die Installation eines Kohlenstoffadsorptionssystems ist recht einfach, da es nur aus einem Gebläse und einem
Gefäß für das Kohlebett besteht. Mit der Kohlenstoffadsorption lassen sich Geruchsbeseitigungseffizienzen von
80 - 99 % erreichen.
Die absorptive Kapazität der Aktivkohle wird als Gewichtsprozent angegeben und bezeichnet die Menge des
betreffenden Materials, die pro Masseneinheit Kohlenstoff adsorbiert werden kann. Diese Zahlen schwanken
erheblich von Tiefstwerten von Null bis zu Höchstwerten von 110 % und sind für übelriechende Abgase, die
potenziell eine Vielzahl einzelner Substanzen enthalten, eher bedeutungslos. In diesem Sinn können für die
Schätzung der zu erwartenden Lebensdauer eines Kohlebetts in der Nahrungsmittelproduktion 30 % als
allgemeiner Richtwert angenommen werden.
374 Januar 2006 RHC/EIPPCB/FDM_BREF_FINAL