Wissenschaftliche Berichte

Wissenschaftliche Berichte - FZKA 6163

Zusammenfassung

Rauchgase von Abfallverbrennungsanlagen enthalten Schadstoffe wie polychlorierte Dioxine und Furane (PCDD und PCDF) sowie Quecksilber in Form von Hg^o und Hg²⁺. Zur Verminderung von Restemissionen werden zunehmend Flugstromverfahren eingesetzt, bei denen Aktivkohle oder Herdofenkoks gemischt mit Branntkalk verwendet werden.
An einer Katalysator- und Sorptionsanlage (KASO) zur Behandlung von gasförmigen Restschadstoffen wurde untersucht:

ob die Adsorption am Sorbens in der Flugphase oder auf den Filterschläuchen stattfindet,
welchen Einfluß die Verweilzeit des Sorbens im Gasstrom und der Branntkalk auf die Sorption ausüben und
wie sich die Herdofenkoks-Konzentration auf die Sorption auswirkt.

Untersucht wurde die Sorption von Chlorbenzol als Leitsubstanz (5 mgC/Nm³) für flüchtige organische Komponenten an Herdofenkoks/Branntkalk-(HOK/CaO-)Mischungen in den Zusammensetzungen 4, 10, 20 und 30 %. Die Verweilzeiten dieser mit einer Zweistoffdüse in den Gasstrom eingespeisten Sorbentien betrugen zwischen 4,5 und 18 s, bevor sie auf einen Schlauchfilter abgeschieden wurden. Den Untersuchungen zufolge findet die Sorption nicht am Sorbens im Gasstrom statt, sondern im wesentlichen am abgeschiedenen Sorbens auf den Filterschläuchen. Des weiteren zeigt sich, daß weder die Verweilzeit des Sorbens im Gasstrom im genannten Bereich von 4,5 bis 18 s noch die Anströmgeschwindigkeit am Schlauchfilter im Bereich von 1 bis 4,1 cm/s einen Einfluß auf die Sorption ausübt, wenn die HOK-Konzentration im Rohgas konstant gehalten wird. Die Sorptionsgrade erreichen Werte von 40 % bei Einsatz des 4, 20 und 30prozentigen HOK/CaO-Mischung, wenn die HOK-Konzentration im Gasstrom auf 100 mg/Nm³ konstant gehalten wird. Mit der 10prozentigen HOK/CaO-Mischung werden unter den genannten Bedingungen sogar Sorptionsgrade von 54 % erzielt.
Mit steigender HOK-Konzentration im Bereich von 50 bis 300 mg/Nm³ nimmt die Sorption zu. Im Bereich von 50 bis 100 mg/Nm³ steigt bei einer 10prozentigen Mischung aus HOK und CaO die Sorption von 32 auf 54 %. Anschließend nimmt sie in etwas geringerem Maße linear bis zu 84 % bei 300 mg HOK/Nm³ zu. Allerdings führt eine höhere Sorption zu einer höheren Staubmenge. In den entsprechenden Versuchen stieg die HOK/CaO-Konzentra-tion von 0,5 auf 3 g/Nm³.

Separation of Chlorobenzene by Means of Carbon Entrainment Process at the KASO Facility

Abstract

Flue gases from waste incineration plants typically contain pollutants such as polychlorinated dioxins, furans (PCDD/PCDF), and mercury in the form of Hg° and Hg²⁺. The direct injection of carbon into the gas stream (carbon entrainment process) is increasingly being used for the reduction of residual emissions. Tests were performed with a catalytic converter and sorption facility (KASO) on a pilot plant scale using activated carbon or lignite carbon (HOK) mixed with burned lime (CaO). Investigations into volatile pollutant behavior were carried out in this air cleaning system to accomplish the following objectives:

whether adsorption takes place on the sorbent in the flow phase or in bag filters,
the effects of sorbent residence time in the gas flow and of burned lime on sorption, and
the effects of HOK concentration in the gas flow on the sorption.

Chlorobenzene (5 mgC/std.m³) was used as a model compound for halogenated organic hydrocarbons such as PCDD and PCDF.

The experimental results showed that

sorption mainly takes place at the separated sorbent on the filter hoses;
irrespective of the residence time (4.5 – 18 s), the 10% HOK/CaO mixture with sorption rates of 54% led to better results than the 4%, 20% and 30% mixtures at constant HOK raw gas concentrations;
an optimum sorption rate of 54% was obtained for the 10% sorbent at a HOK raw gas concentration of 100 mg/std.m³.

Investigations into the separation of mercury vapor (Hg° and Hg²⁺) from simulated flue gases of waste incineration plants will be carried out in the near future.