Forschungszentrum Karlsruhe - Wissenschaftliche Berichte - FZKA 6873

Gas- /Partikelwechselwirkung chlorierter Aromaten bei der Rauchgasreinigung von Müllverbrennungsanlagen

Berit Becker

Zusammenfassung
Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, die Bedingungen zu finden, unter denen sich die zum Teil gasförmig vorliegenden Dioxine und Furane in die Feststoffphase einbinden und gemeinsam mit den Flugstäuben an der Entstaubungseinheit der Rauchgasreinigung abscheiden lassen.

Im Rahmen der Tätigkeiten wurde zunächst eine Messmethode entwickelt, mit deren Hilfe es möglich ist, die Verteilung der Dioxine und Furane zwischen der Gas- und der Partikelphase bei verschiedenen Temperaturen zu messen. Anhand von Untersuchungen am Flugstaubfestbett erfolgte die Bestimmung der Beladungen des Flugstaubes, bei welcher sich ein Adsorptions- Desorptionsgleichgewicht einstellt.

Unter definierten Bedingungen in Bezug auf den Volumenstrom und die Temperatur des Rauchgases, sowie die Konzentrationen an Flugstaub und einem Referenzdioxin fanden Messungen zur Ermittlung der Einflussparameter auf die Beladung der Flugstäube an Dioxin statt. Es ergab sich, dass die Verteilung des Dioxins zwischen der Feststoff und der Gasphase von der Temperatur des Rauchgases, dem Gehalt der Flugstäube an Kohlenstoff und deren spezifischen Oberfläche abhängt.

Als optimale Bedingungen für eine Einbindung der gasförmigen Dioxine in die Flugstaubphase erwiesen sich eine Rauchgastemperatur von T = 120°C bis 150°C und ein Kohlenstoffgehalt der Flugstäube zwischen 1 Gew.-% und 2 Gew.-%.

Gas-/ Particle Partitioning of Chlorinated Aromatics in Waste Incineration

Abstract
The objective of this thesis is to determine under which conditions the partially gaseous pollutants, dioxins and furans, are incorporated into their particulate phase and deposited in concert with fly ash at the flue gas cleaning filter of a waste incinerator. Within the scope of the investigation, a method was devised by which it was possible to measure the partitioning of dioxins and furans in transition from the gaseous to the particulate phase at different temperatures. An analysis of the tests carried out at a fixed ash bed revealed the equilibration load of the fly ash between adsorption and desorption. Under defined terms of reference in regard to cubic capacity stream flow and temperature of the flue gas as well as regarding the concentration of fly ash and reference dioxin, measurements were made to establish the parameter of influence for the fly ash load on dioxin. The test result identified three parameters controlling the gas/particle ratio, these being: flue gas temperature, residual carbon content in the fly ash, and the available surface of these particles. The conditions that are optimal for maximizing the incorporation of gaseous diocins into the particulate phase constitute temperature between 120°C and 150°C and fly ash with a residual carbon content of between 1 vol.-% and 2 vol-%.

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