VGB POWERTECH 10 (2019)

VGB PowerTech 10 l 2019
Minderung von Quecksilberemissionen durch Additivdosierung
Tab. 4. Versuchszusammenfassung.
Versuch
Nr.
Sollwert Hg-
Spezies
NETfloc SMF-1
dünnter HCl-Lösung (2,65 ml 37 % - HCL-
Lösung in 500 ml H 2 0) mit Hilfe eines N 2 -
Trägergases dem Rauchgas hinzugefügt.
Vor der Mischung der beiden Gase wurde
das Hg-haltige Gas über einen DeNOx-Katalysator
geleitet. Nach dem Katalysator
wurden die Hg-Spezies zu 70 % Hg 2+ und
30 % Hg 0 ermittelt. Das resultierende
Rauchgas wies eine Hg-Konzentration von
10 ± 2 µg/m³ i.N. in Versuch 1 bis 3 auf, in
Versuch 4 eine Hg-Konzentration von 12 ±
4 µg/m³ i.N.. Im Rahmen dieser Arbeit
wurden Speziationsmessungen am GKM
Block 9 durchgeführt. Es wurden Hgges-
Rohgaskonzentrationen von 6 bis 8 µg/m³
i.N. gemessen. Mit der eingestellten Rauchgaszusammensetzung
sowie der Kalksteindosierung
konnte im Labor-REA-Wäscher
ein ähnliches Redoxpotential wie in der
REA GKM 9 von 500 mV korr erreicht werden.
Die chemischen Verhältnisse im Labor-Wäscher
waren entsprechend denen
im Rauchgaswäscher GKM 9 ähnlich.
Das Rauchgas wurde in den unteren Teil
der Absorberkolonne (Nr. 1 in B i l d 1 ) geleitet.
Das Rauchgas wurde im Gegenstrom
mit der Suspension aus dem externen
Sumpf in der Absorberkolonne gewaschen
und strömte als gereinigtes Rauchgas aus
dem System (Nr. 3 in B i l d 1 ). Der Volumenstrom
des Rauchgases betrug 3 l/min.
Der externe Sumpf wurde zur Gipsbildung
mit 2 l/min Oxidationsluft durchströmt.
Das resultierende Gemisch aus Oxidationsluft
mit gestrippten Bestandteilen der REA-
Suspension verlies am Punkt Nr. 2 in
B i l d 1 als Abluft des externen Sumpfes
das System (oder die Laboranlage).
Der externe Sumpf der REA ermöglichte
eine detailliertere Erfassung der Re-Emissionen,
die allein durch die Suspension im
Sumpf entstehen. Da der Aufbau der REA
im Labormaßstab die Abgase des Sumpfes
(Nr.2 in B i l d 1 ) von der Absorberkolonne
(Nr.3 in B i l d 1 ) trennte, wurde die Hg-
Gesamtkonzentration im Reingas bezogen
auf das Volumenstromverhältnis als Summe
beider Massenströme bestimmt. Hierzu
wurden die Hg-Konzentrationen hinter
der Absorberkolonne und des externen
Sumpfes verrechnet und auf eine Bezugssauerstoffkonzentration
von 3,5 % umgerechnet.
Da das gelieferte synthetische
Rauchgas eine Sauerstoffkonzentration
von 3,5 % enthielt wurde dieser Wert als
Bezugssauerstoff gewählt.
Die REA-Suspension wurde für jeden Versuch
am Vortag oder am gleichen Tag aus
der REA des GKM Block 9 entnommen und
im Labor untersucht. Mit jedem Additiv
wurden insgesamt 4 verschiedene Versuche
durchgeführt.
Dabei waren in den Versuchen 1 und 2 verschiedene
Additivkonzentration getestet
worden. Während in Versuch 2 eine Konzentration
basierend auf Betriebserfahrungen
und Empfehlungen der Additivhersteller
verwendet wurde, war in Versuch 1 eine
um den Faktor 10 verringerte Konzentration
eingestellt worden. Dadurch sollte die
Wirksamkeit des Additivs auch bei geringen
Dosiermengen überprüft werden.
In Versuch 3 wurde eine REA-Suspension
mit einem erhöhten Flugkoksanteil untersucht.
Flugkoks kann wie HOK ® in abgeschwächtem
Umfang Hg adsorbieren [9].
Des Weiteren war in Versuch 4 der Hg 0 -Speziesanteil
des Rohgases bei gleichbleibender
Gesamtkonzentration erhöht worden.
Die Versuche 1 bis 4 wurden jeweils mit einem
der 3 Additive durchgeführt. Somit
wurde die Hg-Abscheidung der REA-Suspension
und des jeweiligen Additivs in den
sich verändernden Versuchsbedingungen
der Versuche 1 bis 4 ermittelt. Die Versuchsbedingungen
der Versuche 1 bis 4
sowie die Hg-Speziesanteile im Rohgas
sind zusammengefasst in Ta b e l l e 4 .
Die gewählten Dosierkonzentrationen sind
in Ta b e l l e 4 bereits enthalten. Die Dosiermenge
des Sollwertes von 0,7 g/l NETfloc
SMF-1 ergab sich anhand von Betriebserfahrungen
des Herstellers aus vergleichbaren
Anlagen in der Kalksteinwäsche
einer REA einer Müllverbrennung.
Da der Hersteller für Cleanfloc EPOmax P1
keine Angaben machen konnte, wurde
Hg-Konzentration
Konzentration der Additive
Cleanfloc
EPOmax P1
HOK ®
1 70 % Hg 2+ / 30 % Hg 0 0,07 g/l 0,11 g/l 0,05 g/l
2 70 % Hg 2+ / 30 % Hg 0 0,7 g/l 1,1 g/l 0,5 g/l
3 70 % Hg 2+ / 30 % Hg 0
(Flugkoks in Suspension)
0,7 g/l 1,1 g/l 0,5 g/l
4 80 % Hg 0 / 20 % Hg 2+ 0,7 g/l 1,1 g/l 0,5 g/l
20
16
12
8
4
0
30 %
70 %
Eintritt
76 %
Hg-Reingas ohne Additiv
Hg-Reingas mit Additiv
Feststoff
Eintritt
Hg-Reingas ohne Additiv
Hg-Reingas mit Additiv
zum direkten Vergleich die gleiche Dosiermenge
in ml/l wie bei NETfloc SMF-1 festgelegt.
Zur Vergleichbarkeit mit der Additivdosierung
von HOK ® wurden die Additivkonzentrationen
von Cleanfloc EPOmax
P1 und NETfloc SMF-1 mit der jeweiligen
Additivdichte auf die Einheit g/l umgerechnet,
siehe Ta b e l l e 4 .
Gemäß Riethmann sind Konzentrationen
von 100 bis zu 500 mg/l bei der Dosierung
von Aktivkohle in die REA üblich. Aufgrund
der geringeren BET-Oberfläche von
HOK im Vergleich zu Aktivkohle war eine
Konzentration von 500 mg/l für HOK ® in
den Versuchen 2, 3 und 4 festgelegt worden.
Analog zu den anderen Additiven war
in Versuch 1 die Konzentration auf ein
Zehntel reduziert worden (50 mg/l) [23].
Als höchster Sollwert der Dosiermenge
wurde in dieser Arbeit eine Dosierung von
HOK ® mit 500 mg/l aufgrund seiner geringeren
spezifischen Oberfläche festgelegt.
Ergebnisse
Bild 2, Bild 3 und Bild 4 stellen die
einzelnen Versuchsergebnisse dar. Auf der
Ordinate werden die Hg-Konzentration der
Gasmessung sowie des Feststoffes dargestellt.
Die Legende gibt weitere Auskunft
Feststoff
Versuch 1 Versuch 2 Versuch 3 Versuch 4
Hg-Konzentration Feststoff in mg/kg
HG II in µg/m 3 i.N. tr. korr.
29 %
71 %
61 %
41 %
Eintritt
Hg-Reingas ohne Additiv
Hg-Reingas mit Additiv
Feststoff
Hg 0 in µg/m 3 i.N. tr. korr.
83 %
Eintritt
76 %
59 %
100 %
39 % 91 %
82 % 96 %
24 %
24 %
17 %
0 % 2,5 9 % 2,8 18 % 3,7
4 %
Bild 2. Ergebnisse mit Cleanfloc EPOmax P1.
Hg-Reingas ohne Additiv
99 %
1 %
Hg-Reingas mit Additiv
2,5
Feststoff
53