Rauchgasreinigung - Axpo-Holz

Trockensorptionsverfahren
6.1 Verfahren mit Kalkhydrat
Zur Neutralisation der säurebildenden Schadstoffe werden in der Regel Kalkhydrate
(Ca(OH)2) eingesetzt. An den Oberflächen der Kalkhydratpartikeln reagieren die gasförmigen
Schadstoffe gemäss den folgenden Reaktionsgleichungen:
Die Reaktivität der betreffenden Schadgaskomponenten gegenüber Kalkhydrat lässt sich wie
folgt einteilen:
SO3 > HF >> HCl >> SO2 > CO2
SO3 und HF haben eine so hohe Affinität zu Ca(OH)2, dass eine nahezu augenblickliche
Abscheidung zu den entsprechenden Reaktionsprodukten abläuft. Etwas schwächer ist die
Reaktivität von HCl. Die Reaktion des SO2 mit Kalkhydrat verläuft am langsamsten. Am Ende
der Selektivitätsreihe steht die Absorption von CO2, die zur Bildung von Calciumcarbonat
führt. Diese Reaktion ist unerwünscht, da das gebildete CaCO3 nur im geringen Umfang mit
den sauren Schadgasen reagieren kann und im trockenen Zustand relativ inert ist.
Für die Gas-Feststoffreaktion muss eine grosse Oberfläche zur Verfügung stehen, damit
eine hohe Beladung der Partikeloberfläche mit Schadstoffen erzielt werden kann. Während
herkömmliches Weisskalkhydrat üblicherweise eine spezifische Oberfläche zwischen 18 und
23 m 2 /g besitzt, weisen hochreaktive Kalkhydrate eine spezifische BET-Oberfläche von mehr
als 40 m 2 /g auf. Bei geringen HCl-Konzentrationen insbesondere in den Rauchgasen der
Holzverbrennung lassen sich günstige Stöchiometrien auch durch die Verwendung
oberflächenreicher Kalkhydrate erreichen.
Neben der spezifischen Oberfläche der Kalkhydratpartikeln wird die Abscheideleistung des
Trockensorptionsverfahrens auch stark von der relativen Rauchgasfeuchte beeinflusst. Die
gasförmigen Schadstoffe sind alle mehr oder weniger in Wasser löslich und damit
absorbierbar. Der stets vorhandene Wasserdampf im Rauchgas bildet eine Hydrathülle um
die Kalkhydratpartikeln, welche den Stoffübergang von der Gasphase zur Partikeloberfläche
begünstigt. Die Absorption der Gase HCl, HF und SO2 verläuft dadurch sehr viel schneller
als der Vorgang der Adsorption auf der Oberfläche von Trockenkristalliten. Durch eine
Erhöhung der relativen Rauchgasfeuchte kann die Reaktionskinetik ausserordentlich
gesteigert werden. Das Kalkhydrat sollte daher in einen Bereich des Rauchgasweges
eingeblasen werden, wo die Rauchgasfeuchte hoch ist. Durch eine geeignete
Prozessführung kann der Rauchgasstrom auch abgekühlt werden, so dass der Taupunkt
Dr.-Ing. Markus Franz | Rauchgasreinigung 29