Rauchgasreinigung - Axpo-Holz

Trockensorptionsverfahren
6.2 Verfahren mit Natriumhydrogencarbonat
Der Einsatz von Kalkhydrat setzt eine ausreichend hohe Rauchgasfeuchte voraus. Mit der
Verwendung von Natriumhydrogencarbonat (NaHCO3) als Sorptionsmittel lässt sich ein
Trockensorptionsverfahren realisieren, das von der Rauchgasfeuchte unabhängig ist. Denn
Natriumhydrogencarbonat zersetzt sich bei Temperaturen von mehr als 140°C zu
Natriumcarbonat (Na2CO3), Kohlendioxid (CO2) und Wasserdampf (H2O).
Die Reaktivität des Natriumhydrogencarbonats entsteht erst durch die Abspaltung von
Kohlendioxid und Wasser. Daher muss sichergestellt werden, dass die Zerfallsreaktion zum
Natriumcarbonat mit hohem Umsatz stattfindet. Das Gewebefilter wird daher üblicherweise
bei 180°C betrieben und die Dosierstelle wird mit ausreichendem Abstand davor angeordnet,
so dass die Verweilzeit im Rauchgasstrom mindestens 2 Sekunden beträgt. Die CO2- und
H2O-Moleküle hinterlassen Lücken bzw. Löcher im Natriumcarbonat, so dass hierdurch ein
Partikelkorn mit einer hohen spezifischen Oberfläche entsteht. Das frisch erzeugte
Natriumcarbonat ist deshalb reaktiver als das normale Kalkhydrat. Trotzdem wird für eine
effektive Schadgasabscheidung das körnige Natriumhydrogencarbonat vor der Dosierung in
Sichtermühlen fein aufgemahlen, um über eine grosse Oberfläche die Reaktivität
herbeizuführen.
Schwefeldioxid, Chlor- und Fluorwasserstoff reagieren mit Natriumcarbonat gemäss den
folgenden Reaktionsgleichungen zu Natriumsulfit, Natriumsulfat, Natriumchlorid und
Natriumfluorid. Bei der Reaktion von Natriumcarbonat mit SO2 entsteht etwa ein Drittel
Natriumsulfit und zwei Drittel Natriumsulfat.
Die Reaktivität der betreffenden Schadgaskomponenten gegenüber Natriumcarbonat lässt
sich wie folgt einteilen:
SO3 > HCl > SO2 >> HF > CO2
Aus den Reaktionsgleichungen ist ersichtlich, dass Natriumhydrogencarbonat im Gegensatz
zu Kalkhydrat nur mit einem Chloridion reagiert. Ebenso werden bei der Reaktion mit SO2
zwei Teile Natriumhydrogencarbonat benötigt aber nur ein Teil Kalkhydrat. Aus den
Stoffmengenbilanzen können die Massen berechnet werden. Dementsprechend beträgt der
Absorbensverbrauch zur Abscheidung von 1 kg Chlorid bei stöchiometrischer Umsetzung
nur 1.04 kg Calciumhydroxid, aber 2.37 kg Natriumhydrogencarbonat. Für die Reaktion mit 1
kg SO2 sind 1.16 kg Calciumhydroxid, aber 2.63 kg Natriumhydrogencarbonat erforderlich.
Dr.-Ing. Markus Franz | Rauchgasreinigung 32