Vorbedingungen: Zur Entsorgung von Rückständen aus verschiedenen chemischen Produktionsbetrieben wird eine Verbrennungsanlage mit nachgeschalteter Rauchgasreinigung eingesetzt. Durch die verschiedenartigen Einsatzstoffe für die Verbrennung entstehen im Rauchgas unter­schiedliche Schadstoffe, die in teilweise sehr hohen Konzentrationen auftreten. Insbeson­dere ist mit der Emission von Halogenen und deren Verbindungen sowie von Staub und feinsten Aerosolpartikeln zu rechnen. Die zu erzielenden Reingaswerte müssen den Anforderungen nach 17. BImSchV genügen. Die Anlage soll eine hohe Verfügbarkeit von mehr als 99 % aufweisen.

Konzept:  

Das Rauchgas verlässt die Brennkammer mit einer Temperatur von 1000-1100 °C und wird in dem an der Brennkammer direkt angeflanschten Quench gekühlt. Das nahezu auf Sätti­gungstemperatur gekühlte Rauchgas tritt dann von unten in eine zweistufige Füllkörper­kolonne ein, in der es im Gegenstrom zur Waschflüssigkeit vor allem von den gasförmigen Schadstoffen gereinigt wird. Quench und die erste Stufe der Füllkörperschüttung haben einen gemeinsamen Waschkreislauf, der aus dem Sumpf der Füllkörperkolonne gespeist  und bei einem pH-Wert von etwa 0 betrieben wird. Die zweite Füllkörperstufe wird durch Zugabe von Natronlauge mit einer Waschflüssigkeit im leicht alkalischen pH-Wert-Bereich betrieben. Am Kopf der Füllkörperkolonne verhindert ein Tropfenabscheider den Austrag von Flüssigkeit.  

Zur Abscheidung des Reststaubes und der feinen Aerosolpartikel wird ein zweistufiges Kondensations-Agglomerations-Verfahren verwendet. Dabei wird im Gleichstrom durch Zweistoffdüsen das Gas lokal übersättigt. Die Übersättigung wird durch heterogene Kondensation an den Staub- und Aerosolpartikeln abgebaut, die dadurch anwachsen. In einer Gegenstromagglomerationsstrecke werden die so vergrößerten Partikel in einer Art Tropfenabscheider separiert. Ein Saugzug fördert das gereinigte Rauchgas zum Kamin.

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Technik: Die Prozess- und Anlagentechnik zeichnet sich durch folgende Punkte aus:

• Der Heißgasquench wird aus Graphit gefertigt und hat in der Übergangszone "heiß/kalt" ein Schutzhemd aus einem hochlegierten Stahl. Die Flüssigkeitszugabe erfolgt mehrstufig über Düsen, die sowohl einen Schutzfilm an der Apparatewand als auch ein feines Sprühbild in der Apparatemitte bilden. Dadurch wird das Gas schlagartig auf nahezu Sättigungs­temperatur gekühlt, der Apparat gegen Korrosionsangriff geschützt und die Bildung von Heißgassträhnen vermieden.

• Die Füllkörperkolonne ist mit modernen Hochleistungsfüll­körpern bestückt, die extrem verschmutzungsunanfällig sind, einen sehr geringen Druck­verlust aufweisen und trotzdem eine hohe Trennleistung besitzen.

• Durch Regelung des pH-Wertes wird eine optimale Abscheidung bei minimalem Betriebsmittelverbrauch erreicht.

• Das beschriebene Kondensations-Agglomerations-Verfahren ist ein besonders druckverlustgünstiger Weg, auch feinste Aerosolpartikel effektiv abzuscheiden. Die Investitionskosten sind deutlich niedriger als für einen Nasselektro­Filter, der hier als Alternative in Frage käme.

• Das in der Kondensations-Agglomerations-Stufe anfallende Abwasser wird zum Quench geleitet und dort verdampft. Damit wird der Abwasseranfall in der Anlage optimiert.

Ergebnis: Das vorgestellte Anlagenkonzept ermöglicht für die beschriebene Rückstandsverbrennung den Grenzwert nach 17. BImSchV auch bei extrem schwankenden Eintrittsbedingungen der Schadstoffe sicher einzuhalten. Die Anlage baut sehr kompakt und weist aufgrund der Auswahl der Apparate ein vergleichsweise geringes Investitionsvolumen auf. Das Kondensations-Agglomerations-Verfahren ist aufgrund des niedrigen Betriebsdruckverlustes in den Unterhaltskosten sehr günstig. Durch redundante Ausführung der störanfälli­gen Komponenten kann eine sehr hohe Verfügbarkeit gewährleistet werden.