AiF-FV-Nummer 18661 N

Entwicklung eines kompakten Adsorbers mit integrierter Durchbruchswarnung zur Abscheidung von Quecksilber aus kleinen diskontinuierlich anfallenden Abluftströmen

Status & Laufzeit

Abgeschlossen: 01.08.2016 bis 31.12.2019

Forschungsstellen

  • Institut für Umwelt & Energie, Technik & Analytik e. V.
    Bliersheimer Str. 58 - 60, 47229 Duisburg
    http://www.iuta.de

  • Universität Duisburg-Essen Fakultät Ingenieurwissenschaften Institut für Energie- und Umweltverfahrenstechnik Thermische Verfahrenstechnik
    Lotharstr. 1, 47057 Duisburg
    http://www.uni-due.de/verfahrenstechnik

Zusammenfassung

Die Quecksilber-Emissionen aus kleinen diskontinuierlich betriebenen Anlagen (z.B. Krematorien, Recyclingbetriebe, kleine Verbrennungsanlagen) haben einen erheblichen Umfang, so dass aus Sicht des Umweltschutzes Minderungsmaßnahmen notwendig sind und von Genehmigungsbehörden zunehmend gefordert werden. Im Gegensatz zu kontinuierlich betriebenen Anlagen, bei denen funktionierende Technologien verfügbar sind, fehlen in diesem Bereich wirtschaftlich vertretbare Lösungen. Ziel des Vorhabens ist daher die Entwicklung eines kompakten mehrschichtig aufgebauten Festbettadsorbers mit integrierter Durchbruchswarnung zur Abscheidung von Quecksilber aus kleinen diskontinuierlich anfallenden Abluftströmen. Die Dimensionierung der Adsorber für den jeweiligen Anwendungsfall basiert auf umfangreichen Adsorptionsmessungen und computergestützten Simulationen, die auf einer örtlich und zeitlich diskretisierten Lösung der Energie- und Massenbilanzen in den Adsorbern beruhen. Die Herausforderung besteht u.a. darin, dass die diskontinuierliche Beaufschlagung zu einer komplexen Abfolge von Adsorptions-Desorptions-Readsorptions-Prozessen im Adsorber führt. Die integrierte Durchbruchswarnung basiert auf der chemischen Reaktion einer Indikator-Substanz mit Quecksilber, bevorzugt als optischer Nachweis auf Basis eines Farbumschlags. Ziel ist es, ein Signal auszulösen, sobald das Adsorbens nahezu erschöpft und ein Austausch des Bettes erforderlich ist. Zur Vermeidung des Durchbruchs kurzzeitiger Hg-Spitzen soll der Reaktor vor dem Indikator mit einer Sperrschicht aus hochreaktivem Material ausgerüstet werden. Als potenzielle Kunden kommen Betreiber von Anlagen in Betracht, die noch nicht der gesetzlichen Verpflichtung unterliegen, die Quecksilberemission kontinuierlich zu überwachen, die jedoch eine nicht zu vernachlässigende Emission an Quecksilber aus ihren Anlagensystemen haben. Erste Abschätzungen gehen hier von mehreren hundert Anlagen in Europa aus.

Förderhinweis

Das Forschungsvorhaben der Forschungsvereinigung Umwelttechnik wird / wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Dokumente