Abscheidung Gasförmiger Stoffe

1. Stickstoff: 78,08%

2. Sauerstoff: 20,95%

3. Edelgase: 0,93%

4. Kohlendioxid: 0,04%

1. Chemische Industrie

2. Metallindustrie

3. Papier- und Holzindustrie

4. Lebensmittelindustrie

1. Anorganische Luftschadstoffe

2. Siliziumorganische Luftschadstoffe

3. VOC (Volatile Organic Compounds)

4. Säuren und Säureanhydride / Basen (z.B. HCl, HF, SO2, SO3)

5. Sonstige (z.B. NOx, Hg, O3, F2, Cl2, Br2, CO)

1. Problem: Bildung von Dioxinen (300 - 600 °C)

2. Gegenmaßnahmen:

   • Optimale Verbrennungsverhältnisse

   • Quenchen (Rauchgase schockartig auf unter 300 °C abkühlen)

   • Hochtemperaturentstaubung

1. Volumenstrom, Temperatur, Druck

2. Farbe, Geruch, Inhaltsstoffe, Konzentrationen

3. Dampfdruck, Wasserlöslichkeit, chemische Eigenschaften

4. Biologische Abbaubarkeit, Brennbarkeit, Adsorbierbarkeit, Preis (Rückgewinnung)

1. Physische Abscheidung (Absorption, Adsorption, Membranverfahren)

2. Chemische Abscheidung (katalytisch und nicht katalytisch)

1. Übergang des Schadstoffs aus dem Gas in das Absorptionsmittel

2. Phasenwechsel des Schadstoffs (gasförmig zu flüssig)

3. Trennung von gereinigtem Gas und beladener Flüssigkeit

1. Henry-Gesetz: pA=HA⋅cAp_A = H_A \cdot c_ApA​=HA​⋅cA​

2. Diffusion und Konvektion zur Beschleunigung des Stoffaustauschs

3. Konzentrationsprofile im Zweischichtenmodell

1. Oberflächenabsorber

2. Blasensäule

3. Fallfilmabsorber

4. Füllkörperkolonne

5. Sprühwäscher

6. Venturiwäscher

1. Hohe Löslichkeit für Schadgas

2. Hohe Selektivität

3. Einfache Regenerierbarkeit

4. Hohe Verfügbarkeit und niedriger Preis

5. Ungefährlichkeit (nicht brennbar, nicht toxisch)

6. Niedrige Viskosität und Dampfdruck

7. Nicht korrosiv

1. Reduktive Entstickung von NO/NO2 zu N2

2. Einsatz von Ammoniak (NH3) oder Harnstofflösung ((NH4)2CO3)

3. Unerwünschte Nebenreaktionen:

   • Harnstoff spaltet sich in NH3 und Cyansäure (HNCO)

   • Cyansäure reagiert zu N2O (Lachgas)

1. Gute Durchmischung der Rauchgase mit NH3

2. Eindüsung von NH3 bei optimaler Temperatur

3. Einhaltung einer Mindestverweilzeit

1. Zudosierung von Reagenzien zur Reaktion mit Schadgasen

2. Beispiel: Reaktion von Kalk mit SO2 zur Bildung von CaSO3

1. Thermisches NOx: Radikal-basierte, temperaturabhängige Reaktion

2. Promptes NOx: Bildung nahe der Flamme mit Kohlenwasserstoff-Radikalen

3. Brennstoff NOx: Reaktion von Stickstoff aus Brennstoff mit Sauerstoff

1. Primärmaßnahmen: Luftstufung, Brennstoffstufung, Abgasrückführung, Quenchen

2. Sekundärmaßnahmen: Rauchgasreinigung (SCR, SNCR)

1. Reduktive Entstickung mit Katalysatoren bei 300-400°C

2. Bruttoreaktionen: 4 NO + 4 NH3 + O2 → 4 N2 + 6 H2O

Reduktion von Ammoniak: 4 NH3 + 3 O2 → 2 N2 + 6 H2O

1. Erhöhung der Ammoniak-Zugabemenge → Reduktion von NOx

2. Zu viel Ammoniak → Erhöhung des Ammoniakgehalts im Reingas (Ammoniakschlupf)

1. Wabenförmiger Vollkatalysator aus Keramik

2. Spezifische Oberfläche: 450 bis 800 m²/m²

3. „High-Dust“ und „Low-Dust“ Ausführungen

1. Umsetzung organischer Schadstoffe in CO2 und H2O

2. Schadstoffreduktion um mehr als 99,5%

1. Gaspermeation: Hydrophobe Membranen zur Trennung von Lösungsmitteln aus Abluft

2. Permeat wird durch Vakuumpumpe abgesaugt und kondensiert

1. Knudsen-Diffusion: Transport basiert auf Gas/Wand-Stößen

2. Molsiebtrennung: Transport basiert auf der Diffusion unterschiedlich großer Moleküle

3. Lösungs-Diffusions-Mechanismus: Transport basiert auf unterschiedlichen Lösungs- und Diffusionspotentialen