Untersuchungen zur Sorption von Quecksilber aus Verbrennungsabgasen und Nebenprodukten in Entschwefelungsanlagen

Abgase aus der Steinkohleverbrennung enthalten Quecksilber, welches in nassen Entschwefelungsanlagen nach dem Stand der Technik teilweise abgeschieden wird. Voraussetzung dafür ist die Oxidation des edlen Schwermetalls, welche vorwiegend durch Halogene in den vorgeschalteten Anlagenteilen erfolgt. Der bei einer nassen Entschwefelung erzeugte Gips wird industriell weiterverwendet, weshalb darin möglichst kein Quecksilber oder Kohlenstoff eingebunden werden soll. Kohlenstoffreste aus der Steinkohlefeuerung sowie kohlenstoffbasierte Aktivkohlen weisen bezüglich Quecksilber sehr effektive Adsorptionseigenschaften auf. Ein darauf basierendes Verfahren zur Quecksilberabscheidung, die Zugabe von Aktivkohle zur Entschwefelungsanlage, steht hier im Fokus. Da Quecksilber ein in den meisten seiner Verbindungen toxisches Element ist, muss es im weiteren Prozess gebunden und in eine geeignete Senke geführt werden. Aus wirtschaftlichen Gründen ist dazu eine Zweistufigkeit der Abwasserreinigung vorteilhaft, welche die Kenntnis über eine gezielte Ad- und Desorption von Quecksilber erfordert.

Im Rahmen dieser Arbeit durchgeführte, großtechnische Untersuchungen an drei unterschiedlichen Kraftwerksblöcken in Deutschland und den USA dienen zur Erforschung von drei kombinierten Verfahrensschritten. Diese Schritte sind die Quecksilberoxidation durch Zugabe von Bromidsalzlösungen zur Feuerung, die Sorption von Quecksilber in der Entschwefelungsanlage sowie die Desorption von Quecksilber in Suspensionen. Die Wechselwirkungen zwischen den vorhandenen sowie den hier erprobten neuen Prozessen wird erstmals experimentell im Labor, Technikum sowie in drei Großanlagen untersucht. Eine Abhandlung der zahlreichen hier simultan relevanten chemischen und physikalischen Mechanismen bietet die Basis der Arbeit.

Die Versuchsergebnisse werden im Zusammenhang mit einigen weiteren, während der Versuche als hochgradig relevant erachteten und zum Teil erstmals getätigten Beobachtungen analysiert und schließlich im Zusammenhang mit den erprobten Verfahren diskutiert.