Grundlagenforschung zur Verwendung von geschmolzenen Salzen in der Luftreinhaltungstechnik

In der BRD ist aufgrund von besonders in letzter Zeit erheb lich verscharften gesetzlichen Vorschriften die Abgasent schwefelung bei neu gebauten groBindustriellen Anlagen zwin gend vorgeschrieben. Da bisher hauptsachlich die in den USA und Japan bereits entwickelten "Nassen Verfahren" dem Stand der Technik entsprechen, wurden diese zunachst libernommen und ihre Anwendung befindet sich in der Anlaufphase. Hierbei wurden bisher die trockenen und ahnliche Verfahren vernach lassigt, obwohl deren Anwendung moglicherweise den speziellen Bedlirfnissen in der BRD besser gerecht werden kann. In dieser Arbeit wird die Anwendung von geschmolzenen Karbo naten zur Abgasentschwefelung als eine den trockenen Verfah ren ahnliche und bisher kaum beach tete Verfahrensmoglichkeit untersucht. Bei einer relativ hohen Reaktionstemperatur bie ten geschmolzene Karbonate den Vorzug einer auBerordentlich groBen Reaktivitat und damit die Moglichkeit flir besondere verfahrenstechnische Anwendungsweisen. In der Arbeit wird zunachst anhand von Literaturauswertungen (Kap. 2. -5. lliber s02-Emissionen und chemisch-technische Mog lichkeiten der Sorption von S02 die Problematik der Abgasent schwefelung im allgemeinen dargestellt. Es folgt eine Betrach tung und Diskusssion der herkommlichen Verfahren der Abgas entschwefelung unter besonderer Bewertung des derzeitigen Standes der Technik und Berlicksichtigung der zuklinftigen An forderungen, die in der BRD zu erwarten sind. Hierbei wird deutlich, daB in der BRD bisher nur das adsorptive Bergbau Forschungs-Verfahren diesen Anforderungen in groBerem MaBe ge nligt, wahrend die Bewahrung eines wasserfreien Absorptionsver fahrens noch aussteht.

Klappentext

In der BRD ist aufgrund von besonders in letzter Zeit erheb­ lich verscharften gesetzlichen Vorschriften die Abgasent­ schwefelung bei neu gebauten groBindustriellen Anlagen zwin­ gend vorgeschrieben. Da bisher hauptsachlich die in den USA und Japan bereits entwickelten "Nassen Verfahren" dem Stand der Technik entsprechen, wurden diese zunachst libernommen und ihre Anwendung befindet sich in der Anlaufphase. Hierbei wurden bisher die trockenen und ahnliche Verfahren vernach­ lassigt, obwohl deren Anwendung moglicherweise den speziellen Bedlirfnissen in der BRD besser gerecht werden kann. In dieser Arbeit wird die Anwendung von geschmolzenen Karbo­ naten zur Abgasentschwefelung als eine den trockenen Verfah­ ren ahnliche und bisher kaum beach tete Verfahrensmoglichkeit untersucht. Bei einer relativ hohen Reaktionstemperatur bie­ ten geschmolzene Karbonate den Vorzug einer auBerordentlich groBen Reaktivitat und damit die Moglichkeit flir besondere verfahrenstechnische Anwendungsweisen. In der Arbeit wird zunachst anhand von Literaturauswertungen (Kap. 2. -5. lliber s02-Emissionen und chemisch-technische Mog­ lichkeiten der Sorption von S02 die Problematik der Abgasent­ schwefelung im allgemeinen dargestellt. Es folgt eine Betrach­ tung und Diskusssion der herkommlichen Verfahren der Abgas­ entschwefelung unter besonderer Bewertung des derzeitigen Standes der Technik und Berlicksichtigung der zuklinftigen An­ forderungen, die in der BRD zu erwarten sind. Hierbei wird deutlich, daB in der BRD bisher nur das adsorptive Bergbau­ Forschungs-Verfahren diesen Anforderungen in groBerem MaBe ge­ nligt, wahrend die Bewahrung eines wasserfreien Absorptionsver­ fahrens noch aussteht.

Inhalt

1. Einleitung und Zielsetzung.- 2. Emissionen von Schwefelverbindungen.- 2.1. Ursachen und Herkunft.- 2.2. SO2-Emissionsmengen und -begrenzungen in der BRD.- 2.3. Auswirkungen von SO2-Emissionen.- 3. Theoretische Grundlagen und technische Chemie der Sorption von Gasen.- 3.1. Absorption.- 3.2. Adsorption.- 4. Verfahren der Abgasentschwefelung.- 4.1. Einteilungsmöglichkeiten der Verfahren.- 4.2. Abgas- im Vergleich zur Brennstoffentschwefelung.- 4.3. Trockene, im Vergleich zu nassen Verfahren.- 4.4. Stand der Technik in der BRD.- 4.5. Künftige Anforderungen in der BRD.- 5. Abgasentschwefelung durch geschmolzene Karbonate.- 5.1. Mögliche Komponenten und Schmelztemperaturen.- 5.2. Reaktionsmechanismus.- 5.3. Bisher vorhandene Verfahrensvorschläge.- 6. Grundlagenuntersuchungen zum Entschwefelungsvermögen von. Metallkarbonaten.- 6.1. Schmelzverhalten verschiedener Karbonatmischungen.- 6.2. Versuchsapparatur.- 6.3. Gasanalyse und Meßtechnik.- 6.4. Versuchsdurchführung.- 6.5. Vorversuche.- 6.6. Versuchsergebnisse und deren Diskussion.- 7. Betrachtungen zum verfahrenstechnischen Einsatz von Metallkarbonaten.- 8. Entwicklung von zwei Apparaturen im Kleinversuchsmaßstab zur Untersuchung des verfahrenstechnischen Einsatzes von Metallkarbonaten.- 8.1. Versuchsapparatur für ein Sprühverfahren.- 8.2. Versuchsapparatur für ein Drehrohrofenverfahren.- 9. Abgasentschwefelungsversuche am Drehrohrofen.- 9.1. Versuchsergebnisse und Diskussion der verschiedenen Abhängigkeiten des Entschwefelungsgrades.- 10. Zusammenfassung.- 11. Literaturverzeichnis.- 12. Bilder und Tabellen.