Je nach Schadstoffprofil kommen unterschiedliche Verfahren oder Verfahrenskombinationen zum Einsatz.
Aufbau und Prozessschritte der Rauchgasreinigung
Industrielle Rauchgasreinigungsanlagen bestehen häufig aus mehreren Stufen:
- Vorabscheidung von Grobstaub oder Asche
- Staubabscheidung
- Entfernung saurer Schadgase
- Reduktion von Stickstoffoxiden
- Adsorptive Entfernung von Schwermetallen oder organischen Schadstoffen
- Behandlung von Reststoffen und Abwasserströmen
- Ableitung des gereinigten Rauchgases
Welche Prozesskette erforderlich ist, hängt von den Emissionszielen und der Art des Rauchgases ab.
Wichtige Verfahren der Rauchgasreinigung
Entstaubung
Die Entstaubung ist häufig die erste Reinigungsstufe.
Typische Verfahren sind:
- Gewebefilter (Schlauchfilter)
- Elektrofilter
- Zyklonabscheider
Ziel ist die Entfernung fester Partikel, die nachfolgende Aggregate belasten oder Emissionen verursachen könnten.
Rauchgaswäsche
Die Rauchgaswäsche gehört zu den wichtigsten Nassverfahren der Rauchgasreinigung.
Das Rauchgas wird mit einer Waschflüssigkeit in Kontakt gebracht. Dabei gehen wasserlösliche Schadstoffe teilweise oder vollständig in die Flüssigkeit über.
Entfernt werden beispielsweise:
- HCl
- HF
- Ammoniak
- wasserlösliche Schwermetallverbindungen
- bestimmte Schwefelverbindungen
Je nach Aufgabenstellung kommen saure, alkalische oder mehrstufige Waschsysteme zum Einsatz.
Ein wesentlicher Vorteil ist die hohe Abscheidung wasserlöslicher Schadstoffe. Gleichzeitig entstehen jedoch belastete Waschwässer, die behandelt werden müssen.
Entschwefelung
Zur Entfernung von Schwefeldioxid werden trockene, halbtrockene oder nasse Verfahren eingesetzt.
Typische Reaktionspartner sind:
- Kalkstein
- Kalkhydrat
- Natronlauge
Die Reaktionsprodukte fallen als Feststoffe oder als Bestandteile von Waschwässern an.
Stickoxidminderung
Für die Reduzierung von Stickstoffoxiden werden überwiegend eingesetzt:
- SCR-Verfahren (selektive katalytische Reduktion)
- SNCR-Verfahren (selektive nichtkatalytische Reduktion)
Hierbei reagieren Stickstoffoxide mit Ammoniak oder Harnstoff zu Stickstoff und Wasser.
Adsorptive Verfahren
Aktivkohle oder ähnliche Sorbentien werden eingesetzt, um schwer abscheidbare Schadstoffe zurückzuhalten.
Dazu gehören unter anderem:
- Quecksilberverbindungen
- organische Spurenstoffe
- Dioxine
- Furane
Rauchgaswaschwasser und Abwasserbehandlung
Die Schnittstelle zwischen Rauchgasreinigung und industrieller Abwasserbehandlung ist besonders bei Nasswäschern relevant.
Entstehung von Rauchgaswaschwasser
Während der Rauchgaswäsche werden Schadstoffe aus der Gasphase in die Waschflüssigkeit überführt.
Dadurch können im Waschwasser unter anderem enthalten sein:
- Chloride
- Sulfate
- Fluoride
- Schwermetalle
- Schwebstoffe
- gelöste Salze
Die genaue Zusammensetzung ist stark anlagenspezifisch.
Behandlungskonzepte
Je nach Belastung kommen verschiedene Verfahren zum Einsatz:
Chemisch-physikalische Verfahren
Typische Verfahrensschritte:
Insbesondere Schwermetalle werden häufig durch Fällungs- und Flockungsprozesse entfernt.
Membranverfahren
Bei hohen Salzfrachten oder Recyclinganforderungen können eingesetzt werden:
- Ultrafiltration
- Nanofiltration
- Umkehrosmose
Dabei entstehen Permeat- und Konzentratströme. Das Konzentratmanagement ist wesentlicher Bestandteil des Gesamtkonzepts. Dies entspricht den allgemeinen Eigenschaften industrieller Membranverfahren.
Verdampfung und ZLD-Konzepte
Wenn Einleitungsmöglichkeiten begrenzt sind oder eine weitgehende Wasserkreislaufführung angestrebt wird, können Verdampfungssysteme oder Zero-Liquid-Discharge-Konzepte (ZLD) eingesetzt werden.
Bedeutung für Wasserrecycling
Abhängig von den Qualitätsanforderungen kann behandeltes Rauchgaswaschwasser teilweise in technische Kreisläufe zurückgeführt werden.
Mögliche Anwendungen umfassen:
- Waschflüssigkeitskreisläufe
- Kühlwasseranwendungen
- interne Betriebswasserströme
Die Eignung hängt von Salzgehalt, Korrosionspotenzial und verbleibenden Schadstoffkonzentrationen ab.
Industrielle Herausforderungen
Hohe Salzfrachten
Problem: Bei der Absorption saurer Gase reichern sich Salze im Waschwasser an.
Ursache: Überführung der Schadstoffe aus dem Rauchgas in die Waschlösung.
Auswirkung: Leitfähigkeit und Salzgehalt steigen kontinuierlich an.
Technische Konsequenz: Einschränkungen für Wasserrecycling und biologische Behandlung.
Lösungsansatz: Teilstromentsalzung, Membranverfahren oder Verdampfung.
Schwermetalle im Waschwasser
Problem: Bestimmte Rauchgase enthalten Schwermetallverbindungen.
Auswirkung: Belastung von Waschwässern und Reststoffen.
Technische Konsequenz: Zusätzliche chemisch-physikalische Behandlungsstufen erforderlich.
Lösungsansatz: Fällung, Flockung und kontrollierte Schlammbehandlung.
Reststoffmanagement
Problem: Die Rauchgasreinigung entfernt Schadstoffe nicht vollständig aus dem System, sondern überführt sie häufig in Schlämme, Filterstäube oder Konzentrate.
Auswirkung: Entsorgungs- oder Verwertungskonzepte werden erforderlich.
Technische Konsequenz: Behandlung von Schlämmen, Konzentraten und Filterrückständen muss frühzeitig in die Anlagenplanung integriert werden.
Korrosion und Werkstoffbeständigkeit
Problem: Saure Kondensate und chloridhaltige Medien greifen Anlagenteile an.
Auswirkung: Verkürzte Lebensdauer von Komponenten.
Lösungsansatz: Auswahl geeigneter Werkstoffe, Beschichtungen und kontrollierte Betriebsführung.
Gesetzliche und technische Anforderungen
Die Anforderungen an Rauchgasreinigungsanlagen hängen von:
- Branche,
- Anlagentyp,
- Brennstoff,
- Emissionsgenehmigung,
- Standort
ab.
Relevant sein können nationale Emissionsanforderungen, Vorgaben zur Luftreinhaltung, wasserrechtliche Anforderungen für Abwasserströme sowie kommunale oder standortspezifische Einleitbedingungen.
Konkrete Grenzwerte und Überwachungspflichten sind stets genehmigungs- und anlagenspezifisch zu prüfen. Dieser Beitrag stellt keine Rechtsberatung dar.
Fazit
Die Rauchgasreinigung ist ein mehrstufiges Umwelttechnikverfahren zur Entfernung von Staub, sauren Gasen, Stickstoffoxiden, Schwermetallen und weiteren Schadstoffen aus industriellen Abgasen. Besonders Nasswäscher schaffen eine direkte Verbindung zwischen Luftreinhaltung und industrieller Abwasserbehandlung, da Schadstoffe in Rauchgaswaschwässer überführt werden. Die Auswahl geeigneter Reinigungs- und Abwasserbehandlungsverfahren hängt von der Schadstoffzusammensetzung, den Emissionsanforderungen, den Wasserströmen und dem Umgang mit entstehenden Reststoffen ab. Wasserrecycling, Salzmanagement und Reststoffbehandlung sind dabei häufig zentrale technische Aufgaben.
