Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Geruchs- und Schadstoffemissionen stellen ein wesentliches Problem f\u00fcr viele Industriebetriebe dar. Zur Abluftreinigung werden heutzutage vielfach Adsorption und thermische Nachverbrennung (TNV) eingesetzt. Gerade die Adsorberanlagen sind bei stark beladenen Abluftstr\u00f6men unwirtschaftlich, die TNV f\u00fchrt durch zus\u00e4tzlichen Brennstoffeinsatz zu einer erh\u00f6hten, umweltbelastenden CO2- Emission. Durch die Anwendung einer Verfahrenskombination aus UV-induzierter Photooxidation und katalytischer Nassoxidation soll eine effiziente, wirtschaftliche und durch minimalen Reststoffanfall umweltvertr\u00e4gliche Abluft-reinigung erm\u00f6glicht werden.
\nZiel des Vorhabens ist der Bau einer Prototypanlage, welche unter Praxisbedingungen die Vorteile der Verfahrenskombination wie niedrige Betriebskosten, Vermeidung von CO2- Emissionen, Betriebsicherheit und -stabilit\u00e4t belegen soll.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIn einer ersten Versuchsphase werden Untersuchungen zur Funktionalit\u00e4t der Verfahrenskombination f\u00fcr die Abreinigung von typischen Luftschadstoffen, sowie die Abbauraten bei der UV-Behandlung und Nassoxidation ermittelt und analytisch \u00fcberwacht. Relevante verfahrenstechnische Auslegungsparameter sowie prozessspezifische Daten werden festgelegt und in einem Zwischenbericht einem Facharbeitskreis zur Diskussion und Bewertung vorgestellt.
\nAuf der Grundlage der erzielten Ergebnisse und nach Optimierung des Anlagendesigns hinsichtlich Werksoffen, Sicherheits- und Steuerungstechnik sowie Bedienerfreundlichkeit erfolgt der Bau einer Prototypanlage. Unter praxisnahen Bedingungen wird die Prototypanlage intensiv betrieben und analytisch \u00fcberwacht. Die Versuche werden m\u00f6glichst bei betroffenen Betrieben durchgef\u00fchrt. Anlagedokumentation und einem Kosten-Nutzen-Vergleich anhand der gewonnen Daten sollen die Vorteile des Verfahrens gegen\u00fcber dem Stand der Technik hervorheben und das Projekt nach insgesamt 10 -11 Monaten abschlie\u00dfen.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Im Ergebnis der Vorversuche wurde eine Prototypanlage entwickelt und aufgebaut. Nach einem ersten Versuchsabschnitt wurde die Anlage den Erfordernissen noch besser angepasst und l\u00e4uft erfolgreich, stabil und wirtschaftlich bei der Sanierung eines Grundwasserschadens mit LHKW-Kontamination. Die Strippluft der Grundwasserreinigung wird nicht mehr mit einer katalytischen Oxidation bei hoher Temperatur, sondern mit der entwickelten Verfahrenskombination behandelt. Das Verfahren kann durch folgende Vorteile charakterisiert werden:
\n\u00b7\tDer gesamte Prozess l\u00e4uft bei etwa der Temperatur des Grundwassers ab
\n\u00b7\tDie Strippluft wird im Kreislauf gef\u00fchrt
\n\u00b7\tMit einer zweistufigen Strippung wird die geforderte Reinheit des Wassers erreicht
\n\u00b7\tDie katalytische Oxidation wird ohne Wasserkreislauf betrieben
\n\u00b7\tDie beim oxidativen Abbau der LHKW entstehenden Salzs\u00e4ured\u00e4mpfe kondensieren zusammen mit Wasserdampf an den Katalysatorteilchen. Im unteren Teil des Beh\u00e4lters mit der Katalysatorsch\u00fcttung sammelt sich konzentrierte Salzs\u00e4ure, die in geeignete Beh\u00e4ltnisse abgelassen und entsorgt wird
\n\u00b7\tBei der niedrigen Temperatur in der Anlage lassen sich leicht geeignete Werkstoffe einsetzen und Korrosion vermeiden.
\nDer erreichte Dauerbetrieb mit der Prototypanlage hat n\u00fctzliche Erkenntnisse zum Langzeitverhalten der Komponenten gebracht.
\nF\u00fcr die Versuche wurde ein UV-Reaktor in zylindrischer Bauweise mit zyklonf\u00f6rmigem Einlauf eingesetzt. Diese Verfahrensweise bietet sich durch zwei positive Effekte besonders an. Einerseits k\u00f6nnen im Luftstrom vorhandene Partikel abgeschieden werden, andererseits bietet die sich drehende Luftschicht eine g\u00fcnstige Bestrahlungsfl\u00e4che.
\nDie Abbauleistung der Oxidation wurde f\u00fcr die Summenparameter CKW und BTEX ermittelt.
\nBei den Versuchen mit dem Betrieb der katalytischen Oxidation als Gasw\u00e4scher und Nassoxidation in der ersten Versuchsphase lagen die erreichten Abbaugrade deutlich \u00fcber 90 % bis hin zu \u00fcber 99%. Dabei war die Konzentration der gebildeten Salzs\u00e4ure so hoch, dass im W\u00e4scher von Beginn an eine erhebliche pH-Verschiebung auftrat. Eine st\u00e4ndige Neutralisation war notwendig. Die Gesamtreinigungsleistung erwies sich als noch nicht ausreichend, um die Abluft in die Atmosph\u00e4re abzuleiten. Eine Endreinigungsstufe (Aktivkohlefilter) w\u00e4re erforderlich.
\nDanach wurde die Anlage auf die Kreislauff\u00fchrung des Strippgases umgestellt. Hierbei wurde die abgereinigte Abluft erneut zur Aufnahme von Schadstoffen in die zweite Strippkolonne geleitet und dabei gleichzeitig gewaschen. Nach der erneuten Beladung wurde die Prozessluft wieder in der kombinierten Abluftreinigungsanlage abgereinigt. Mit dieser Fahrweise wurden weniger gute Abbauraten erreicht, jedoch war die absolute Schadstoffeliminierung vollkommen ausreichend, um den Kreislaufprozess aufrecht zu erhalten. Die Reinigungsziele f\u00fcr das Grundwasser wurden erreicht. Der Reinigungsgrad des Wassers konnte durchgehend auf \u00fcber 99% gefahren werden.
\nBei den Versuchen wurden der Abbau von Vinylchlorid und cis-1,2-Dichlorethen und die Bildung von Nebenprodukten untersucht. Die Ursachen f\u00fcr die Bildung von Chloroform und 1,1-Dichlorethen konnten nicht abschlie\u00dfend gekl\u00e4rt werden. Im Reaktor stellt sich ein Gleichgewicht zwischen durch Bestrahlung, Kettenreaktion und Rekombination neu gebildeten Radikalen und den dazu geh\u00f6rigen Ausgangsstoffen bzw. Zwischenprodukten ein. Ziel des Verfahrens ist es, das Gleichgewicht m\u00f6glichst weit auf die Seite der gew\u00fcnschten Produkte, im vorliegenden Fall also zu Kohlendioxid, Wasser und HCl, zu verschieben. Weitere Versuche sind erforderlich.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
–\tDie Prototypanlage im Dauerbetrieb ist Referenz bei der Bewerbung um weitere Einsatzf\u00e4lle
\n–\tDas Verfahren wurde Beh\u00f6rden, Firmen und Institutionen vorgestellt<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
In der Kombination mit einer Anlage zur Grundwasserreinigung durch Strippung konnte mit einer Kreislauffahrweise der Strippluft durch die katalytische UV-Oxidation eine sehr wirtschaftlich und zuverl\u00e4ssig arbeitende Anlage entwickelt und erprobt werden. Bei schwer abtrennbaren chlorierten Kohlenwasserstoffen ist das Verfahren besonders effektiv einsetzbar.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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