Neuartige Lösung für die Aktivkohle-Dosierung

In den heißen Strom

08.12.2009 Bei der thermischen Verwertung von Reststoffen in Heizkraftwerken müssen die vorgeschriebenen Grenzwerte für Schwermetall-Emissionen zum Schutz der Umwelt unbedingt eingehalten werden. Dazu wird zur Abscheidung der Schwermetalle das Rauchgas mit Aktivkohle behandelt, die nach Bedarf genau dosiert werden muss. Dafür wurde eine neuartige Aktivkohle-Dosierstation entwickelt.

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Erhöhte Schadstoffkonzentrationen im Abgasstrom bei der Verbrennung von Hausmüll sind zwar seltener geworden, auszuschließen sind sie jedoch keineswegs. Treten Schadstoffspitzen bei der Verbrennung auf, ist es wichtig, schnell und gezielt zu reagieren. Über eine Messsonde im Rauchgasabzug wird der Schwermetallgehalt kontinuierlich gemessen, und sobald der Messwert sich dem oberen Grenzwert nähert, wird von der Prozessleittechnik automatisch oder manuell Absorptionsmittel eingedüst.

Hierbei hilft zum Beispiel eine Aktivkohle-Dosierung. Die Dosiereinrichtung sorgt dafür, dass vor dem vorhandenen Sprühtrockner eine variable Menge Aktivkohle als Additiv in den Rauchgaskanal eingeblasen wird. Dadurch entsteht eine homogene Flugstaubwolke mit an der Aktivkohle optimal absorbierten Schadstoffen (Quecksilber und andere Schwermetalle). Um die Schadstoffmengen nachhaltig zu reduzieren, wird zusätzlich eine weitere geringer dosierte Menge im Bereich zwischen Katalysator und Gewebefilter eingedüst. Die mit Schadstoffpartikeln beladene Aktivkohle wird im Gewebefilter abgeschieden.
Die von der IB Verfahrens- und Anlagentechnik entwickelte kompakte Aktivkohle-Dosierstation wird bereits erfolgreich in mehreren Müllverbrennungsanlagen eingesetzt. Der Vorlagebehälter der Dosierstation ist entsprechend der Anzahl der Verbrennungslinien mit Dosierschnecken ausgerüstet; jede dosiert kontinuierlich die gewünschte gleichmäßige Menge über eine drehzahlgeregelte Zellenradschleuse in eine Strahlpumpe. Die von einem Seitenkanalverdichter erzeugte Förderluft strömt mit einer hohen Geschwindigkeit durch die Strahlpumpe, nimmt dabei die dosierte Menge Aktivkohle auf und transportiert diese mit einer geringen Beladung zur Einblasstelle im Rauchgaskanal.

Kleincontainer werden staubdicht angeschlossen

Die Versorgung des Vorlagebehälters mit Aktivkohle geschieht über aufgesetzte Schüttgut-Kleincontainer, die durch einen Gabelstapler oder einen Elektrokettenzug aufgesetzt werden. Der Auslauf der Kleincontainer wird beim Aufsetzen auf die Station automatisch staubdicht angeschlossen. Nach dem Öffnen der Auslaufarmatur am Schüttgut-Kleincontainer strömt die sehr gut fließende Aktivkohle in den Vorlagebehälter. Um Brückenbildung zu vermeiden und eine gleichmäßige Befüllung der Dosierschnecken sicherzustellen, ist der Vorlagebehälter mit einem Auflockerungsrührwerk sowie einem mobilen pneumatisch angetriebenen Saugfußklopfer ausgestattet. Das Rührwerk arbeitet bei Dosierbetrieb intermittierend. Für die Restentleerung wird der Saugfußklopfer sowohl am Container als auch am Vorlagebehälter angesetzt.

Wenn aufgrund einer veränderten Zusammensetzung des Heizmaterials eine für die Schadstoffabscheidung besser angepasste Aktivkohle (z.B. schwefeldotierte Aktivkohle zur Adsorption von Quecksilber) eingesetzt werden soll, kann die im Vorlagebehälter enthaltene Aktivkohle ausgetauscht werden. Durch das Öffnen des Absperrschiebers am Boden der Station ist es möglich, eine Not-Entleerung einzuleiten. Mittels einer an den Absperrschieber montierten Saugaufgabe lässt sich der Vorlagebehälter der Anlage über ein geeignetes Saugfahrzeug bzw. Saugfördergerät nahezu vollständig entleeren.
Die Aktivkohle-Dosierstation wird funktionstüchtig mit einer elektrischen Steuerung in einem Schaltschrank geliefert. Die Bedienung erfolgt durch ein eingebautes Touch-Panel. Die Steuerung ist für einen Signalaustausch mit der Leitwarte ausgelegt. Jede Linie kann einzeln und individuell gefahren werden, d.h. die Dosiermenge kann dem Bedarf in festgelegten Grenzen angepasst werden. Am Touch-Panel werden alle nötigen Betriebsmeldungen und Parameter angezeigt. Dazu zählen Förderdruck, Temperaturüberwachung im Produkt, Füllstand, Dosiermenge. Generell wird die Station im „Automatik-Modus“ betrieben. Ein Handbetrieb ist unter bestimmten Voraussetzungen möglich.

Aufgrund der Eigenschaften der Aktivkohle sowie gemäß eines Explosionsschutz-Gutachtens, ist die komplette Dosierstation inklusive Schüttgut-Kleincontainer im Innenbereich explosionsgeschützt für die Staub-Ex-Zone 21 ausgeführt. Der Bereich von der Strahlpumpe bis zur Einblasstelle ist im Innenbereich für die Staub-Ex-Zone 20 definiert. Durch einen unabhängigen Gutachter wurde bestätigt, dass die Konstruktion der Station, die Wahl der eingesetzten Komponenten und Materialien alle Anforderungen für den Einsatz in diesem explosionsgefährdeten Bereich erfüllt.

Heftausgabe: November 2009

Über den Autor

Thomas Unverricht , Konstruktionsleiter IB Verfahrenstechnik
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