AiF-FV-Nummer 10415

Experimentelle Untersuchung komplexer Rauchgas/Wasser-Systeme

Status & Laufzeit

Abgeschlossen: 01.10.1995 bis 30.09.1997

Forschungsstellen

  • Institut für Umwelt & Energie, Technik & Analytik e. V.
    Bliersheimer Str. 58 - 60, 47229 Duisburg
    http://www.iuta.de

Zusammenfassung

In dem durchgeführten Forschungsvorhaben zur „Experimentellen Untersuchung komplexer Rauchgas/Wasser-Systeme“ wurde in einer Laboranlage unter definierten Randbedingungen das Absorptionsverhalten von Schwefeldioxid in wässrigen Lösungen sowie das Verhalten von Quecksilber bei der nassen Rauchgasreinigung vermessen. Dabei wurden die spektralphotometrischen Konzentrationsmessungen im UV-Bereich simultan in der Gas- und Flüssigphase vorgenommen. Diese in situ-Analyse ermöglicht Konzentrationsmessungen ohne Probenahme und vermeidet dadurch Messfehler, die durch das Handling der Proben entstehen können. Diese Art der Konzentrationsmessung hat sich als sehr genau erwiesen und erlaubt bei den Quecksilbersystemen die zuverlässige Messung des Partialdruckes im Bereich von 10-3 Pa. Neben dem Nachweis der Genauigkeit des Messverfahrens wurden in Stoffsyste-men, die typisch für die nasse Rauchgasreinigung sind, wichtige Messdaten zum Phasen- und Reaktionsgleichgewicht gewonnen und mit den Berechnungen eines thermodynamischen Modells verglichen. Ausgehend von dem binären System SO²+H²O wurde durch Hinzunahme jeweils eines starken Elektrolyten (H²SO4, HCI, CaCl²) auf die ternären Systeme erweitert. Dabei konnte gezeigt werden, dass die Modellierung der zur Beschreibung dieser Gleichgewichte wichtigen Aktivitätskoeffizienten mit einem Ansatz von Pitzer in sehr guter Übereinstimmung mit den Ergebnissen der Messungen und zuverlässigen Literaturdaten steht. Die Beschränkung auf binäre Parameter in diesem Modell erlaubt die erweiterte Anwendung auf Vielstoffsysteme, ohne erneut an Messdaten anpassen zu müssen. Dies wurde exemplarisch an einem quaternären System gezeigt. Bei der Untersuchung des Verhaltens von Quecksilber konnte in guter Übereinstim-mung mit den Modellberechnungen gezeigt werden, dass die Reduktion von Quecksilber(II)chlorid HgCl² in wässrigen SO²-HCI-Lösungen nicht vom pH-Wert abhängt. Zum Nachweis wurde der Partialdruck des metallischen Quecksilbers im Phasen- und Reaktionsgleichgewicht bei SO²+HgCl²+HCI+H²O jeweils für eine 0,001 bzw. 0,1 molare HCI-Lösung gemessen. Das Ziel des Forschungsvorhabens wurde erreicht.

Förderhinweis

Das Forschungsvorhaben der Forschungsvereinigung Umwelttechnik wird / wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Dokumente