AiF-FV-Nummer 21963

Entwicklung einer Prüfmethode zur Ermittlung der technischen Adsorptionskapazitäten von Hochleistungssorbentien für elementares Quecksilber

Status & Laufzeit

Ausstehend

Forschungsstellen

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

  • Universität Duisburg-Essen Fakultät Ingenieurwissenschaften Institut für Energie- und Umweltverfahrenstechnik Thermische Verfahrenstechnik
    Lotharstr. 1, 47057 Duisburg
    http://www.uni-due.de/verfahrenstechnik

Zusammenfassung

Zur Entfernung von Quecksilberverbindungen aus Abgasen ist die Adsorption an Aktivkohlen und –koksen ein etabliertes Verfahren. Da die physikalische Adsorption von elementarem Quecksilber Hg0 reversibel ist, ist zur dauerhaften Fixierung von Hg0 eine chemisorptive Abscheidung durch Imprägnierung der Sorbentien erforderlich. Dabei erhöht sich die Adsorptionskapazität um ein Vielfaches. Hohe Beladungskapazitäten bei imprägnierten Materialien führen allerdings dazu, dass die etablierten Untersuchungen der Adsorption in Festbetten zur Aufnahme von Durchbruchskurven und Adsorptionsisothermen zu Versuchszeiten von mehreren 1.000 h führen würden. Darüber hinaus liefern diese Untersuchungen keine kinetischen Daten zur Chemisorption. Derzeit ist keine Prüfmethode verfügbar, die den Vergleich unterschiedlicher Imprägnierungen und Sorbensqualitäten hinsichtlich Adsorptionskapazitäten und Reaktionskinetiken in angemessenen Zeiträumen ermöglicht. Ziel des Vorhabens ist es deshalb, eine Apparatur und eine Methode basierend auf einem fluidisierten Bett (einer homogenen Wirbelschicht) zu entwickeln, mit der Sorbentien in kurzer Zeit hinsichtlich ihrer industriellen Anwendbarkeit zur Adsorption von gasförmigem elementarem Quecksilber standardisiert charakterisiert werden können. Der Lösungsansatz geht davon aus, dass im fluidisierten Bett die Sorbensmenge und die Kontaktzeit derart optimiert werden können, dass eine zeitaufgelöste Aufnahme von Abkling- und Durchbruchskurven möglich wird. Diese Kurven liefern die Basis zur Ableitung geeigneter Kennzahlen. Im Marktsegment der Hochleistungssorbentien ist in Deutschland eine Vielzahl von kleinen und mittleren Unternehmen tätig. Diese umfasst die Hersteller und Anwender dieser Sorbentien sowie Engineering-Dienstleister. Vereinheitlichte Bewertungskriterien können zu Kosteneinsparungen bei der Entwicklung und Herstellung der Sorbentien, zur Optimierung der Anlagengeometrien und zur Minderung von Betriebskosten führen.