Gewebefilter

Die Aufgabe des Gewebefilters besteht darin, Staubpartikel aus den Rauchgasen abzuscheiden. Die Staubpartikel lagern sich hierbei vornehmlich außen am Filtermaterial an und bilden einen sogenannten Filterkuchen, der dann selbst als hocheffizienter Abscheider wirkt. Aufgrund des Filterkuchens erhöht sich der Differenzdruck in der Filteranlage und damit der Energieverbrauch kontinuierlich, wodurch eine regelmäßige Regenerierung (die Regenerierungsintervalle liegen je nach Staubkonzentration zwischen wenigen Minuten und einigen Stunden) notwendig ist. Diese erfolgt meist durch einen entgegen der Strömungsrichtung eingebrachten Druckluftimpuls, der für einen Abwurf des Filterkuchens sorgt. Der abgeworfene Filterkuchen wird meist mittels einer Zellenradschleuse aus dem Sammelbunker der Filteranlage entfernt.

Zusätzlich können im Gewebefilter auch saure Schadgase, Dioxine/Furane und Schwermetalle abgeschieden werden. Dies geschieht durch Zugabe von Additiven wie Kalk oder Natriumhydrogencarbonat zur Abscheidung von sauren Schadgasen (durch chemische Reaktion) bzw. Aktivkohle zur Abscheidung von Dioxinen/Furanen und Schwermetallen (durch Adsorption) zum Rauchgas, wodurch eine Abscheidung der Schadstoffe im Flugstrom und im als Festbettreaktor wirkenden Filterkuchen erreicht wird. Die zugegebene Menge an Additiven kann hierbei die Menge der Staubpartikel aus der Verbrennung um ein Vielfaches (teilweise Faktor 100 oder mehr) übersteigen. Da die Additive oftmals nach einmaliger Nutzung nicht aufgebraucht sind, wird nur ein gewisser Anteil des abgeworfenen Filterkuchens entsorgt und der Rest wieder vor der Filteranlage dem Rauchgas zugegeben (Rezirkulation).

Elektrofilter

Das aus dem Kessel austretende Rauchgas wird in einigen Anlagen zunächst im Elektrofilter entstaubt. Bei der elektrischen Staubabscheidung werden Staubteilchen mit Hilfe von Sprühelektroden im Gasstrom negativ aufgeladen und auf gegenüberliegenden Niederschlagsanoden abgeschieden. Zwischen Sprüh- und Niederschlagselektroden wird eine Gleichspannung in Höhe von 30 bis 80 kV angelegt. Entscheidend für die Abscheidung ist der spezifische Widerstand des geladenen Staubes. Wenn dieser zu hoch ist, erfolgt keine Abscheidung mehr. Die abgeschiedene Asche wird in ein Aschesilo befördert. Sie wird entweder trocken per Kesselwagen oder in einer Mischschnecke mit Wasser befeuchtet und anschließend abtransportiert.

HCl-Absorber

Für die Erzeugung einer möglichst reinen Salzsäure wird der Chlorwasserstoff-Absorber (HCl-Absorber) meist dreistufig ausgeführt. Die erste Stufe dient der Abkühlung der Rauchgase auf Sättigungstemperatur sowie der Restabscheidung von Stäuben und Schwermetallen. In einer Pfeifenabkühlung aus temperatur- und säurebeständigem Material werden die heißen Rauchgase mit der im Kreislauf geführten Waschlösung beaufschlagt. Teilweise verdampft die Waschlösung. Durch starke Turbulenzen der Rauchgase am Austritt des Abkühlers und den niedrigen pH-Wert (ca. 0) der Lösung werden Stäube und Schwermetalle abgeschieden. Da keine hohen Anforderungen an die Qualität der Kühlflüssigkeit gestellt werden, können die Abwässer der anderen Reinigungsstufen als Waschlösung verwendet werden. Der Rest kann mit Frischwasser aufgefüllt werden, wo meist grob gereinigtes Flusswasser ausreicht. In dieser Stufe des HCl-Absorbers wird gasförmiges Quecksilber besonders gut abgeschieden. Die zweite Stufe des HCl-Absorbers (HCl-Aufkonzentrationsstufe) dient als Sammler für die Waschflüssigkeit, die von dort in einen Behälter abfließt. Die Rauchgase durchströmen eine Füllkörperschüttung. Die Waschflüssigkeit wird oberhalb der Füllkörperschüttung über Rinnen verteilt und im Gegenstrom zu den Rauchgasen durch die Füllkörperschüttung zugeführt. Die dritte Stufe (HCl-Feinreinigungsstufe) gleicht im Aufbau der Aufkonzentrationsstufe. In ihr wird zusätzlich über einen Wasserabscheider die Entstehung von Tröpfchennebel verhindert. Durch die Füllkörper werden die chemischen Verbindungen gewaschen (umgewandelt). Die Waschflüssigkeit wird diskontinuierlich durch die zweite und dritte Stufe geführt, bis ein vorgegebener Reingaswert erfüllt ist.

Vorteile einer Aufteilung in drei getrennte Stufen

1. Die Trennung des Kühlers von der Aufkonzentrierstufe reduziert den Fremdstoffgehalt der aufzuarbeitenden Salzsäure
2. Ebenso werden wesentlich höhere Konzentrationen der Rohsalzsäure ermöglicht, wodurch die Heizenergie der nachfolgenden Reinigungsstufen auf 50 % reduziert wird
3. der HCl-Reingaswert bewegt sich meist nahe der Nachweisgrenze, erst gegen Ende des Zyklus nähert er sich dem Vorgabewert
4. aus diesem Grund bietet der HCl-Absorber einen hervorragenden Puffer gegen plötzliche Schadgasspitzenbelastungen

SO₂-Absorber

Im SO₂-Wäscher wird in einem Waschkreislauf SO₂ abgeschieden und mit Kalkhydrat zu Gips umgesetzt. Der Kalkhydratverbrauch wird durch Zugabe von Kalkmilch ausgeglichen. Zur Abtrennung des gebildeten Gipses wird ein Teilstrom des Waschkreislaufes ausgeschleust und der Gipsaufbereitung zugeführt. Hier wird die Suspension mittels eines Vakuumbandfilters entwässert. Der gewonnene Gips wird im Gipssilo bis zum Abtransport zwischengelagert. Das bei der Entwässerung anfallende Waschwasser wird in den Waschkreislauf zurückgeführt. Das gereinigte Rauchgas wird nach dem Austritt aus dem SO₂-Wäscher mittels eines dampfbeheizten Wärmetauschers auf 105 °C aufgeheizt und mit Hilfe des Rauchgasgebläses über den Kamin in die Atmosphäre abgegeben.

Trockene Verfahren

SCR-Verfahren

Beim SCR-Verfahren, der Selective Catalytic Reduction, wird Ammoniak (NH₃) in den Rauchgasstrom eingedüst; dies bewirkt, dass sich die Stickoxide in Stickstoff (N₂) und Wasser (H₂O) umwandeln. Diese chemische Reaktion wird durch einen Katalysator beschleunigt. Um eine Entstehung von Ammoniumsalzen zu verhindern, die die Katalysatorporen verstopfen würden, erfolgt der Betrieb der Katalysatoren meist bei Temperaturen von über 320 °C. Oberhalb dieser Temperatur entstehen diese Salze nicht. Der Katalysator kann vor dem Luftvorwärmer (LUVO) und damit auch vor dem Elektrofilter für die Entstaubung platziert werden. Dies ist die so genannte „high-dust“-Schaltung. Sie hat den Vorteil, dass die Rauchgase bereits die notwendige Temperatur aufweisen. Allerdings sind die Rauchgase in diesem Fall noch nicht entstaubt, was nachteilig für den Katalysator sein kann. Wird der Katalysator nach dem Elektro- oder Schlauchfilter angeordnet, die so genannte „low-dust“- Schaltung, ist der Rauchgasstrom bereits entstaubt, es ist allerdings unter Umständen eine Wiederaufheizung der bereits abgekühlten Rauchgase notwendig.

SNCR-Verfahren

Beim SNCR-Verfahren, der Selective Non Catalytic Reduction, wird kein Katalysator verwendet. Ammoniak oder Harnstoff wird über Düsen dem Feuerraum zugeführt. Auch hierbei werden die Stickoxide in Stickstoff und Wasser umgewandelt. Je nach Lastbereich, in dem das Kraftwerk gerade arbeitet, muss der Ort der Eindüsung variiert werden, um die optimale Prozesstemperatur von 850 – 1000 °C sicherzustellen. Dieses Verfahren bedarf einer ausgefeilten Regelung. Es werden NO_x-Minderungen bis über 80 % erzielt, außerdem kann eine ebenso hohe Dioxin- und Furanreduzierung erzielt werden. Die NO_x-Minderung liegt jedoch in aller Regel unterhalb derer des SCR-Verfahrens, so dass bei besonders strengen Grenzwerten (die im Genehmigungsbescheid vorgeschriebenen Grenzwerte liegen bei Müllverbrennungsanlagen teilweise deutlich unterhalb der gesetzlichen Grenzwerte) auf das SCR-Verfahren zurückgriffen werden muss.