Waste to energy und Datentransparenz: Rohgas-Peaks frühzeitig erkennen

SICK gibt Betreibern von Abfallverbrennungsanlagen mit robuster Messtechnik und schnellen Messergebnissen Sicherheit. Die Analysenlösung MCS300P HW misst Schwefeldioxid und Salzsäure, MERCEM300Z ist der Experte für Quecksilbermessungen. Beide Systeme sind ideal, um Prozessabläufe in Abfallverbrennungsanlagen zu optimieren.

 

 

 

Abfälle zu verbrennen ermöglicht auch die Gewinnung thermischer und elektrischer Energie. Die durch Verbrennung freigesetzten Schadstoffe sind soweit wie möglich zu reduzieren. Ohne eine effiziente und nach dem neuesten Stand der Technik ausgestattete Gasreinigung ist es jedoch kaum möglich, die hohen Konzentrationen von Salzsäure, Schwefeldioxid oder Quecksilber im Rohgas auf die geforderten Grenzwerte zu senken. Aber was nützt die beste Reinigungsanlage, wenn Gaskonzentrationen nicht genau erfasst und schnell genug angezeigt werden? Die Analysensysteme MCS300P HW und MERCEM300Z von SICK liefern Messwerte, damit Anlagenbetreiber zeitnah notwendige Maßnahmen für die Prozessregulierung, aber auch zur Regelung der Abgasreinigung einleiten können.

Mit schnellen Messergebnissen kann auch auf plötzlich auftretende Peaks reagiert werden. Das unterstützt Bemühungen zur Einhaltung von Emissionsgrenzwerten auf der ganzen Linie. Die Messung von Industrieemissionen regelt die Richtlinie IED 2010/75/EU in der Europäischen Union – früher WID 2000/76/EU. Diese Richtlinie besitzt durch die demnächst revidierten BREFs (Beste Available Techniques Reference Document) für Abfallverbrennungsanlagen mit den darin aufgeführten BAT-AELs (Best Available Technique – Associated Emission Levels) eine EU-weite Bedeutung und ist von den EU-Mitgliedsstaaten entsprechend umzusetzen.

 

Einsparpotenzial liegt in der Luft

 

Fakt ist, dass saure Gaskomponenten aus Gasgemischen entfernt werden müssen. Dabei ist das Wissen um die exakte Konzentration von Salzsäure und Schwefeldioxid eine Sache. Die andere ist, zusätzlich im Reinigungsprozess noch den Verbrauch von Betriebsmitteln zu senken. Diesem Reinigungsprozess werden meist zu hohe Mengen an Chemikalien zugesetzt, um Grenzwertüberschreitungen zu vermeiden. Hier lässt sich durch die exakte und schnelle Messung der Gaskonzentrationen Geld sparen. Denn durch genaues und schnelles Messen ist es möglich, nur die Menge an Chemikalien einzusetzen, die wirklich im Reinigungsprozess nötig ist.

Ein angepasster und damit in den meisten Fällen geringerer Chemikalienverbrauch reduziert die Menge belasteter Absorbenzien, die zu entsorgen sind, und senkt die Kosten erheblich. Mit bereits 10% weniger Absorbenzien amortisiert sich die Investition für die Analysenlösung MCS300P HW bereits nach ein bis zwei Jahren. 

 

Weitere Vorteile: MCS300P HW misst HCl, SO2 und H2O simultan, optional auch weitere Gaskomponenten, z. B. CO, NO und O2. Bei der beheizten Gasentnahme (über Säuretaupunkt) und dem sehr hohen Messgasdurchsatz sind Reaktionszeiten von ca. 30 Sekunden realistisch. Das Abgas wird dabei ohne Messgaskühler entnommen und direkt in die beheizte Messgasküvette geleitet. Eine spezielle Rückblasfunktion sorgt dafür, dass der Grobfilter an der Sondenspitze automatisch gereinigt wird.

 

 

 

 

Quecksilber im Rohgas

 

Im Vergleich zur Emissionsmessung ist die Quecksilbermessung vor dem Elektrofilter oder vor dem Wäscher deutlich anspruchsvoller – mit höheren Staubbeladungen und höheren Konzentrationen an Störkomponenten wie Schwefeldioxid oder Chlorwasserstoff. Der Hg-Wert ist hier bis in den mg/Nm³-Bereich zu erfassen. Dotierte Aktivkohle vor dem Elektrofilter oder Fällungsmittel für den Wäscher schleusen Quecksilber aus dem Prozessgas aus. Die Zugabe dieser chemischen Hilfsmittel ist teuer, dennoch wird von beiden oft zu viel zugegeben, aus Unkenntnis der tatsächlich vorhandenen Hg-Rohgaskonzentrationen. Auch hier lassen sich Kosten reduzieren, wenn der Anlagenbetreiber chemische Hilfsmittel in der jeweils richtigen Menge dosiert.

 

Das MERCEM300Z liefert hierfür schnelle und zuverlässige Messwerte. Hingegen können zu hohe Quecksilberkonzentrationen im Prozess zu einer Hg-Überladung der Rauchgaswäsche und letztendlich zur Kontamination der gesamten Anlage führen. Im schlimmsten Fall droht der Stillstand der kompletten Anlage. 

 

 

Weitere Vorteile: Das MERCEM300Z ist speziell für die Überwachung von Gesamtquecksilberemissionen in Rauchgasen entwickelt worden. Diese lassen sich sowohl im Rohgas als auch im Reingas messen. Das System erfüllt alle aktuellen und derzeit bekannten zukünftigen Grenzwerte und Auflagen. Die kontinuierliche Messung bei gleichzeitiger Konvertierung des oxidierten Hg bei 1.000 °C in der Messgaszelle in Kombination mit der Zeeman-Atomabsorptionsspektroskopie (AAS) ist patentiert und ausschließlich für den MERCEM300Z von SICK lizenziert. Durch die AAS-Technologie ist die Messung außerdem unempfindlich gegenüber Störkomponenten wie SO2. Das bewährte Bedienkonzept von SICK wie auch moderne Kommunikationsprotokolle runden das Profil des MERCEM300Z zu einem umfassend durchdachten Quecksilbermesssystem ab: leicht zu integrieren und langzeitstabil.

 

 

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ÜBER DEN AUTOR

Florian Greiter ist seit über 10 Jahren verantwortlich für das Produktmanagement des Quecksilber-Gasanalysators MERCEM300Z und betreut mittlerweile weitere heiß-extraktive Gasanalysatoren. Darüber hinaus ist er Mitglied im Normenausschuss Kommission Reinhaltung der Luft (KRdL) und leistet dort aktiv seinen Beitrag.