Gasreinigung

Verfahrensprinzip

Abluftwäscher arbeiten nach dem thermischen Trennverfahren der physikalischen oder chemischen Absorption. Hierbei wird eine Waschflüssigkeit (Absorbens) innerhalb eines Reaktionsraumes in intensiven Kontakt mit dem Abluftstrom und den darin enthaltenen Schadstoffen (Absorptiv) gebracht. An der Phasengrenzfläche zwischen Gas und Flüssigkeit findet der Stoffübergang der Schadstoffe von der Gasphase in die Flüssigphase statt. Hierin wird das Absorptiv in Lösung gebracht. Bei der chemischen Absorption werden die Schadstoffe zudem - durch Zugabe von Chemikalien - chemisch umgesetzt. Die im Kreislauf geführte Waschlösung reichert sich mit den Schadstoffen, respektive den Reaktionsprodukten an und muss nach einer prozessabhängigen Aufkonzentrierung erneuert werden. Je nach Einsatzfall wird die angereicherte und verbrauchte Waschflüssigkeit entweder im Produktionsprozess wiederverwendet, einer Abwasseraufbereitung zugeführt oder separat entsorgt.

3. Bauformen

Gaswäscher können in einer Vielzahl von Bauformen ausgeführt werden. Die Entscheidung für eine bestimmte Bauform hängt von den Rahmenbedingungen des jeweiligen Einsatzfalles ab, wobei neben wirtschaftlichen Erwägungen meist die Platzverhältnisse am Aufstellort und die vorhandenen Medien die Bauform vorgeben.

Unterschieden werden zunächst die stehenden und die liegenden Ausführungen, bei denen das Abgas entsprechend die Reaktionszone in vertikaler Richtung oder horizontaler Richtung durchströmt.

Ein weiteres Unterscheidungskriterium ist die Art der Waschflüssigkeitsverteilung. In der Praxis meist vorkommenden Systeme sind die Sprühwäscher und Füllkörperkolonnen. Bei den Sprühwäschern wird die Waschflüssigkeit über Düsen in der Reaktionszone versprüht und bei den Füllkörperwäschern über ein Festbett von porösen Füllkörpern verrieselt. Bei beiden Systemen finden sich in der Praxis wiederum eine Vielzahl unterschiedlicher Düsen und Füllkörper. Auch kombinierte Systeme mit Düsen und Füllkörpern sind möglich.

Zu jedem Gaswäscher gehört neben der Reaktionszone der Waschflüssigkeits-Vorlagebehälter. Abhängig davon ob der Vorlagebehälter der Reaktionszone direkt untergebaut ist oder separat und örtlich getrennt aufgestellt wird, werden die Varianten der kombinierten- und getrennten Aufstellung unterschieden.

Auf die Strömungsrichtung von Gas und Flüssigkeit beziehen sich die Bezeichnungen Gegenstrom-, Gleichstrom- und Kreuzstromverfahren

Neben weiteren gebräuchlichen Bauformen wie Venturi-Wäscher oder Wirbel-Wäscher existieren in der Praxis auch eine Vielzahl von Sonderbauformen, die den jeweiligen Bedingungen im Einzelfall angepasst sind.

4. Reinigungsleistung und Wirkungsgrad

Unter dem Wirkungsgrad (n) eines Luftwäschers ist definitionsgemäß das Verhältnis der Schadstoffkonzentrationen in der Rohluft (c_i) und in der Reinluft (c_a) zu verstehen.

n = 1-(c_a/c_i)

Die treibende Kraft für den Stofftransport ist das Konzentrationsgefälle der Absorptive vom inneren der Phase zu den Grenzschichten beidseitig der Phasengrenzfläche. Nach der Filmtheorie herrscht an der Phasengrenzfläche das Phasengleichgewicht. Die Absorptive diffundieren von der Gasphase in die Flüssigphase (umgekehrter Vorgang bei der Desorption).Ist das Phasengleichgewicht im gesamten System erreicht (C_G = C_GP und C_L = C_LP), so findet kein Stoffaustausch mehr zwischen den Phasen statt.