Kraftwerk
Die Stromerzeugung aus Deponiegas bezeichnet die Stromerzeugung aus einer großen Menge Biogas (LFG-Deponiegas), das durch anaerobe Vergärung organischer Stoffe auf der Deponie entsteht. Dadurch wird nicht nur die durch die Abfallverbrennung verursachte Luftverschmutzung reduziert, sondern auch eine effiziente Nutzung der Ressourcen ermöglicht.
Technische Einführung
Ein Elektrizitätswerk ist eine Anlage (Kernkraftwerk, Windkraftwerk, Solarkraftwerk usw.), die eine Form von Rohenergie (wie Wasser, Dampf, Diesel, Gas) in elektrische Energie für stationäre Anlagen oder den Transport umwandelt.
Verfahren
Rauchgasdenitrierung bezeichnet die Reduktion des entstehenden Stickoxids (NOx) zu Stickstoff (N₂), um NOx aus dem Rauchgas zu entfernen. Je nach Behandlungsverfahren unterscheidet man zwischen Nass- und Trockendenitrierung. Einige Forscher im In- und Ausland haben zudem ein Verfahren zur Behandlung von NOx-haltigem Abgas mithilfe von Mikroorganismen entwickelt.
Da über 90 % der NOx-Emissionen im Abgas aus Verbrennungsanlagen NO sind und NO schwer wasserlöslich ist, kann die NOx-Entfernung nicht durch einfaches Waschen erfolgen. Das Prinzip der Rauchgasentsalzung besteht darin, NO mit einem Oxidationsmittel zu NO₂ zu oxidieren. Das entstehende NO₂ wird anschließend mit Wasser oder einer alkalischen Lösung absorbiert, wodurch die Entsalzung erreicht wird. Bei der O₃-Oxidationsabsorption wird NO mit O₃ zu NO₂ oxidiert und dieses anschließend mit Wasser absorbiert. Die dabei entstehende Salpetersäure (HNO₃) muss konzentriert werden, und die O₃-Herstellung erfordert Hochspannung, was hohe Investitions- und Betriebskosten verursacht. Bei der ClO₂-Oxidations-Reduktions-Methode wird NO mit ClO₂ zu NO₂ oxidiert und dieses anschließend mit wässriger Natriumsulfatlösung (Na₂SO₃) zu Stickstoff (N₂) reduziert. Dieses Verfahren kann mit der Nassentschwefelung unter Verwendung von Natriumhydroxid (NaOH) als Entschwefelungsmittel kombiniert werden. Das Entschwefelungsprodukt Natriumsulfat (Na₂SO₃) kann dabei als Reduktionsmittel für NO₂ eingesetzt werden. Mit der ClO2-Methode lässt sich eine Denitrifikationsrate von 95 % erreichen, und gleichzeitig kann eine Entschwefelung durchgeführt werden. Allerdings sind die Preise für ClO2 und NaOH hoch, wodurch die Betriebskosten steigen.
Nass-Rauchgas-Denitrierungstechnologie
Die Nass-Rauchgasdenitrierung nutzt das Prinzip der NOx-Lösung in flüssigen Absorptionsmitteln zur Reinigung von Rauchgasen aus Kohlekraftwerken. Die größte Herausforderung besteht darin, dass NO schwer wasserlöslich ist und daher häufig zunächst zu NO₂ oxidiert werden muss. Üblicherweise wird NO durch Reaktion mit Oxidationsmitteln wie O₃, ClO₂ oder KMnO₄ zu NO₂ oxidiert. Anschließend wird das NO₂ mit Wasser oder einer alkalischen Lösung absorbiert, um die Rauchgasdenitrierung zu erreichen.
(1) Absorptionsmethode mit verdünnter Salpetersäure
Da die Löslichkeit von NO und NO₂ in Salpetersäure deutlich höher ist als in Wasser (beispielsweise ist die Löslichkeit von NO in 12%iger Salpetersäure 12-mal höher als in Wasser), hat sich die Absorptionsmethode mit verdünnter Salpetersäure zur Verbesserung der NOx-Entfernungsrate weit verbreitet. Mit steigender Salpetersäurekonzentration verbessert sich die Absorptionseffizienz signifikant. Aus Gründen der industriellen Anwendung und der Kosten wird die Salpetersäurekonzentration im praktischen Betrieb jedoch üblicherweise im Bereich von 15 % bis 20 % gehalten. Die Effizienz der NOx-Absorption durch verdünnte Salpetersäure hängt nicht nur von der Konzentration, sondern auch von der Absorptionstemperatur und dem Absorptionsdruck ab. Niedrige Temperatur und hoher Druck begünstigen die NOx-Absorption.
(2) Absorptionsverfahren mit alkalischer Lösung
Bei diesem Verfahren werden alkalische Lösungen wie NaOH, KOH, Na₂CO₃ und NH₃ · H₂O als Absorptionsmittel zur chemischen Absorption von NOx eingesetzt, wobei Ammoniak (NH₃ · H₂O) die höchste Absorptionsrate aufweist. Um die Absorptionseffizienz von NOx weiter zu verbessern, wurde ein zweistufiges Absorptionsverfahren mit alkalischer Ammoniaklösung entwickelt: Zunächst reagiert Ammoniak vollständig mit NOx und Wasserdampf zu weißem Ammoniumnitratrauch. Das nicht umgesetzte NOx wird anschließend mit einer alkalischen Lösung absorbiert. Dabei entstehen Nitrat und Nitrit, und NH₄NO₃ und NH₄NO₂ lösen sich ebenfalls in der alkalischen Lösung. Nach mehreren Absorptionszyklen und dem Verbrauch der alkalischen Lösung wird die nitrat- und nitrithaltige Lösung konzentriert und kristallisiert. Sie kann als Düngemittel verwendet werden.
Produktkategorien
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