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BSFZ – Forschungsprojekt

„Entwicklung von Sulfat freien Gasreinigungsmassen mit hohem Porenvolumen zur Bindung von Schwefelwasserstoff auf Basis von Eisenhydroxid“

Im Rahmen des Forschungsprojekts entwickelte das Team eine sulfatarme Gasreinigungsmasse auf Basis von Eisenhydroxid, um Schwefelwasserstoff aus anaeroben Gasen von Hausmülldeponien zu entfernen. Ziel war es, die mit elementarem Schwefel beladene Gasreinigungsmasse anschließend in einer vergleichbaren Deponie einzulagern.

Bereits verfügbare Entschwefelungsmassen enthalten häufig Calciumsulfat als Bindemittel. Bei deren Deponierung erhöhen Elutionsprozesse den Sulfatgehalt des Drainagewassers, was eine aufwendige Behandlung durch chemische Fällung oder Umkehrosmose erforderlich macht.

Um die Deponierung der beladenen Massen zu ermöglichen, entwickelten die Projektbeteiligten Rezepturen für Gasreinigungsmassen ohne Sulfat. Dabei berücksichtigten sie folgende Parameter, die für die Effektivität der Gasreinigungsmassen maßgeblich sind:

  • Eisengehalt
  • pH-Wert
  • spezifische Oberfläche
  • Druckfestigkeit

Als potentielle Ersatzstoffe für Calciumsulfat kamen mineralische Bindemittel wie Ton oder Zement zum Einsatz.

Die Mischungen wurden in kleintechnischem Maßstab hergestellt und mit den folgenden Analysenmethoden charakterisiert:

  • Bestimmung des Eisengehaltes durch Titration (Hausmethode nach ISO 2597-1:2006)
  • Bestimmung de pH-Wertes in wässriger Suspension
  • Charakterisierung der spezifischen Oberfläche durch Stickstoffadsorption (BET/BJH) und Quecksilberintrusion
  • Bewertung der Druck- und Abriebfestigkeit durch Ball-Pan-Hardness-Untersuchungen (ASTM-D3802-10)

Die Adsorptionskapazität für Schwefelwasserstoff wurde in einer eigens konstruierten Versuchsanlage ermittelt, in der die Parameter Schwefelwasserstoffkonzentration, Gasfeuchte und Sauerstoffgehalt gezielt variiert wurden.

Ergebnisse

Es konnte eine Sulfat freie Gasreinigungsmasse mit vergleichbaren physikochemischen und Adsorbtionscharakteristika entwickelt werden. Bis zum wirtschaftlichen Einsatz der neuartigen Masse sind zusätzliche Optimierungen zur technischen Produktion erforderlich.

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