(ENT2 02) – Wichtige Schadstofffreisetzungsreaktionen

In diesem Kurstext befassen wir uns mit dem Thema Schadstofffreisetzung. Diese findet in der Energiewirtschaft täglich statt und nimmt unterschiedlichste Formen an.

Für ein optimales Verständnis helfen dir drei ausführliche Videoclips und zwei anschauliche Rechenbeispiele zu dem Thema.

Mehr zu diesem Thema und der Energietechnik findest du im Kurs: ENT2-Kraftwerkstechnik

Schadstofffreisetzungsreaktionen – Ausgangslage

Denn trotz umfangreicher Optimierungen hinsichtlich Energieeinsparungen sowie Verfahrensoptimierungen ist es nicht gelungen die Freisetzung von Schadstoffen gänzlich einzuschränken.

Zu Beginn dieses Abschnitts schauen wir uns zuerst die wichtigsten Reaktion innerhalb der Energiewirtschaft an, bei denen Schadstoffe freigesetzt werden.

Schadstofffreisetzung auch in der Stahlindustrie

Am Anfang jeder Betrachtung zur Schadstofffreisetzung steht eine Bilanzierung der zugrunde legenden Prozesse.

Schadstofffreisetzung – Beispiel eines Steinkohlekraftwerk

Beispiel: Kraftwerkskessel!

Gerade Kohlekraftwerke haben in der Öffentlichkeit das Image eines Umweltverschmutzers. Denn hier wird besonders viel emittiert. Damit du dir davon auch ein mal selber ein Bild machen kannst, nehmen wir ein Steinkohlekraftwerk aus exemplarisches Beispiel.

Der Betrieb eines steinkohlegefeuerten Kraftwerkskessels und der darin stattfindenden Reaktionen soll uns als Beispiel zur Vorgehensweise dienen.

Folgende Reaktionen treten im Normalfall auf:

$C + O_2 \rightarrow CO2$

sowie

$C + 0,5 O_2 \rightarrow CO$

sowie

$S + O_2 \rightarrow SO2$

sowie

$N_2 + O_2 \rightarrow 2 NO$

sowie

$N_2 + 2 O_2 \rightarrow 2 NO2$

sowie

$Cl_2 + H_2 \rightarrow 2 HCl$

sowie

$F_2 + H_2 \rightarrow 2 HF$

Geht’s noch ein bisschen komplizierter?…

In unserem Fall? Leider ja!

Bei der Verbrennung von Energieträgern treten zwangsläufig Schadstofffreisetzungsreaktionen auf. So ergeben sich die spezifischen Emissionen

$sSO_2$ (Angabe in $\frac{mg SO_2}{m3}$ Rauchgas),

sowie

$sNO_x$ ,

sowie

sStaub,

sowie

$sCO_2$ usw.

teils über die stöchiometrischen Betrachtungen.

Merk’s dir!

So ergibt sich z. B. bei 1 Gew.-% Schwefel in der Kohle eine spezifische SO2 Emission von rd. $2.000 mg \frac{SO_2}{m3}$ Rauchgas.

Dabei geht man davon aus, dass bei der Verbrennung von

1 kg Kohle rd. = $10 m^3$ Rauchgase

entstehen.

Was kommt als Nächstes?

Nachdem wir im ersten Schritt die relevantesten Reaktionsgleichungen vorgestellt haben, werden wir dir im nächsten Kurstext erläutern wie die ausführliche Bilanz eines Steinkohlekraftwerks aussieht.

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