Quecksilber: Gefahr gebannt

Forschungszentrum Karlsruhe entwickelt kostengünstiges Verfahren zur Rückhaltung von Quecksilber aus Verbrennungsanlagen

Quecksilber ist eines der giftigsten Schwermetalle und ruft ernste Gesundheitsschäden hervor. Beim Betrieb von Verbrennungsanlagen ist die Einhaltung von Quecksilber-Grenzwerten ein schwieriges technisches Problem. Das im Forschungszentrum Karlsruhe entwickelte MercOx-Verfahren bietet eine saubere Lösung: Nach einer chemischen Umwandlung kann Quecksilber mit konventionellen Abgasreinigungskomponenten abgeschieden werden.

In den letzten Jahren wurde Quecksilber wegen seiner Giftigkeit aus vielen Produkten des täglichen Lebens – beispielsweise Batterien – entfernt. Trotz aller Bemühungen, das Problemelement Quecksilber im Abfall zu vermeiden und quecksilberbelastete Produkte getrennt zu sammeln, ist die Einhaltung der Grenzwerte von Quecksilber in Abfallverbrennungsanlagen weiterhin ein aktuelles und schwierig zu lösendes Problem. In zunehmendem Maße werden auch quecksilberhaltige Abfälle, zum Beispiel Klärschlämme, durch so genannte Mitverbrennung in Kohlekraftwerken entsorgt, deren Abgasreinigung nicht für die Rückhaltung von Quecksilber ausgelegt ist. Ein weiteres Problem ist die Entsorgung quecksilberhaltiger Sonderabfälle.
Quecksilberverbindungen zerfallen bei den hohen Temperaturen in der Abfallverbrennung und werden nahezu vollständig als Gas freigesetzt. Dabei entstehen verschiedene Formen von Quecksilber: elementares Quecksilber und anorganische Verbindungen. Vor allem bei der Verbrennung von Klärschlämmen, die einen niedrigen Salzanteil aufweisen, und bei der thermischen Behandlung quecksilberbelasteter Böden kann im Abgas elementares Quecksilber in hohen Konzentrationen auftreten, das wegen seiner schlechten Wasserlöslichkeit nur schwer zurückgehalten werden kann.
Hier setzt das MercOx- (Mercury-Oxidization-) Verfahren an. Durch Zugabe von Wasserstoffperoxyd (H2O2) zum Rauchgas wird das Quecksilber chemisch in eine wasserlösliche Form umgewandelt. In einer anschließenden Reinigungsstufe, dem so genannten Nasswäscher, können die Quecksilberkonzentrationen im Abgas dann bis auf ein Tausendstel verringert werden. Danach bleiben im Abgas nur noch geringe Quecksilberkonzentrationen zurück. Das im Nasswäscher – einer Standardkomponente industrieller Verbrennungsanlagen – hochkonzentrierte Quecksilber kann nach einer Abtrennung („Fällung“) stofflich wieder verwertet oder deponiert werden.
An einer Pilotanlage in einem Klärschlammverbrennungswerk wurde gezeigt, dass die gesetzlichen Grenzwerte für Quecksilber mit dem MercOx-Verfahren leicht eingehalten werden und eine deutliche Kostenersparnis gegenüber konventionellen Verfahren erzielt werden kann. Der Lizenzpartner des Forschungszentrums, die Firma Götaverken – Miljö, hat das neuartige Verfahren bereits im industriellen Maßstab an der schwedischen Sonderabfallverbrennungsanlage SAKAB eingesetzt.
Insbesondere für den Einsatz in Anlagen, die quecksilberhaltige Materialien mitverbrennen, wurde darüber hinaus der Emissionsmonitor Hg-CEM entwickelt, der die Messung der Gesamtquecksilberkonzentration im Abgas erlaubt.