Sicherheitsbetrachtungen zu Aktivkoksadorbern für die Gasreinigung

Seit Mitte der achtziger Jahre werden Wanderbett- und Flugstromadsorber mit aktivkokshaltigen Adsorbentien zur Rauchgasreinigung in thermischen Abfallbehandlungsanlagen eingesetzt. Trotz vieler grundlegender Erkenntnisse kam es beim Betrieb dieser Adsorber zu Störungen, die primär durch Selbstent- zündungsvorgänge verursacht wurden. Mit Hilfe eines Adsorbermodells wurde deshalb die thermische Stabilität von Aktivkoksadsorbern untersucht. Die mathematische Beschreibung geschieht auf der Grundlage eines instationären, zweidimensionalen Dispersionsmodells. Dies erfordet die simultane Lösung von Energiebilanzen für die fluide und feste Phase sowie die Berechnung von Massenbilanzen für die Komponenten Kohlenmonoxid und Sauerstoff. Die Strömungsfelder wurden vorab durch Lösen der Navier-Stokes-Gleichung und der Kontinuitätsgleichung ermittelt. In den Berechnungen wurden vor allem die Auswirkungen von Schleichströmungen und lokal variierender Schüttungsparameter untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass kritische Porositäts- und Geschwindigkeitsbereiche existieren, in denen der gaskonvektiv abführbare Wärmestrom limitiert ist und in dem sich somit Selbstentzündungsvorgänge einstellen können.