Verfahrenstechnik Endlich frische Brise

15.11.2012

Um den Ausstoß von Schwefeldioxid zu senken, soll der Schwefelgehalt in Schiffsabgasen von 3,5 auf 0,5 Prozent gesenkt werden. Viele Tanker und Frachter müssen dazu kostspielig auf andere Brennstoffe umgerüstet werden. Günstiger ist das Nachrüsten mit Abgasreinigungsanlagen. Mit einem speziellen Feststoffseparator steigt deren Reinigungsleistung.

50.000 Schiffe sind auf den Weltmeeren derzeit unterwegs. Zusammen verbrauchen sie etwa 370 Millionen Tonnen Schweröl im Jahr. Hochgiftige Bestandteile im Abgas wie Schwefeldioxid, das bei der Verbrennung von Schweröl entsteht, wurden über Jahrzehnte hinweg in die Umwelt emittiert. Dabei bewirken solche Oxidationsprodukte unter anderem den gefürchteten sauren Regen, der die Ökosysteme auf der ganzen Welt belastet. Aus diesem Grund hat die International Maritime Organisation (IMO) in den vergangenen Jahren ihre Regelungen verschärft. In der Ost- und Nordsee beispielsweise gibt es bereits Emissionskontrollgebiete (SECA), in denen ein Schwefelgrenzwert von einem Prozent gilt. Ab 2015 wird dieser auf 0,1 Prozent gesenkt werden. Für alle europäischen Häfen gilt dieser Grenzwert bereits seit 2010. Auf die neuen und kommenden Regelungen haben die Reedereien bereits reagiert: Bei Neubauten von Schiffen wird daher entweder versucht, auf Schweröl als Treibstoff zu verzichten oder sie mit Abgasreinigungsanlagen auszustatten. Für all diejenigen Schiffe jedoch, die derzeit auf den Weltmeeren unterwegs sind, wäre es eine teure, teilweise auch unmögliche Angelegenheit, sie auf andere Brennstoffe umzustellen.

Abgaswäsche mit reinem Seewasser

Eine günstigere, aber ebenso effektive Alternative ist das Nachrüsten mit Abgasreinigungsanlagen, sogenannte Exhaust Gas Scrubber. Um deren Reinigungsleistung weiter zu verbessern, setzt Saacke in ihren Anlagen jetzt einen speziellen Feststoffseparator ein, der einen Großteil des Rußes bereits vor der Entschwefelung abscheidet. Damit wird die Abgasreinigung effektiver: Bis zu 97Prozent Feinstaub und Schwefeldioxid können herausgefiltert werden, was die Luftverschmutzung auf ein Minimum reduziert. Das Nachrüsten mit einer Abgasreinigungsanlage ist auch wesentlich rentabler, denn die Anschaffungskosten amortisieren sich in vielen Fällen bereits nach zwei Jahren. Die Scrubber arbeiten in der Regel mit Düsenwäschern, in denen die Abgase mit einem feinen Wassernebel in Kontakt gebracht werden. Bei geschlossenen Systemen wird das Waschwasser mit Natriumhydroxid versetzt, um den Schwefel aus dem Abgas zu lösen. Dafür ist jedoch eine erhebliche Wassermenge erforderlich, in der zudem das chemische Mittel gelöst werden muss. Um kompaktere Anlagen zu realisieren und das Mitführen von Additiven zu vermeiden, wird in Abgasreinigungsanlagen meist auf Seewasser zurückgegriffen. Die darin enthaltenen Alkalien binden den Schwefel, ohne dass chemische Zusätze erforderlich sind. Dazu wird das Seewasser in den Scrubber gepumpt und im Düsenwäscher eingesetzt: In der ersten Reinigungsstufe werden die Abgase durch eine Art Sprühnebel geleitet, in der zweiten Stufe durchlaufen sie eine Wasserkaskade. Das verunreinigte Seewasser wird daraufhin entweder im Open-Loop mit reinem Meerwasser so weit verdünnt, bis der pH-Wert wieder ein normales Niveau erreicht und - gemäß den IMO-Vorschriften - wieder ins Meer abgeleitet werden kann. Eine andere Möglichkeit ist, das belastete Wasser im Closed-Loop zum Beispiel mit Kalk zu versetzen. Der daraus entstehende Gips kann anschließend weiter verwendet werden.

Ruß abscheiden - Abgasemission senken

Um die Reinigungsleistung des Scrubbers weiter zu verbessern und damit für die künftigen Anforderungen gerüstet zu sein, setzt Saacke zudem ein spezielles Gebläse (VentSep) mit einem integrierten Separator ein. Hierdurch werden dem Abgas bereits vor der Düsenwäsche die Feststoffe entzogen. Die separierten Partikel gelangen somit nicht mehr in das Seewasser. Dies erleichtert auch die Entsorgung, denn da der VentSep zuverlässig alle Partikel ab einer Größe von 2-3 µm abscheidet, kann ein Großteil des Rußes herausgefiltert und aufgefangen werden. In der Düsenwäsche würde der Ruß sich sonst zu einer schlammigen, schwer zu entsorgenden Masse verbinden. Vorher ausgeschieden, kann er hingegen auf dem Schiff gelagert und dann an Land abtransportiert werden. Bei Abgastemperaturen im Normalbereich kann der VentSep direkt in den Abgasstrom eines Kessels eingebracht werden. Sollten die Temperaturen jedoch einen bestimmten Grenzwert überschreiten, ist ein Wärmetauscher dazwischen zu schalten. Zusätzlich zu Kesseln kann der Scrubber auch mit dem Antriebsmotor verbunden werden. Der Vorteil besteht hier darin, dass angeschlossene Rauchgaswärmetauscher nicht mehr verunreinigt werden, Säuberung und Wartung verringern sich somit deutlich.

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