Neue Wege der Trockenentschwefelung von Schiffsabgasen: Erfahrungen aus dem Versuchsbetrieb, technische und wirtschaftliche Aspekte

Dr.-Ing. Thomas Bauer Solvay Chemicals GmbH, Rheinberg

Vor 30 Jahren begann Solvay mit der Entwicklung von Verfahren zur Reinigung von Rauchgasen, welche heute unter dem Namen “SOLVAir® Solutions“ bekannt sind und von mehr als 500 Kunden weltweit erfolgreich eingesetzt werden. Der Prozess arbeitet mit der trockenen Eindüsung natriumbasierter Sorbentien, welche die sauren Komponenten der Rauchgase wie SOx, HCl and HF neutralisieren. Es handelt sich um ein vollständig trockenes Verfahren, bei dem das Sorbens als Pulver in die Abgasleitung eingedüst wird. Das Sorbens ist eine ungefährliche, harmlose Substanz, die sich einfach und ohne spezielle Sicherheitsmaßnahmen für das Personal handhaben lässt.

Nach der Reaktion werden die entstandenen Natrium-Salze mittels eines Filters aus dem Abgasstrom entfernt. Gleichzeitig werden Partikel aus dem Verbrennungsprozess (Ruß etc…) entfernt. Die Reststoffe werden von Bord genommen und an Land verwertet, sodass keine Schadstoffe zurück in das Meer geleitet werden.

Das Verfahren arbeitet sehr effizient in einem großen Temperaturbereich (180 bis >400°C), sodass ein SCR-Katalysator hinter dem Filter betrieben werden kann, ohne dass wie z.B. nach einer Nasswäsche das Gas wieder aufgeheizt werden muss.

Das Verfahren benötigt nur wenige Anlagenkomponenten (im wesentlichen Filter, Dosiereinrichtung, Lagerbehälter für Sorbens und Reststoff). Zusammen mit dem ungefährlichen Sorbens (wird auch im Lebensmittel- und Pharmabereich eingesetzt) ist es eine kostengünstige, einfach zu betreibende und nachhaltige Lösung.

Um diese an Land bewährte Technologie an Bord von Schiffen bringen zu können, hat Solvay zunächst Versuche im Labormaßstab an einem KFZ-Dieselmotor in Zusammenarbeit mit dem FVTR Rostock durchgeführt. Aufgrund der ermutigenden Ergebnisse folgten dann Versuche an der Hochschule Flensburg mit einem Schiffsdiesel (MAK, 750 kW) und Schweröl mit S-Gehalten zwischen 2,2 – 2,5 %. Getestet wurden 2 unterschiedliche Technologien. Ein Verfahren basiert auf der bereits an Land bewährten Eindüsung natriumbasierter Sorbentien in Pulverform unter Verwendung eines kompakten Gewebefilters zur Entfernung der Reaktionsprodukte und sonstiger Partikel aus dem Abgasstrom.

Bei dem anderen Verfahren werden die natriumbasierten Sorbentien in Form von Granulaten in einem Festbett-Absorber eingesetzt.

In Langzeitversuchen (3 – 12 Tage) konnte gezeigt werden, dass beide Verfahren geeignet sind, die geforderten SO2-Konzentrationen im gereinigten Abgas sicher und deutlich unter dem von der IMO geforderten 0,1 %-Schwefel-Äquivalent zu halten.

Als nächster Schritt ist nun die Installation einer Pilotanlage auf einem Schiff geplant. Erste Gespräche mit interessierten Reedereien werden bereits geführt.