Sorbenten auf Magnesiumbasis für die Abfallbehandlung

Die Emissionen, die bei der Verbrennung von kommunalen Abfällen entstehen, werden momentan mit Hilfe von Verbindungen auf Kalziumbasis reguliert. Eine Alternative hierzu stellen Produkte auf Magnesiumbasis dar, die bei der Behandlung von Abgasen deutlich kosteneffektiver und umweltfreundlicher sind. Vor der Anwendung dieser Produkte wurden die für eine Verbesserung der Reaktivität erforderlichen physiko-chemischen Parameter eingehend untersucht.

Um das Volumen von verbrennbaren Haushalt- bzw. kommunalen Abfällen zu reduzieren, werden Verbrennungsverfahren genutzt, bei denen umweltschädigende chemische Substanzen erzeugt werden. Als solche müssen Chlorwasserstoff (HCl), Schwefeldioxid (SO2), Dioxine und Schwermetalle wirksam unter Kontrolle gehalten werden. Bis heute wurden häufig preisgünstige und weit verbreitete Produkte auf Kalziumbasis als Sorbenten für HCl- und SO2-Emissionen genutzt.

Im Vergleich zu diesen Sorbenten können Produkte auf Magnesiumbasis aufgrund ihres geringeren Molekulargewichts und der milderen basischen Eigenschaften die Leistungsfähigkeit bei der Abgasbehandlung steigern. Für die Neutralisierung der gleichen Menge von emittierten Chemikalien werden geringere Mengen dieser Produkte benötigt, was wiederum weniger Rückstände und eine effizientere Aufnahme von Schadstoffen zur Folge hat.

Im Rahmen eines von der Europäischen Kommission finanzierten Projektes wurden daraufhin die physikochemischen Eigenschaften von Produkten aus natürlichem Magnesit untersucht und verbessert, um die Reaktivität und die Aufnahme von Schadstoffen zu erhöhen. Forscher haben die Mikrostruktur bzw. die spezifische Oberfläche (SSA-Specific Surface Area) und die Korngröße von ätzendem Magnesiumoxid und Magnesiumhydroxid sowie die Neutralisationsgeschwindigkeit von verschiedenen sauren Reagenten mit diesen Sorbenten untersucht.

Insbesondere die Erzeugung von ätzendem Magnesiumoxid mit einer SSA größer als 60m²/g erfordert eine bessere Regulierung der Verkalkung, was durch eine Verkleinerung der Aufgabekorngröße des Magnesits erreicht werden kann. Außerdem kann die angemessene Anpassung der Form und der Länge der Flamme in den Brennern, die aus einer effektiven Regulierung des Brennstoffverbrauchs und der Verbrennungsluft resultiert, die Gleichmäßigkeit und Einheitlichkeit von ätzendem Magnesiumoxid erhöhen.

Eine Regulierung der Hydration spielt desweiteren eine wichtige Rolle bei der Erzeugung von vollständig wasserhaltigem Magnesiumoxid mit feinen Partikeln und niedriger Agglomeration. Unter Berücksichtigung dieser Aspekte führte das Projekt zur Entwicklung von innovativen Mg(OH)2-Verbindungen. Im Gegensatz zu anderen kommerziellen Produkten, deren SSA größer als 25m²/g ist, haben diese innovativen Produkte eine SSA, die größer als 40m²/g ist und werden den Erwartungen zufolge neue Märkte für Produkte auf Basis von natürlichem Magnesiumoxid öffnen.