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19. September 2002
Schwarzer Kunststoff bindet Gifte
(he) In der Rauchgasreinigung von Verbrennungsanlagen bestehen viele Komponenten aus Kunststoffen, meist Polypropylen. An die Oberfläche dieser Kunststoffe lagert sich Dioxin aus dem Rauchgas an. Schon bei einer Temperaturerhöhung um wenige Grad können sich die Dioxine wieder von den Oberflächen lösen und ins Abgas zurückgelangen. Dieser Effekt lässt sich durch eine Neuentwicklung des Forschungszentrums Karlsruhe unterbinden.
Ursprünglich weißes Polypropylen wird mit Kohlenstoff-Partikeln vermischt. In dem nun schwarzen Kunststoff werden die Dioxine stärker gebunden, was die Freisetzung bei verfahrensbedingten Temperaturschwankungen verhindert. Polypropylen ist ein handelsüblicher Kunststoff, es ist korrosionsbeständig, leicht verfügbar und preiswert. Diese Eigenschaften machen es zum idealen Konstruktionsmaterial für Bauteile in Abgasreinigungs-Systemen von Verbrennungsanlagen. Frühere Untersuchungen des Forschungszentrums Karlsruhe haben gezeigt, dass Polypropylen leicht Dioxine absorbiert, diese bei höheren Temperaturen aber wieder freigesetzt werden. Diesen Memory-Effekt kann man sich beispielsweise bei der Konstruktion regenerierbarer Filter zunutze machen. An anderen Stellen ist der Effekt aber unerwünscht und führt zu vermeidbaren Umweltbelastungen oder erhöhtem technischen Aufwand. Nach längeren Standzeiten von Polypropylen-Bauteilen in der Rauchgasreinigung von Verbrennungsanlagen im Niedertemperaturbereich unter 80 °C sind Dioxine so stark auf den Polypropylen-Strukturen angereichert, dass schon verfahrensbedingte Temperaturerhöhungen von wenigen Grad zu einer erhöhten Freisetzung der Dioxine ins Abgas führen. "Gerade die giftigsten Substanzen werden bei einer Temperaturerhöhung vom Polypropylen am ehesten wieder freigesetzt", erläutert Dr. Siegfried Kreisz vom Forschungszentrum, "um die Überschreitung von Grenzwerten zu vermeiden, muss die Rauchgasreinigung bislang nachgerüstet werden, was die Kosten der Verfahren erhöht." Die Neuentwicklung des Forschungszentrums vermeidet diese Nachteile: Polypropylen wird homogen mit Kohlenstoffpartikeln (z.B. Aktivkohle) versetzt und dann in Form gegossen. Durch die zugesetzten Kohlenstoffpartikel werden die im Polypropylen abgeschiedenen Dioxine stärker gebunden. Da die mechanischen und chemischen Eigenschaften der Polypropylen-Strukturen durch den Füllstoff nicht wesentlich verändert werden, kann das neue Material ohne zusätzlichen Aufwand für alle Bauteile verwendet werden, die bisher aus Polypropylen gefertigt wurden. An einer Hausmüllverbrennungsanlage konnte die Neuentwicklung ihre Tauglichkeit in der Praxis beweisen. Dazu wurden - in Zusammenarbeit mit der schwedischen Firma Götaverken Miljö AB - die Polypropylen-Füllkörper eines Nasswäschers durch Füllkörper aus dem neuen Material ersetzt. Dieser Versuch läuft seit einem Jahr. Das Material konnte die Erwartungen in vollem Umfang erfüllen.
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