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Aktiv im Kraftwerk - mit Aktivkohle

Aktivkohle wirkt wie ein Schwamm: Sie saugt giftige Stoffe auf, die sich dann zusammen mit der Aktivkohle einfach entsorgen lassen. Dank dieses Verfahrens wird das Braunkohlekraftwerk in Schkopau seinen Quecksilberausstoß um zwei Drittel senken und so den neuen Grenzwert einhalten.

Ein Block und ein Haufen Aktivkohle
Zum Verbrennen zu schade: Aktivkohle wird u. a. in der Medizin, zur Abwasserbehandlung und auch in Kraftwerken eingesetzt (Foto: Self, CC BY-SA 3.0)

Wie wird Aktivkohle gewonnen?

Wer schon einmal ein Lagerfeuer gemacht hat, kennt den Vorgang gut: Holz verbrennt und übrig bleiben lockere schwarze Stücke: Die Holzkohle. Sehr ähnlich wird Aktivkohle hergestellt, mit einem entscheidenden Unterschied: Die Sauerstoffzufuhr wird unterbunden. Statt das Holz zu verbrennen, verkohlt es also. Übrig bleibt ein Material, das sehr viel Kohlenstoff enthält. Dieses wird anschließend noch mit Wasserdampf oder Kohlendioxid aktiviert - fertig ist die Aktivkohle.

Die Köhlerei ist ein altes Handwerk, bei dem ebenfalls Holz unter Unterbindung von Sauerstoff verbrannt und so Holzkohle hergestellt wird. Allerdings sind hierbei die Temperaturen geringer: Holzkohle ensteht bei ca. 275 °C, Aktivkohle bei 500 bis 900 °C. Außerdem muss Aktivkohle noch chemisch aktiviert werden.

Aktivkohle lässt sich übrigens nicht nur aus Holz herstellen, sondern aus einer ganzen Reihe von tierischen und pflanzlichen Materialien, sogar aus Zucker. Meistens verwendet man neben Holz auch Braun- oder Steinkohle sowie Torf. Die Aktivkohle, die IEM im Kraftwerk Schkopau einsetzt, wird Kohle hergestellt.

Wie wirkt Aktivkohle?

Aktivkohle, extrem vergrößert
Aktivkohlepellets unter einem Rasterelektronenmikroskop (Foto: Mydriatic, CC BY-SA 3.0)

Die innere Oberfläche von 4 Gramm Aktivkohle ist in etwa so groß wie ein Fußballfeld. Das liegt daran, dass sie extrem viele Poren hat, wie in der Grafik rechts leicht zu erkennen ist. Dadurch ist die Aktivkohle in der Lage, Gase und Flüssigkeiten leicht aufzunehmen und zu binden. In vielen Alltagsbereichen profitieren wir davon - häufig ohne es zu merken. Aktivkohle befindet sich in Einlegesohlen für Schuhe, die störende Gerüche aufsaugen sollen, aber auch in Zigarettenfiltern, Klimaanlagen und Kabinenluftfiltern von Autos. Selbst bei der Aufbereitung von Abwasser erweist sie wertvolle Dienste.

Wie macht Aktivkohle Kraftwerke sauberer?

Anlage zur Zufuhr von Aktivkohle im Kraftwerk Schkopau.

Bei der Stromerzeugung in Kohlekraftwerken wird unter anderem giftiges Quecksilber freigesetzt. Es fliegt zunächst im Rauchgas mit und darf nicht einfach in die Atmosphäre gelangen. Ab 2019 liegt der Grenzwert bei 10 Mikrogramm pro Kubikmeter im Jahresmittel.

Im Kraftwerk Schkopau baut die Firma IEM Fördertechnik deshalb eine Anlage (Bild rechts), die mithilfe von Aktivkohle das Quecksilber aus dem Rauchgas filtert (mehr Informationen zum Projekt in Schkopau finden Sie hier).

 

Silos für Aktivkohle im Kraftwerk Schkopau
Die Aktivkohle wird in diesen Silos gespeichert.

Schritt 1: Anlieferung und Speicherung der Aktivkohle

Ein- bis zweimal am Tag liefert ein LKW die Aktivkohle an. Die staubige Masse wird in den beiden grünen Silos gespeichert.

 

Schritt 2: Dosierung der Aktivkohle

Die Aktivkohle kommt in zwei Dosierbehälter und gelangt dann über mehrere Schleusen und Dosierschnecken - sie verringern die Explosionsgefahr - in die Leitungen, die die Aktivkohle zu den Kraftwerksblöcken transportieren.

Kessel im Kraftwerk Schkopau
Nach dem Dampferzeuger (er befindet sich hier in den Kesseln) wird die Aktivkohle in das Rauchgas eingedüst.

Schritt 3: Vermischung mit dem Rauchgas

Über mehrere Düsen gelangt das Luft-Aktivkohle-Gemisch in den Rauchgaskanal. Das Quecksilber haftet an den Aktivkohle-Partikeln - wie an einem Magneten.

 

Schritt 4: Filter

An dem bereits vorhandenen Elektrofilter wird die Aktivkohle gemeinsam mit der Flugasche (Staub) aufgefangen - und mit ihr das Quecksilber.

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