Aufgabe Vorschlag A - 2 - Emissionsminderung · Abitur Hessen Umwelttechnik LK 2022

2.4 Beschreiben Sie das Reinigungsprinzip der Nasswäscher für die Entstaubung und erläutern Sie die dabei auftretenden konstruktiven Probleme.

Lösung: Reinigungsprinzip: Nasswäscher vergrößern die Masse sehr kleiner Partikel durch Bindung an Waschflüssigkeitstropfen. Diese Partikeltropfen-Agglomerate lassen sich anschließend leichter abscheiden. Konstruktive Probleme: - die kleinen Staubpartikel mit den erheblich größeren Wassertröpfchen in Kontakt bringen: dies wird durch die Erzeugung möglichst kleiner Wassertröpfchen begünstigt - das Anhaften der Partikel an den Tropfen - das Abscheiden der Partikel zusammen mit den Tropfen (z. B. durch Prallbleche oder Hydrozyklone) - die Reinigung des Waschwassers, um es im Kreislauf zu verwenden

2.6 Nennen und beschreiben Sie vier Auswirkungen von Schwefeldioxid auf die Umwelt.

Lösung: Vier der folgenden Auswirkungen: - Schwefeldioxid in der Atemluft erzeugt Lungenödeme und bildet in feuchter Atmosphäre sauren Regen, der Schäden an Pflanzen, Boden, Gebäuden und technischen Anlagen verursacht. - Schwefeldioxid löst sich zudem im Wolkenwasser, es bildet sich schweflige Säure, die dann durch Luftsauerstoff zu Schwefelsäure oxidiert wird. - Die Vegetation wird durch die sauren Gase in der Luft und durch den sauren Regen langfristig geschädigt. Die Fotosynthese der Pflanzen wird beeinträchtigt. Es können aber auch Schäden an den Wurzeln auftreten, die dann zu Störungen in der Wasser- und Nährstoffaufnahme führen. - Langanhaltender Säureeintrag führt zu einer Versauerung des Bodens und damit zu einer Verschlechterung der Lebensbedingungen für die Bäume. Durch die Säuren werden beispielsweise die kationischen Nährstoffe Calcium und Magnesium ausgewaschen. - Außerdem können giftige Stoffe freigesetzt werden, die wegen ihrer Unlöslichkeit für das Bodenleben normalerweise ohne Bedeutung sind. So wird Aluminium aus Tonmineralien durch die Säuren in wasserlösliche Salze überführt und von den Pflanzen aufgenommen. - An Bauwerken verursachen saure Gase und saurer Regen Schäden durch chemische Reaktionen. Kalk und Beton werden durch die Säuren in unterschiedlichem Maße in lösliche Verbindungen überführt und vom Regenwasser weggespült. Die Lebensdauer der Bauwerke nimmt ab. Auch Metallkonstruktionen unterliegen verstärkter Korrosion.

2.6 Erklären Sie das Kalkstein-Waschverfahren zur Rauchgasentschwefelung mithilfe von Material 5.

Lösung: Das ungereinigte Rauchgas wird in einen Waschturm, auch Absorberturm genannt, mit einem Gemisch aus Wasser und Kalkstein, einer so genannten Waschsuspension, besprüht, wodurch das Schwefeldioxid durch chemische Reaktionen weitgehend absorbiert wird. Dabei geht das gasförmige Schwefeldioxid zunächst in der Waschflüssigkeit in Lösung. Anschließend entsteht durch die Reaktion von Schwefeldioxid und Kalkstein Kalziumsulfit und Kohlendioxid. Im unteren Teil des Waschturms sammelt sich die mit Kalziumsulfit beladene Waschsuspension. Durch Einblasen von Luft wird die Flüssigkeit mit Sauerstoff angereichert und es entsteht eine Gipssuspension. Nach Entzug des Wassers fällt Gips mit bis zu 10% Restfeuchte in rieselfähiger Form an und steht als wertvolles Produkt zur Abgabe an die Baustoffindustrie zur Verfügung. Der Schwefeldioxid-Abscheidungsgrad beträgt 95%, die gereinigten, abgekühlten Rauchgase werden nach dieser Prozedur wieder aufgeheizt und verlassen den Turm über Tropfenabscheider mit einer Mindesttemperatur von 75°C.

2.6 Reaktionsgleichung: Absorption von Schwefeldioxid mit Kalkstein

Lösung: SO2 + CaCO3 -> CaSO3 + CO2

2.6 Reaktionsgleichung: Bildung von Gips durch Oxidation

Lösung: CaSO3 + 1/2 O2 + 2 H2O -> CaSO4 · 2H2O / 2 CaSO3 + O2 + 4 H2O -> 2 CaSO4 · 2H2O