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Schwarzer Kunststoff bindet Umweltgifte | Chemikalien.de
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Schwarzer Kunststoff bindet Umweltgifte

September 13, 2002 by admin 

Forschungszentrum Karlsruhe entwickelt Material für die sichere Rückhaltung
von Dioxinen 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 so genannte “Memory-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,
der dieses Projekt im Institut für Technische Chemie des Forschungszentrums
Karlsruhe leitet. “Um die Überschreitung von Grenzwerten zu vermeiden, muss
die Rauchgasreinigung bislang nachgerüstet werden, was die Komplexität und die
Kosten der Verfahren erhöht.” Die Neuentwicklung des Forschungszentrums vermeidet
diese Nachteile: Polypropylen wird homogen mit Kohlenstoffpartikeln (zum Beispiel
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 (zum Beispiel Füllkörper). Nach umfassenden Versuchen im Labor wurde
das mit Kohlenstoff vermischte Polypropylen in großtechnischem Maßstab eingesetzt.
An einer Hausmüllverbrennungsanlage konnte die Neuentwicklung ihre Tauglichkeit
in der Praxis beweisen. Dazu wurden - in Zusammenarbeit mit der schwedischen
Firma Götaverken Miljö AB, einem Lizenzpartner des Forschungszentrums - 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. Zwischenzeitlich wurden drei weitere Anlagen mit
solchen Füllkörpern ausgerüstet. Die Entwicklung aus dem Forschungszentrum verbessert
und verbilligt die aufwändige Rauchgasreinigung nach Verbrennungsprozessen.
Das Forschungszentrum Karlsruhe ist Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, die
mit ihren 15 Forschungszentren und einem Jahresbudget von rund 2,1 Milliarden
Euro die größte Wissenschaftsorganisation Deutschlands ist. Die insgesamt 24
000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter forschen in den Bereichen Struktur der
Materie, Erde und Umwelt, Verkehr und Weltraum, Gesundheit, Energie sowie Schlüsseltechnologien.
Joachim Hoffmann 11. September 2002

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