Fachtagung. Betriebsmittel in der Rauchgasreinigung. Auswahl eines Verfahrens und der notwendigen Betriebsmittel für Waste to Energy Projekte

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1 Fachtagung Betriebsmittel in der Rauchgasreinigung Dezember 2008, Köln Leiter des Forums: Dipl.-Ing. Martin Sindram Auswahl eines Verfahrens und der notwendigen Betriebsmittel für Waste to Energy Projekte Harry Wilhelm, Dipl.-Ingenieur (FH) Ingenieurbüro Harry Wilhelm, Biebertal

2 Vortragsgliederung - Welche Schadstoffe entstehen bei der biogenen Reststoffverwertung? - Staub/ Feinstaubproblematik - Genehmigungsverfahren - Welche Grenzwerte müssen eingehalten werden? - Verfahren zur Rauchgasreinigung - Kalkbasierte Sorbentien oder Natriumbicarbonat?

3 Welche Schadstoffe entstehen bei der biogenen Reststoffverwertung? Unterschiedliche Schadstoffbelastungen im Brennstoff Quelle: Bayrisches Landesamt für Umweltschutz

4 Welche Schadstoffe entstehen bei der biogenen Reststoffverwertung? Partikelbildung am Beispiel der Kohleverbrennung Quelle:Bundesamt für Energie, Schweiz Grundlagen der Aerosolbildung

5 Feinstaub Rechtlicher Hintergrund: Seit dem werden durch die 22.BImSchV Immissionsgrenzwerte für Schwebstaub und Partikel in der Luft festgelegt. Diese Verordnung ist die deutsche Umsetzung der EU-Richtlinie 1999/30/EG. In der Richtlinie wurden folgende Grenzwertregelungen getroffen: PM 10 -Grenzwerte der 22. BImSchV Stoff Art des Grenzwertes Grenzwert erlaubte Überschreitungen Zeitpunkt der Einhaltung PM Stundenmittel 50 µg/m 3 35 Tage/ Jahr Jahresmittel 40 µg/m Weiterhin sind Immissionsgrenzwerte für SO2 und NO2 in der 22. BImSchV festgelegt. Die Einhaltung dieser Grenzwerte trägt auch zur Verminderung der sekundären Feinstaubbildung bei. SO 2 - und NO 2 - Grenzwerte der 22. BImSchV Stoff Art des Grenzwertes Grenzwert erlaubte Überschreitungen Zeitpunkt der Einhaltung SO Stundenmittel 350 µg/m 3 24 Stunden/ Jahr Tagesmittel 125 µg/m 3 3 Tage/ Jahr NO Stundenmittel 200 µg/m 3 18 Stunden/ Jahr Jahresmittel 40 µg/m

6 Feinstaub Gesamtschwebstaub: (Total Suspended Particulates, TSP) umfasst bei der derzeit üblichen Messung Partikel mit einem Durchmesser < 30 µm. Inhalierbarer Schwebstaub umfasst Partikel < 10 µm (PM10). Man spricht auch vom PM10 Feinstaub. Lungengängiger Feinstaub umfasst Partikel < 2,5 µm (PM2,5). Ultrafeine Partikel umfassen Partikel < 0,1 µm (UP). Sie können nicht nur tief in die Atemwege eindringen, sondern auch in die Blutbahn übertreten. Die Massenkonzentration von Feinstaub wird in Milligramm, Mikrogramm oder Nanogramm pro Kubikmeter Luft angegeben. Die Massenkonzentration wird als Parameter zur Beurteilung der Luftqualität herangezogen. Sie bestimmt sich vor allem aus der Menge an feinen Partikeln, ultrafeine Partikel tragen aufgrund ihrer geringen Masse wenig dazu bei.

7 Feinstaub Entstehung und Quellen des Feinstaubs: Die atmosphärische Schwebstaubbelastung hat viele verschiedene Quellen. Dies können natürliche und anthropogene Quelle sein. Als wesentliche anthropogene Quellen sind folgende von Bedeutung: Verbrennungsprozesse: hier ist zu unterscheiden zwischen direkten Partikelemissionen (primäre Partikel) und Gas-zu-Partikel-Umwandlung aus SO2, NOx, und organischen Verbindungen, die bei der Verbrennung entstehen können (sekundäre Partikel). Mechanische Prozesse, wie z.b. die Bearbeitung von Materialien aber auch die (Wieder-) Aufwirbelung von Bodenmaterial. Prozentuale Verteilung der Feinstaubemissionen (PM 10) 2003 Industrieprozesse Schüttgutumschlag Kraft- und Fernheizwerke Industriefeuerungen Haushalte/ Kleinverbraucher Verkehr, verbrennungsbedingt Verkehr, Reifenabrieb 41,5 6,4 8,2 2,1 14,7 22,4 4,7 Quelle: Bundesumweltamt

8 Genehmigungsverfahren Gemäß BImSchG Stoff Stroh Abfalleinstufung nein, Wirtschaftsdünger Anforderungen für nicht genehmigungsbedürftige Anlagen FWL < 100 kw; 3 Nr. 8 der 1. BImSchV Immissionsschutz Anforderungen für genehmigungsbedürftige Anlagen FWL > 100 kw, Nr. 1.3 der 4. BImSchV i.v. mit TA Luft Mindergetreide ja in Anlagen der 4. BImSchV i.d.r. i.v. mit TA Luft, fällt unter den Ausnahmetatbestand des 1 Abs. 3 Nr. 1 der 17. BImSchV Reststoffe aus der Lebensmittelproduktion Landschaftspflegeschnitt ja in Anlagen der 4. BImSchV i.v. mit 17. BImSchV ja in Anlagen der 4. BImSchV i.v. mit TA Luft; fällt unter den Ausnahmetatbestand des 1 Abs. 3 Nr. 1 der 17. BImSchV Grünschnitt ja in Anlagen der 4. BImSchV i.v. mit 17. BImSchV; fällt nicht unter den Ausnahmetatbestand des 1 Abs. 3 Nr. 1 der 17. BImSchV Bemerkungen Einzelfallbetrachtung Quelle: Ingenieurbüro Wilhelm

9 Rechtliche Rahmenbedingungen Emissionsgrenzwerte gem. 5 Abs. 1 der 17. BImSchV Schadstoff Kontinuierliche Messung Gesamtstaub Gesamtkohlenstoff Chlorwasserstoff Fluorwasserstoff Emissionsgrenzwerte in [mg/m³] Tagesmittelwerte Halbstundenmittelwerte Schwefeloxide Stickoxide Kohlenmonoxid Quecksilber Einzelmessung Σ Cadmium und Thallium Σ As, Cd, Co, Cr, Benzo(a)pyren Σ Sb, As, Pb, Cr, Co, Cu, Mn, Ni, V, Sn Dioxine/Furane [ng/m³] I-TE ,03 0,05 0,05 0,5 0, ,05 Quelle: Ingenieurbüro Wilhelm

10 Rechtliche Rahmenbedingungen Emissionsgrenzwerte gem. der 4. BImSchV TA Luft 2002 Quelle: Ingenieurbüro Wilhelm

11 Verfahren zur Rauchgasreinigung Fraktionsabscheidegrad von verschiedenen Staubabscheidern Quelle: Universität Rostock, Fernstudium Umweltschutz, Christian Fürll

12 Verfahren zur Rauchgasreinigung Einsatzbereich verschiedener Stauabscheider für unterschiedliche Staubarten und Teilchengrößenbereiche Quelle: Universität Rostock, Fernstudium Umweltschutz, Christian Fürll

13 Verfahren zur Rauchgasreinigung Staubabsetzkammer Quelle: Universität Rostock, Fernstudium Umweltschutz, Christian Fürll

14 Verfahren zur Rauchgasreinigung Umlenkabscheider A- Absetzkammer ohne Einbauten B- Absetzkammer mit Einbauten C- senkrechter Krümmer Quelle: Universität Rostock, Fernstudium Umweltschutz, Christian Fürll

15 Verfahren zur Rauchgasreinigung Hauptgruppe eines Tangentialzyklons Quelle: Universität Rostock, Fernstudium Umweltschutz, Christian Fürll

16 Verfahren zur Rauchgasreinigung Funktionsschema eines Tangentialzyklons Quelle: Universität Rostock, Fernstudium Umweltschutz, Christian Fürll

17 Verfahren zur Rauchgasreinigung Kräfte auf ein Teilchen bei der Bewegung im Wirbel Quelle: Universität Rostock, Fernstudium Umweltschutz, Christian Fürll

18 Anlagenschema Rauchgasreinigung EVA EVA, Firma Steil - Eberswalde Energetische Verwertungsanlage Quelle: IB Wilhem

19 Anlagenschema Rauchgasreinigung Trea, Stadtwerke Gießen Thermische Reststoffbehandlungs- und Energieverwertungsanlage Quelle: Stadtwerke Giessen

20 Kalkbasierte Sorbentien oder Natriumbicarbonat? Quelle: Sachverständigenbüro Dr. Schulteß, Karlsruhe

21 Kalkbasierte Sorbentien oder Natriumbicarbonat? Quelle: Sachverständigenbüro Dr. Schulteß, Karlsruhe

22 Kalkbasierte Sorbentien oder Natriumbicarbonat? Quelle: Sachverständigenbüro Dr. Schulteß, Karlsruhe

23 Kalkbasierte Sorbentien oder Natriumbicarbonat? Quelle: Sachverständigenbüro Dr. Schulteß, Karlsruhe

24 Kalkbasierte Sorbentien oder Natriumbicarbonat? Quelle: Sachverständigenbüro Dr. Schulteß, Karlsruhe

25 Kalkbasierte Sorbentien oder Natriumbicarbonat? Quelle: Sachverständigenbüro Dr. Schulteß, Karlsruhe

26 Ende Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Für Fragen stehe ich Ihnen gerne zur Verfügung