4 GENERIC EMISSIONS
6 ALLGEMEINE BVT (BESTE VERFÜGBARE TECHNIKEN) .1 Einführung
6.4 Verminderung des Ausstoßes von Luftschadstoffen
Die folgenden BVT für Luftschadstoffe gehen von der Optimierung der BVT in Bezug auf Umweltmanagement und Vermeidung/Verminderung aus (wie in den Abschnitten 6.2 und 6.3 dargestellt).
Die Auswahl der BVT erfordert im Einzelfall die Berücksichtigung vieler verschiedener Parameter. Diese werden vertieft im horizontalen BREF zur Abwasser-/Abluftbehandlung erörtert; die wichtigsten sind:
• Gasvolumenstrom (Durchschnittswert, Wertebereich, Variabilität)
• Art der Schadstoffe und Rohgaskonzentration (Durchschnittswert, Wertebereich, Variabilität)
• Verunreinigungen (z.B. Wasserdampf, Staub, korrosive Stoffe)
• zulässige Abgaskonzentration
• Sicherheit
• Investitions- und Betriebskosten (abzüglich Gutschriften für Stoff- und Energierückgewinnung)
• Anlagenlayout
• Verfügbarkeit von Betriebsmitteln.
Die allgemeinen BVT für Luftschadstoffe hängen von diesen Parametern ab und stellen eine geeignete Kombination oder Auswahl aus den in Tabelle 6.1: BVT-assozierte Werte für die Rückgewinnung / Verminderung von VOC
(für VOC) und Tabelle 6.2 (für andere prozessbezogene Luftschadstoffe) angegebenen Techniken dar. Bei hohen Rohgaskonzentrationen oder Techniken mit geringerer Rückgewinnungs-/Minderungsleistung kann eine Kombination von Techniken erforderlich sein, um die BVT-Werte zu erreichen.
Technik BVT-Werte (1) Bemerkungen
Selektives Membran-trennverfahren
90 - >99,9 % Rückgewinnung
VOC < 20 mg/m³ Richtwerte für den Anwendungsbereich: 1 - >10g VOC/m3
Die Wirksamkeit kann zum Beispiel durch korrosive Produkte, staubhaltiges Gas oder Nähe zum Gastaupunkt beeinträchtigt werden.
Kondensation Kondensation: 50 - 98 % Rückgewinnung + zusätzliche Minderungsmaßnahmen.
Kryokondensation: (2) 95 – 99,95 % Rückgewinnung
Richtwerte für den Anwendungsbereich: Volumenstrom 100 - >100000 m3/h, 50 -
>100g VOC/m3.
Bei Kryokondensation: Volumenstrom 10 – 1000 m3/h, 200 – 1000 g VOC/m3, 20 mbar-6 bar
Adsorption (2) 95 – 99,99 % Rückgewinnung Richtwerte für den Anwendungsbereich für regenerative Adsorption: Volumenstrom 100 - >100000 m3/h, 0,01 - 10g VOC/m3, 1 – 20 atm.
Nichtregenerative Adsorption: Volumenstrom 10 - >1000 m3/h, 0,01 – 1,2g VOC/m3
Wäscher (2) 95 – 99,9 % Minderung Richtwerte für den Anwendungsbereich: Volumenstrom 10 – 50000 m3/h, 0,3 - >5g VOC/m3
Richtwerte für den Anwendungsbereich: Volumenstrom 1000 – 100000m3/h, 0,2 - >10g VOC/m3.
Der Bereich von 1 - 20 mg/m³ basiert auf Emissionsgrenzwerten und Messwerten.
Der mit regenerativen oder rekuperativen thermischen Verbrennungsanlagen erzielbare Minderungsgrad kann zwar u.U. unter 95 – 99 % liegen, kann aber <
20 mg/Nm³ erreichen.
Katalytische Nach-verbrennung
95 - 99 % Minderung
VOC < 1 - 20 mg/m³ Richtwerte für den Anwendungsbereich: Volumenstrom 10 – 100000 m3/h, 0,05 – 3 g VOC/m3
Fackel Hochfackel > 99 % Bodenfackel > 99,5 %
3. Sofern nicht anders angegeben, beziehen sich die Konzentrationen auf die Halbstunden- / Tagesmittelwerte für die
Referenzbedingungen eines trockenen Abgases bei 0 °C, 101,3 kPa und einem Sauerstoffgehalt von 3 Vol% (Sauerstoffgehalt 11 Vol% im Falle der katalytischen / thermischen Nachverbrennung).
4. Bei der Technik spielen medienübergreifende Aspekte eine Rolle, die zu berücksichtigen sind.
Tabelle 6.1: BVT-assozierte Werte für die Rückgewinnung / Verminderung von VOC
Kapitel 6
138 Herstellung organischer Grundchemikalien
Schadstoff Technik BVT-Werte (1) Bemerkungen
Staub Zyklon Bis zu 95 % Minderung Stark abhängig von der Teilchengröße. Normalerweise nur BVT in Kombination mit einer anderen Technik (z. B.
elektrostatischer Abscheider, Gewebefilter).
Elektrostatischer Abscheider
5 – 15 mg/Nm³ 99 – 99,9 % Minderung
Basiert auf der Nutzung der Technik in verschiedenen anderen Branchen. Die Wirksamkeit hängt in starkem Maße von den Eigenschaften der Teilchen ab.
Gewebefilter < 5 mg/Nm³ Zweistufiger
Staubfilter ~ 1 mg/Nm³ Keramikfilter < 1 mg/Nm³ Absolutfilter < 0,1 mg/Nm³
HEAF-Filter Tröpfchen und Aerosole bis zu 99 % Minderung
Nebelfilter Staub und Aerosole bis zu 99 % Minderung
Geruch Adsorptions-biofilter
95 - 99 % Minderung von Gerüchen und einigen VOC
Richtwerte für den Anwendungsbereich:
10000 - 200000 ou/Nm3 Nasskalkwäsche 90 – 97 % Minderung
SO2 < 50 mg/Nm³ Richtwerte für den Anwendungsbereich für SO2 < 1000 mg/m³ im Rohgas.
Wäscher HCl (2) < 10 mg/Nm³
HBr (2) < 5 mg/Nm³ Konzentrationen basieren auf maximal zulässigen Werten in Österreich.
Richtwerte für den Anwendungsbereich für SO2 < 1000 mg/m³ im Rohgas.
Kann höher sein, wenn das Abgas eine höhere Wasserstoffkonzentration aufweist.
Dioxine Primärmaßnahmen + Adsorption
3-Bettkatalysator
< 0,1 ng TEQ/Nm3 Die Bildung von Dioxinen während des Prozesses sollte möglichst vermieden werden.
Queck-silber
Adsorption 0,05 mg/Nm3 0,01 mg/Nm3 gemessen in einer österreichischen Müllverbrennungsanlage mit Aktivkohlefilter.
Eine Alternative dazu ist die Absorption in einem Ethanolaminwäscher mit nachfolgender Schwefelrückgewinnung.
3. Sofern nicht anders angegeben, beziehen sich die Konzentrationen auf die Halbstunden- / Tagesmittelwerte für die Referenzbedingungen eines trockenen Abgases bei 0 °C, 101,3 kPa und einem Sauerstoffgehalt von 3 Vol%.
4. Tagesmittelwert unter Standardbedingungen. Die Halbstundenwerte betragen: HCl <30 mg/m³ und HBr <10 mg/m³.
Tabelle 6.2: BVT-assoziierte Werte für die Verminderung anderer LVOC-Luftschadstoffe
Die Luftschadstoffe, die bei LVOC-Prozessen emittiert werden können, sind zahlreich und sehr unterschiedlich.
Diese Stoffe weisen äußerst unterschiedliche Eigenschaften auf bezüglich Toxizität, Auswirkungen auf die globale Erwärmung, photochemische Ozonbildung, Ozonabbau in der Stratosphäre usw. Diese Eigenschaften bestimmen das Niveau und die Art der BVT (z.B. erfordern Stoffe mit hohem Umweltschädigungspotential eine striktere Vermeidung und Verminderung).
Um die Eigenschaften der Stoffe zu erfassen, werden verschiedene Klassifikationssysteme genutzt. Auch wenn viele Mitgliedstaaten über ein eigenes System verfügen, gibt es leider kein europaweites Klassifikationssystem.
Die Entwicklung eines solchen Systems würde eine sehr umfangreiche Aufgabe darstellen und lag außerhalb des Rahmens des LVOC-Informationsaustausches.
Die folgenden BVT-Werte wurden nicht anhand des üblichen Verfahrens der anderen BREFs abgeleitet, sondern beruhen auf dem Klassifikationssystem, das durch einen einzelnen Mitgliedstaat eingebracht wurde. In Tabelle 6.3 wird das NeR-System aus den Niederlanden genutzt, da die dort enthaltenen BVT-Werte einem hohen Umweltschutzniveau entsprechen. Die NeR-Klassifikation stellt nur ein Beispiel für gute Praktiken dar.
Die LVOC-Arbeitsgruppe räumt ein, dass es noch andere, gleichermaßen gültige Klassifikationssysteme gibt,
Kapitel 6
Herstellung organischer Grundchemikalien 139
die zur Ermittlung von BVT-Werten für luftseitige Emissionen herangezogen werden können. Solche anderen Klassifikationssysteme sind in Anhang VIII aufgeführt.
Einige Punkte sollten bei dem niederländischen Klassifizierungssystem zur Kenntnis genommen werden:
• Die Klassifizierung basiert auf der Humantoxizität und den Umweltauswirkungen sowie auf den technischen und finanziellen Möglichkeiten, den Schadstoff zu vermindern. Andere Faktoren (z.B.
Energieeffizienz, globale Klimaänderung) werden weniger detailliert berücksichtigt.
• Die NeR-Klassifizierung basiert auf der deutschen TA Luft
• Das Klassifikationssystem wird in regelmäßigen Zeitabständen fortgeschrieben, und Einzelheiten können sich dadurch ändern.
Prozessintegriert: gute Betriebsbedingungen und geringer Chlorgehalt des Einsatzguts/Brennstoffs.
Staub Wenn Filterung nicht möglich ist, gilt bis 25 Wenn Filterung nicht möglich ist, gilt bis 50
10 – 25
Dämpferückgewinnungsanlage. 100 - 150 3,0
Organische Stoffe (fest)*
∑ sO1 Wenn Filterung nicht möglich ist, gilt bis 25
Wenn Filterung nicht möglich ist, gilt bis 50 10 – 25 10 - 50
≥ 0,1
< 0,1
∑ sO1 + sO2 Wenn Filterung nicht möglich ist, gilt bis 25 Wenn Filterung nicht möglich ist, gilt bis 50
10 – 25 10 - 50
≥ 0,5
< 0,5
∑ sO1 + sO2 + sO3 Wenn Filterung nicht möglich ist, gilt bis 25 Wenn Filterung nicht möglich ist, gilt bis 50
10 – 25
Viele verschiedene Lösungen (z. B. chemischer Wäscher, alkalischer Wäscher, Aktivkohle)
30 0,3 gI4 Saurer Wäscher/alkalischer Wäscher, S(N)CR,
Kalkeinspritzung.
* Es gilt die Summenregel (d. h. der angegebene Emissionswert gilt für die Summe der Stoffe in der entsprechenden Kategorie zuzüglich derer aus der niedrigeren Kategorie).
** Eine ausführliche Klassifizierung der Substanzen findet sich in Anhang VIII: Luftschadstoffklassifikationssysteme der Mitgliedstaaten.
*** Der Emissionswert gilt nur, wenn der Massengrenzwert (der unbehandelten Emissionen) überschritten wird. Die Emissionswerte beziehen sich auf die Halbstundenmittelwerte unter normalen Bedingungen (trockenes Abgas, 0°C und 101,3 kPa). Die Sauerstoffkonzentration wird im NeR-System nicht festgelegt, entspricht aber zumeist der tatsächlich vorhandenen Sauerstoffkonzentration (für Abfallverbrennungsanlagen können 11 Vol% akzeptabel sein).
**** Die PCB-Werte werden hier bezüglich der TEQ angegeben, was die für die Berechnung dieser Werte relevanten Faktoren betrifft, siehe Artikel „Toxic Equivalency Factors (TEFs) for PCBs, PCDDs, PCDFs for Humans and Wildlife“. „Van den Berg et al. Environmental Health Perspectives, Band 106, Nr. 12, Dezember 1998“
Tabelle 6.3: Luftemissionswerte, die mit den BVT für Prozessabgase in der LVOC-Industrie verbunden werden
Kapitel 6
140 Herstellung organischer Grundchemikalien
Die BVT für Fackeln sind:
• Minimierung der Entsorgung von Kohlenwasserstoffen mittels Abfackeln durch gute
Anlagenkonstruktionen (z.B. hochbelastbare Anfahrsysteme, Fackelgasrück-gewinnungssysteme) und gutes Anlagenmanagement (z.B. ausgebildete Betriebs-techniker, angemessene Wartung).
• Die Wahl zwischen bodennahen Fackeln und Hochfackeln erfolgt nach Sicherheitsgesichtspunkten.
• Wenn Hochfackeln eingesetzt werden, beinhaltet die BVT den Einsatz von Detektoren an Dauerflammen / Zündflammen sowie das wirksame Vermischen (üblicherweise durch
Dampfeinblasen), wobei das Mischungsverhältnis durch die Kohlenwasser-stoffmenge bestimmt wird, und eine Fernüberwachung durch Videoübertragung
• VOC-Elimination >99% für Hochfackeln und >99,5% für Bodenfackeln
Die BVT für Prozessfeuerungen besteht im Einsatz von Gasfeuerung und NOx-armen Brennerkonfigurationen.
Damit können bei neuen und bestehenden Anlagen BVT-Emissionswerte von 50 – 100 mg NOx /Nm3 (als Stundenmittelwert) erreicht werden. Werte im oberen Bereich dieser Spanne weisen auf den nachteiligen Effekt von hohen Temperaturen (Luftvorwärmung) und wasserstoffreichen Brennstoffen hin. In Ausnahmesituationen, bei geringen Möglichkeiten der Ertüchtigung, können gelegentlich Emissionswerte bis zu 200 mg/Nm3 den BVT entsprechen.
Die BVT für andere Feuerungsanlagen (z. B. Dampfkessel, Gasturbinen) findet sich im BVT-Merkblatt für Großfeuerungsanlagen [EIPPCB, Draft#127]..
Der Ausstoß von Kohlendioxid steht in direktem Bezug zum Energieverbrauch und dem Kohlenstoffgehalt der eingesetzten Brennstoffe. Die BVT für Kohlendioxidemissionen besteht in einer verbesserten Energieeffizienz.
Der Einsatz kohlenstoffarmer (wasserstoffreicher) Brennstoffe oder nachhaltiger nichtfossiler Brennstoffe kann aber ebenfalls als BVT gelten.