umwelt-online: POPs-Protokoll (3)
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Tabelle 1 Vergleich verschiedener Maßnahmen zur Abgasreinigung und Prozessmodifikationen bei Abfallverbrennungsanlagen zur Verringerung der PCDD/F-Emissionen
| Mögliche Maßnahmen | Emissionsniveau (%) a) | Geschätzte Kosten | Risiken |
| Primärmaßnahmen durch Modifikation der Einsatzmaterialien:
- Beseitigung von Vorläufern und chlorhaltigem Einsatzmaterial und - Management der Abfallströme | Resultierendes Emissionsniveau nicht quantifiziert; offensichtlich keine lineare Abhängigkeit von der Menge des Einsatzmaterials: | Vorsortierung des Einsatzmaterials nicht effektiv; Sammlung nur teilweise möglich; anderes chlorhaltiges Material wie Speisesalz, Papier usw. lässt sich nicht vermeiden.
Für gefährliche chemische Abfälle ist dies nicht angebracht.
Nützliche und in speziellen Fällen (z.B. bei Altölen, elektrischen Bauteilen usw.) durchführbare Primärmaßnahme mit dem möglichen zusätzlichen Vorteil der Verwertung der Materialien. | |
| Modifikation der Prozesstechnologie:
- optimierte Bedingungen bei der Verbrennung; - Vermeidung von Temperaturen unter 850 °C und von kalten Zonen im Abgas; - ausreichender Sauerstoffgehalt; Regelung der Sauerstoffzufuhr je nach Heizwert und Konsistenz des Einsatzmaterials und - ausreichende Verweilzeit und Durchwirbelung. | Umgestaltung des gesamten Prozesses notwendig. | ||
| Abgasbehandlung: Vermeidung der Ablagerung von Partikeln durch: | |||
| - Rußreiniger, mechanische Klopfvorrichtungen, Schalltechnik, Dampfgebläse. | Durch Dampfblasen können sich die PCDD/F - Bildungsraten erhöhen. | ||
| Entstaubung, generell in Müllverbrennungsanlagen: | <10 | mittel | Beseitigung von an Partikeln angelagerten PCDD/F - Verfahren zur Entfernung von Partikeln aus heißen Abgasströmen nur in Pilotanlagen. |
| - Gewebefilter; | 1 - 0,1 | höher | Einsatz bei Temperaturen < 150 °C |
| - Keramikfilter; | geringe Effizienz | Einsatz bei Temperaturen von 800 - 1000 °C | |
| - Zyklone und | geringe Effizienz | mittel | |
| - elektrostatische Abscheidung | mittlere Effizienz | Einsatz bei einer Temperatur von 450 °C; Förderung der De-novo-Synthese von PCDD/F möglich, höhere NOx-Emissionen, Verringerung der Wärmerückgewinnung | |
| katalytische Oxidation | Einsatz bei Temperaturen von 800 - 1000 °C Separate Gasphasenreinigung notwendig. | ||
| Gaskühlung
Hochleistungs-Adsorptionsanlage mit Aktivkohlepartikeln (elektrodynamische Venturi). | |||
| SCR (Selektive Katalytische Reduktion) | hohe Investitions- und niedrige Betriebskosten | Einsatz bei Temperaturen von 800 - 1000 °C Separate Gasphasenreinigung notwendig. NOx Eindämmung, wenn NH3 zugesetzt wird; hoher Raumbedarf, verbrauchte Katalysatoren und Rückstände von Aktivkohle (AC) oder Aktivkoks aus Braunkohle (ALC) können entsorgt werden, Katalysatoren lassen sich in den meisten Fällen von den Herstellern stofflich verwerten, AG und ALC können unter streng kontrollierten Bedingungen verbrannt werden. | |
| verschiedene Arten von Nass- und Trockenadsorptions-Verfahren mit Gemischen aus Aktivkohle, Herdofenkoks, Kalk und Kalksteinlösungen in Festbett-, Fließbett- und Wirbelschichtreaktoren: | |||
| - Festbettreaktor, Adsorption mit Aktivkohle oder Herdofenkoks und | < 2 (0,1 ng TEQ/m3) | hohe Investitions-, mittlere Betriebskosten | Entfernung von Rückständen; hoher Raum bedarf. |
| - Flugstrom- oder zirkulierender Wirbelschichtreaktor mit Zusatz von Aktivkoks/Kalk oder Kalksteinlösungen und darauf folgendem Gewebefilter. | < 10 (0,1 ng TEQ/m3) | niedrige Investitions-, mittlere Betriebskosten | Entfernung von Rückständen. |
| Zusatz von H2O2 | 2 - 5 (0,1 ng TEQ/m3) | niedrige Investitions-, mittlere Betriebskosten | |
| a) verbleibende Emissionen im Vergleich zum Betrieb ohne Reduktion. | |||
B. Thermische Prozesse in der metallurgischen Industrie
Tabelle 2 Verringerung der Emission von PCDD/F in der metallurgischen Industrie
| Mögliche Maßnahmen | Emissions- niveau (%) a) | Geschätzte Kosten | Risiken | |||
| Sinteranlagen | ||||||
| Primärmaßnahmen: | ||||||
| - Optimierung/Kapselung von Sinterbändern; | niedrig | nicht 100%ig erreichbar | ||||
| - Abgasrückführung, z.B. emissionsoptimiertes Sintern (EOS), wodurch der Abgasstrom um ca. 35 % verringert wird (reduzierte Kosten weiterer Sekundärmaßnahmen durch verminderten Abgasstrom), Kapazität 1 Mb. Nm3/h; | 40 | niedrig | ||||
| Sekundärmaßnahmen: | ||||||
| - elektrostatische Abscheidung + Molekularsieb; | mittlere Effizienz | mittel | ||||
| - Zusatz von Kalkstein-Aktivkohle-Gemischen; | hohe Effizienz (0,1 ng TEQ/m3) | mittel | ||||
| - Hochleistungs-Wäscher - vorhandene Anlage: AIRFINE (Voest Alpine Stahl Linz) seit 1993 für 600.000 Nm3/h; zweite Anlage für 1998 in den Niederlanden (Hoogoven) geplant | hohe Effizienz, Verringerung der Emissionen auf 0,2 - 0,4 ng TEQ/m3 | mittel | 0,1 ng TEQ/m3 könnten bei höherem Einsatz von Energie erreicht werden; keine Anlage vorhanden. | |||
| Erzeugung von Nichteisenmetall (z.B. Kupfer) | ||||||
| Primärmaßnahmen: | ||||||
| Schrottvorsortierung, Vermeidung von Einsatzmaterial wie Schrott mit Kunststoff- und PVC-Anteil, Ablösen von Überzügen und Verwendung chlorfreier Isoliermaterialien; Sekundärmaßnahmen: | niedrig | |||||
| - Kühlen der heißen Abgase; | hohe Effizienz | niedrig | ||||
| - Zufuhr von Sauerstoff oder sauerstoffangereicherter Luft zum Brenner, Sauerstoffeindüsung in den Schachtofen (zur vollständigen Verbrennung und Minimierung des Abgasvolumens); | 5-7 (1,5 -2 ng TEQ/m3) | hoch | ||||
| - Festbettreaktor oder Wirbelstrahlstrom-Reaktor (Fluidized Jet Stream Reactor) mit Adsorption an Aktivkohle oder Herdofenkoksstaub; | (0,1 ng TEQ/m3) | hoch | ||||
| - katalytische Oxidation und | (0,1 ng TEQ/m3) | hoch | ||||
| - Verringerung der Verweilzeit im kritischen Temperaturbereich der Abgasanlage. | ||||||
| Eisen- und Stahlerzeugung | ||||||
| Primärmaßnahmen: | ||||||
| - Befreiung des Schrotts von Öl vor dem Eintrag in die Ofengefäße; | niedrig | Zur Reinigung müssen Lösungsmittel verwendet werden | ||||
| - Entfernung organischer Begleitstoffe wie Öle, Emulsionen, Fette, Farben und Kunststoffe vom Beschickungsgut; | niedrig | |||||
| - Senkung der hohen spezifischen Abgasvolumen; | mittel | |||||
| - getrenntes Sammeln und Behandeln von Emissionen vom Ein- und Austrag; | niedrig | |||||
| Sekundärmaßnahmen: | ||||||
| - getrenntes Sammeln und Behandeln von Emissionen beim Ein- und Austrag und | niedrig | |||||
| - Gewebefilter kombiniert mit Kokseindüsung. | < 1 | mittel | ||||
| Umschmelzaluminiumerzeugung | ||||||
| Primärmaßnahmen: | ||||||
| - Vermeidung der Verwendung halogenierten Materials (Hexachlorethan); | niedrig | |||||
| - Vermeidung der Verwendung chlorhaltiger Schmiermittel (z.B. chlorierte Paraffine) und | niedrig | |||||
| - Säuberung und Sortierung verschmutzter Schrottchargen, z.B. durch Reinigung von ölbehafteten Spänen und Trocknung, Schwimm-Sink- und Wirbelstrom-Trennung; | ||||||
| Sekundärmaßnahmen: | ||||||
| - ein- und mehrstufige Gewebefilter mit zusätzlicher Aktivierung mittels Kalkstein-/Aktivkohle-Eindüsung vor dem Filter; | <1 (0,1 ng TEQ/m3) | mittel/ hoch | ||||
| - Minimierung und getrennte Entfernung und Reinigung von Abgasströmen, die mit unterschiedlichen Schadstoffen belastet sind; | mittel/ hoch | |||||
| - Vermeidung des Absetzens von Partikeln aus dem Abgas und Förderung des raschen Passierens des kritischen Temperaturbereichs und | mittel/ hoch | |||||
| - Verbesserte Vorbehandlung von Aluminiumschredderschrott durch Schwimm-Sink- und Wirbelstrom-Trennverfahren. | mittel/ hoch | |||||
| a) Verbleibende Emissionen im Vergleich zum Betrieb ohne Reduktion. | ||||||
Sinteranlagen
Primär- und Sekundärbereich, der Kupferproduktion
Stahlerzeugung
Schmelzanlagen der Sekundäraluminiumindustrie
C. Verbrennung fossiler Brennstoffe in Kesseln von Versorgungs- und Industrieunternehmen
D. Kleinfeuerungsanlagen
E. Holzbefeuerte Anlagen (Kapazität < 50 MW)
Tabelle 3 Quantitätsbezogene Emissionskonzentrationen und -faktoren für holzbefeuerte Anlagen
| Brennstoff | Emissions- konzentration (ng TEQ/m3) | Emissionsfaktor (ng TEQ/kg) | Emissionsfaktor (ng/GJ) |
| Naturholz(Buche) | 0,02 - 0,10 | 0,23 - 1,3 | 12 - 70 |
| Naturholzspäne aus Wäldern | 0,07 - 0,21 | 0,79 - 2,6 | 43 - 140 |
| Spanplatte | 0,02 - 0,08 | 0,29 - 0,9 | 16 - 50 |
| Abbruchholz | 2,7 - 14,4 | 26 - 173 | 1400 - 9400 |
| Siedlungsabfälle | 114 | 3230 | |
| Holzkohle | 0,03 |
V. Techniken für die Verringerung von PAK-Emissionen
A. Koksproduktion
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