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4/5 | 2015

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Special Thermische

Special Thermische Abfallverwertung & Abluftreinigung Bild: Mr_KARR/Pixelio Weiterentwicklung der SNCR-Regelung durch Opti-Link Der bei der thermischen Verwertung von Abfällen für die Umsetzung zu NOx verantwortliche Stickstoffgehalt des Brennstoffs ist nur unzureichend bekannt. Die Bildung von NOx ist daher die große unbekannte Größe. Das Opti-Link Verfahren setzt auf der bekannten Online-Bilanzierung auf und enthält die spezifische Erweiterung NOx-Calc, die es gestattet, unzureichend messbare Größen wie den NOx-Rohgas-Wert zu bilanzieren. Philip Reynolds Mit der Novellierung der bisherigen 17. Bundesimmissionsschutzverordnung (17. BImSchV) vom Mai 2013 sind neben der Verschärfung von Grenzwerten für Quecksilber auch die Verschärfung der Emissionsgrenzwerte für Stickstoffoxide und die Einführung von Grenzwerten für Ammoniak die wesentlichen Änderungen [1]. Dabei gelten unterschiedliche Anforderungen und Übergangszeiten für Neuanlagen und Altanlagen. Neu ist auch, dass zwischen Anlagen mit bis zu 50 MW Feuerungswärmeleistung (FWL) und darüber unterschieden wird. Eine detaillierte Aufstellung der für die Entstickung wichtigen gesetzlichen Parameter ist in [2] zu finden. In einer ersten Stufe gilt ab 1. 1. 2016 der Grenzwert für gasförmiges Ammoniak (NH 3 ) von 10 mg/Nm³tr im Tages- mittel (TMW) und 15 mg/Nm³tr im Halbstundenmittel (HMW) für alle SCR/SNCR-Anlagen unabhängig von der Feuerungswärmeleistung. In der zweiten Stufe ab 1. 1. 2019 gilt für den TMW ein abgesenkter neuer NOx-Grenzwert von 150 mg/Nm³tr für Bestandsanlagen mit einer FWL von mehr als 50 MW. Bestandsanlagen mit einer FWL von bis zu 50 MW sind hier nicht betroffen, da für sie der TMW von 200 mg/Nm³tr wie bisher gilt. Neu ist ein Jahresmittelwert (JMW) von 100 mg/Nm³tr für Neuanlagen und Anlagen mit mehr als 50 MW FWL. Der HMW beträgt wie bisher 400 mg/ Nm³tr. SNCR seit Jahren erfolgreich eingesetzt Zur Reduzierung des NOx-Gehaltes im Rauchgas von thermischen Abfallverwertungsanlagen wird das SNCR Verfahren (selektive nicht-katalytische Reduktion) seit Jahren erfolgreich eingesetzt. Entsprechend des NOx-Gehaltes im Rauchgas wird eine bestimmte Menge Reduktionsmittel ins Rauchgas injiziert, welches den NOx-Gehalt reduziert. Das Vorgehen bei der Optimierung von Bestandsanlagen mit und auch ohne SNCR ist in [3] beschrieben. Dabei hängt die Effizienz des Prozesses davon ab, inwieweit die Eindüsung bei der optimalen Temperatur und mit der bestmöglichen Reduktionsmittelverteilung hinsichtlich des feuerungsseitigen Rohgas-NOx erfolgt. Die Messung des Rohgas-NOx-Gehaltes als wesentliche Eingangsgröße der Regelung ist allerdings beim Betrieb der SNCR aufgrund der hohen Rauchgastemperaturen bisher nicht möglich. Es findet eine Regelung/Berechnung der Reduktionsmittelmenge allein nach dem Reingas-NOx-Gehalt, also dem Ergebnis der Reduktion, statt. Dies ist eine rückwärts gerichtete Strategie. Erschwerend ist zusätzlich die große Zeitspanne zwischen Eindüsung des Reduktionsmittels und Änderung der Reduktionsmittelmenge aufgrund der Messung des Reingas-NOx-Gehaltes. Diese Totzeit verhindert eine schnelle Anpassung der Reduktionsmittelmenge an Veränderungen des Rohgas-NOx Gehalts. Auf schwankende NOx-Rohgaskonzentration kann mitunter so nur schwer rea- 18 UmweltMagazin April - Mai 2015

Kühlen Waschen Fördern Halle 4.0 Stand J22 Venturi- und Strahlwäscher sorgen für saubere Luft Grafik 1: Schema Opti-Link Abfall Eingabe (%) Papier/Pappe/Kartonagen 12,7 Glas 3,42 Kunststoffe 9,91 E-Schrott 3,06 Holz 14,72 Verbunde 1,18 Organik 35,84 Textilien 3,4 Inert 15,34 Tabelle: Beispielhafte Momentaufnahme einer Abfallzusammensetzung ermittelt mit NOx-Calc • Abscheidung von Stäuben • direkte Gaskühlung • Absorption von Schadstoffen (SO 2 ,Cl 2 ,HCl, NH 3 ,HF, etc.) • Gasförderung ohne Ventilator giert werden. Steht darüber hinaus keine schnelle Temperaturerfassung zur Verfügung ist die Änderung des Ergebnisses der Entstickung nur schwer einer dieser Faktoren zuzuordnen. Vielmehr wird die Regelung der Reduktionsmittelmenge nach dem NOx-Reingas Mittelwert (häufig Halbstundenmittelwert und/ oder Tagesmittelwert) durchgeführt. Bietet das Verfahren aufgrund ungünstiger Bedingungen nicht genug Operationsspielraum, können Ausreißer des NH 3 -Schlupfwertes oder NOx- Reingaswertes schlecht kompensiert werden. Das Verfahren birgt somit hinsichtlich der Regelung Optimierungspotenzial. Wäre es möglich, Kenntnis über die aktuelle NOx-Entstehung bei der Verbrennung zu erlangen, und in ein neues Regelungsund Berechnungskonzept einzubinden, spielte die zeitliche Differenz zwischen SNCR Eindüsung und Reingasmessung für die Regelung der Reduktionsmittelmenge nur noch eine untergeordnete Rolle, und es könnte eine vorwärts gerichtete Strategie umgesetzt werden. Positiv wären entweder eine höhere erreichbare NOx-Abscheidung oder ein geringerer NH 3 -Schlupf beziehungsweise ein geringerer Betriebsmittelverbrauch. Neues Opti-Link Verfahren setzt auf Online-Bilanzierung Die Bildung von NOx bei der thermischen Verwertung von Abfällen ist die große unbekannte Größe, da der Stickstoffgehalt des Brennstoffs und die Verbrennungsbedingungen, welche für die Umsetzung dieses Brennstoffstickstoffes zu NOx verantwortlich sind, nur unzureichend bekannt sind. Hier setzt ein neues Verfahren an. Das Opti-Link Verfahren setzt auf der bekannten Online-Bilanzierung auf und enthält die spezifische Erweiterung NOx- Calc, die es gestattet, unzureichend messbare Größen, wie den NOx-Rohgas-Wert, zu bilanzieren. Opti-Link sammelt in erster Linie Daten, um die Bilanzierung des gesamten thermischen UmweltMagazin April - Mai 2015 Körting Hannover AG 30453 Hannover/Germany Tel.: +49 511 2129-258 st@koerting.de www.koerting.de

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