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Verfahrenstechnik 9/2020

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Verfahrenstechnik 9/2020

MESSEN, REGELN,

MESSEN, REGELN, AUTOMATISIEREN Hohe Sicherheit Messung und Minderung von Quecksilber-Emissionen bei der Verbrennung Gemäß dem neuen EU BVT-Merkblatt für Abfallverbrennung müssen in diesem Prozess die Quecksilberemissionen kontinuierlich überwacht und gesenkt werden. Dafür sind Technologien nötig, die Quecksilber im Rohgas messen und den Einsatz von Sorptionsmitteln optimieren. Im Dezember 2019 wurde das neue BVT- Merkblatt (BVT = Beste verfügbare Techniken) für die Abfallverbrennung in der EU veröffentlicht. Ein wichtiges Thema in den Schlussfolgerungen ist die Forderung nach einer kontinuierlichen Überwachung der Quecksilber-Emissionen. Die EU-Mitgliedstaaten sind jetzt verpflichtet, die BVT- Schlussfolgerungen bis Dezember 2023 in ihre nationalen Gesetzgebungen aufzunehmen. Aufgrund der genannten Emissionswerte in den BVT-Schlussfolgerungen ist davon auszugehen, dass die nationalen Emissionsgrenzwerte für Quecksilber (Hg) gesenkt werden. Dies führt mit großer Wahrscheinlichkeit zu nötigen Optimierungen der Hg-Minderung und auch der eingesetzten Hg-Emissionsmessgeräte bei Abfallverbrennungsanlagen und sogenannten Mitverbrennern, wie z. B. Zementwerken. Da Abfall eine unbekannte Mischung aus inhomogenem Material ist, ist es schwieriger, im Vergleich zur Verbrennung von Kohle jede Hg-Emissionsspitze zu verhindern. Insbesondere, wenn – wie heute meist üblich – nur am Kamin eine kontinuierliche Hg-Messung installiert ist. Hg-Emissionsspitzen, die hier erfasst werden, haben dann schon die gesamte Rauchgasreinigung verunreinigt, und es kann lange dauern, bis die Hg-Konzentration im Kamin wieder ein normales Niveau erreicht. Durchdachte Komplettlösung Um die Sicherstellung niedriger Hg-Emissionen durch Verbrennung und Mitverbrennung von Abfällen zu verbessern, bietet die Firma Envea eine Komplettlösung durch den Einsatz verschiedener Technologien der Produktpalette an. Grundlage ist hierbei, dass die Quecksilbermessung zunächst auf der Rohgasseite im Prozess stattfindet, um so eine ausreichende Reaktionszeit für die erforderliche Adsorbens-Dosierung zu generieren. Die erforderliche QAL1-zertifizierte, behördliche Hg-Messung findet im Kamin statt. Bei dieser Komplettlösung sind vier Geräte erforderlich: n Eine kontinuierliche Hg-Messung auf der Rohgasseite durch einen speziellen Hg- Prozessanalysator (SM-4R), der an die Prozessbedingungen angepasst ist und eine sehr schnelle Reaktion über einen breiten Konzentrationsbereich von Hg ermöglicht. n Eine kontinuierliche Überwachung der Adsorbens-Dosierung mit dem Solidflow, einem Feststoff-Durchflussmessgerät zur Überwachung in Echtzeit. n Eine kontinuierliche, QAL1-zertifizierte Hg-Messung (SM-4) auf der Reingasseite im Kamin. n Die Verwendung einer Software zur Verarbeitung der gemessenen Werte und zur vorausschauenden Berechnung von Durchschnittswerten zur Optimierung der Adsorbens-Dosierung. Diese vier Komponenten ermöglichen eine Optimierung des Rauchgasreinigungsprozesses und damit eine hohe Sicherheit bei der Kontrolle der Hg-Emissionen. Darüber hinaus führt das System zu einer Optimierung sowohl der Adsorbens-Rezirkulationsrate als auch dessen Neudosierung. Die Folge: eine deutliche Kostenersparnis. Sollte zudem, abhängig von der verwendeten Technologie zur Hg-Minderung, auch eine Spezifizierungsmessung von Hg 0 und Autor: Torsten Thiemann, Vertriebsingenieur, Envea GmbH, Bad Homburg 46 VERFAHRENSTECHNIK 09/2020 www.verfahrenstechnik.de

MESSEN, REGELN, AUTOMATISIEREN 02 Die Verbrennungsanlage einschließlich Rauchgasreinigungsanlagen und Steuerungseinrichtungen 1 Kontinuierliche Prozessmessung von Hg vor der Rauchgasreinigung 01 Der Solidflow ist ein Feststoff-Durchflussmessgerät zur Überwachung in Echtzeit Hg 2+ sowie Hg gesamt erforderlich sein, so ist diese durch eine modifizierte Version des Hg-Analysators ebenfalls möglich. 2 Solidflow zur kontinuierlichen Überwachung der Adsorbens-Dosierung 3 Kontinuierliche, QAL1-zertifizierte Hg-Messung im Kamin 4 Optimierung der Adsorbens-Dosierung durch Einsatz der Wex-Software Optimierung des Prozesses Zur kontinuierlichen Messung auf der Rohgasseite wird der Prozessanalysator SM-4R Hg eingesetzt, dieser basiert auf Atomabsorption. Er verfügt über eine Verdünnungssonde, die einen weiten Messbereich und die Eliminierung von Interferenzen durch Matrixgase ermöglicht. Das Probenahmesystem ist beheizt, um die Ansammlung von Hg in der Sonde zu vermeiden. Im thermokatalytischen Reaktor wird das ionische Hg in elementares Hg umgewandelt. Daher ist eine beheizte Probenahmeleitung zwischen der Probenahmesonde und dem Analysator nicht erforderlich. Der Analysator hat eine kurze Reaktionszeit, die für eine echte Optimierung des Gesamtprozesses sorgt. Zur kontinuierlichen Messung auf der Reingasseite wird der QAL1-zertifizierte SM-4 Hg-Analysator eingesetzt. Dieser enthält zusätzlich eine Goldfalle und ermöglicht so eine präzise Hg-Messung im Bereich von wenigen µg/Nm 3 . Er kann daher zur gesetzlichen Emissionsüberwachung am Kamin eingesetzt werden. Durch die 1 2 01: Verbrennungsanlage einschließlich Rauchgasreinigungsanlagen und Steuerungseinrichtungen Kombination der beschriebenen Mess- und Auswertekomponenten kann beim Erfassen einer Hg-Spitze im Rohgas die Adsorbensmenge mit einer kurzen Reaktionszeit so optimiert werden, dass eine Grenzwertüberschreitung im Reingas vermieden wird. Um auch niedrigere Grenzwerte zuverlässig zu erfassen, wurde der Hg-Analysator 3 SM-5 entwickelt. Dieser befindet sich zurzeit in der Eignungsprüfung mit einem angestrebten kleinsten Zertifizierungsbereich von 0 – 5 µg/Nm 3 . Fotos: Envea, rufar/stock.adobe.com www.envea.global 4 Wirksam effektiv. 21 CFR Part 11 00037 Lösungen für die Pharmabranche Medizinische Produkte brauchen verlässliche Technologien. Machen Sie keine Kompromisse, wenn es um präzise und sichere Mess- und Regeltechnik speziell für die Pharmabranche geht. Setzen Sie auf 70 Jahre Qualität, hohes Engagement und eine exzellente Branchenexpertise. http://branchen.jumo.info

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Verfahrenstechnik Handbuch Prozesstechnologie 2019