VDI 2579-2008 Emission control - Hot-dip zinc galvanizing plants.pdf

1、ICS 13.040.40 VDI-RICHTLINIEN Mai 2008May 2008VEREIN DEUTSCHER INGENIEURE Emissionsminderung Feuerverzinkungsanlagen Emission control Hot-dip zinc galvanizing plants VDI 2579 Ausg. deutsch/englisch Issue German/English Der Entwurf dieser Richtlinie wurde mit Ankndigung im Bundesanzeiger einem ffentl

2、ichen Einspruchsverfahren unterworfen. Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich. The draft of this guideline has been subject to public scrutiny after announcement in the Bundesanzeiger (Federal Gazette). The German version of this guideline shall be taken as authori-tative. No guarant

3、ee can be given with respect to the English translation. Kommission Reinhaltung der Luft im VDI und DIN Normenausschuss KRdL Arbeitsgruppe VDI 2579 VDI/DIN-Handbuch Reinhaltung der Luft, Band 3: Emissionsminderung II Frhere Ausgaben: 10.88; 05.07 Entwurf Former editions: 10/88; 05/07Draft Vervielflt

4、igung auch fr innerbetriebliche Zwecke nicht gestattet / Reproduction even for internal use not permittedZu beziehen durch / Available atBeuthVerlagGmbH, 10772 BerlinAlleRechtevorbehalten/ All rights reserved VereinDeutscherIngenieuree.V., Dsseldorf 2008 Inhalt Seite Contents Page Vorbemerkung . 2 1

5、 Anwendungsbereich 2 2 Technologie 2 2.1 Verzinkungsvorgang 2 2.2 Verzinkungsverfahren 3 2.3 Emissionen der Feuerverzinkungs-anlagen 5 3 Technische Mglichkeiten zum Vermindern der Emissionen 6 3.1 Manahmen bei der Planung . 6 3.2 Betriebliche Manahmen. 6 3.3 Anlagentechnische Manahmen zum Erfassen d

6、er Emissionen 7 3.4 Vermindern der Emission durch Abscheider. 9 3.5 Ableiten der Emission 10 4 Beschrnkung der Emission .11 4.1 Emissionswerte fr die staubhaltigen Abgase des Verzinkungskessels und der Flussmittelbehandlung. 11 4.2 Emissionswerte fr die chlorwasser-stoffhaltigen Abgase des Verzinkun

7、gs-kessels, wenn eine Flussmittel-behandlung erfolgt. 11 4.3 Emissionswerte fr die chlorwasser-toffhaltigen Abgase der Beizbder 11 4.4 Emissionswerte bei Feuerungen 11 5 Anleitung fr Emissionsmessungen .12 5.1 Aufgabenstellung. 12 5.2 Messbedingungen 12 5.3 Messdurchfhrung . 12 Schrifttum 18 Prelimi

8、nary note2 1 Scope2 2 Technology 2 2.1 Hot-dip zinc galvanizing process .2 2.2 Galvanizing method3 2.3 Emissions from hot-dip zinc galvanizing plants.5 3 Technical possibilities of emission control 6 3.1 Measures when planning.6 3.2 Operational measure .6 3.3 Plant engineering measures to intercept

9、emission7 3.4 Emission control by means of separators9 3.5 Release of emissions.10 4 Emission control11 4.1 Emission values for dust loaded waste gases of the galvanizing kettle and fluxing agent treatment .11 4.2 Emission values for hydrogen chloride containing waste gases of the galvanizing kettle

10、, if a fluxing agent treatment takes place11 4.3 Emission values for hydrogen chloride containing waste gases of pickling baths 11 4.4 Emission values for firings .11 5 Directions for emission measurements.12 5.1 Purpose12 5.2 Measuring conditions12 5.3 Execution of measurements 12 Bibliography18 B5

11、5EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08 2 VDI 2579 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2008 Vorbemerkung Der Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unterBeachtung der Vorgaben und Empfehlungen derRichtlinie VDI 1000. Alle Rechte, insbesonde

12、re die des Nachdrucks, derFotokopie, der elektronischen Verwendung und derbersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstn-dig, sind vorbehalten. Die Nutzung dieser VDI-Richtlinie ist unter Wah-rung des Urheberrechts und unter Beachtung derLizenzbedingungen (www.vdi-richtlinien.de), diein den VDI-Merkb

13、lttern geregelt sind, mglich. Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieserVDI-Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt. Preliminary note The content of this guideline has been developed in strict accordance with the requirements and rec-ommendations of the guideline VDI 1000. All rights are res

14、erved, including those of reprint-ing, reproduction (photocopying, micro copying), storage in data processing systems and translation, either of the full text or of extracts. The use of this guideline without infringement of copyright is permitted subject to the licensing con-ditions specified in th

15、e VDI notices (www.vdi-richtlinien.de). We wish to express our gratitude to all honorary contributors to this guideline. 1 Anwendungsbereich Feuerverzinken ist ein Prozess, bei dem Bauteileaus Stahl durch Eintauchen in eine Zinkschmelzemit einem Zinkberzug versehen werden. Mit die-sen Zinkberzgen we

16、rden die Erzeugnisse dauer-haft vor Korrosion geschtzt. Diese Richtlinie giltfr Anlagen, in denen Eisen- und Stahlerzeugnissedurch Feuerverzinken gegen Korrosion geschtztwerden. Dabei kann es sich z. B. um Bleche, Roh-re, Drhte, Stahlleitplanken, Masten, Stahlkons-truktionen oder Kleinteile handeln.

17、 Auf die fr den Bau und Betrieb der Anlagen ins-besondere geltenden Gesetze, Verordnungen, Ver-waltungs- und sonstige Vorschriften wird hinge-wiesen. Alle Volumenangaben fr Gase in dieserRichtlinie beziehen sich auf den Normzustand (273 K, 1013 mbar) nach Abzug des Wasser-dampfanteils. Auf Ausnahmen

18、 wird besondershingewiesen. 1 Scope Hot-dip zinc galvanizing is a process, at which construction parts from steel are dipped into a zinc melt and provided with a zinc coating. The prod-ucts are protected durably against corrosion with these zinc coatings. This guideline is applicable to plants in wh

19、ich iron and steel products are pro-tected against corrosion by a hot-dip zinc galvaniz-ing process. The said products are e. g. coils, sheets and plates, pipes and tubes, wires, steel crash barriers, poles, steel structures or small com-ponents. Reference is made to the specific laws, regulations a

20、nd provisions, administrative or otherwise, appli-cable to the construction and operation of the fa-cilities in question. All volumes referred to in this guideline are based on the standard state (273 K, 1013 mbar) minus the water vapour content. A special note is made of any exceptions. 2 Technolog

21、ie 2.1 Verzinkungsvorgang Der Begriff Feuerverzinken (siehe DIN 50902) umfasst Einzelverfahren, die sich in Technologieund Arbeitsablauf unterscheiden. Unabhngig vomVerfahren muss die Oberflche der zu verzinken-den Teile metallisch blank sein. Dies wird durcheine nasschemische Vorbehandlung gegebene

22、nfallsin Kombination mit einer Strahlmittelbehandlungerreicht. An diesen Verfahrensschritt schliet sichblicherweise eine Flussmittelbehandlung an.Whrend des Tauchvorganges im schmelzflssigen Zink bei ca. 440 C bis 460 C oder 530 C bis 600 C bilden sich an der Oberflche des getauch-ten Teiles durch D

23、iffusionsvorgnge Eisen-Zink-Legierungsphasen. Diese werden beim Ausziehenaus dem Bad von Reinzink berdeckt. Whrend2 Technology 2.1 Hot-dip zinc galvanizing process The term hot-dip zinc galvanizing (see DIN 50902) covers individual processes, which differ in both technology and sequence of operation

24、s. The sur-face of any part to be galvanized should be metal-lically bright independent from the applied proc-ess. This is reached by a wet-chemical pre-treatment and if necessary, in combination with a blast treatment. This process step is usually fol-lowed by a fluxing treatment. Iron zinc alloy p

25、hases are formed on the surface of the dipped part by diffusion processes during the immersion in the molten liquid zinc at approx. 440 C to 460 C or 530 C to 600 C respectively. These alloys are coated by pure zinc when the part is withdrawn from the bath. Zinc ash is formed during the dip-B55EB1B3

26、E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2008 VDI 2579 3 des Tauchvorgangs bildet sich durch Reaktion des Zinkes mit dem Flussmittel Zinkasche und durchReaktion mit abgelstem Eisen Hartzink. Hartzinksammelt sich auf d

27、em Boden des Verzinkungskes-sels, Zinkasche sammelt sich auf der Oberflcheder Zinkschmelze Die Zinkasche wird vor demAusziehen des Verzinkungsgutes durch Abstreifen entfernt. 2.2 Verzinkungsverfahren 2.2.1 Stckverzinken Beim Stckverzinken wird das Verzinkungsgutblicherweise entfettet, dann in verdnn

28、ter Mine-ralsure gebeizt, im Wasserbad gesplt, mit einem Flussmittel behandelt, getrocknet und in das flssi-ge Zink getaucht (DIN EN ISO 1461). Diese Ver-fahrensweise wird auch als Trockenverzinken be-zeichnet. Eine seltenere Verfahrensvariante stelltdas sogenannte Nassverzinken (siehe Ab-schnitt 2.

29、2.1.4.1) dar. 2.2.1.1 Vorbehandlung Entfettung Verzinkungsgut, das mit Fett oder l verunreinigt ist, wird in der Regel in einem Entfettungsbadgereinigt. Als Entfettungsmittel werden saure undalkalische Entfettungslsungen im Temperaturbe-reich von Raumtemperatur bis 70 C eingesetzt.Die sogenannte bio

30、logische Entfettung beinhaltetblicherweise einen Abbau der le und Fette mitHilfe von Mikroorganismen im nachgeschaltetenSplbad. Beizen Durch das Beizen werden Bauteile von Korro-sionsprodukten, wie Rost, Walz- und Glhzunder, gereinigt und eine fr das Verzinken notwendigemetallisch blanke Oberflche e

31、rzeugt. Entzinkenist ein spezielles Beizverfahren, zur Entfernungvon Zinkschichten aus Gestellen, Gehngen undFehlchargen. Die Beizbehandlung erfolgt in ver-dnnter Mineralsure vorwiegend in Salzsure,selten auch Schwefelsure. Flussmittelbehandlung Bei der Feuerverzinkung von Stckgut ist zumeinwandfrei

32、en Ablauf der Verzinkungsreaktion eine Flussmittelbehandlung notwendig. Das Fluss-mittel hat die Aufgabe, das gebeizte und gesplte Verzinkungsgut zu reinigen und zu aktivieren, damit ein homogener Zinkberzug entstehen kann.Flussmittel bestehen meistens aus Zink- und Ammoniumchlorid seltener Kaliumch

33、lorid inwssriger Lsung. ping procedure by reaction of zinc with the fluxing agent and hard zinc by reaction with replaced iron. Hard zinc accumulates on the bottom of the galva-nizing kettle (bottom dross); zinc ash accumulates on the surface of the zinc bath. Zinc ash is re-moved by stripping prior

34、 to withdrawing of the galvanized parts. 2.2 Galvanizing method 2.2.1 Job galvanizing In job galvanizing, the items to be galvanized are usually degreased, then pickled in diluted mineral acid, rinsed in a water bath, fluxed, dried and then dipped into the liquid zinc (see DIN ENISO 1461). This proc

35、edure is called also dry zinc galvanizing. A rarer procedure variant is wet zinc galvanizing (see Section 2.2.1.4.1) 2.2.1.1 Pre-treatment Degreasing Items, which are contaminated with fat or oil, are usually cleaned in a degreasing bath. As degreas-ing agents acidic and alkaline degreasing solution

36、s are used in the temperature range from ambient temperature to 70 C. The so-called biological degreasing comprises usually a degradation of the oils and fats by micro organisms in the rinsing bath downstream. Pickling Construction parts are cleaned by pickling from corrosion products, like rust, mi

37、ll and annealing scale, and a metallically bright surface necessary for galvanizing is produced. Dezincifing is a spe-cial pickling procedure, for removal of zinc layers from racks, pendants and non-specification grade batches. The pickling treatment takes place in di-luted mineral acids predominant

38、ly in hydrochlo-ric acid, rarely also in sulphuric acid. Fluxing A fluxing treatment is necessary for perfect execu-tion of the galvanization reaction during hot-dip galvanizing. The fluxing agent has the task to clean and activate the pickled and rinsed item, so that a homogeneous zinc coating can

39、develop. Fluxing agents in the majority of cases consist of zinc and ammonium chloride rarely of potassium chloride in aqueous solution. B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08 4 VDI 2579 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2008 2.2.1.2 Tr

40、ocknung Die Trocknung des Verzinkungsgutes erfolgt inTrockenkammern und -fen, die mit nicht wasser-dampfgesttigter Luft mit einer Temperatur bis zu120 C betrieben werden. Bei der Beheizung derTrockenfen wird die Abgaswrme des Verzin-kungskessels u. a. ber Wrmetauscher genutzt. 2.2.1.3 Verzinkung Die

41、 Verzinkung des Verzinkungsgutes findet durchEintauchen der vorbehandelten und getrocknetenTeile in die Zinkschmelze statt. Vor dem Heraus-ziehen der Werkstcke aus der Zinkschmelze wirddie Oberflche des Zinkbades abgezogen, damit sich keine Verunreinigungen auf der Werkstck-oberflche absetzen knnen.

42、 2.2.1.4 Spezielle Verfahren des Stckver-zinkens 2.2.1.4.1 Nassverzinken Das Nassverzinken unterscheidet sich vom Tro-ckenverzinken im Wesentlichen in der Art derFlussmittelbehandlung. Bei dieser Verfahrensweiseentfallen die Prozesse Flussmittelbad und Trock-nung, sodass die Bauteile ungetrocknet (n

43、ass) inden Verzinkungskessel gelangen, auf dem eineFlussmitteldecke ebenfalls bestehend aus Ammo-nium- und Zinkchlorid, meist mit Glycerin aufge-schumt, aufgebracht ist. 2.2.1.4.2 Schleuderverzinken Als Schleuderverzinken wird das Stckverzinken von Kleinteilen bezeichnet, die als Schttgut inKrben ve

44、rzinkt werden und nach dem Verzinkenzur Abtrennung berflssigen Zinks in einer Zen-trifuge geschleudert werden. Diese Anlagen arbei-ten meist teil- oder vollautomatisch. Durch die Schleuderbehandlung knnen einheitlich dnneZinkberzge hergestellt werden, was wichtig frdie Passgenauigkeit z. B. bei Verb

45、indungsmitteln,wie Schrauben und Muttern ist (siehe DIN ENISO 10684). 2.2.1.4.3 Rohrverzinken Als Rohrverzinken wird das Verzinken von Rohrenin teil- oder vollautomatisch arbeitenden Spezial-anlagen bezeichnet. Das Verzinken von Rohren inAnlagen zum Stckverzinken wird nicht als Rohr-verzinken bezeic

46、hnet. Die Vorbehandlung beim Rohrverzinken gleichtder gem Abschnitt 2.2.1. Das eigentliche Ver-zinken geschieht automatisch mit anschlieenderNachbehandlung. Dabei werden die Rohre nachdem Herausziehen aus dem Zinkbad auf der Au-enseite mit Druckluft abgeblasen und auf derInnenseite mit Dampf ausgebl

47、asen (siehe DINEN 10240). 2.2.1.2 Drying The drying process of the items to be galvanized takes place in drying ovens and -furnaces, which are operated with unsaturated air at a temperature up to 120 C. The waste gas heat content of thezinc melt is utilized among other things by heat exchangers as l

48、ong as drying ovens are heated. 2.2.1.3 Galvanizing Galvanization of the items takes place by dipping the pre-treated and dried parts into the zinc melt. Before the items are withdrawn from of the zinc melt the surface of the zinc bath is skimmed, so that no impurities can precipitate on the surface

49、 of the items. 2.2.1.4 Special job galvanizing processes 2.2.1.4.1 Wet zinc galvanizing Wet zinc galvanizing essentially differs from the dry zinc galvanizing by the fluxing agent treat-ment. With this procedure fluxing and drying proc-esses are void, so that the construction parts are dipped undried (wet) into the zinc melt, which surface is covered by a fluxing agent consisting of ammonium and zinc chloride and usually foamed with glycerine