VDI 3462 Blatt 4-2009 Emission control - Wood machining and processing - Combustion of wood and wood-based panels not treated with wood preservatives and not coated with materials heav.pdf

1、VEREIN DEUTSCHERINGENIEUREEmissionsminderungHolzbearbeitung und -verarbeitungVerbrennen von Holz und Holzwerkstoffen ohne Holzschutzmittel, ohne halogenorganische und ohne schwermetallhaltige BeschichtungenEmission control Wood machining and processingCombustion of wood and wood-based panels not tre

2、ated with wood preservatives and not coated with materials containing halogenated organic compounds and heavy metalsVDI 3462Blatt 4 / Part 4Ausg. deutsch/englischIssue German/EnglishVDI/DIN-Handbuch Reinhaltung der Luft, Band 3: Emissionsminderung IIVDI-RICHTLINIENICS 13.040.40, 79.020Mrz 2009 March

3、 2009Vervielfltigung auchfr innerbetrieblicheZwecke nicht gestattet / Reproduction even for internal use not permittedDer Entwurf dieser Richtlinie wurde mit Ankndigung im Bundes-anzeiger einem ffentlichen Einspruchsverfahren unterworfen.Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich.The dra

4、ft 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 authorita-tive. No guarantee can be given with respect to the English trans-lation.Frhere Ausgaben: 03.99;06.07 Entwurf,deutschFo

5、rmereditions:03/99;06/07 Draft,inGermanonlyZu beziehen durch / Available atBeuth VerlagGmbH, 10772 Berlin AlleRechtevorbehalten / Allrights reserved VereinDeutscher Ingenieuree.V.,Dsseldorf2009Kommission Reinhaltung der Luft im VDI und DIN Normenausschuss KRdLAusschuss Holzbearbeitung und -verarbeit

6、ungInhalt SeiteVorbemerkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . . . 22 Technologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32.1 Zusammensetzung der zum Einsatz kommenden Materialien . . . . . . . . . . 32.2 Grundlagen der Holzverbrennung . . . . . 42.3 Fe

7、uerungsarten . . . . . . . . . . . . . . . 112.4 Emissionen . . . . . . . . . . . . . . . . . 273 Mglichkeiten zur Verminderung von Emissionen und Immissionen . . . . . . . . . 333.1 Primrmanahmen . . . . . . . . . . . . . 333.2 Sekundrmanahmen . . . . . . . . . . . . 373.3 Abfhren der Abgase . . .

8、. . . . . . . . . 404 Emissionswerte. . . . . . . . . . . . . . . . . 405 Messtechnische Anleitung . . . . . . . . . . . 436 Entsorgung von Abfllen. . . . . . . . . . . . 437 Energienutzung . . . . . . . . . . . . . . . . . 43Schrifttum. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45Contents PagePreli

9、minary note . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Technology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32.1 Composition of input materials. . . . . . . 3 2.2 Theory of wood combustion . . . . . . . . 42.3 Combustion technologies . . . . . . . . . . 1

10、12.4 Emissions . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273 Emission and ambient air pollution control measures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333.1 Primary measures. . . . . . . . . . . . . . 333.2 Secondary measures . . . . . . . . . . . . 373.3 Waste gas discharge . . . . . . . . . . . . 404

11、Emissions values. . . . . . . . . . . . . . . . 405 Emission measurement instructions . . . . . 436 Disposal of combustion residues . . . . . . . 437 Energy use . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86

12、D9NormCD - Stand 2012-08Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2009 2 VDI 3462 Blatt 4 / Part 4VorbemerkungDer Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Be-achtung der Vorgaben und Empfehlungen der Richt-linie VDI 1000.Alle Rechte, insbesondere die des Nachdrucks, de

13、r Fotokopie, der elektronischen Verwendung und der bersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstndig, sind vorbehalten.Die Nutzung dieser VDI-Richtlinie ist unter Wahrung des Urheberrechts und unter Beachtung der Lizenz-bedingungen (www.vdi-richtlinien.de), die in den VDI-Merkblttern geregelt sind, m

14、glich.Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieser VDI-Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt.1 AnwendungsbereichDie vorliegende Richtlinie gilt fr Anlagen und Ein-richtungen zur Verbrennung von Holz und Holzwerk-stoffen und daraus anfallenden Abfllen, insbeson-dere in holzbe- und -verarbeite

15、nden Betrieben, soweit keine Holzschutzmittel (HSM) aufgetragen oder in-folge einer Behandlung enthalten sind und Beschich-tungen keine halogenorganischen Verbindungen und Schwermetalle enthalten. Anlagen und Einrichtun-gen zur Verbrennung von Holz und Holzwerkstoffen, die halogenorganische Verbindu

16、ngen und Schwer-metalle infolge einer Behandlung mit Holzschutzmit-tel oder infolge einer Beschichtung enthalten knnen, werden in der Richtlinie VDI 3462 Blatt 5 beschrie-ben, die anlagenbezogene messtechnische Anleitung dieser Richtlinienreihe in VDI 3462 Blatt 6.Da die emissionsbegrenzenden Anford

17、erungen an die Anlagen sich abhngig von der Brennstoffqualitt er-heblich unterscheiden und die erforderliche Ausstat-tung der Feuerungsanlage und der Abgasreinigungs-anlage bestimmen, hat die Sicherstellung einer gleichbleibenden Brennstoffqualitt bei den Feue-rungsanlagen im Anwendungsbereich diese

18、r Richtli-nie eine zentrale Bedeutung.Allerdings ist in der Praxis oftmals nicht leicht zu er-kennen, ob das jeweilige Holzsortiment die oben ge-nannten Kriterien erfllt. Die Altholzverordnung (AltholzV) enthlt nur Grenzwerte fr die stoffliche Verwertung. Sie enthlt aber fr energetisch zu ver-werten

19、des Altholz Vorgaben zur Getrennthaltung und Sortierung, um Altholz, das Holzschutzmittel enthlt (Kategorie A IV), und Altholz, dessen Beschichtun-gen halogenorganische Verbindungen enthlt (Kate-gorie A III), vom un- bzw. geringer belasteten Alt-holz (A I und A II) zu separieren. Die Verordnung enth

20、lt jedoch keine Vorgaben zur Separierung von Altholz, dessen Beschichtung Schwermetalle enthlt. Preliminary noteThe content of this guideline has been developed in strict accordance with the requirements and recom-mendations of the guideline VDI 1000.All rights are reserved, including those of repri

21、nting, 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 copy-right is permitted subject to the licensing conditions specified in the VDI notices (www.vdi-richtlinie

22、n.de). We wish to express our gratitude to all honorary con-tributors to this guideline.1ScopeThis guideline applies to facilities and appliances for the combustion of wood and wood-based panels in-cluding the resulting waste particularly in the wood machining and processing industry to the extent t

23、he wood fuel is free from wood preservatives and coat-ing materials containing halogenated organic com-pounds and heavy metals. Facilities and appliances for the combustion of wood and wood-based panels likely to contain halogenated organic compounds and heavy metals as a result of treatment with wo

24、od pre-servatives or coating are covered by guideline VDI 3462 Part 5. The facility-specific emission measurement instructions are given in VDI 3462 Part 6. As the emission limits to be met by such facilities vary significantly with the fuel quality and determine the design and equipment of the comb

25、ustion and waste gas cleaning systems, measures for ensuring a uniform fuel quality are crucial to the combustion systems covered by this guideline. In practice, it is, however, often difficult to tell whether the wood assortment to be burned meets the above cri-teria. The German Wood Waste Ordinanc

26、e (AltholzV) only prescribes emission limits for scrap wood routed to reuse. For scrap wood-to-energy applications in-stead, it prescribes separation and sorting to segregate scrap wood treated with wood preservatives (category A IV) and scrap wood containing halogen-ated organic compounds as a resu

27、lt of coating (category A III) from untreated scrap wood or scrap wood with minor contaminant levels (A I and A II). The ordinance does, however, not mandate the separa-tion of scrap wood coated with heavy metal-contain-ing materials.B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-

28、08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2009 VDI 3462 Blatt 4 / Part 4 3 Beschichtungsstoffen wie Farben, Lacken, Folien, Papieren etc. wurden bis vor einigen Jahren hufiger Schwermetalle (z. B. Arsen, Blei, Chrom, Kadmium, Kobalt) zur Farbgebung zugesetzt. Heute verwendet

29、man berwiegend schwermetallfreie Farbpigmente. Zu den zulssigen Schwermetallgehalten in den ein-gesetzten Lacken und Farben gibt es derzeit lediglich die Anforderungen der DIN 71-3 und -7. Die Einhal-tung dieser Anforderungen hat zur Folge, dass die im Lack- oder Farbauftrag noch enthaltenen Schwerm

30、e-tallrestgehalte die von Natur aus im Holz gegebene Schwermetallkonzentration nicht signifikant erh-hen. Dagegen ist bei beschichtetem Altholz, das nicht aus der laufenden Produktion stammt, eine Aussage, ob der Lack-/Farbauftrag schwermetallfrei ist, in der Re-gel nicht mglich.Zu den Anforderungen

31、 der Altholzverordnung an Holz zur stofflichen Verwertung und der DIN 71-3 und -7 an Beschichtungsmaterialien von Spielzeugen und Knetmassen wird auf Tabelle 3 in Abschnitt 2.1 verwiesen.Auf die fr den Bau und Betrieb der Anlagen insbe-sondere geltenden Gesetze, Verordnungen, Verwal-tungs- und sonst

32、ige Vorschriften wird hingewiesen (siehe Schrifttum). ber andere Vorgnge bei der Holzbearbeitung und -verarbeitung wird in den Richtlinien VDI 3462 Blatt 1 bis Blatt 3 berichtet.Alle Volumenangaben fr Gase in dieser Richtlinie beziehen sich auf den Normzustand (273 K, 1013 hPa) nach Abzug des Wasser

33、dampfanteils. Auf Ausnahmen wird besonders hingewiesen.2 Technologie2.1 Zusammensetzung der zum Einsatz kommenden MaterialienAls Holz werden lignifizierte Teile von Bumen und Struchern bezeichnet. Holz setzt sich zusammen aus Kohlenstoff (ca. 50 % Massenanteil), Wasserstoff (ca. 6 % Massenanteil) un

34、d Sauerstoff (ca. 44 % Mas-senanteil).Bei Holzwerkstoffen handelt es sich um Span- und Faserplatten sowie Sperrholz. Holz und Holzwerk-stoffe sind aufgrund ihres Anteils an flchtigen Be-standteilen und wegen der schon bei niedrigen Tem-peraturen beginnenden Entgasungsphase ein Brenn-stoff mit spezie

35、llen Verbrennungseigenschaften. Die Zusammensetzung der entstehenden Gase wird zu-stzlich beeinflusst durch die Bindemittel der Holz-werkstoffe sowie die den Verbundwerkstoffen anhaf-tenden Anstrich-, Beschichtungs- und Kunststoffe. Until a few years ago, heavy metals (e. g. arsenic, lead, chromium,

36、 cadmium, cobalt) were frequently used as colour pigments in coating materials like paints, varnishes, films, papers, etc. These days, the greater part of the colour pigments employed are free from heavy metals. Except for the requirements of DIN 71-3 and -7, there are currently no standards reg-ula

37、ting the allowable heavy metal concentrations of varnishes and paints used in wood applications. Com-pliance with the requirements of DIN 71 ensures that the heavy metal concentrations naturally present in wood will not be significantly increased through the residual heavy metals still contained in

38、the paint or varnish coatings.With coated scrap wood not originating from current production, by contrast, it is normally not possible to tell whether the varnish or paint coating is free from heavy metals.For the requirements of the German Wood Waste Or-dinance for wood routed to reuse and the requ

39、ire-ments of DIN 71-3 and -7 for coating materials used in toys and modelling clay, please refer to Table 3 un-der Section 2.1.Reference is made to the applicable laws, ordinances, administrative and other regulations applicable to the facilities covered by this guideline (see bibliogra-phy). Furthe

40、r processes and operations involved in wood machining and processing are described in Parts 1 to Part 3 of the VDI 3462 guideline series.Unless expressly stated otherwise, all gas volumes in-dicated in this guideline relate to standard tempera-ture and pressure conditions (273 K, 1013 hPa) after ded

41、uction of the water vapour content.2 Technology2.1 Composition of input materials The term wood designates the lignified parts of trees and shrubs. Wood is composed of carbon (approx. 50 % mass fraction), hydrogen (approx. 6 % mass fraction) and oxygen (approx. 44 % mass fraction). Wood-based panels

42、 are understood to include particle board, fibreboard and plywood. Due to their high vol-atile matter content and the onset of the gasification phase at low temperatures, wood and wood-based panels are fuels with complex combustion character-istics. In addition, the composition of the liberated gase

43、s is influenced by the binders used in the wood-based panels and the paints, coating materials and plastics used in composite wood products. A compar-ison of the heating values and ash contents of wood B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08Alle Rechte vorbehalten Verein

44、 Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2009 4 VDI 3462 Blatt 4 / Part 4Die Heizwerte und der Aschegehalt von Holz und Holzwerkstoffen im Vergleich mit anderen Brenn-stoffarten sind in Tabelle 1 dargestellt.Tabelle 1. Heizwerte und Aschegehalte 1Die Unterscheidung der Holzwerkstofftypen erfolgt vorneh

45、mlich nach der Art des eingesetzten Binde-mittels:Phenol-Formaldehyd-Leimharz (PF)Melamin-Formaldehyd-Leimharz (MF)Harnstoff-Formaldehyd-Leimharz (UF)Melamin-Harnstoff-Formaldehyd-Leimharz (MUF)polymeres Diphenylmethandiisocyanat (PMDI)Mischformen dieser Komponentensonstiges verleimtes HolzIm Mbel-

46、und Innenausbau eingesetzte Holzwerk-stoffe erhalten Beschichtungen mit Holzfurnier, Lack, kunststoffimprgniertem Papier oder thermo-plastischen Folien.Eine bersicht ber die elementare Zusammenset-zung und mgliche Spurenstoffgehalte von Holz, Holzwerkstoffen und Beschichtungsmaterialien zei-gen Tabe

47、lle 2 und Tabelle 3.2.2 Grundlagen der HolzverbrennungDie Verbrennung von festen organischen Stoffen er-folgt ber eine Reihe physikalischer Zustnde und chemischer Reaktionen. Bei Holz und Holzwerkstof-fen ist der Verbrennungsvorgang aufgrund der hete-rogenen Zusammensetzung und Morphologie der Mater

48、ialien sehr komplex. Im Brennraum der Feue-rungsanlagen finden aufeinanderfolgend Trock-nungs-, Entgasungs- und Oxidationsphasen statt (siehe Bild 1).Die Trocknungsphase beginnt bei etwa 60 C und ist bei 150 C abgeschlossen. Sie umfasst auer der Wasserverdampfung auch Vernderungen der mor-phologisch

49、en und makromolekularen Struktur des Holzes.Brennstoffarten Heizwertin MJ/kgAschegehaltin % Massenanteill ca. 42 ca. 0Steinkohle 29 bis 35 3 bis 10Aschereiche Steinkohle17 bis 25 27 bis 44Braunkohle (roh)8 bis 15 4 bis 16Torf 5 bis 11 2 bis 10Holz, Holzwerkstoffe12 bis 16 0,5 bis 4and wood-based panels with those of other fuel types is given in Table 1. Table 1. Heating values and ash contents 1Wood-based panels are generally differentiated by the type of binder employed: phenol form