VDI 3927 Blatt 1-2015 Waste gas cleaning - Reduction of sulphur oxides nitrogen oxides and halides from combustion flue gases.pdf

1、pVEREIN DEUTSCHERINGENIEUREAbgasreinigungMinderung von Schwefeloxiden, Stickstoffoxiden und Halogeniden aus Abgasen von Verbrennungsprozessen (Rauchgasen)Waste gas cleaningReduction of sulphur oxides, nitrogen oxides and halides from combustion flue gasesVDI 3927Blatt 1 / Part 1Ausg. deutsch/englisc

2、hIssue German/EnglishVDI/DIN-Handbuch Reinhaltung der Luft, Band 6: Abgasreinigung StaubtechnikVDI-RICHTLINIENICS 13.040.40 November 2015Inhalt SeiteVorbemerkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . .

3、 . . 42 Begriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 Rechtlicher Hintergrund . . . . . . . . . . . . 124 Allgemeine Hinweise . . . . . . . . . . . . . . 145 Thematisch relevante VDI-Richtlinien . . . . . 156 Prinzipien der Minderung gasfrmiger Luftverunreingungen . . . . . . . . . . . . . .

4、 156.1 Behandlung mit Flssigkeiten . . . . . . . 156.2 Behandlung mit festen Stoffen . . . . . . . 176.3 Behandlung mit gasfrmigen Stoffen . . . . 177 Waschverfahren. . . . . . . . . . . . . . . . . 187.1 Theoretische Grundlagen . . . . . . . . . . 197.2 Technische Ausfhrungen. . . . . . . . . . 327

5、.3 Ausgefhrte Anlagen . . . . . . . . . . . . 377.4 Energie- und Betriebsmittelverbruche . . . 428 Quasitrockene Verfahren oder Verfahren der konditionierten Trockensorption . . . . . 438.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . 438.2 Theoretische Grundlagen . . . . . . . . . . 438.3 Technisc

6、he Ausfhrungen. . . . . . . . . . 498.4 Energie- und Betriebsmittelverbruche . . . 548.5 Charakteristische Leistungsdaten . . . . . . 559 Trockenverfahren . . . . . . . . . . . . . . . 589.1 Chemisorptionsverfahren . . . . . . . . . 589.2 Trockenadditivverfahren (TAV). . . . . . 62Der Entwurf dieser

7、 Richtlinie wurde mit Ankndigung im Bundes-anzeiger einem ffentlichen Einspruchsverfahren unterworfen.Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich.The draft of this standard has been subject to public scrutiny after announcement in the Bundesanzeiger (Federal Gazette).The German version of

8、 this standard shall be taken as authorita-tive. No guarantee can be given with respect to the English trans-lation.Contents PagePreliminary note . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Terms an

9、d definitions . . . . . . . . . . . . . 53 Legal background . . . . . . . . . . . . . . . 124 General notes. . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 Thematically relevant VDI Standards . . . . . 156 Principles of gaseous pollutant removal . . . 15 6.1 Contacting with liquids . . . . . . . . . . . 156.

10、2 Contacting with solids . . . . . . . . . . . 176.3 Contacting with gaseous media. . . . . . . 177 Wet scrubbing processes . . . . . . . . . . . 187.1 Theoretical basis . . . . . . . . . . . . . . 197.2 Commercial systems . . . . . . . . . . . . 327.3 Implemented wet scrubbing systems . . . . 377.4

11、 Energy and utility consumption levels . . . 428 Quasi-dry processes or conditioned dry sorption processes . . . . . . . . . . . . 438.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 438.2 Theoretical basis . . . . . . . . . . . . . . 438.3 Commercial systems . . . . . . . . . . . . 498.4 Energy and

12、 utility consumption levels . . . 548.5 Characteristic performance data . . . . . . 559 Dry processes . . . . . . . . . . . . . . . . . 589.1 Chemisorption process . . . . . . . . . . . 589.2 Dry sorbent injection (DSI) process . . . . 62FrhereAusgabe: 11.00Zubeziehen durch /Available at BeuthVerlag

13、 GmbH,10772 Berlin AlleRechtevorbehalten /All rights reserved Verein Deutscher Ingenieuree.V.,Dsseldorf 2015Vervielfltigung auchfr innerbetrieblicheZwecke nichtgestattet / Reproduction evenfor internal use not permittedKommission Reinhaltung der Luft im VDI und DIN Normenausschuss KRdLFachbereich Um

14、weltschutztechnikB974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1F92DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2015-11 2 VDI 3927 Blatt 1 / Part 1 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2015Seite10 Stickstoffoxidminderungsverfahren . .

15、 . . 6910.1 Theoretische Grundlagen . . . . . . . 6910.2 SNCR-Verfahren. . . . . . . . . . . . 7110.3 SCR-Verfahren. . . . . . . . . . . . . 8111 Sonstige Verfahren . . . . . . . . . . . . . 9611.1 Ammoniak-Verfahren zur Minderung von SO2 . . . . . . . . . . . . . . . . 9611.2 Abgasentschwefelung mi

16、t Magnesium- hydroxid als Absorptionsmittel . . . . 9911.3 Abgasreinigung nach dem Dual-Alkali-Verfahren . . . . . . . . . 10111.4 DESONOX-Verfahren . . . . . . . . . 10511.5 Aktivkoks-/Aktivkohle-Verfahren . . . 108 11.6 Seewasser-REA-Verfahren . . . . . . . 11112 Abwasser und Prozesszusatzwasser b

17、ei der Rauchgasreinigung . . . . . . . . . . 11312.1 Abwasserabfhrung . . . . . . . . . . 11312.2 Prozesswasserzufhrung. . . . . . . . 11613 Betrieb der Abgasreinigungsanlagen . . . 11713.1 Kriterien fr die Verfahrensauswahl . . 11713.2 Neubau und Umrstung bestehender Anlagen . . . . . . . . . . . .

18、 . . . . 11713.3 Wartung und Instandhaltung. . . . . . 11813.4 Technische Gewhrleistungen . . . . . 12113.5 Zertifizierung der Abgasreinigungs- anlagen gem Maschinenrichtlinie . . 121 Schrifttum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123Benennungsindex englisch deutsch . . . . . . 127VorbemerkungDe

19、r Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Be-achtung der Vorgaben und Empfehlungen der Richt-linie VDI 1000.Alle Rechte, insbesondere die des Nachdrucks, der Fotokopie, der elektronischen Verwendung und der bersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstndig, sind vorbehalten.Die Nutzung dieser R

20、ichtlinie ist unter Wahrung des Urheberrechts und unter Beachtung der Lizenzbedin-gungen (www.vdi.de/richtlinien), die in den VDI-Merkblttern geregelt sind, mglich.Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieser Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt.Eine Liste der aktuell verfgbaren Bltter dies

21、er Richtlinienreihe ist im Internet abrufbar unter www.vdi.de/3927.Seite10 Nitrogen oxides control technologies. . . 6910.1 Theoretical principles . . . . . . . . . 6910.2 SNCR process . . . . . . . . . . . . . 7110.3 SCR process . . . . . . . . . . . . . . 8111 Other processes . . . . . . . . . . .

22、 . . . 9611.1 Ammonia process for SO2 removal . . 96 11.2 Flue gas desulphurisation using a magnesium hydroxide absorbent . . . 9911.3 Flue gas desulphurisation by the dual-alkali process. . . . . . . . . . . 10111.4 DESONOX process . . . . . . . . . . 10511.5 Activated coke/activated carbon process

23、es . . . . . . . . . . . . . . . 10811.6 Seawater FGD process . . . . . . . . 11112 Flue gas cleaning effluents and process makeup water . . . . . . . . . . . 11312.1 Scrubber effluent discharge . . . . . . 11312.2 Process water supply . . . . . . . . . 11613 Operation of flue gas cleaning systems .

24、 11713.1 Criteria for process selection . . . . . 11713.2 Installation of new/revamp of existing systems . . . . . . . . . . . . 11713.3 Operation and maintenance . . . . . . 11813.4 Technical warranties. . . . . . . . . . 12113.5 Certification of flue gas cleaning systems according to the Machinery

25、 Directive. . . . . . . . . . 121Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123Term index Englisch German . . . . . . . . . 127Preliminary noteThe content of this standard has been developed in strict accordance with the requirements and recom-mendations of the standard VDI 1000.All rights a

26、re reserved, including those of reprinting, reproduction (photocopying, micro copying), storage in data processing systems and translation, either of the full text or of extracts.The use of this standard without infringement of copy-right is permitted subject to the licensing conditions (www.vdi.de/

27、richtlinien) specified in the VDI Notices. We wish to express our gratitude to all honorary con-tributors to this standard.A catalogue of all available parts of this series of standards can be accessed on the Internet at www.vdi.de/3927.B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD

28、15BE74F0686BD19CFC1F92DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2015-11VDI 3927 Blatt 1 / Part 1 3 All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2015EinleitungUmweltrelevante Luftverunreingungen in Abgasen aus Verbrennungsprozessen lassen sich je nach Pro-blemstellung mit unters

29、chiedlichen Verfahren aus dem Abgasstrom entfernen. Die wesentlichen, gas-frmigen luftverunreinigenden Stoffe bei Verbren-nungsprozessen sind Schwefeloxide, Stickstoffoxide und Halogenide. Wesentliche Emittenten sind insbe-sondere folgende Arten von Verbrennungsanlagen: Siedlungs- und Sonderabfallve

30、rbrennungsanlagen Kraft- und Fernheizwerke IndustriefeuerungenDie mageblich von Grofeuerungsanlagen in Deutschland verursachten Jahresfrachten an SOx und NOx sind fr den Zeitraum ab 1980 bis 2011 inBild 1 und Bild 2 dargestellt. Hierbei wurden fr die Jahre vor 1992 die Frachten, die von entsprechen-

31、den Grofeuerungsanlagen in der ehemaligen DDR emittiert wurden, hinzugefgt.Der Verlauf der jhrlich emittierten Frachten an Stickstoffoxiden und Schwefeloxiden zeigt, dass die TA Luft, die 13. BImSchV (Grofeuerungsanlagen-verordnung, erstmals 1983 in Kraft getreten) und die 17. BImSchV (Verordnung be

32、r die Verbrennung und Mitverbrennung von Abfllen, erstmals 1990 in Kraft getreten) den Einsatz wirksamer Abgasreinigungs-verfahren initiiert haben. Insbesondere die bis zur Jahrtausendwende abgeschlossene Altanlagennach-rstung hat zu der erheblichen Emissionsminderung beigetragen. Seitdem haben weit

33、ergehende Anforde-IntroductionDepending on the specific application, there are dif-ferent methods to remove environmentally relevant air pollutants from combustion flue gases. Major gas-eous air pollutants generated by combustion processes include sulphur oxides, nitrogen oxides and halides. Major e

34、mission sources are combustion systems, in particular: municipal solid waste and hazardous waste incin-erators power and district heating plants industrial firing systemsFigure 1 and Figure 2 present the annual SOx and NOx emission loads for the period of 1980 to 2011, originating predominantly from

35、 large combustion plants in Germany. Here, the emission loads contrib-uted by the large combustion plants in the former GDR have been added for the period before 1992. As confirmed by the trend of the annual nitrogen ox-ides and sulphur oxides emission loads, the coming into force of TA Luft (Techni

36、cal Instructions on Air Quality Control), the 13th BImSchV (Ordinance on Large Combustion Plants and Gas Turbine Plants; ef-fective since 1983) and the 17th BImSchV (Ordi-nance on Waste Incineration and Co-Incineration; ef-fective since 1990) have initiated the implementation of effective air pollut

37、ion control technologies. Retro-fits to existing plants completed by the turn of the millennium, in particular, have led to a drastic reduc-Bild 1. Entwicklung der jhrlichen Emissionsfrachten von Schwefeloxiden aus Grofeuerungsanlagen in Deutschland zwi-schen 1980 und 2011 (Quelle: Auswertung der Da

38、tenlieferungen der Lnder an das Umweltbundesamt seit 1992, Vorjahre eigene Berechnungen; Stand: Januar 2013)Figure 1. Trend of annual sulphur oxides emission loads from large combustion plants in Germany for the period of 1980 to 2011 (source: evaluation of data submitted to the German Fed-eral Envi

39、ronmental Agency by the German Lnder since 1992; data before 1992 based on own calculations; status: January 2013)B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1F92DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2015-11 4 VDI 3927 Blatt 1 / Part 1 Alle Rechte vorbehal

40、ten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2015rungen an die Emissionsminderung und infolgedes-sen Fortschritte in der Anwendung der Abgasreini-gungsverfahren zu einem geringfgig weiteren Rck-gang der Emissionen beigetragen.1 AnwendungsbereichDiese Richtlinie behandelt die Abgasreinigungsver-fa

41、hren fr folgende gas- und aerosolfrmige Luftver-unreinigungen: Schwefeloxide, Stickstoffoxide und Halogenide aus Abgasen (Rauchgasen) von Verbren-nungsprozessen. Neben Hinweisen zu Planung, Bau und Betrieb der Abgasreinigungsverfahren werden zur Verdeutlichung des Gesamtspektrums Beispiele aus der P

42、raxis dargestellt. Die beschriebenen Rauch-gasreinigungsverfahren nehmen grundstzlich Bezug auf genehmigungspflichtige Feuerungs- und Ver-brennungsanlagen entsprechend der 13. BImSchV fr Grofeuerungsanlagen und der 17. BImSchV fr die Verbrennung von Abfllen oder deren Mitver-brennung1).Darber hinaus

43、 sind einige der beschriebenen Abgas-reinigungsverfahren auch bei anderen Industrieanla-gen in angepasster Form anwendbar. Diese Industrie-anlagen werden jedoch wegen der Kopplung der Gas-reinigung mit produktionsspezifischen Prozessen in 1) Die Verbrennung von Abfllen oder deren Mitverbrennung und

44、die dort eingesetzten Abgasreinungsverfahren sind explizit auch in der Richtlinienreihe VDI 3460 beschrieben.tion in these emissions. Further tightened emission control standards and resulting advances in the appli-cation of the flue gas cleaning technologies have since led to a further small declin

45、e in emissions.1 ScopeTthis standard deals with air pollution control tech-nologies for the removal of gaseous air pollutants and aerosols like sulphur oxides, nitrogen oxides and hal-ides from waste gases (flue gases) generated by com-bustion processes. Besides information on the design, constructi

46、on and operation of the air pollution control equipment, this standard presents practical examples to convey an idea of the overall application spectrum. The flue gas cleaning technologies presented are ba-sically applicable to firing systems and large combus-tion plants subject to permitting under

47、13th BImSchV and waste incineration and co-incineration facilities subject to permitting under 17th BImSchV1). Some of the flue gas cleaning technologies presented are also applicable to other industrial processes, if adapted accordingly. Because of the combination of the waste gas cleaning process

48、with production-spe-cific processes, industrial processes are not covered 1) Waste incineration or co-incineration and the flue gas cleaning tech-nologies used in that application are explicitly described in the series of standard VDI 3460.Bild 2. Entwicklung der jhrlichen Emissionsfrachten von Stic

49、k-stoffoxiden aus Grofeuerungsanlagen in Deutschland zwischen 1980 und 2011 (Quelle: Auswertung der Datenlieferungen der Lnder an das Umweltbundesamt seit 1992, Vorjahre eigene Berechnungen; Stand: Januar 2013) Anmerkung: ab 2004 inklusive Gasturbinenanlagen mit 50 MW FeuerungswrmeleistungFigure 2. Trend of annual nitrogen oxides emission loads from large combustion plants in Germany for the period of 1980 to 2011 (source: evaluation of data submitted to the German Fed-eral