Integrierte Vermeidung und Verminderung der Umweltverschmutzung

Kapitel 4
Das Durchmischen des Gasstroms kann auf mehrere Arten erreicht werden, z. B. durch natürliche Diffusion,
durch Aufprallmechanismen oder durch Umlenkbleche zur Erzeugung von Strömungsänderungen. Hersteller
von Systemen, die mit geringem NOx-Ausstoß arbeiten, bauen oft verschiedene Rückmischabschnitte ein, die
Temperaturanstiege auf Werte deutlich oberhalb der Mischtemperatur verhindern sollen.
Die Verbrennungskammer, in der die Oxidationsreaktion stattfindet, muss für hohe thermische Belastungen
ausgelegt sein. Verbrennungskammern sind aus hitzebeständigem Metall hergestellt oder mit einem
Metallmantel und feuerfester Auskleidung versehen. Die Abmessungen der Verbrennungskammer müssen
ausreichend sein, um die gewünschte Verweildauer zu ermöglichen und Raum für die Länge der Flamme zu
bieten, ohne diese zu ersticken.
Fast immer ist eine Form der Wärmerückgewinnung lohnend, um Betriebskosten und Brennstoffverbrauch zu
senken. Die Wärmerückgewinnung erfolgt üblicherweise in einem Röhrenkesselwärmetauscher, der die kontinuierliche
Übertragung von Wärme zum Vorwärmen des zugeführten Gasstroms erlaubt. Diese Art von System
wird als Rekuperator bezeichnet, wobei eine planmäßige Wärmerückgewinnung von 70 – 80 % üblich ist.
Die Wärmerückgewinnung kann auch mit einem regenerativen System, bei dem zwei Wärmetauscher mit
Keramikbetten verwendet werden, erfolgen. Dabei wird das eine Bett durch direkten Kontakt mit dem Abgas
erwärmt, während das andere dem Vorwärmen des einströmenden Gases dient. Das System wird so betrieben,
dass die Betten zwischen Wärm- und Kühlfunktion wechseln. Das Wärmerückgewinnungspotenzial eines
solchen Systems ist höher als das eines Rekuperators; übliche Planungsgrundlage ist eine Wärmerückgewinnung
von 80 – 90 %. Alternativ zu dieser Systemart kann auch eine Umlaufflüssigkeit verwendet werden.
Wärme kann auch über einen Abwärmekessel rückgewonnen werden, in dem die behandelten Abgase genutzt
werden, um Dampf zur Nutzung in anderen Teilen der Anlage oder an anderer Stelle des Standorts zu erzeugen.
Der Betrieb der thermischen Nachverbrennungsanlage fällt zeitlich nicht immer mit dem Dampfbedarf zusammen,
sodass die Integration kompliziert sein kann.
Es besteht auch ein Potenzial für eine sekundäre Wärmerückgewinnung, wenn das behandelte Abgas aus der
ersten Stufe der Wärmerückgewinnung dazu benutzt wird, Wasser für die Raumbeheizung zu erwärmen.
Angaben zufolge kann die Verbrennungswärme in einem Kreuzstromwärmetauscher rückgewonnen und anstelle
von Dampf für den Garprozess verwendet werden. Angaben zufolge werden durch die Verbrennung von Rauchgasen
aus Gar-/Räucheröfen sämtliche Geruchsprobleme in der engeren Umgebung beseitigt.
Weitere Informationen zu dieser Technik, ihre tatsächliche Leistung und ein Vergleich mit anderen Techniken
zur Minderung von Luftverunreinigungen finden sich im Referenzdokument zu „Abwasser- und Abgasbehandlung/-management”
[217, EC, 2003].
Erreichbare Umweltvorteile
Weniger Gas- und Geruchsemissionen.
Medienübergreifende Auswirkungen
Beim Oxidationsprozess können unerwünschte Verbrennungs-Nebenprodukte, z. B. hohe Konzentrationen von
NOx und CO2, entstehen. Mit steigender Reaktionstemperatur vergrößert sich insbesondere das Potenzial
höherer NOx-Konzentrationen. Allgemein ist es von Vorteil, einen Brenner mit geringem NOx-Ausstoß zu
wählen.
Alle schwefelhaltigen Verbindungen im übelriechenden Gasstrom führen zu SO2-Emissionen, und die Möglichkeiten
zu deren Minimierung sind zu erwägen. Das Vorhandensein von Chloriden im übelriechenden Luftstrom
muss möglicherweise überprüft werden, da sich potenziell saure Gase wie HCl bilden können. Dadurch können
nicht nur Emissionen entstehen, sondern möglicherweise auch Korrosionsprobleme an den Geräten. Wenn
halogenierte VOC vorliegen, können besondere Bedingungen zur Unterbindung der Dioxinbildung erforderlich
sein. Normalerweise ist die Dioxinbildung bei der Verbrennung von Abgasströmen jedoch vernachlässigbar
[217, EC, 2003].
Energieverbrauch, z. B. Brennstoffverbrauch zum Betrieb der Nachverbrennungsanlage.
RHC/EIPPCB/FDM_BREF_FINAL Januar 2006 383