Definition of best available techniques (BAT) in Europe: BAT for air emission reduction in the chemical industry sector in Germany

Beste verfügbare Technik, Chemische Industrie, Immissionsschutz, Luftreinhaltung, Abgasreinigung, Staub, best available technology, BREF, BAT reference document, Industrial Emissions Directive, chemical industry, air pollution control, waste gas cleaning, carbon dioxide, CMR, heavy metal, hydrochloric acid, chlorine, ammonia, acetic acid

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TEBERT, Christian, Christian FRIEDRICH und Lisa LEIDIG, 2017. Definition of best available techniques (BAT) in Europe: BAT for air emission reduction in the chemical industry sector in Germany [online]. Dessau-Roßlau: Umweltbundesamt. Texte, 16/2017. Verfügbar unter: https://openumwelt.de/handle/123456789/7134

Zusammenfassung deutsch

Die Europäische Kommission hat im September 2016 einen Informationsaustausch mit den Mitglied-staaten sowie den Industrie- und Umweltverbänden über die besten verfügbaren Techniken zur Ab-gasbehandlung in der chemischen Industrie begonnen. Ziel des Informationsaustausches ist die Erar-beitung eines prozessübergreifenden BVT-Merkblattes zur Abgasbehandlung in der chemischen In-dustrie, auf Englisch ćBREF on Common Waste Gas Treatment in the Chemical Sector̮ (WGC BREF). Mit diesem Forschungsbericht trägt das Umweltbundesamt zum Informationsaustausch bei. Ziel des Vorhabens war es, luftseitige Emissionswerte aus den Anlagen der chemischen Industrie in Deutsch-land zu ermitteln und in Verbindung mit der eingesetzten Minderungstechnik zu bewerten. Der vorlie-gende Bericht analysiert 2.972 Messungen aus 1.209 Emissionsquellen der chemischen Industrie. Dazu wurden 550 Messberichte zu Einzelmessungen erhoben und ausgewertet, so dass etwa jede vierte der rund 2000 Anlagen der chemischen Industrie im Bericht ausgewertet wird. Die Messungen stammen überwiegend aus den Jahren 2012 bis 2015. Es wurden Mittelwerte ausgewertet, die meis-tens auf drei Einzelmessungen beruhen und in der Regel nacheinander am selben Tag unter normalen Betriebsbedingungen im Zustand der höchsten Emissionen durchgeführt wurden. Messberichte zu wiederkehrenden Kurzzeitmessungen beinhalten Informationen zum Kontext der Messung, z.B. zum Abgasreinigungssystem, den angeschlossenen Prozessen und teilweise zu eingesetzten Stoffen. Infor-mationen zu kontinuierlichen Messungen wurden in diesem Projekt nicht erhoben und betrachtet. Das Projekt ermittelte folgende Umweltindikatoren als wesentlich für die chemische Industrie, da sie bei Anwendung von besten verfügbaren Techniken ein europaweites Minderungspotenzial aufweisen: Table 2: Wesentliche Umweltindikatoren der chemischen Industrie Charakter Parameter Summenparameter Staub, TOC, NOx, SOx, PCDD/F, weitere CMR-Stoffe, halogenierte nicht als CMR eingestufte Stoffe, besonders schädliche organische Stoffe, Metalle (drei Klassen) Einzelsubstanzen Ammoniak, Chlorwasserstoff, Chlor, Fluorwasserstoff, Bromwasserstoff, Methanol, Toluol, Benzol, Formaldehyd, Essigsäure, Ethylenoxid, Chlormethan, Propylenoxid, Vinylchlorid, Phenol, Dichlorethan. Die Auswertung zeigte, dass Konzentrationswerte stets zusammen mit dem Massenstrom betrachtet werden sollten. Erhöhte Konzentrationen können geringe Umweltauswirkungen haben, wenn sie mit geringen Abgasvolumina verbunden sind und somit nur kleine Massenströme verursachen. Bei der Festlegung von maximalen Massenströmen als Alternative zu maximalen Konzentrationswerten müs-sen jedoch der Arbeitsschutz und der Schutz der Nachbarschaft mit berücksichtigt werden. Im Ergebnis zeigt die Studie, dass Gewebefilter im Allgemeinen mittlere Staubkonzentrationen unter 5 mg/Nm3 erreichen. Wäscher bewirken i.A. Staubkonzentrationen < 10 mg/Nm3. Wenn keine Abgas-reinigung für Staubemissionen installiert war, lagen mittlere Massenströme unter 150 g/h. Für die Emissionen von Gesamt-C zeigt die Studie, dass mit thermischer Oxidation (TNV, RNV) im Allgemeinen mittlere Konzentrationswerte unter 5 mgC/Nm3 erreicht werden. Wäscher erreichen im Allgemeinen mittlere Werte unter 40 mgC/Nm3. Wenn keine Abgasreinigung für Gesamt-C installiert war, lagen die Massenströme unter 150 g/h. Emissionen von CMR-Einzelstoffen lagen i. A. unter 0,5 mg/Nm3. Für Stickstoffoxid-Emissionen lagen nur wenige Werte nach SCR-Anlagen vor, deren Konzentrations-mittelwerte lagen unter 80 mg/Nm3. NOx-Werte nach thermischen Abgasreinigungen betragen 100 mg/Nm3; gleichzeitig sind CO-Konzentrationen < 60 mg/Nm3 und Gesamt-C-Konzentrationen < 5 mgC/Nm3 erreichbar. Der Ammoniak-Schlupf lässt sich im Allgemeinen auf 3 mg/Nm3 begrenzen. Der Bericht diskutiert alle in Tabelle 2 genannten Emissionswerte. Zusätzlich zu den mit einer Abgas-reinigungstechnik erreichbaren Konzentrationswerten werden Massenstromschwellen vorgeschlagen. Quelle: Forschungsbericht

Zusammenfassung englisch

In September 2016, the European Commission started an information exchange with member states, industry associations and NGOs on best available techniques for waste gas treatment in the chemical sector. Aim of the information exchange is the development of a Best Available Techniques (BAT) Reference Document on Common Waste Gas Treatment in the Chemical Sector (WGC BREF). With this research report, the German Environment Agency (UBA) contributes to the information ex-change. The objective of the project was the compilation and assessment of air emission values from installations of the chemical industry sector in Germany, considering related waste gas treatment. The report analyses 2 972 measurements from 1 209 emission sources of the chemical industry sector. For this purpose, 550 measurement reports on periodic measurements were compiled and assessed (aproximately every forth of about 2 000 installations of the chemical industry). Most measurements originate from 2012 to 2015. The assessment is based on normalized mean values (1013 hPa, 273 K), in most cases based on three single measurements, conducted subsequently on the same day during normal operating conditions at production conditions generating the maximum emission level. Meas-urement reports on periodic measurements include information about the context of the measure-ment, e.g. description of the waste gas abatement system, connected processes and partly information on substances involved. Continuous measurements were not compiled and assessed in this project. The project has revealed the following key environmental indicators of the Chemical sector because they offer potential for European-wide emission reduction when applying best available techniques: Table 1: Key Environmental Issues of the Chemical Sector Character Parameter Sum parameter Dust, TOC, NOx, SO2, PCDD/F, other CMR substances, non-CMR halogenated or-ganic compounds, more harmful organic substances, metals (three classes) Single substances Ammonia, methanol, acetic acid, ethylene oxide, formaldehyde, hydrogen chlo-ride, hydrogen fluoride, hydrogen bromide, chlorine, chloromethane, propylene oxide, toluene, benzene, vinyl chloride, phenol, dichloroethane. The assessment of the parameters showed that emission concentration values should always be linked with the mass flow of the emission. Elevated emission concentrations may have a negligible environ-mental impact if they are linked with small waste gas volumes, resulting in low mass flows. However, when determining maximum mass flows as an alternative of maximum concentration values, workers protection and protection of the neighbourhood have to be considered. The study results show that dust emissions from fabric filters are generally associated with mean con-centrations below 5 mg/Nm3. Scrubbers are generally associated with dust mean concentrations be-low 10 mg/Nm3. Where no dust abatement was installed, the mean mass flow was below 150 g/h. For emissions of total organic compounds (TOC) the study shows that thermal oxidation systems are generally associated with mean concentrations below 5 mgC/Nm3. Scrubbers are associated with mean values below 40 mgC/Nm3. Where no waste gas treatment is installed, mass flows were below 150 g/h. Emissions of individual CMR substances were generally below 0.5 mg/Nm3. For nitrogen oxide emissions few data with SCR systems showed concentrations below 80 mg/Nm3. A NOx level of 100 mg/Nm3 is associated with thermal oxidation where TOC values are < 5 mgC/Nm3 and corresponding CO values are kept below 60 mg/Nm3. Ammonia slip can be limited to 3 mg/Nm3. Besides these essential parameters, all other emission values of Table 1 are assessed in the report. Additionally to concentration levels associated with specific abatement techniques, mass flow thresh-olds are proposed. Quelle: Forschungsbericht

URI

https://openumwelt.de/handle/123456789/7134

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