Einhaltung der neuen WGC-Emissionsgrenzwerte

Die BAT-Schlussfolgerungen für gemeinsame Abgasmanagement- und -behandlungssysteme im chemischen Sektor (WGC) sind wichtige neue Regelungen, die im Rahmen der Industrieemissionsrichtlinie (IED) erlassen wurden und das Ergebnis des WGC-BREF-Dokuments.

Die WGC-BVT-Schlussfolgerungen gelten für geleitete und diffuse Emissionen in die Luft aus der Chemie-, Petrochemie- und Pharmabranche. Die in ihren Anwendungsbereich fallenden Industriezweige sind in Anhang I, Abschnitte 4.1 bis 4.6 der Richtlinie über Industrieemissionen aufgeführt und umfassen die Herstellung verschiedener Chemikalien.

• Organische Stoffe (z. B. Kohlenwasserstoffe, Kunststoffe, synthetische Kautschuke, Farbstoffe und Pigmente usw.)
• Anorganisch (z. B. Schwefelverbindungen, Metalloxide usw.)
• Pharmazeutische Produkte einschließlich Zwischenprodukte
• Pflanzenschutzmittel oder Biozide
• Sprengstoffe

Die 2022 veröffentlichten WGC BAT-Schlussfolgerungen müssen nun in jedem EU-Mitgliedstaat in nationales Recht umgesetzt und innerhalb von vier Jahren – d.h. bis Dezember 2026 – implementiert werden.

Ab diesem Zeitpunkt werden die Umweltbehörden die Unternehmen der Pharma-, Petrochemie- und Chemieindustrie verstärkt kontrollieren, um sicherzustellen, dass sie die Vorschriften einhalten.

Ein multinationales Spezialchemieunternehmen mit Hauptsitz in Frankreich sah sich aufgrund der WGC-BVT-Schlussfolgerungen hinsichtlich der VOC-Konzentrationen in seinen Luftemissionen mit neuen Grenzwerten konfrontiert. An einem seiner Emissionspunkte können die VOC-Konzentrationen zwischen 20 und 900 mg/m³ schwanken, wovon etwa 70 % Aceton sind.

Außerdem sind verschiedene anorganische Verbindungen vorhanden, darunter bis zu 15 mg/m³ Chlorwasserstoff (HCl) und Cyanwasserstoff (HCN).

Um den derzeitigen Grenzwert für Kohlenstoffäquivalente (CE) von 110 mg/m³ einzuhalten, behandelt das Unternehmen seine Emissionen mittels Scrubbing. Diese Technologie reicht jedoch nicht mehr aus, sobald ab Dezember 2026 der neue CE-Grenzwert von nur 20 mg C/m³ durch die WGC-BAT-AELs in Kraft tritt.

Darüber hinaus muss der Kunde auch sehr niedrige Grenzwerte für bestimmte andere Verbindungen einhalten, darunter: 10 mg/m³ HCl; 1 mg/m³ HCN; und 1 mg/m³ Chloroform (TCM), Dichlormethan (DCM) und Chlormethan.

Das Unternehmen hat mit DESOTEC eine Rahmenvereinbarung über die Lieferung unserer Aktivkohle-Filtrationslösungen für verschiedene Wasser- und Luftanwendungen an mehreren Standorten in Europa abgeschlossen. Aktivkohle gilt als beste verfügbare Technologie (BAT) zur Luftreinigung, weshalb sich der Kunde an uns wandte.

Bewertung der Filtrationsparameter hinsichtlich der WGC-Konformität mittels eines Pilotversuchs

Wir arbeiteten 2024 mit dem Kunden an einem Pilotprojekt, bei dem ein Aktivkohlefilter nachgeschaltet zum Wäscher installiert wurde.

Das verwendete Modell war ein AIRCON 2000 C PE, der für die Behandlung hoher Konzentrationen bei relativ niedrigen Durchflussraten ausgelegt ist, um sehr niedrige Emissionsgrenzwerte einzuhalten.

Aufgrund des Vorhandenseins von HCN- und HCl-Säuren und der Tatsache, dass der Wäscher dem Luftstrom Wasser zuführt, verwendeten wir einen mit Polyethylen beschichteten Filter, um Korrosion zu vermeiden.

Es enthielt Schichten unterschiedlicher Kohlenstoffqualitäten: Eine war imprägniert, um HCl und HCN zu adsorbieren; eine andere war mikroporös, um selbst kleinste VOC-Moleküle einzufangen.

Aceton reagiert mit Aktivkohle. Daher erläuterten die Experten von DESOTEC dem Kunden das potenzielle Risiko der Bildung von Hotspots im Filterbett während der Adsorption. Da die Adsorption eine exotherme Reaktion ist und das Abgas Sauerstoff enthielt, gaben wir unsere Empfehlungen zur Prävention, Erkennung und zum Umgang mit Hotspots.

Auf unsere Empfehlung hin maß der Kunde kontinuierlich den Kohlenmonoxid-Gehalt (CO) am Filterausgang. Nachdem mehrere Spitzenwerte festgestellt wurden, maß er den CO-Gehalt auch am Einlass und stellte fest, dass die Werte ebenfalls hoch waren. Dies bedeutete, dass die Spitzenwerte nicht auf Hotspots innerhalb des Filters zurückzuführen waren.

Wir rieten dem Kunden, sicherzustellen, dass genügend Stickstoff vorhanden ist, um das Filterbett im unwahrscheinlichen Fall der Entstehung eines Hotspots zu durchströmen.

Die Ergebnisse des Pilotversuchs zeigten, dass der Filter die VOCs und anorganischen Verbindungen auf Null reduzierte.

Trotz des relativ niedrigen Flammpunkts von Aceton hat der Pilotversuch gezeigt, dass wir die verbrauchte Aktivkohle nach ihrer Nutzung und Sättigung reaktivieren können. Dieser Kreislaufprozess ist nicht nur nachhaltiger, sondern bedeutet auch niedrigere Gesamtbetriebskosten für den Kunden.

Nächste Schritte hin zur industriellen Komplettinstallation und Einhaltung der Vorschriften

Der Kunde war mit den Ergebnissen zufrieden und gab uns grünes Licht für eine vollständige industrielle Installation, die rechtzeitig zum Fertigstellungstermin im Dezember 2026 abgeschlossen sein sollte.

Dies beinhaltet, dass der Durchfluss von 1710 m³/h zunächst durch den vorhandenen Wäscher geleitet wird, um den Großteil der Verbindungen zu entfernen.

Der Luftstrom wird dann zunächst von zwei in Reihe geschalteten AIRCON 3000 PE-Modellen mit imprägnierter Aktivkohle zur Abscheidung von HCN und HCl und anschließend von zwei AIRCON HC-XL-Modellen mit Standardkohle zur Abscheidung der VOCs behandelt.

Sobald die Filter gesättigt sind, werden sie schnell und unkompliziert ausgetauscht, was minimale Störungen und Ausfallzeiten verursacht. Die geschlossenen Filtereinheiten werden vom Kundenstandort zu den Anlagen von DESOTEC transportiert, wo wir die Aktivkohleproben entnehmen und für die Reaktivierung vorbereiten.