VGB-Initiative Hgcap(ture) - Technische und rechtliche Randbedingungen sowie aktuelle Entwicklungen zur Minderung von Quecksilberemissionen in ...
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VGB-Initiative Hgcap(ture) Technische und rechtliche Randbedingungen sowie aktuelle Entwicklungen zur Minderung von Quecksilberemissionen in Kraftwerken 49. KRAFTWERKSTECHNISCHES KOLLOQUIUM Dr. Andreas Wecker
Inhalt
1. Regulatorische Vorgaben (LCP-BREF)
2. Quecksilberemissionsminderung im Kraftwerksprozess
3. Weitere Forschungsvorhaben
4. Die VGB-Initiative Hgcap(ture)
5. Fazit
VGB PowerTech e.V. | Wecker | 18.10.2017 | Folie 2
1. Regulatorische Vorgaben (LCP-BREF) - Veröffentlichung IED = Industrie Emissions Richtlinie VGB PowerTech e.V. | Wecker | 18.10.2017 | Folie 3
1. Regulatorische Vorgaben (LCP-BREF) – Fehler in der Ableitung
BVT-Schlussfolgerungen bezüglich Quecksilberemissionen
Rechtsakte legt harmonisierte Emissionsstandards für die EU fest.
Gebotene technisch-wissenschaftlich begründete und in wissenschaftlichen
Abhandlungen publizierte Korrekturen der Emissionsbandbreiten für
Quecksilberemissionen erfolgten nicht.
VGB PowerTech e.V. | Wecker | 18.10.2017 | Folie 4
1. Regulatorische Vorgaben (LCP-BREF) – Fehler in der Ableitung
Deutschland: - Aktueller Grenzwert: 30 µg/m3
- Grenzwert ab 2019: 10 µg/m3
EU: - LCP-BREF, 2017, Umsetzung 2021
(> 300 MWth, bestehende; Steinkohle (SK) :
1. Regulatorische Vorgaben (LCP-BREF) – Fehler in der Ableitung
Erheblicher methodischer Fehler bei der Ableitung sowohl bei Stein- als
auch bei Braunkohle:
Mischen verschiedener Feuerungsarten
Korrektur durch Addition der Messunsicherheit ist nicht erfolgt
Die Messunsicherheit der Daten der Referenzanlagen betrug
ca. 2 µg/m²N
Bereits durch dieses methodische Defizit sind die abgeleiteten unteren
und oberen Emissionsbandbreiten um 2 µg/m²N zu niedrig festgesetzt.
VGB PowerTech e.V. | Wecker | 18.10.2017 | Folie 6
2. Quecksilberemissionsminderung im Kraftwerksprozess
– Co-Benefit-Lösungen
Untersuchungen und Versuche der Kraftwerksbetreiber zur Optimierung der
Quecksilberabscheidung mit der vorhandenen Anlagentechnik :
Katalysatormanagement zur Aufrechterhaltung der
Aktivität für die Quecksilberoxidation und
Erprobung spezieller Hg-Oxidationskatalysatoren
Optimierung des Elektro-Filters
(Strömung und Temperatur)
Optimierung des Wäschers
(Strömung, Sprühbild und Wandströmungen)
Steuerung des Redox-Potenzials im Wäscher
(Erhöhung, Messung)
Chlorid-Konzentration im Wäscher
(Anreicherung)
Verstärkte Wäscherkreislaufführung über die Abwasseraufbereitung
VGB PowerTech e.V. | Wecker | 18.10.2017 | Folie 7
2. Quecksilberemissionsminderung im Kraftwerksprozess
- Neue Technologien für Stein- und Braunkohlekraftwerke
Kraftwerksschema (Steinkohle)
1 2 Ammoniak 3 4 Kalk
Ableitung
DeNOx-An- DeNOx-
Feuerung, über
lage (SCR, Elektrofilter REA Anlage (SCR,
Kessel Schornstein/
high-dust) tail end)
Kühlturm
5
Kesselasche Flugasche Gips REA RAA-Substanz
Abwasser (Deponie)
REA-
Abwasserauf- Abwasser
Verwendung/Verwertung Verwendung/Verwertung Verwendung/Verwertung bereitung
= Quecksilberminderungsmaßnahme
VGB PowerTech e.V. | Wecker | 18.10.2017 | Folie 8
2. Quecksilberemissionsminderung im Kraftwerksprozess
- Neue Technologien für Stein- und Braunkohlekraftwerke
Kraftwerksschema (Braunkohle)
4 Kalk
1 3
Ableitung
Feuerung, Elektrofilter REA über
Kessel Kühlturm
5
Kesselasche Flugasche REA Gips
Abwasser
Verwendung/Verwertung
Stabilisat
Technik der Stein- und Braunkohlekraftwerke ist unterschiedlich.
Das individuelle technische Verhalten jeder Anlage ist zu berücksichtigen.
Ergebnis aus Versuchen und allgemeinen Betriebserfahrungen.
= Quecksilberminderungsmaßnahme
VGB PowerTech e.V. | Wecker | 18.10.2017 | Folie 92. Quecksilberemissionsminderung im Kraftwerksprozess
- Neue Technologien: Bromidzugabe
1 Einsatz von Bromiden in der Feuerung
Wie hoch ist das Korrosionsrisiko
vor allem im Luftvorwärmer und Saugzug?
Kommt es zur erhöhten Bildung adsorbierbarer
organischer Halogene (AOX) im REA-Abwasser und
damit zu Problemen mit den Abwassergrenzwerten?
Kommt es zu einer erhöhten Bildung
von bromierten Dioxinen/Furanen im Abgas?
Erfolgt eine Bromidanreicherung im Wäscher
und in der Flugasche?
VGB PowerTech e.V. | Wecker | 18.10.2017 | Folie 102. Quecksilberemissionsminderung im Kraftwerksprozess
- Neue Technologien: Bromidzugabe – Erfahrungen aus den USA
Electric Power Research Institute - EPRI Study 2016
Air Heater (AH) corrosion
PRB = Powder River Basin (geological structural basin)
Erfahrungen aber auch – neue – Fragestellungen aus den USA!
EPRI sucht z.B. nach Informationen über Br-Einfluss auf REA-Abwasser.
VGB PowerTech e.V. | Wecker | 18.10.2017 | Folie 112. Quecksilberemissionsminderung im Kraftwerksprozess
- Neue Technologien: Katalysator
2 Einbau eines Oxidations-Katalysators
Kann die im Labor bestimmte Oxidationsleistung auch
im großtechnischen Einsatz verwirklicht werden?
Wie steigt die Konversionsrate von SO2 zu SO3 an und
welche Korrosionsfolgen bzw. Emissionsfolgen ergeben
sich daraus?
Welche Einflüsse gibt es auf die Standzeit bzw.
Inaktivierung von Katalysatoren?
Ist eine Nachrüstung von Bestandsanlagen
technisch überhaupt möglich?
(insb. Braunkohlekraftwerke)
VGB PowerTech e.V. | Wecker | 18.10.2017 | Folie 122. Quecksilberemissionsminderung im Kraftwerksprozess
- Neue Technologien: Aktivkohleeindüsung
3 Aktivkohleeindüsung
LEAG in Lippendorf und Jänschwalde:
Abscheideleistung nicht ausreichend
Weitere Versuche in Schwarze Pumpe/Lippendorf
in 2017/2018 geplant
RWE Versuchsanlage
Eindüsung von HOK/Wasser-Suspension vor
E-Filter in Versuchsanlage
Errichtung und Betrieb einer Hg-Pilotanlage
für den großtechnischen Einsatz
MIBRAG (Wählitz):
Verschiedene Aktivkohlen getestet
Großtechnische Umsetzung geplant
VGB PowerTech e.V. | Wecker | 18.10.2017 | Folie 132. Quecksilberemissionsminderung im Kraftwerksprozess
- Neue Technologien: Wäscher
4
Additivzugabe zum Wäscher
Großtechnischer Einsatz im
Braunkohlekraftwerk Lippendorf – Erste Ergebnisse
Anlagen- und brennstoffspezifische Besonderheiten haben
großen Einfluss auf den Erfolg der Hg-Minderungsmaßnahmen
Auch mit Additivzugabe ist Emissionsbandbreite der
BVT-Schlussfolgerungen nicht erreichbar
Stationäre Adsorbentien nach Wäscher – Offene Fragen
Lässt sich ein Einbau in vorhandene Wäscher aufgrund
des Platzbedarfs und der Statik realisieren?
Welchen Einfluss hat der Einbau auf den Druckverlust?
Erfolgt eine Verblockung durch Asche/Gips-Ablagerungen?
Ist mit einer SO3-Bildung und einem Aerosolaustrag
in die Umwelt zu rechnen?
Wie sieht das Langzeit-Druckverlustverhalten
der Einbauten aus?
VGB PowerTech e.V. | Wecker | 18.10.2017 | Folie 142. Quecksilberemissionsminderung im Kraftwerksprozess
- Neue Technologien: VGB-Gemeinschaftsforschung
4 VGB-Gemeinschaftsforschung: Versuchsanlage im KW Schkopau –
VGB PowerTech e.V. | Wecker | 18.10.2017 | Folie 152. Quecksilberemissionsminderung im Kraftwerksprozess
- Neue Technologien: VGB-Gemeinschaftsforschung
4 VGB-Gemeinschaftsforschung: Versuchsanlage im Kraftwerk Schkopau
Testanlage im Kraftwerk Schkopau mit
6 GORE-Modulen
Inbetriebnahme Oktober 2017
VGB PowerTech e.V. | Wecker | 18.10.2017 | Folie 163. Weitere Forschungsvorhaben in Antragstellung
MEREDTECH
Optimization of Mercury Emission Measurement Research &
Innovation
Systems and Reduction Techniques for Coal and Research Fund for
Coal and Steel
Lignite Combustion Plants in Europe
Forschungsvorhaben europäisch
breit aufgestellt
BTU CS = Brandenburg University of Technology Cottbus-
Senftenberg (DE)
WRUT = Wroclaw University of Science and Technology (PL)
UOWM = University of Western Macedonia (EL)
PPC = Public Power Corporation (EL)
HUNOSA = Hulleras del Norte S.A. (ES)
CIEMAT = Centro de Investigaciones Energéticas
Medioambientales y Tecnológicas (ES)
Mercury Instruments (DE)
VGB PowerTech e.V. (DE)
IEA-Clean Coal Centre (UK)
Weiterentwicklung kontinuierlicher Quecksilberemissionsmesssysteme
Entwicklung einer Methode und Datenbank zur genauen Charakterisierung von
Quecksilberemissionen in Kraftwerken (Kombination Kohle – Kraftwerksprozess)
Entscheidungsfindungsmethode für die Auswahl kraftwerksspezifischer Abscheide-
technologien
Europäische Unterstützung von Forschung unterstreicht das Vorhandensein
offener technischer Fragen!
VGB PowerTech e.V. | Wecker | 18.10.2017 | Folie 174 - Die VGB-Initiative „Hgcap“
Schwerpunkte
Beurteilung der Eignung bestehender und neuer Technologien zur
Abscheidung des Quecksilbers aus dem Rauchgas und dem Abwasser
der Kraftwerke
Bewertung der Technologien im Hinblick auf anlagen- und
betriebsspezifische technische Randbedingungen
Bewertung der Technologien im Hinblick auf eine weiterhin
uneingeschränkte Verwendbarkeit der Kraftwerksnebenprodukte als
Roh- und Baustoffe im Wirtschaftskreislauf
Bewertung der Technologien im Hinblick auf die Verwertung und
Entsorgung der anfallenden Abfälle
Adaption verschiedener Technologien an spezifische Bedingungen von
Anlagen im Rahmen von Forschung und Entwicklung
Adaption der LCP-BREF-Ergebnisse mit Blick auf technische
Randbedingungen
VGB PowerTech e.V. | Wecker | 18.10.2017 | Folie 185. Fazit EU hat für Quecksilberemissionsminderung ambitionierte Vorgaben beschlossen. Ableitung der Grenzwerte ist falsch, vor allem der untere Wert der Bandbreiten von 1 µ/m3 ist nicht haltbar. Selbst die oberen Grenzwerte sind für viele Anlagen eine technische Herausforderung. Betriebserfahrungen zeigen: Keine Pauschallösungen erkennbar – Individuelles Verhalten der einzelnen Anlagen ist zu berücksichtigen. Abscheidetechnologien müssen den zunehmend wechselnden Betriebszuständen Rechnung tragen. Übertragung von Labor- und Versuchsergebnissen auf den großtechnischen Einsatz ist aufgrund der chemischen und anlagenspezifischen Komplexität nicht uneingeschränkt möglich Eingriffe in den Kraftwerksprozess sind hinsichtlich unerwünschter Nebenreaktionen und Verlagerungen von Emissionen zu berücksichtigen. Kraftwerksbetreiber sind aktiv; Forschungs- und Pilotvorhaben, auch im großtechnischen Einsatz Umsetzung der BVT-Vorgaben in nationales Recht sollte mit Augenmaß unter Einbeziehung der technischen Erfahrungen erfolgen Es muss eine zuverlässige Messtechnik zur Verfügung stehen, um eine kontinuierliche Regelung und Optimierung des Kraftwerkprozesses zu ermöglichen. Forschung und Entwicklung sowie Erfahrungsaustausch sind weiter international erforderlich, um die teils fehlerhaften Übertragungen in die BAT zu korrigieren. VGB PowerTech e.V. | Wecker | 18.10.2017 | Folie 19
Es gilt das gesprochene Wort.
Dr. Andreas Wecker | VGB PowerTech e.V. | Deilbachtal 173, 45257 Essen
T: +49 201 8128 316 | andreas.wecker@vgb.org | www.vgb.org
VGB PowerTech e.V. | Wecker | 18.10.2017 | Folie 20Sie können auch lesen
