VDI 3454 Blatt 2-2012 Emission control - Claus units - Emission measurement.pdf

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1、VEREIN DEUTSCHERINGENIEUREEmissionsminderungClaus-AnlagenMessen der EmissionenEmission controlClaus unitsEmission measurementVDI 3454Blatt 2 / Part 2Ausg. deutsch/englischIssue German/EnglishVDI/DIN-Handbuch Reinhaltung der Luft, Band 3: Emissionsminderung IIVDI-RICHTLINIENZubeziehen durch /Availabl

2、e at BeuthVerlag GmbH,10772 Berlin AlleRechtevorbehalten /All rights reserved Verein Deutscher Ingenieuree.V.,Dsseldorf 2012Vervielfltigung auchfr innerbetrieblicheZwecke nichtgestattet / Reproduction evenfor internal use not permittedDer Entwurf dieser Richtlinie wurde mit Ankndigung im Bundes-anze

3、iger einem ffentlichen Einspruchsverfahren unterworfen.Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich.ICS 13.040.40 April 2012The draft of this guideline has been subject to public scrutiny afterannouncement in the Bundesanzeiger (Federal Gazette).The German version of this guideline shall b

4、e taken as authorita-tive. No guarantee can be given with respect to the English trans-lation. Inhalt SeiteVorbemerkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . . . 22 Allgemeines . . . . . . . . . . .

5、. . . . . . . . 32.1 Aufgabenstellung . . . . . . . . . . . . . . 32.2 Prflaboratorien . . . . . . . . . . . . . . . 42.3 Messstrecken und Messpltze. . . . . . . . 42.4 Messaufgabe . . . . . . . . . . . . . . . . 72.5 Messplan . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 Messen der schwefelhaltigen Emissi

6、ons-komponenten (SO2, H2S, SO3, COS, CS2) . . . 113.1 SO2- und H2S-Messungen . . . . . . . . . 113.2 SO3-Messung . . . . . . . . . . . . . . . . 173.3 Messung kohlenstoffhaltiger Schwefel-verbindungen (COS und CS2). . . . . . . . 184 Messung sonstiger Emissionskomponenten(NOx und CO) . . . . . . . .

7、 . . . . . . . . . . 234.1 NOx-Messung . . . . . . . . . . . . . . . . 234.2 CO-Messung . . . . . . . . . . . . . . . . 235 Ermittlung des Wasserdampfanteilsim Abgas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235.1 Analytische Methode . . . . . . . . . . . . 245.2 Rechnerische Methode . . . . . . . . .

8、 . . 266 Umrechnung der Konzentrationsangaben(trocken in feucht) . . . . . . . . . . . . . . . 27Schrifttum. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28Contents PagePreliminary note . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Scope . . . . . . . . .

9、. . . . . . . . . . . . . 22 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32.1 Object . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32.2 Testing laboratories . . . . . . . . . . . . . 42.3 Measurement sections and measurement sites . . . . . . . . . . . . . 42.4 Measurement objective . . . . . . . .

10、. . . 72.5 Measurement plan . . . . . . . . . . . . . 73 Measurement of sulphur-containing emission components (SO2, H2S, SO3, COS, CS2) . . . 113.1 Measurement of SO2 and H2S . . . . . . . 113.2 SO3-measurement. . . . . . . . . . . . . . 173.3 Measurement of carbon-containingsulphur compounds (COS

11、and CS2) . . . . 184 Measurement of other emission components(NOx and CO) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234.1 NOx-measurement . . . . . . . . . . . . . 234.2 CO-measurement . . . . . . . . . . . . . . 235 Determination of the water vapour contentin the waste gas . . . . . . . . . . . . . . . .

12、 235.1 Analytical method . . . . . . . . . . . . . 245.2 Calculation method . . . . . . . . . . . . . 266 Recalculation of the concentrations (dry into moist) . . . . . . . . . . . . . . . . . 27Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28FrhereAusgaben: 07.89; 10.10nderungsentwurfdeutsch

13、Former editions: 07/89;10/10RevisionDraft, in German onlyKommission Reinhaltung der Luft im VDI und DIN Normenausschuss KRdLFachbereich UmweltschutztechnikB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF8AD9NormCD - Stand 2012-04Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2012 2 VD

14、I 3454 Blatt 2 / Part 2VorbemerkungDer Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Be-achtung der Vorgaben und Empfehlungen der Richt-linie VDI 1000.Alle Rechte, insbesondere die des Nachdrucks, derFotokopie, der elektronischen Verwendung und derbersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstndig,sin

15、d vorbehalten.Die Nutzung dieser VDI-Richtlinie ist unter Wahrungdes Urheberrechts und unter Beachtung der Lizenz-bedingungen (www.vdi-richtlinien.de), die in denVDI-Merkblttern geregelt sind, mglich.Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieserVDI-Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt.Eine L

16、iste der aktuell verfgbaren Bltter dieserRichtlinienreihe ist im Internet abrufbar unterwww.vdi.de/3454.EinleitungIn der Richtlinie VDI 3454 Blatt 1 sind die Technolo-gie und Manahmen zur Minderung der Emissionenmit Angaben der Emissionswerte beschrieben.Zur Ermittlung von Emissionen aus Claus-Anlag

17、enund nachgeschalteten Abgasreinigungsanlagen sinddie Konzentrationen von Schwefeldioxid (SO2),Schwefeltrioxid (SO3), Schwefelwasserstoff (H2S),Kohlenoxidsulfid (COS), Schwefelkohlenstoff (CS2),Stickstoffoxiden (NOx,) und Kohlenmonoxid (CO)im Abgas zu bestimmen.Die vorliegende Richtlinie VDI 3454 Bl

18、att 2 stelltMethoden nach dem Stand der Messtechnik zur Er-mittlung von Emissionen aus Claus-Anlagen dar undgilt als Fortsetzung von VDI 3454 Blatt 1.Es werden berwiegend diskontinuierliche nassche-mische Methoden beschrieben, mit denen Emissions-messungen durchgefhrt und kontinuierliche physi-kalis

19、che Messverfahren berprft werden knnen.In der Richtlinie VDI 3454 Blatt 3 wird die Bestim-mung des Schwefelemissionsgrads beschrieben.Alle Volumenangaben fr Gase in dieser Richtliniebeziehen sich auf den Normzustand (273 K, 1013 hPa)nach Abzug des Wasserdampfanteils (trocken cn,tr).Die Umrechnung vo

20、m Normzustand trocken (cn,tr)auf feucht (cn,f) ist in Abschnitt 6 beschrieben.1 AnwendungsbereichDiese Richtlinie beschreibt Verfahren zum Messenvon Emissionen aus Claus-Anlagen und nachge-schalteten Abgasreinigungsanlagen. Sie ergnzt denAbschnitt 5 der Richtlinie VDI 3454 Blatt 1.Preliminary noteTh

21、e content of this guideline has been developed instrict accordance with the requirements and recom-mendations of the guideline VDI 1000.All rights are reserved, including those of reprinting,reproduction (photocopying, micro copying), storagein data processing systems and translation, either ofthe f

22、ull text or of extracts.The use of this guideline without infringement of copy-right is permitted subject to the licensing conditionsspecified in the VDI Notices (www.vdi-richtlinien.de).We wish to express our gratitude to all honorary con-tributors to this guideline.A catalogue of all available par

23、ts of this series ofguidelines can be accessed on the internet atwww.vdi.de/3454.IntroductionThe technology and measures applied for emissionreduction are described and emission limits are givenin guideline VDI 3454 Part 1.To determine the emissions from Claus units andwaste-gas cleaning plants down

24、stream, it is necessaryto know the concentrations of sulphur dioxide (SO2),sulphur trioxide (SO3), hydrogen sulphide (H2S), car-bon oxide sulphide (COS), carbon disulphide (CS2),nitrogen oxides (NOx) and carbon monoxide (CO) inthe waste gas.The present guideline VDI 3454 Part 2 describesstate-of-the

25、-art measurement methods for determin-ing emissions from Claus units and is to be regardedas a continuation of VDI 3454 Part 1.The methods described are predominantly discontin-uous and wet-chemical and are used to measure emis-sions and to verify continuous physical measuringmethods.Guideline VDI 3

26、454 Part 3 describes the determina-tion of the sulphur emission ratio.All data relating to gas volume given in this guidelinerelate to the standard state (273 K, 1013 hPa) less thewater vapour content (dry cn,tr). Conversion of the drystandard state (cn,tr) into the moist standard state (cn,f)is des

27、cribed in Section 6.1 ScopeThis guideline describes methods to measure theemissions from Claus units and downstream wastegas purification plants. It is an addition to Section 5 ofguideline VDI 3454 Part 1.B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF8AD9NormCD - Stand 2012-04All rights reserved Verein

28、Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2012 VDI 3454 Blatt 2 / Part 2 3 2 AllgemeinesDurch diese messtechnische Anleitung soll sicherge-stellt werden, dass die Emissionen der in dieserRichtlinie beschriebenen Anlagen unter Bercksich-tigung der Anforderungen der TA Luft so ermitteltwerden, dass die Erg

29、ebnisse reprsentativ und unter-einander vergleichbar sind, einheitlich ausgewertetwerden knnen und die berwachung der Einhaltungund Prfung auf berschreitung der in Abschnitt 4von VDI 3454 Blatt 1 aufgefhrten Emissionswerteermglicht wird. Die nachfolgenden Ausfhrungendienen der Vorinformation und ent

30、binden nicht da-von, die anzuwendenden messtechnischen VDI-Richtlinien und DIN-Normen zu beachten.Zuverlssige und vergleichbare Ergebnisse, die imRahmen der Messaufgabe reprsentativ fr die Emis-sionen sind, knnen unter der Voraussetzung ermit-telt werden, dass kompetente Prflaboratorien eingesetzt w

31、erden, eine Messstrecke und ein Messplatz vorhandensind, deren Errichtung schon zum Zeitpunkt derAnlagenplanung bercksichtigt werden und dieEntnahme einer reprsentativen Probe erlauben, die Messaufgabe und ein Messplan verfgbarsind, bevor die Messungen durchgefhrt werden, eine Probenahmestrategie im

32、 Messplan festgelegtwird, die der Messaufgabe angemessen ist, die Schadstoffkomponenten und Bezugsgren inbereinstimmung mit den im Messplan festgeleg-ten Messverfahren ermittelt werden und ein Bericht ber die Ergebnisse erstellt wird, deralle relevanten Informationen enthlt.2.1 AufgabenstellungDie v

33、orliegende Richtlinie beschreibt die Probe-nahme und analytische Messmethoden zur Bestim-mung folgender Komponenten in den Abgasen vonClausanlagen:Schwefelhaltige Emissionskomponenten: Schwefeldioxid SO2 Schwefeltrioxid SO3 Schwefelwasserstoff H2SKohlenstoffhaltige Schwefelverbindungen(als Summe): S

34、chwefelkohlenstoff CS2 Kohlenoxidsulfid COSSonstige Stoffe: Kohlenmonoxid CO Stickstoffoxide NOx2 GeneralThese metrological instructions are intended to en-sure that measurement of the emissions from the unitsdescribed in this guideline will, while observing therequirements of TA Luft, give results

35、which are rep-resentative and mutually comparable, which can beuniformly evaluated and which make it possible tomonitor compliance and to check for violations of theemission limits listed in Section 4 of VDI 3454 Part 1.The following information is to be regarded as pre-liminary information and does

36、 not release from theobligation to comply with the relevant metrologicalVDI Guidelines and DIN Standards.Reliable and comparable results, which within thecontext of the measurement objective will be repre-sentative of the emissions, are obtainable providedthat competent testing laboratories are used

37、, a measurement section and a measurement site areavailable whose construction already formed partof the plant planning and which enable represent-ative samples to be taken, the measurement objective and a measurementplan are available before the measurements arecarried out, a sampling strategy is l

38、aid down in the measure-ment plan which is appropriate for the measure-ment objective, the polluting components and reference values aredetermined following the measurement methodlaid down in the measurement plan, and a report is prepared about the results which con-tains all relevant information.2.

39、1 ObjectThis guideline describes sampling and analyticalmeasuring methods to determine the following com-ponents in the waste gas from Claus units:Sulphur-containing emission components: sulphur dioxide SO2 sulphur trioxide SO hydrogen sulphide H2SCarbon-containing sulphur compounds (as a sum): carb

40、on disulphide CS2 carbon oxide sulphide COSOther materials: carbon monoxide CO nitrogen oxides NOxB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF8AD9NormCD - Stand 2012-04Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2012 4 VDI 3454 Blatt 2 / Part 22.2 PrflaboratorienFr die Planung,

41、 Durchfhrung und Auswertung derEmissionsmessungen sind hinreichende Sachkennt-nis und Erfahrung des Personals des beauftragtenPrflaboratoriums unabdingbar. Anforderungen andie Kompetenz von Prflaboratorien werden inDIN EN ISO/IEC 17025 festgelegt. Die RichtlinieVDI 4220 ergnzt dazu die spezifischen

42、Anforderun-gen an Prflaboratorien, die Emissionsmessungendurchfhren.Die zustndigen Landesbehrden erteilen den alskompetent anerkannten Prflaboratorien (Stellen) dieBefugnis, die Ermittlungen der Emissionen luftver-unreinigender Stoffe sowie die berprfung des ord-nungsgemen Einbaus, der Funktion und

43、die Kalib-rierung kontinuierlich arbeitender Messeinrichtun-gen durchzufhren.Anmerkung: Die Anerkennung der Kompetenz von Prflaborato-rien, als sogenannte Konformittsbewertungsstellen (KBS), erfolgtdurch Akkreditierung nach DIN EN ISO/IEC 17025. Die Befug-niserteilung (Bekanntgabe, Notifizierung) er

44、folgt danach durch diezustndige Landesbehrde (Befugnis erteilende Behrde, BEB)nach 26 BImSchG im Rahmen eines Verwaltungsverfahrens.Die Verffentlichung dieser Stellen erfolgt zentralber ein internetgesttztes Recherchesystem (RESY-MESA Recherchesystem Messstellen und Sachver-stndige) auf der Internet

45、seite des Ministeriums frlndliche Entwicklung, Umwelt und Verbraucher-schutz des Landes Brandenburg 2.2.3 Messstrecken und Messpltze2.3.1 AllgemeinesUm zuverlssige und vergleichbare Ergebnisse vonEmissionsmessungen zu erzielen, werden geeigneteMessstrecken und Messpltze bentigt. Anforderungen an Mes

46、sstrecken und Messpltzewerden in DIN EN 15259 gestellt und sind bereitsbei der Planung einer Anlage zu bercksichtigen.Darber hinausgehende Festlegungen in Verordnun-gen und anderen amtlichen Anforderungen sind beider Auswahl und Festlegung von Messstrecken undMesspltzen zu bercksichtigen. Sofern Mes

47、sstrecken und Messpltze nicht nach denAnforderungen der DIN EN 15259 errichtet werden,kann dies negative Auswirkungen auf die Qualitt derMessergebnisse haben.Die Anforderungen der DIN EN 15259 gelten grund-stzlich auch fr Rohgasmessungen.2.3.2 MessstreckeEmissionsmessungen in strmenden Gasen erforde

48、rndefinierte Strmungsbedingungen im Messquer-2.2 Testing laboratoriesIt is essential that the personnel of the commissionedtesting laboratory have an adequate level of technicalexpertise and experience for planning, carrying outand evaluating the emission measurements. Require-ments regarding the co

49、mpetence of testing laborato-ries are laid down in DIN EN ISO/IEC 17025. Sup-plementing this, guideline VDI 4220 lays down thespecific requirements for testing laboratories carry-ing out emission measurements.Testing laboratories recognized as competent are au-thorized by the appropriate regional authorities tocarry out measurements of emissions of air-pollutingsubstances and to check that continuously operatingmeasuring devices have be