VDI 3462 Blatt 5-2009 Emission control - Wood machining and processing Combustion of wood and wood-based panels treated with wood preservatives or coated with materials containing .pdf

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1、VEREIN DEUTSCHERINGENIEUREEmissionsminderungHolzbearbeitung und -verarbeitungVerbrennen von Holz und Holzwerkstoffen mitHolzschutzmitteln, halogenorganischen oderschwermetallhaltigen BeschichtungenEmission controlWood machining and processingCombustion of wood and wood-based panels treated with wood

2、 preservatives coated with materials containing halogenated organic compounds or heavy metalsVDI 3462Blatt 5 / Part 5Ausg. deutsch/englischIssue German/EnglishVDI/DIN-Handbuch Reinhaltung der Luft, Band 3: Emissionsminderung IIVDI-RICHTLINIENICS 13.040.40, 79.020Mrz 2009 March 2009Vervielfltigung au

3、chfr innerbetrieblicheZwecke nicht gestattet / Reproduction even for internal use not permittedDer Entwurf dieser Richtlinie wurde mit Ankndigung im Bundes-anzeiger einem ffentlichen Einspruchsverfahren unterworfen.Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich.The draft of this guideline ha

4、s been subject to public scrutiny after announcement in the Bundesanzeiger (Federal Gazette).The German version of this guideline shall be taken as authorita-tive. No guarantee can be given with respect to the English trans-lation.Frhere Ausgaben: 04.02;06.07 Entwurf,deutschFormereditions:04/02;06/0

5、7 Draft,inGermanonlyZu beziehen durch / Available atBeuth VerlagGmbH, 10772 Berlin AlleRechtevorbehalten / Allrights reserved VereinDeutscher Ingenieuree.V.,Dsseldorf2009Kommission Reinhaltung der Luft im VDI und DIN Normenausschuss KRdLAusschuss Holzbearbeitung und -verarbeitungInhalt SeiteVorbemer

6、kung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . . . 22 Technologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32.1 Zusammensetzung der zum Einsatz kommenden Materialien . . . . . . . . . . 32.2 Grundlagen der Holzverbrennung . . . . . 42.3 Anwendung von Holzschutzm

7、itteln. . . . . 52.4 Anwendung von Beschichtungen . . . . . . 92.5 Feuerungsarten . . . . . . . . . . . . . . . 92.6 Emissionen . . . . . . . . . . . . . . . . . 143 Mglichkeiten zur Verminderung von Emissionen und Immissionen . . . . . . . . . 173.1 Allgemeine Hinweise . . . . . . . . . . . . 173.2

8、 Emissionsminderung bei der Lagerung . . . 173.3 Emissionsminderung beim Verbrennungsprozess . . . . . . . . . . . . 183.4 Abfhren der Abgase . . . . . . . . . . . . 264 Emissionswerte. . . . . . . . . . . . . . . . . 265 Messtechnische Anleitung . . . . . . . . . . . 286 Entsorgung von Abfllen. . .

9、 . . . . . . . . . 287 Energienutzung . . . . . . . . . . . . . . . . . 30Schrifttum. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31Contents PagePreliminary note . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Technology . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10、 32.1 Composition of input materials. . . . . . . 3 2.2 Theory of wood combustion . . . . . . . . 42.3 Use of wood preservatives . . . . . . . . . 52.4 Use of coatings . . . . . . . . . . . . . . . 92.5 Combustion technologies . . . . . . . . . . 92.6 Emissions . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

11、3 Emission and ambient air pollution control measures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173.1 General notes . . . . . . . . . . . . . . . . 173.2 Emission control during storage . . . . . . 173.3 Emission control during the combustion process . . . . . . . . . . . . . 183.4 Waste gas discharge

12、 . . . . . . . . . . . . 264 Emissions values. . . . . . . . . . . . . . . . 265 Emission measurement instructions . . . . . 286 Disposal of combustion residues . . . . . . . 287 Energy use . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31B55EB1B3E14C221

13、09E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2009 2 VDI 3462 Blatt 5 / Part 5VorbemerkungDer Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Be-achtung der Vorgaben und Empfehlungen der Richt-linie VDI 1000.Alle Rechte, insbes

14、ondere die des Nachdrucks, der Fotokopie, der elektronischen Verwendung und der bersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstndig, sind vorbehalten.Die Nutzung dieser VDI-Richtlinie ist unter Wahrung des Urheberrechts und unter Beachtung der Lizenz-bedingungen (www.vdi-richtlinien.de), die in den VDI

15、-Merkblttern geregelt sind, mglich.Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieser VDI-Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt.1 AnwendungsbereichDer Anwendungsbereich der vorliegenden Richtlinie umfasst Feuerungsanlagen fr den Einsatz von Holz und Holzwerkstoffen, die Holzschutzmittel (HSM) oder

16、 infolge einer Beschichtung halogenorganische Verbindungen oder Schwermetalle enthalten, und den daraus anfallenden Abfllen. Solche Anlagen un-terliegen den Vorschriften nach Nr. 8.1 des Anhangs der 4. BImSchV in Verbindung mit der 17. BImSchV. Anlagen und Einrichtungen zur Verbrennung von Holz und

17、Holzwerkstoffen, die nicht mit Holzschutz-mittel behandelt sind und keine halogenorganischen und schwermetallhaltigen Beschichtungen besitzen, werden in VDI 3462 Blatt 4 beschrieben. Weitere Vor-gnge bei der Holzbearbeitung und -verarbeitung sind den Richtlinien VDI 3462 Blatt 1 bis Blatt 3 zu entne

18、hmen. Die messtechnische Anleitung fr smt-liche Bltter der Richtlinienreihe VDI 3462 ist in der VDI 3462 Blatt 6 enthalten. Sicherheitstechnische Vorschriften und Regeln blei-ben von dieser Richtlinie unberhrt. Fr sicherheits-technisch bedeutsame Anlagenteile im Sinne der Strfall-Verordnung (12. BIm

19、SchV) knnen im Ein-zelfall zustzliche Manahmen, die nicht in dieser Richtlinie beschrieben sind, erforderlich sein.Auf die fr den Bau und Betrieb der Anlagen insbe-sondere geltenden Gesetze, Verordnungen, Verwal-tungs- und sonstige Vorschriften wird hingewiesen (siehe Schrifttum).Alle Volumenangaben

20、 fr Gase in dieser Richtlinie beziehen sich auf den Normzustand (273 K, 1013 hPa) nach Abzug des Wasserdampfanteils. Auf Ausnahmen wird besonders hingewiesen.Preliminary noteThe content of this guideline has been developed in strict accordance with the requirements and recom-mendations of the guidel

21、ine VDI 1000.All rights are reserved, including those of reprinting, reproduction (photocopying, micro copying), storage in data processing systems and translation, either of the full text or of extracts.The use of this guideline without infringement of copy-right is permitted subject to the licensi

22、ng conditions specified in the VDI notices (www.vdi-richtlinien.de). We wish to express our gratitude to all honorary con-tributors to this guideline.1ScopeThis guideline applies to combustion systems burn-ing wood and wood-based panels treated with wood preservatives or containing halogenated organ

23、ic com-pounds or heavy metals as a result of coating, and the resulting waste streams. This type of facility is subject to the provisions of Section 8.1 of the annex to 4. BImSchV in conjunction with 17. BImSchV (Ger-man Federal Immission Control Ordinances Nos. 4 and 17). Facilities and appliances

24、for the combustion of wood and wood-based panels, which are not treated with wood preservatives and not coated with materials containing halogenated organic compounds or heavy metals, are covered by VDI 3462 Part 4. Further processes and operations involved in wood machining and processing are descr

25、ibed in guidelines VDI 3462 Part 1 to Part 3. The emission measure-ment instructions applicable to all parts of the VDI 3462 guideline series are given in VDI 3462 Part 6. The applicable safety rules and regulations remain unaffected by this guideline. For safety-relevant plant equipment in terms of

26、 the German Major Accidents Ordinance (12. BImSchV), additional measures be-yond those described in this guideline may be re-quired on a case-by-case basis.Reference is made to the German laws, ordinances, administrative and other regulations applicable to the construction and operation of the facil

27、ities covered by this guideline (see Bibliography).Unless expressly stated otherwise, all gas volumes in-dicated in this guideline relate to standard tempera-ture and pressure conditions (273 K, 1013 hPa) after deduction of the water vapour content.B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormC

28、D - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2009 VDI 3462 Blatt 5 / Part 5 3 2 Technologie2.1 Zusammensetzung der zum Einsatz kommenden MaterialienAls Holz werden lignifizierte Teile von Bumen und Struchern bezeichnet. Wasser- und aschefreies Holz setzt sich zusa

29、mmen aus Kohlenstoff (ca. 50 % Massen-anteil), Wasserstoff (ca. 6 % Massenanteil) und Sauer-stoff (ca. 44 % Massenanteil).Bei Holzwerkstoffen handelt es sich insbesondere um Span- und Faserplatten, Sperrholz sowie Formteile und geformte Teile aus Vollholz und Holzwerkstoffen(Engineered-Wood-Produkte

30、). Holz und Holzwerkstoffe sind aufgrund ihres Anteils an flchtigen Bestandteilen Brennstoffe mit einem komplexen Verbrennungsverhalten.Holzschutzmittelhaltige Abflle fallen an bei der Herstellung sowie Be- und Verarbeitung von mit Schutzmitteln behandelten Hlzern oder Holzwerk-stoffen. Auch Gebrauc

31、hthlzer knnen Holzschutz-mittel enthalten.Es knnen u. a. unterschieden werden1): Produktionsabflle, z. B. bei der Herstellung von Bauteilen oder schutzmittelhaltigen Holzwerk-stoffen Bei diesen Abfllen sind die Art und Menge der darin enthaltenen Schutzmittel bekannt. Verbo-tene oder als besonders k

32、ritisch geltende Wirk-stoffe, z. B. Pentachlorphenol (PCP) oder Arsen- und Quecksilberverbindungen werden diesen Sor-timenten nicht zugesetzt.Produktionsabflle, die ber Beschichtungen und/oder Kantenmaterialien halogenorganische Kunst-stoffe (z. B. PVC) enthaltenGebrauchthlzer2)als Mischholzsortimen

33、te, z. B. unsortiertes Abbruchholz aus dem Baubereich Diese Holzsortimente knnen eine Vielzahl von Wirkstoffen enthalten. Die genaue Zusammenset-zung kann nur durch aufwendige Analysen ermit-telt werden. Der Gehalt der einzelnen Wirkstoffe ist im Vergleich zu Monosortimenten geringer, es knnen aber

34、auch im Einzelfall andere Verunrei-nigungen, z. B. PCB, enthalten sein.Gebrauchthlzer als Monosortimente von Hl-zern aus der Auenanwendung, z. B. Bahnschwel-len, Telefon- und E-Masten, sogenannte Jger-zune“ usw. 1)Bezglich der Kategorisierung der erwhnten Holzsortimente wird auf die Altholzverordnun

35、g (AltholzV) verwiesen.2)Die Begriffe Altholz“ und Gebrauchtholz“ sind in dieser Richt-linie synonym.2 Technology2.1 Composition of input materials The term wood designates the lignified parts of trees and shrubs. Moisture- and ash-free wood is com-posed of carbon (approx. 50 % mass fraction), hydro

36、-gen (approx. 6 % mass fraction) and oxygen (approx. 44 % mass fraction).Wood-based panels are understood to include, in par-ticular, particle board, fibre board, plywood as well as moulds and moulded parts fabricated from solid wood and wood-based composites (engineered wood products). Due to their

37、 high content of volatile matter, wood and wood-based panels are fuels with complex combus-tion characteristics. Preservative-containing waste is generated in the manufacture, machining and processing of preserva-tive-treated wood and wood-based panels. Wood pre-servatives may also be encountered in

38、 used timber. The following types of wood waste are distin-guished1):Production waste, e. g. generated in the manufac-ture of structural elements or preservative-treated wood-based panels The types of preservative encountered in produc-tion waste and their respective concentrations are known. Banned

39、 or highly problematic active sub-stances such pentachlorophenol (PCP) or arsenic and mercury compounds are not present in this type of wood waste.Production waste containing halogenated organic plastics (e. g. PVC) introduced through coatings and/or edge banding. Used timber in the form of mixed wo

40、od assortments 2), e. g. unsorted demolition wood from the building sector These wood assortments may contain a great vari-ety of active substances. Their exact composition can only be determined by elaborate analytical methods. While the concentrations of the individ-ual active substances are lower

41、 than in sorted wood assortments, these waste streams may con-tain other contaminants such as PCB, for instance. Used timber in the form of sorted wood assort-ments from exterior applications, e. g. railway ties, telephone and utility poles, fence posts, etc. 1)Regarding the categorization of the wo

42、od assortments, reference is made to the German Wood Waste Ordinance (AltholzV).2) The terms “used timber” and “scrap wood” are used synonymously in this guideline. B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf

43、 2009 4 VDI 3462 Blatt 5 / Part 5Diese Holzsortimente enthalten Holzschutzmit-tel, deren Konzentration vergleichsweise hoch ist. Die Art und Zusammensetzung der Schutzmittel ist zumeist bekannt oder verhltnismig einfach zu ermitteln.Beim Einsatz schutzmittelhaltiger Hlzer und Holz-abflle unterscheid

44、en sich die gasfrmigen Emissio-nen der Feuerungsanlage, soweit nicht Halogenver-bindungen, Quecksilber und Arsen enthalten sind, prinzipiell nicht von denen gleichartiger unbehandel-ter Sortimente.Die schwerflchtigen Elemente der Schutzsalze (z. B. Bor, Chrom, Kupfer) finden sich in der Schlacke bzw

45、.den Aschen wieder.Bei Mischholzsortimenten mit Abbruchholzanteilen sind auch andere Schwermetalle, z. B. Blei, zu erwar-ten. 2.2 Grundlagen der HolzverbrennungDie Verbrennung von festen organischen Stoffen er-folgt ber eine Reihe physikalischer Zustnde und chemischer Reaktionen. Bei Holz und Holzwe

46、rkstof-fen ist der Verbrennungsvorgang aufgrund der hete-rogenen Zusammensetzung und Morphologie der Materialien sehr komplex. Im Brennraum der Feue-rungsanlagen finden aufeinander folgend Trock-nungs-, Entgasungs- und Oxidationsphasen statt (VDI 3462 Blatt 4).Die Trocknungsphase beginnt bei etwa 60

47、 C und ist bei etwa 150 C abgeschlossen. Sie umfasst auer derWasserverdampfung auch Vernderungen der mor-phologischen und makromolekularen Struktur des Holzes.In der Entgasungsphase brechen oberhalb von 150 C in endothermen Reaktionen die Grundbausteine des Holzes an den schwachen Bindungsstellen au

48、seinan-der. Die Vielzahl derartiger leicht abspaltbarer gas-frmiger Stoffe im molekularen Aufbau des Holzes begrndet den hohen Anteil flchtiger Bestandteile von ca. 70 % Holzmasse (im Vergleich dazu weist Steinkohle einen Anteil von ca. 30 % an flchtigen Bestandteilen auf). Es verbleibt eine hochrea

49、ktive Holzkohle.Das in der Entgasungsphase gebildete Brenngas, be-reits partiell oxidiert, wird in der Oxidationsphase unter Einwirkung des Luftsauerstoffs mehr oder we-niger verbrannt (homogene Gasphasenoxidation). Dieser Verbrennungsvorgang ist durch Flammenbil-dung gekennzeichnet.Im Anschluss an die Gasphasenoxidation findet eine heterogene Festphasenoxidation des nach der Entga-sung verbliebenen Kokses (Holzkohle) statt. Der Ver-brennungsrckstand ist die Asche.These wood ass