VDI 3467-2014 Emission control - Production of carbon and electrographite materials.pdf

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1、VEREIN DEUTSCHERINGENIEUREEmissionsminderungHerstellung von Werkstoffen aus Kohlenstoff und ElektrografitEmission controlProduction of carbon and electrographite materialsVDI 3467Ausg. deutsch/englischIssue German/EnglishKommission Reinhaltung der Luft im VDI und DIN Normenausschuss KRdLFachbereich

2、UmweltschutztechnikVDI/DIN-Handbuch Reinhaltung der Luft, Band 2: Emissionsminderung IVDI-RICHTLINIENZu beziehen durch / Available atBeuth VerlagGmbH, 10772 Berlin AlleRechtevorbehalten / Allrights reserved(a) Verein DeutscherIngenieure e.V.,Dsseldorf2014Vervielfltigung auchfr innerbetriebliche Zwec

3、ke 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.ICS 13.040.40 November 2014The draft of this standard ha

4、s been subject to public scrutiny afterannouncement in the Bundesanzeiger (Federal Gazette).The German version of this standard shall be taken as authorita-tive. No guarantee can be given with respect to the English trans-lation. Inhalt SeiteVorbemerkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Einl

5、eitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . . . 32Begriffe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Allgemeine Hinweise . . . . . . . . . . . . . . 54 Technologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54.1 Allgemeines. . . . . . . . . . . . . . .

6、. . 54.2 Explosionsfhigkeit von Stuben . . . . . 74.3 Lagerung/Aufbereitung. . . . . . . . . . . 94.4 Mischen und Formen . . . . . . . . . . . . 114.5 Glhen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144.6 Imprgnieren . . . . . . . . . . . . . . . . 224.7 Grafitieren . . . . . . . . . . . . . . . . . 244

7、.8 Mechanische Bearbeitung . . . . . . . . . 274.9 Nebenprodukte und Abflle . . . . . . . . 284.10 Abwsser . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294.11 Abwrme . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295 Technische Mglichkeiten zum Vermindern der Emissionen . . . . . . . . . . . . . . . . . 305.1 Allgemein

8、es . . . . . . . . . . . . . . . . . 305.2 Abscheiden von Stuben und Dmpfen aus dem Bereich Lagern/Aufbereiten . . . . 325.3 Abscheiden von luftverunreinigenden Stoffen aus dem Bereich Mischen und Formen . . . 345.4 Abscheiden von luftverunreinigenden Stoffen aus dem Bereich Glhen. . . . . . . . . .

9、 . 385.5 Abscheiden von luftverunreinigenden Stoffenaus dem Bereich Imprgnieren . . . . . . . 455.6 Abscheiden von luftverunreinigenden Stoffenaus dem Bereich Grafitieren. . . . . . . . . 485.7 Abscheiden von luftverunreinigenden Stoffenaus dem Bereich mechanische Bearbeitung. 50Contents PagePrelimi

10、nary note . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Terms and definitions . . . . . . . . . . . . . . 33 General notes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 Technology . . . . . . . . . . .

11、 . . . . . . . . . 54.1 General. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54.2 Dust explosion risk . . . . . . . . . . . . . 74.3 Storage/preparation . . . . . . . . . . . . . 94.4 Mixing and forming . . . . . . . . . . . . . 114.5 Baking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144.6 Impregnation. . .

12、. . . . . . . . . . . . . . 224.7 Graphitising . . . . . . . . . . . . . . . . . 244.8 Machining . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274.9 Byproducts and solid waste streams . . . . 284.10 Wastewater. . . . . . . . . . . . . . . . . . 294.11 Waste heat . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295 Emissio

13、n control techniques . . . . . . . . . . 305.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305.2 Collection of dust and fumes in the storage/preparation area . . . . . . . . . . . 325.3 Control of air pollutant emissions from the mixing and forming operations. . . . . . 345.4 Control of air poll

14、utant emissions from the baking operation . . . . . . . . . . . . . 385.5 Control of air pollutant emissions from the impregnating operation . . . . . . . . . . 455.6 Control of air pollutant emissions from the graphitising operation . . . . . . . . . . 485.7 Control of air pollutant emissions from

15、the machining operations. . . . . . . . . . . 50Frhere Ausgaben: 03.98; 03.13 Entwurf,deutschFormereditions: 03/98;03/13 Draft,inGermanonlyB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCBB7EF8FD9NormCD - Stand 2015-01Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 20142 VDI 3467Seite6 Erre

16、ichbare Emissionswerte. . . . . . . . . . 527 Messtechnische Anleitung. . . . . . . . . . . 627.1 Aufgabenstellung . . . . . . . . . . . . . . 627.2 Messplanung. . . . . . . . . . . . . . . . . 647.3 Bezugsgren . . . . . . . . . . . . . . . . 657.4 Komponentenspezifische Messung . . . . . 657.5 Mess

17、bericht . . . . . . . . . . . . . . . . . 66Anhang Empirische Daten zur Abgasreinigungstechnologie . . . . . 67Schrifttum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74VorbemerkungDer Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Be-achtung der Vorgaben und Empfehlungen der Richt-linie VDI 1000.Alle

18、 Rechte, insbesondere die des Nachdrucks, derFotokopie, der elektronischen Verwendung und derbersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstndig,sind vorbehalten.Die Nutzung dieser VDI-Richtlinie ist unter Wahrungdes Urheberrechts und unter Beachtung der Lizenz-bedingungen (www.vdi.de/richtlinien), die

19、 in denVDI-Merkblttern geregelt sind, mglich.Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieserVDI-Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt.EinleitungDiese Richtlinie beschreibt die bei der Herstellungvon Werkstoffen aus Kohlenstoff emissionsrelevan-ten Prozesse und die dort entstehenden Emissionen e

20、inschlielich zugehriger Techniken zur Emissions-minderung.Insgesamt zeichnet sich die Herstellung von Kohlen-stoffprodukten durch eine groe Bandbreite verschie-dener Technologien aus.Ursprnglich erfolgte die Emissionsminderung beivielen industriellen Anlagen blicherweise als nach-geschalteter, von d

21、er eigentlichen Produktion losge-lster Prozess. Begrndet durch eine kontinuierlicheProzessverbesserung und die aktuellen rechtlichenRahmenbedingungen werden diese beiden Prozessezunehmend verschmolzen und bilden in Teilberei-chen heute ein integrales System.Aufgrund dieser steten Weiterentwicklung s

22、ind indieser Richtlinie neben Standardtechniken zur Emis-sionsminderung beispielhaft spezifische, auf einzelneAnlagenauslegungen und Prozessparameter zuge-schnittene Lsungen beschrieben. Diese stellen denaktuellen Stand der Technik dar und sollten bei derPage6 Emission values . . . . . . . . . . . .

23、 . . . . . 527 Measurement instructions . . . . . . . . . . . 627.1 Measurement objective. . . . . . . . . . . . 627.2 Measurement planning . . . . . . . . . . . . 647.3 Reference quantities . . . . . . . . . . . . . 657.4 Component-specific measurements . . . . . 657.5 Measurement report . . . . .

24、. . . . . . . . 66Annex Empirical data on offgas cleaning techniques . . . . . . . . . . 67Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74Preliminary noteThe content of this standard has been developed instrict accordance with the requirements and recom-mendations of the standard VDI 1000.

25、All rights are reserved, including those of reprinting,reproduction (photocopying, micro copying), storagein data processing systems and translation, either ofthe full text or of extracts.The use of this standard without infringement ofcopyright is permitted subject to the licensing condi-tions spec

26、ified (www.vdi.de/richtlinien) in the VDINotices.We wish to express our gratitude to all honorary con-tributors to this standard.IntroductionThis standard describes the processes of the produc-tion of carbon and electrographite materials, the rele-vant emissions, which are generated during theseproc

27、esses and the measures for the reduction of theseemissions.The production of carbon and electrographite materi-als is characterized by a wide range of different tech-nologies.For many industrial production plants the emissionswere initially reduced by subsequent processes,which are separated from th

28、e actual production pro-cess. Due to permanent process developments andthe relevant legal requirements the production andthe reduction processes are merging more and moretogether. Nowadays they are partially integrated sys-tems.Because of this on-going development this standarddescribes aside the do

29、wnstream emission controltechniques several examples of integrated solutionsfor reducing the emissions, which are dimensionedfor specific plants and process parameter. These ex-amples reflect the state of the art and should be con-B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCBB7EF8FD9NormCD - Stand 2015-01A

30、ll rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2014 VDI 3467 3Planung knftiger fortschrittlicher Emissionsminde-rungsanlagen beachtet werden. 1 AnwendungsbereichIn der Richtlinie wird der Stand der Technik von An-lagen zur Herstellung von Werkstoffen aus Kohlen-stoff und Elektrografi

31、t einschlielich der Lagerungund des Transports der Roh-, Hilfsstoffe, Zwischen-und Fertigprodukte sowie deren Aufbereitung unab-hngig von der Genehmigungsbedrftigkeit dieserAnlagen beschrieben. Auch die Handhabung und Mi-nimierung von Nebenprodukten, Abfllen und wss-rigen Abgngen finden bei der Besc

32、hreibung der Fer-tigungsstufen Bercksichtigung.2BegriffeFr die Anwendung dieser Richtlinie gelten die fol-genden Begriffe:Anmerkung: Darber hinaus orientieren sich die in der Richtlinieverwendete Terminologie und die verwendeten Einheiten sowohlan Abschnitt 2 der TA Luft, den Begriffsbestimmungen de

33、rVDI 2449 Blatt 2 als auch an den Empfehlungen des Arbeitskrei-ses Kohlenstoff“ der Deutschen Keramischen Gesellschaft (siehe1).Die Abgrenzung der Begriffe Produkte, Nebenprodukte und Ab-flle wird im Kreislaufwirtschaftsgesetz (KrWG) geregelt.BindemittelSteinkohlenteer- oder Petrolpeche, die durch t

34、hermi-sche Fraktionierung von z.B. Kohlenteer, Erdl oderHarzen erhalten werden.Diffuse EmissionenNicht gefasste Emissionen, z.B. Verwehungen vonHaufwerken und Flchen, Aufwirbelungen durchFahrverkehr, aber auch Emissionen aus Dachreiternund Gebudeffnungen (diffuse Prozessemissionen).VDI 2597Anmerkung

35、: Die Richtlinie VDI 3790 Blatt 3 enthlt detaillierteHinweise zu diffusen Emissionen aus Lagerung, Umschlag undTransport von Schttgtern (Haufwerken).ElektrografitKohlenstoff, der aufgrund seiner atomaren Orientie-rung ein kristallines Schichtgitter sowie eine aniso-trope Eigenschaftsverteilung aufwe

36、ist.Anmerkung: Die anisotrope Eigenschaften werden durch eineWiderstandserhitzung erreicht.FluoridGasfrmige anorganische Fluorverbindung, die vor-wiegend bei der Anodenherstellung entsteht. sidered for designing advanced abatement techniquesin the future.1ScopeThis standard describes the state of th

37、e art of plantsfor the production of carbon and electrographite ma-terials including storage and handling of the raw andauxiliary materials, intermediate and end productsand the preparation of the input materials regardlessof whether or not such plants are subject to permit-ting. Moreover, the manag

38、ement and minimisation ofside products, solid wastes and liquid effluents areconsidered in the description of the individual unitoperations.2 Terms and definitionsFor the purposes of this standard, the following termsand definitons apply:Note: In addition the terminology as well as the units used in

39、 thisstandard are based on Section 2 of the TA Luft, the definitions ofterms given in VDI 2449 Part 2 and the recommendations of “Ar-beitskreis Kohlenstoff” of Deutsche Keramische Gesellschaft (see1). The differentiation between the terms of products, byproducts andwastes is regulated in the German

40、Closed-Cycle Management Act(KrWG).BinderCoal tar or petroleum pitches produced by thermalfractionation of, e.g., coal tar, petroleum or resins.Fugitive emissions Not captured emissions, such as drifts from stock-piles and surfaces, turbulence caused by moving traf-fic and emissions from roof turrets

41、 and buildingopenings (fugitive process emissions). VDI 2597Note: The standard VDI 3790 Part 3 contains details of fugitivedust emissions from storage, loading and unloading operations, aswell as transport of bulk materials.Electrographite Carbon that due to the orientation of its atoms exhib-its a

42、layered planar crystal lattice and an anisotropicdistribution of properties. Note: The anisotropic properties are adjusted by resistance hea-ting. Fluoride Gaseous inorganic fluorine compound generated pre-dominantly by the anode manufacturing process. B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCBB7EF8FD9N

43、ormCD - Stand 2015-01Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 20144 VDI 3467Anmerkung: Fluorid-Emissionen werden als anorganische, gas-frmige Fluoride nach Richtlinie VDI 2470 Blatt 1 ermittelt.Grne MasseRohe, ungeglhte, nicht ge-sinterte Mischung aus Koks und Bindemittel.

44、Grner FormkrperGepresster, gestampfter, gerttelter oder extrudierterFormkrper, hergestellt aus z.B. Koks und einemkarbonisierenden Bindemittelsystem, der durch einethermische Behandlung in Kohlenstoff-Formkr-per umgewandelt wird.HartbrandkohleKohlenstoffwerkstoff nach dem thermischen Karbo-nisierung

45、sprozess.Karbonisierung (Verkokung)Umwandlung von kohlenstoffhaltigen Verbindungenin festen Kohlenstoff durch thermische Behandlungbei Temperaturen 500 C.Kohlenstoff-FormkrperAus Koks und Bindemittel durch thermische Be-handlung von 700 C bis 1200 C hergestellte Form-krper, der nur festen Kohlenstof

46、f enthlt.Kalzinierter Koks Koks, der durch Glhbehandlung von Grnkoks/Rohkoks, Halbkoks bis zu etwa 1600 K erhaltenwird.Anmerkung 1: Kalzinierter Koks ist das hauptschliche Rohma-terial fr die Herstellung von polygranularen Kohlenstoff- und po-lygranularen Grafitprodukten (z.B. Kohlenstoffelektroden

47、undGrafitelektroden).Anmerkung 2: Im weiteren Richtlinientext wird fr den Begriffkalzinierter Koks“ nur noch der Begriff Koks“ verwendet. Beispiele: Petrolkoks, SteinkohlenteerpechkoksOrganische StoffeIm Abgas enthaltene dampf- und gasfrmige organi-sche Verbindungen. Anmerkung 1: Organische Stoffe w

48、erden gem Abschnitt 7 be-stimmt.Anmerkung 2: In dieser Richtlinie sind alle Angaben, soweitnicht ausschlielich darauf hingewiesen wird, auf die Bestimmungdes Anteils an gas- und dampffrmigen organischen Stoffen alsGesamtkohlenstoff“ nach VDI 3481 Blatt 2 bezogen.PAK (polyzyklische aromatische Kohlen

49、wasser-stoffe)Aromatische Verbindungen von Kohlen- und Was-serstoff mit kondensierten Ringsystemen.Anmerkung: Die Beurteilung der Emissionen an PAK-Gemi-schen im Abgas, die krebserzeugende PAK enthalten, erfolgt nachNr. 5.2.7.1.1 der TA Luft anhand der Konzentration der Leitkom-ponente Benzoapyren, fr das dort ein Emissionswert vonNote: Fluoride emissions are determined as inorganic gaseousfluorides using the method described in VDI 2470 Part 1. Green mixraw, unbak