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- Gasification guide

1. Abb 6 1 Potentielle Freisetzungspfade der Vergasung nach 30 6 1 1 Biomasselagerung Vorbehandlung Transport und Zuf hrung Eine Beschreibung potenzieller Emissionen und Emissionsminderungstechniken bei der Lagerung und Handhabung fester Biobrennstoffe findet sich in einem Leitfaden des Nordic Innovation Centre 31 aus dem Jahr 2008 Der Staub fester Biobrennstoffe kann in gro er Zahl die Mikrosporen von Schimmelpilzen und Aktinomyzeten enthalten die in feuchter Biomasse wie z B Holzhackschnitzeln g nstige Wachtumsbedingungen vorfinden Die Mikrosporen die bei der 70 Vergaserleitfaden Emissionsminderung Handhabung der Biomasse in die Luft gelangen sind leicht einatembar und k nnen allergischer Reaktione und allergische Alveolitis hervorrufen Eine M glichkeit das Wachstum der Schimmelpilze und Aktinomyzeten sowie die Freisetzung von Mikrosporen zu vermeiden besteht darin nur trockene Biomasse lt 20 Wassergehalt zu lagern und Feuchtigkeitszutritt zu verhindern Bei einer Lagerung im Freien ist es wichtig das Material entsprechend seinem Alter zu verwenden ltestes Material zuerst 31 Die Lagerdauer feuchter Biomasse sollte so kurz wie m glich sein Sofern sehr gro e Mengen zerkleinerter Biomasse in umschlossenen Bereichen z B in Silos gelagert werden ist innerhalb des Lagers die Bildung von Kohlenmonoxid in erheblicher Konzentration m glich 31 Bei der mechanischen Behandlung und beim Transpor
2. 19 SHAPE RISK Sharing Experience on Risk Management Health Safety and Environment to design Future Industrial Systems 6th Framework Programm 2007 20 Steinbach J Safety Assessment for Chemical Processes Wiley VCH 1999 21 Reducing Risks Protecting People HSE s decision making process HSE Books 2001 22 Cusco L Standards Good practice amp goal setting UK regulatory apporach UK HSE Laboratory Conference Paper IEA ThermalNet meeting Innsbruck 2005 23 Hummelshoj R Garde F Bentzen J D Milj projekt 112 Risk assessment at biomass gasification plants Denmark Standardisation COWI Consulting Engineers and Planners AS 2006 24 DIN 6779 10 Kennzeichnungssystematik f r technische Produkte und technische Produktdokumentation Teil 10 Kraftwerke 2007 04 25 EN 61346 1 Industrial systems installations and equipment and industrial products Structuring principles and reference designations Part 1 Basic Rules 1998 01 14 26 Guidelines for Chemical Process Quantitative Risk Analysis 2nd Edition Center for Chemical Process Safety AIChE 2000 27 http www hse gov uk comah circular perm12 htm 28 Middleton M Franks A Using risk matrices The Chemical Engineer 723 pp 34 37 2001 29 www hse gov uk comah circular perm12 htm top 30 Environment Agency UK IPPC Sector Guidance Note Combustion Activities Bristol 2002 31 NT ENVIR 010 Guidelines for Sto
3. Bei kleinen Biomassevergasern wird normalerweise Luft als Vergasungsmittel eingesetzt Dies hat eine bestimmte Zusammensetzung des Generatorgases zur Folge die sich erheblich von anderen Gasen wie Biogas oder Erdgas unterscheidet Charakteristiche Eigenschaften von Generatorgas sind in Tabelle 2 3 zusammengestellt Tabelle 2 3 Typische Eigenschaften von Generatorgas im Vergleich mit anderen Gasen Parameter Generatorgas Biogas Erdgas CO vol 12 20 lt 1 lt 0 5 H2 vol 15 35 lt 1 lt 0 5 CH vol 1 5 50 75 90 99 CO vol 10 15 20 50 lt 1 N2 vol 40 50 lt 1 lt 1 Heizwert MJ Nm 4 8 6 4 18 26 35 Explosionsgrenzen vol 5 59 8 18 4 5 15 Volumenverh ltnis 1 1 1 5 5 7 5 10 Verbrennungsluft Gas 18 Vergaserleitfaden Beschreibung der Technologie 2 9 2 Explosionsgrenzen und Explosionsdruck Die folgenden Gasanalysedaten entstammen einer zweistufigen Vergasungsanlage Die erste Stufe umfasst die Trocknung und Pyrolyse von Holzhackschnitzeln durch indirekte Beheizung Die zweite Stufe ist die Pyrolyse von Gasen durch direkte Beheizung mit Verbrennungsprodukten Tabelle 2 4 Beispiele der Explosionsgrenzen und Explosionsdr cke Zusammensetzung des Gases Pyrolysegas Generatorgas 1 Stufe 2 Stufe CO2 0 15 mol mol 0 13 mol mol CO 0 15 mol mol 0 09 mol mol H2O 0 46 mol mol 0 29 mol mol H2 0 13 mol mol 0 22 mol mol C
4. Blitz elektromagnetische Strahlung hohe Frequenzen Entflammbarkeit ionisierende Strahlung Ultraschall chemische Gefahren Design L ftung gesch tzter elektrischer Ger te Einteilung in gef hrliche Bereiche f r elektrische Ger te Staub Brandschutz Flammendurchschlagsicherungen Sicherheitsma nahmen Hinweise f r die Kennzeichnung Handwerkzeuge Steuerungsger te elektrische Sicherheit Risikobewertung Europ ische Norm EN 60079 10 Elektrische Betriebsmittel f r gasexplosionsgef hrdete Bereiche Teil 10 Einteilung der explosionsgef hrdeten Bereiche Europ ische Norm EN 61241 10 Elektrische Betriebsmittel zur Verwendung in Bereichen mit brennbarem Staub Teil 10 Einteilung von staubexplo sionsgef hrdeten Bereichen Die Normen EN 60079 10 bzw EN 61241 10 erl utern die grundlegenden Prinzipien der Zoneneinteilung f r Gase D mpfe und St ube Diese Normen bilden eine geeignete Grundlage f r die Beurteilung der Art und Ausdehnung von Zonen und k nnen als Leitfaden f r die Einhaltung der nationalen Anforderungen bez glich des Explosionsschutzes verwendet werden Diesen Normen kann jedoch nicht f r konkrete Einzelf lle die Art und Ausdehnung der Zonen entnommen werden da standortspezifische Faktoren immer zus tzlich ber cksichtigt werden m ssen 67 Vergaserleitfaden Potenzielle Gefahren und bewahrte Verfahren Fur die Verwendung im Vergaserleitfaden wurden die Bezeichnungen d
5. Deutschland info fee ev de www fee ev de Subunternehmer Haftungsausschluss Die alleinige Verantwortung f r den Inhalt dieses Berichts tragen die Autoren Der Inhalt gibt die Meinung der Autoren und nicht immer die Meinung der Europ ischen Kommission wieder Die Europ ische Kommission bernimmt keinerlei Verantwortung f r jedwede Nutzung der Information die der Leitfaden enth lt Obgleich jede Anstrengung unternommen wurde die Richtigkeit dieses Dokument sicherzustellen k nnen die Verfasser keine Haftung bernehmen und schlie en jegliche Haftung bez glich m glicher Fehler oder Widerspr che ausdr cklich aus Die Verfasser geben keine Garantie oder verbindliche Zusage f r die Vollst ndigkeit oder die Eignung des Dokuments f r einen bestimmten Zweck weder ausdr cklich noch implizit Die Anwendung der Inhalte dieses Dokuments liegt vollst ndig in der Verantwortung des Nutzers Vergaserleitfaden Inhalt lll Inhaltsverzeichnis ie 4c Val eee ee eet oreo or een 10 le VSS EZ o sas sees ee T 10 1 2 Zielgruppen zer ass acd to eet ke an ee at Eee SR Se 10 1 3 Anwendungsbereich des Leitfadens 224444444400nnnnnnn anne 10 14 EBSENINWERS eier 12 2 Beschreibung der Technologie 444444444400nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn 13 21 EINIUNF NGer see ee E A ee 13 2 2 _ Brennstofflagerung Vorbehandlung Transport und Zufuhr 14 2 3 Hilfsbrennstof
6. gt im unverbindlichen Leitfaden ber die Richtlinie 1999 92 EC vgl Bemerkungen zur Zone 2 im Glossar und in Kapitel 3 2 1 jenes Leitfadens gt inden e Technische Regeln f r Betriebssicherheit TRBS TRBS 2152 Teil 2 Kapitel 2 4 3 e Technischen Regeln f r Gefahrstoffe TRGS 722 und in den e Berufsgenossenschaftlichen Regeln BGR BGR 104 Explosionsschutz hnliche Definitionen und Beschreibungen sind in diesen Dokumente enthalten In den Technischen Regeln f r Betriebssicherheit wird zwischen Einrichtungen die technisch dicht sind und denjenigen die auf Dauer technisch dicht sind unter 61 Vergaserleitfaden Potenzielle Gefahren und bew hrte Verfahren schieden Im letzteren Fall ist kein gef hrlicher Austritt von brennbaren Stoffen zu erwarten und es besteht kein Grund einen explosionsgef hrdeten Bereich um eine solche Einrichtung zu klassifizieren TRBS 2152 2 etc nennt Beispiele f r Verbindungen die als auf Dauer technisch dicht eingestuft werden z B bestimmte Arten von Flanschen die bei Rohrverbindungen benutzt werden In manchen F llen k nnen auch technische Ma nahmen in Kombination mit regelm iger Inspektion und Wartung dazu f hren dass die Ausr stung als auf Dauer technisch dicht gilt Bei Einrichtungen die als nur technisch dicht gelten sind in seltenen F llen Freisetzungen zu erwarten was in der Regel zu einer Einteilung in Zone 2 f r die Umge
7. lt 500 t d installations de classe IB II et III Nr 39 Klasse IB Bulgarien Umweltschutzgesetz SG 91 2002 ja 3akoH 3a ONa3BaHe Ha OKONHaTa Cpena OB 91 2002 Verordnung Ned ber die Risikobewertung SG 47 1999 Hapean6a Ned 3a ollenka Ha puicka IB 47 1999 D nemark Umweltschutzgesetz 2006 Verordnung Nr 1640 vom 13 Dez 2006 des Umweltministeriums ber die Genehmigung bestimmter Vorhaben Genehmigungsverordnung BEK nr 1640 af 13 12 2006 Godkendelsesbekendtgarelsen ja wenn die thermische Leistung 1 MW bersteigt Anhang 2 G 202 Deutschland Bundesimmissionsschutzgesetz BImSchG Verordnung ber genehmigungsbed rftige Anlagen 4 BImSchV ja wenn die Feuerungsw rme leistung des Verbrennungsmotors bzw der Energieeinhalt des erzeugten Gases 1 MW oder mehr betr gt Anhang Nr 1 4 und 1 13 Frankreich Umweltgesetz Anm Gem einem Vorschlag der Europ ischen Kommission zur Neufassung der IVU Richtlinie KOM 2007 844 vom 21 12 2007 sollen k nftig auch Anlagen zur Vergasung von Brennstoffen ohne untere Leistungsgrenze in den Anhang der IVU Richtlinie aufgenommen werden 28 Vergaserleitfaden Rechtlicher Rahmen Code de l environnement Liste der klassifizierten Anlagen Nomenclature des installations class es pour la protection de l environnement Arr t du 2 f vrier 1998 relatif aux pr l vements et a la consommation d eau ainsi q
8. nnen zus tzliche Ma nahmen ergriffen werden um die H he des Risikos zu senken Die Risiken die dieser Kategorie entsprechen sollten regelm ig berpr ft werden um sicher zu stellen dass sie immer noch die ALARP Bedingungen erf llen gt Bereich der inakzeptabelen Risiken Die Risiken dieser Region sind inakzeptabel und m ssen durch geeignete Gegenma nahmen auf ein Niveau reduziert werden das mindestens dem ALARP Bereich entspricht 4 5 Ma nahmen zur Risikominderung Ein inakzeptables Risiko macht die Anwendung von Ma nahmen zur Risikominderung erforderlich die das Restrisiko in den ALARP Bereich der Risikomatrix verlagert In der Praxis erreicht man dies durch die Verringerung der H ufigkeit und oder des Schweregrades eines gef hrlichen Ereignisses oder einer Bedrohung Zu diesem Zweck kann ein Fliegen Diagramm wie in Abbildung 4 5 dargestellt verwendet werden Die Spalte oberstes Ereignis des Fliegen Diagramms kennzeichnet die St rung der gerade untersuchten Funktion Diese Technik ist flexibel somit l sst sich jedes Ereignis als oberstes Ereignis einsetzen Die Spalten zur linken und rechten Seite vom obersten Ereignis enthalten die Ausl ser und Auswirkungen eines obersten Ereignisses Das Diagramm kann bei der Entscheidung behilflich sein was getan werden muss um das Risiko auf ein akzeptabeles Niveau zu reduzieren Dazu werden sogar Sicherheitsbarrieren im an dargestellt Abb 4 5
9. r die Errichtung die Inbetriebnah me und den Betrieb von Biomassevergasungsanlagen Hauptaspekt Detailaspekte Bedeutung f r Biomassevergasungsanlagen Auswirkungen auf die Umwelt Genehmigungsanforderungen Integrierte Vermeidung und Verminderung der Umweltverschmutzung BVA fallen nicht in den Anwendungsbereich der IVU Richtlinie nationale Regelungen k nnen dennoch integrierte Genehmigungsverfahren vorsehen vgl Tabelle 3 3 Umweltvertr glichkeitspr fung UVP eine BVA kann als Vorhaben eingestuft werden f r das ein UVP Screening erforderlich ist Atmosph rische Emissionen Gase Staub Geruch Emissionen im Normalbetrieb von Gasmotoren von Fackeln oder aus der Lagerung auch Anfahr und Abfahrbetrieb k nnen relevante Emissionen erzeugen L rmemission L rm von Apparaten Gasmotoren Gebl se Luftk hler Materialtransport Fahrzeugl rm Verhinderung von St rf llen m glicherweise relevant wenn gro e Mengen gef hrlicher Stoffe auf dem Betriebsgel nde gelagert werden Abfallerzeugung und behandlung Abf lle aus dem Anlagenbetrieb wie z B Asche Teer und verunreinigte Sp lfl ssig keiten spezielle Betrachtung bei betriebsinterner R ckf hrung von Zwischenprodukten z B Teer aus dem Gasreinigungssystem Abwassereinleitung Prozessabwasser erfordert ggf spezielle Behandlung um Einleitgrenzwerte einzuhalten Umgang mit wasser gef hrdenden S
10. 10 K hnreich K Bock F J Hitzbleck R Kopp H Roller U Woizischke N Ermittlung und Bewertung des Gefahrenpotentials f r Besch ftigte in verfahrenstechnischen Anlagen und Lagereinrichtungen Berlin Dortmund 1998 11 sterreichisches Normungsinstitut NORM EN 1050 Sicherheit von Maschinen Leits tze zur Risikobeurteilung 1997 12 Osterreichisches Normungsinstitut ONORM EN 1127 T1 Explosionsf hige Atmosph ren Explosionsschutz Teil 1 Grundlagen und Methodik 1997 13 Siebenhofer M Sicherheitstechnik verfahrenstechnischer Anlagen VTU Engineering TU Graz Vorlesungsskriptum Grambach Graz 2003 14 Standard IEC IEC 812 1985 Analysis techniques for system reliability procedure for failure mode and effect analysis FMEA 1985 15 EKSC Switzerland Sicherheit Einf hrung in die Risikoanalyse Systematik und Methoden Schriftenreihe Heft 4 Expertenkommission f r die Sicherheit der chemischen Industrie in der Schweiz 1996 16 http www hse gov uk risk fag htm 17 Timmerer H L Anlagensicherheit und Prozessf hrung f r thermische Biomassevergasungs KWK Anlagen mit gestufter Gaserzeugung Institut f r W rmetechnik TU Graz 2007 76 Vergaserleitfaden Quellen 18 Rogers R L RASE Project Explosive Atmosphere Risk Assesment of Unit Operations and Equipment Methodology for the risk Assesment of Unit Operations and Equipment for Use in potential Explosive Atmosphere March 2000
11. B Anlagenemissionen Austritt von giftigen Stoffen Eine Risikobewertung muss w hrend der Planungsphase vom Hersteller durchgef hrt werden um einen Anlagenentwurf zu optimieren Bei Anlagen die schon im Betrieb sind bewirkt eine erneute Risikobewertung die kontinuierliche Aktualisierung der urspr nglichen Einsch tzung durch die Hersteller und Betreiber und eine Verminderung der verbleibenden Risiken Es gibt verschiedene Methoden der Risikobewertung aber es existiert kein allgemei nes Standardverfahren f r die Risikoeinsch tzung bei Biomassevergasungsanlagen Anleitungen zur Risikobewertung kann man in verschiedenen Fallstudien finden die in anderen Zweigen der Industrie gemacht wurden z B Lebensmittelindustrie Chemie und Metallindustrie etc Solche Beispiele k nnen dabei nur eine Methodik aufzeigen und m ssen h ufig f r die bertragung auf BVA angepasst werden 4 2 Angewandtes Risikobewertungsverfahren f r Biomassevergasungsanlagen Die Einsch tzung von Risiken ist eine komplexe Aufgabe die umfangreiche Kenntnisse des Produktionsverfahrens des Betriebsverhaltens sowie Erfahrung mit den Methoden der Risikobewertung selbst voraussetzt F r diese Aufgabe wird eine Arbeitsgruppe empfohlen die Expertisen auf verschiedenen Gebieten hat Die folgende Informationen werden ben tigt gt Anlagen und Betriebsbeschreibung Verfahrensdiagramme Rohrleitungs und Instrumentenflie Bbild R amp l Schema Kennzeichnungssys
12. Beschreibung der Technologie 2 Beschreibung der Technologie 2 1 Einf hrung Dieses Kapitel gibt einen kurzen berblick ber die verschiedenen Prozessschritte die in einer Biomassevergasungsanlage BVA angewendet werden Das Kapitel entspricht einer gek rzten Fassung der technologischen Beschreibung die im Deliverable 8 Biomass gasification State of the art description enthalten ist und ber folgende Themen ausf hrlicher berichtet gt Allgemeine Informationen z B Auslegung Informationen ber die Emissionen der Anlage etc gt Technologische Details z B Beschreibung grundlegender Techniken gt Wichtige gesundheits sicherheits und umweltrelevante Fragen Die Vergasung von Biomasse mit einem nachgeschalteten Gasmotor eignet sich besonders f r die dezentrale Biomassenutzung mit hocheffizienter Kraft W rme Kopplung bei der Energieerzeugung Abbildung 2 1 zeigt das vereinfachte Diagramm einer BVA und illustriert die Hauptkomponenten die das Verfahren beschreiben und kennzeichnen Der Einsatzstoff Brennstoff wird dem Vergasungsreaktor normalerweise mit geeignete Brennstofff rdersystemen durch einen gasdichten Verschlu zugef hrt mit Ausnahme des Open Top Vergasers Die Umwandlung des Brennstoffs in ein Generatorgas findet im Vergasungsreaktor statt wo die thermochemischen Umwandlungsschritte der Trocknung Pyrolyse partiellen Oxidation und Reduktion ablaufen und wo die Asche entsteht In relati
13. Biomasse Anlage Art der Einsatzstoffe und Betriebsweise Einspeiseverg tung KWK Ursprungsgarantie erneuerbare Energie Unterscheidung naturbelassene Biomasse Abfall Energieeinspeisung Anforderungen bez glich der Netzeinspeisung von elektrischer Energie Bebauungsplanung Wahl des Betriebsgel ndes gewerbliche industrielle T tigkeit Geb udesicherheit Brandschutz statische Geb udesicherheit Tabelle 3 2 kann als Checkliste bei der Ermittlung der gesetzlichen Anforderungen an eine Biomassevergasungsanlage dienen die in einem EU Mitgliedsstaat errichtet werden soll Die jeweils f r die in Tabelle 3 2 genannten Aspekte zutreffenden Rechtsvorschriften m ssen individuell ermittelt werden Es ist empfehlenswert mit der bzw den zust ndigen Beh rden fr hzeitig Kontakt aufzunehmen um Klarheit ber die im Einzelfall anzuwendenden Regelungen und Verfahren zu erlangen Bereits in einem fr hen Stadium der Anlagenplanung sollte insbesondere gekl rt werden welche Arten von Genehmigung en f r eine bestimmte Biomasse vergasungsanlage erforderlich sind Kleine und mittlere BVA bed rfen in vielen F llen einer umweltrechtlichen Genehmigung der Genehmigungsbescheid enth lt in diesem Fall z B Grenzwerte f r Emissionen in die Atmosph re Abgas L rm und in das Abwasser 26 Vergaserleitfaden Rechtlicher Rahmen Welche umweltrechtlichen Anforderungen im Einzelnen an eine BVA gestellt werden eins
14. Die Sicherheitsbarrieren zwischen der Spalte gef hrliches Ereignis und die Spalte oberstes Ereignis entsprechen vorbeugenden Ma nahmen die zur Minderung der H ufigkeit des Auftretens des gew hlten obersten Ereignisses f hren gt Die Sicherheitsbarrieren zwischen dem obersten Ereignis und der Spalte Auswirkungen enth lt auswirkungsbegrenzende Ma nahmen die zur Minderung 41 Vergaserleitfaden Theoretische Grundlagen der Risikobewertung des Schweregrades der Folgen eines gefahrlichen Ereignisses und oder der Wahrscheinlichkeit ihres Auftretens f hren Gegenma nahmen unterschiedlicher Art k nnen angewandt werden gt Technische Gegenma nahmen Die Durchf hrung von technischen Ver nderungen z B im Prozess Design und das Hinzuf gen oder Austauschen einiger Glieder der Prozesskette etc gt Gegenma nahmen der Prozessregelung PLT Gegenma nahmen Diese beziehen sich auf jegliche nderung der Abl ufe des Regelungs bzw Prozessleitsystems Dies kann durch Hinzuf gen von neuen berwachungsein richtungen in der Prozesskette geschehen z B Temperatursensoren Druck messger te CO Sensoren etc die mit geeigneten Warn und Alarmsystemen ausgestattet sind Mit der Einf hrung neuer Warn und Alarmierungseinrichtungen muss die Einrichtung eines geeigneten Systems f r das Notfallmanagement einhergehen gt Organisatorische Gegenma nahmen Diese betreffen s mtliche Aktivit
15. H he des Risikos die diesen Bereich charakterisiert ist vergleichbar mit derjenigen die Menschen als unbedeutend oder trivial f r ihr eigenes t gliches Leben ansehen Diese Art von Risiken geht typischerweise von Aktivit ten aus die selbst nicht sehr gef hrlich sind oder von gef hrlichen Aktivit ten die einfach zu kontrollieren sind um so die Gefahr gering zu 40 Vergaserleitfaden Theoretische Grundlagen der Risikobewertung halten Weiterer Anstrengungen zur Verringerung der Risiken bedarf es meist nicht gt ALARP Bereich engl as low as reasonably practicable Bereich der so niedrig wie vern nftigerweise praktikablen Risiken Risiken die in diesen Bereich Fallen sind in der Regel solche die Menschen f r den verfolgten Nutzen hinzunehmen bereit sind solange die Art und H he der Risiken genau abgesch tzt wurden und wenn als Resultat einer Untersuchung geeignete Ma nahmen zur Beherrschung festgelegt wurden Wenn gef hrliche Ereignisse dem ALARP Bereich entsprechen bedeutet es nicht dass das Gesamtrisiko der Anlage in diese Kategorie f llt sondern es sollte in Betracht gezogen werden ob weitere risikomindernde Ma nahmen notwendig sind F r das verbleibende Risiko des ALARP Bereichs k nnten weitere Sicherheitsma nahmen wirtschaftlich nicht gerechtfertigt und vertretbar sein In allen F llen muss das Risikobewertungssteam die folgenden Punkte er rtern e Ist das verbleibende Risiko akzeptabel e K
16. Verfahren und potentielle HSE Gesichtspunkte einer typischen Anlage sind in Abbildung 1 1 dargestellt Jeder einzelne Prozessschritt muss im Hinblick auf HSE Aspekte bei der Planung Auslegung Errichtung und im Betrieb sorgf ltig betrachtet werden Gasmotoren werden in diesem Leitfaden nur am Rande ber cksichtigt da es sich dabei um kommerziell verf gbare mit CE Kennzeichnung und EG Konformit tserkl rung versehene Aggregate handelt Exhaust gas to Chimney a ei Biomass i gt Heat Agents gt Sie to District Heating a y 5 i Gas Engine t f Heat v it oon T amao ftp Power gt to Local Grid Waste Water amp Condensates Gondanaates Waste Water gt Waste Water gage ge a Sn eR a Treatment to Canalisation or gt rnnaissiinen BERTERAEEPEEUEE EICHE RE EEE AENEI SERBERFRER Eaa A Aare ERRES i 7 F Er Disposal Ash Dusts Ash Sludge 9 Wr to Disposal to Disposal to Disposal Abbildung 1 1 Potenzielle Gesundheits Sicherheits und Umweltbelange bei Vergasungsanlagen Bei der Formulierung dieses HSE Leitfadens wurden die folgenden Verfahrens schritte und Systemkomponenten ber cksichtigt Lagerung und Handhabung der Biomasse auf dem Betriebsgel nde Transport und Zuf hrung der Biomasse Vergasungsreaktor Gasaufbereitung Reinigung und K hlung Gasnutzung Gasmotor Steuerung und berwachung Nebeneinrichtungen und Betriebsmittel VVVVVVV 11 Vergaserleitfaden
17. auch die g ngige Praxis in der chemischen Industrie und in Erd lraffinerien Dieser Leitfaden bietet einen allge meinen berblick und erhebt keinen Anspruch auf absolute Vollst ndigkeit Die Existenz eines praktischen Leitfadens f r die Vergasung von Biomasse unter st tzt verschiedene Zielgruppen wie z B Hersteller Betreiber Wissenschaftler Beh rden Berater und Endverbraucher oder Investoren bei der Bewertung von HSE Risiken kann ihnen dabei helfen realistische Ma nahmen zur Reduzierung der Risiken und angemessene HSE Anforderungen festzulegen Vergaserleitfaden Inhalt Danksagung Hiermit m chten wir den Experten innerhalb und au erhalb der Beratergruppe f r ihre Kommentare und Vorschl ge w hrend der Erstellung dieses Leitfadens danken Besonderer Dank geht an diejenigen die bei den Fallstudien durch ihr Feedback und in Form von Bemerkungen oder Empfehlungen aktiv zu diesem Dokument beigetragen haben Dank auch an alle die ihre wertvolle Zeit zur Erprobung des Software Tools aufgewendet haben Die Arbeitsgruppe m chte den folgenden Personen besonders danken die bei der Entwicklung des Leitfadens und oder des Software Tools auf freiwilliger Basis mitgewirkt haben Herr Henrik Flyver Christiansen Danish Energy Agency D nemark Herr Gerhard Schmoeckel Bayerisches Landesamt f r Umwelt LfU Deutschland Herr Des Mitchell OGen Ltd Gro britannien Herr Luis Sanchez Eqtec Spanien Herr Frederic Dalimier Xylow
18. der Grundlage verf gbarer und erprobter Techniken f r die Verbrennung von Standardbrennstoffen z B von CO freiem Brenngas festgelegt wurden sind daher auf kleine Biomassevergasungsanlagen nur bedingt bertragbar Hinzu kommt dass die langfristige Wirksamkeit von Emissionsminderungstechniken an kleinen BVA derzeit noch Gegenstand von Untersuchungen ist Daher kann es notwendig werden Emissionsgrenzwerte f r kleine BVA auf der Grundlage weiterer Erfahrungen mit Anlagen im Langzeitbetrieb und entsprechenden Messergebnissen festzulegen 6 2 1 Emissionsgrenzwerte in D nemark In D nemark wurden im Jahr 2005 Emissionsgrenzwerte f r Verbrennungsmotoren festgelegt die mit Gas aus der thermischen Vergasung von Abfallbiomasse betrieben werden und zwar f r NO unverbrannte Kohlenwasserstoffe UHC CO und Geruchsemissionen Diese Emissionsgrenzwerte sind nachstehend aufgef hrt Bezugszustand trockenes Abgas im Normzustand 5 Os ausgenommen bei Geruch tats chlicher O2 Gehalt NO 550 mg m UHC 1500 mg C m g ltig f r 30 elektr Wirkungsgrad CO 3000 mg m Geruch 20 000 Geruchseinheiten m Bei Verbrennungseinrichtungen wird die CO Konzentration im Abgas h ufig als ein leicht messbarer Indikator fur die Vollstandigkeit der Verbrennung herangezogen speziell im Hinblick auf die Begrenzung der Emission problematischer Abgaskomponenten wie z B polyzyklischer aromatischer Kohlenwasserstoffe PAK Messungen der Abgasz
19. die Kontrolle von nderungen und Reparaturen Pr fungsfrequenz Schutzeinrichtungen und die Pr fung von Rohrleitungssystemen In vielen L ndern gibt es gesetzliche Vorschriften sowohl lokale als auch nationale im Zusammenhang mit der wiederkehrende Untersuchung von Druckbeh ltern und wo dies der Fall ist sollte diese Richtlinie als Erg nzung betrachtet werden Britishes Norm BS 3636 1963 Methoden die zur Gasdichtheit f hren bei evakuierten Anlagen oder solche die unter Druck stehen Zehn Methoden f r die Anwendung auf evakuierte Anlagen sieben unter Druck befindlichen Anlagen F nf befassen sich mit direkten Messungen der Mengen sind aber zu unempfindlich oder langwierig Andere nutzen Suchgas und Gasdetektoren Vier verwenden Vakuum Messger te die auch einen anderen Zweck in der Anlage erf llen k nnen Jede Methode beschreibt die Ger te besondere Vorsichtsma nahmen Verfahren die Auswertung der Ergebnisse Funktionsprinzipien und Empfindlichkeit Gestaltung der Anlage Vertr ge Sperrung von kapillaren Leckagen Leckraten von verschiedenen Fl ssigkeiten Arbeitsbeispiele Sicherheitsvorkehrungen Bibliographie Methoden der Leckortung Britishes Norm BS 4504 3 3 1989 Kreisf rmige Flanschen f r Rohre Ventile und Armaturen PN angegeben Spezifikationen f r Kupfer Legierungen und Kompositflanschen Flanschentypen von PN 6 bis PN 40 und in Gr en bis zu DN 1800 Verkleidungen Abmessungen und ihre Tole
20. giftigen Gasen oder D mpfen zu verhindern ausreichende Bel ftung des Arbeitsbereichs Sammeln in Beh ltern die durch ein zugelassenes Entsorgungsunternehmen ab geholt und entsorgt werden entsprechend der jeweiligen Betriebsgenehmigung Beschr nkung der Menge giftiger bzw gesundheitssch dlicher und tzender Fl ssigkeiten auf dem Betriebsgel nde auf ein Minimum Bereithalten von Aufsaug und Reinigungsmitteln f r versch ttete Fl ssigkeiten Benutzung von funkenfreiem Werkzeug regelm ige Pr fung des Bestandes an giftigen bzw gesundheitssch dlichen und tzenden Fl ssigkeiten VVV V VV V WV 5 4 4 Austritt giftiger Gase insbesondere CO Wann gt Giftige Gase k nnen im Leckagefall aus Anlagenteilen austreten die unter berdruck stehen Nach dem Abfahren einer Anlage enth lt das gesamte System giftiges Gas Es ist wichtig zu wissen dass auch nach dem Abfahren der Anlage 59 Vergaserleitfaden Potenzielle Gefahren und bew hrte Verfahren egal ob geplant oder als Notabfahrvorgang eine gewisse Zeit lang weiterhin Vergasungsreaktionen stattfinden die einen berdruck im System zur Folge haben k nnen wenn das Gas nicht sicher abgeleitet wird Dies gilt insbesondere f r Festbettvergaser die gro e Menge Brennstoff enthalten gt W hrend der Instandhaltung der Anlage gt Wenn fl chtige giftige Fl ssigkeiten austreten Wo gt An Wassersperren im Fall von berdruck gt An Leckstellen wenn berdruck e
21. im Bereich der Brennstoffaufgabe Zellenradschleuse Doppelklappenschleuse durch den Ein trag von Fremdk rpern durch Ansteuerungsfehler oder Apparateversagen gt Auslaufen brennbarer Fl ssigkeiten bei gleichzeitiger Anwesenheit einer Z ndquelle Was kann geschehen gt Verletzungen von Menschen gt Besch digung der BVA und anderer Geb ude gt Ein Brand kann eine ZUndquelle f r Explosionen darstellen gt Freisetzung giftiger Gase M gliche Gegenma nahmen gt Brennstoffe sollten in verschlossenen feuerhemenden Beh ltern oder in einem separaten Raum oder Geb ude gelagert werden gt Entsprechend der rtlichen Brandschutzbestimmungen kann eine feuerwider standsf hige Abtrennung mit einer festgelegten Feuerwiderstandsdauer zwischen Brennstofflager und Vergaser erforderlich sein gt Entsprechend nationaler Bestimmungen kann ein Schutz vor Flammenr ckschlag am Reaktor an der Fackel und am Lufteinlass zum Gasmotor erforderlich sein gt Am Ascheaustragssystem sollte eine Befeuchtungsvorrichtung vorhanden sein um Brandgefahren durch gl hende Partikel zu vermeiden oder es sollte eine Stickstoffinertisierung der Ascheaustragsschnecken vorgenommen werden Die Temperatur der Brennstoffsch ttung im Lager sollte berwacht werden Ausreichende Bel ftung wird empfohlen vorzugsweise durch nat rliche Bel ftung Einrichtungen zur Branderkennung und Brandbek mpfung die international aner kannten Vorgaben entsp
22. r Biomassevergasungsanlagen 36 4 3 Identifizierung der Gefahrenund ihrer Auswirkungen ccceeeeeeeeeeees 38 4 4 RISIKODEWELLUNG er ee edeneee 39 4 5 Ma nahmen zur Risikominderung sssssssssnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn 41 4 6 Dokumentation der Ergebnisse einer Risikobewertung 24222 42 4 7 Software Tool f r die Risikobewertung cccceeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeees 43 5 Potenzielle Gefahren und bew hrte Verfahren ccccceeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeees 45 Se INNING cs Se eae ee ee donee nies ER eee 45 5 2 Grundlegende SicherheitsbetrachtUngen ccccccceeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeees 46 5 3 Gute Auslegungs und Betriebspraxis ccccceeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeaeees 47 5 3 1 Gute Auslegungspraxis f r Anlagengebaude ccccccccceeeeeeeeeees 47 5 3 2 Gute Auslegungspraxis f r verfahrenstechnische Anlagenteile 48 5 3 3 Empfehlungen f r Betriebsabl ufe und berwachung 51 5 3 4 Zus tzliche Vorkehrungen 2444444444400nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn 52 5 4 Sicherheitsaspekte in der Betriebspraxis 444444snsnnnnn nennen 52 5 4 1 Explosion Verpufungssasuieenes ne aiara na ii 53 Vergaserleitfaden Inhalt S PAER BIN ee a ee akc teeta tse a a ee Ehe 57 5 4 3 Auslaufen giftiger oder gesundheitssch dlicher Fl ssigkeiten 59 5 4 4 Austritt gi
23. so zu erfolgen dass zur Verhinderung sch dlicher Umwelteinwirkungen Emissionsminderungsma nahmen nach dem Stand der Technik getroffen werden Ob sch dliche Umwelt einwirkungen z B durch Benzol oder Geruchsemissionen hervorgerufen werden k nnen h ngt wesentlich davon ab 74 Vergaserleitfaden Emissionsminderung e wie hoch Emissionskonzentration und Abgasvolumenstrom sind e in welcher H he die Abf hrung der Abgase und ob sie in die freie Luftstr mung erfolgt e wie weit die Nachbarschaft entfernt ist e wie h ufig Holzgas das motorisch nicht genutzt werden kann z B beim An und Abfahren unverbrannt ins Freie abgef hrt wird und e wie gut die Anlagenteile gekapselt sind die geruchsintensive Komponenten Holzgas Waschfl ssigkeiten R ckst nde f hren Entsprechend einer Empfehlung des Bayerischen Landesamts f r Umwelt LfU 33 kann die Genehmigungsbeh rde i d R ohne weitere Pr fung davon ausgehen dass die Anlage nicht zu sch dlichen Umwelteinwirkungen durch Benzol f hrt wenn der Benzol Bagatellmassenstrom der Nr 4 6 1 1 der TA Luft f r diffuse Emissionen 5 g h unterschritten wird Dies ist der Fall bei Anlagen mit einer elektrischen Leistung von weniger als 100 kW entsprechend einem Abgasvolumenstrom von weniger als 500 m h bei denen z B durch Nachschaltung eines Oxidations katalysators im Motorabgas eine Benzolkonzentration von weniger als 10 mg m sichergestellt wird Dies wird i d R jed
24. www mma es portal secciones Durch das Luftqualit tsgesetz vom 15 Nov 2007 wurden neue Genehmi gungsanforderungen eingef hrt Schweden Umweltrechtlich genehmigungsbed rftige Anlagen Allgemeine Informationen zu Genehmigungsverfahren auf der Website des schwedischen Umweltministeriums http www naturvardsverket se sv Verksamheter med miljopaverkan Tillstand och anmalan for miljofarlig verksamhet Zusatzinformationen und Antragsformulare sind auf den Websites der Landesverwaltungen lansstyrelsen zu finden Suchstichworte tillstand milj farlig verksamhet lt Land gt Schweiz Industrieanlagen Baugesuch Emissionserkl rung Bewilligung f r Industrieanlagen Spezielle Antragsformulare und Leitf den findet man auf den Webseiten der Schweizer Kantone Suchstichworte Baugesuch Industrie lt Kanton gt Plangenehmigung Betriebsbewilligung lt Kanton gt Ein Antrag auf Genehmigung der Errichtung und des Betriebs einer Biomasse vergasungsanlage muss typischerweise Angaben zu folgenden Punkten enthalten gt Angaben zum Antragsteller Name Adresse gt genehmigungsrelevante Einstufung der Anlage bzw der T tigkeit nach nationaler Klassifikation z B Einordnung gem der Liste genehmigungsbed rftiger Anlagen gt Beschreibung des Anlagenstandorts erg nzt durch Karten und Lagepl ne in unterschiedlichen Ma st ben gt Beschreibung der Anlagenteile und der Betriebsweise Text Flie
25. zu verhindern 5 4 3 Auslaufen giftiger oder gesundheitssch dlicher Fl ssigkeiten Wann gt Bei Leckagen im Bereich der Gask hlung gt Bei Leckagen an Beh ltern die giftige oder gesundheitssch dliche Fl ssigkeiten enthalten gt Bei Instandhaltungsarbeiten im Bereich der Gask hlung Wo gt Wasserdampf oder Teerkondensat insbesondere Kondensat das im Bereich der nassen Gasw sche anf llt kann giftig oder gesundheitssch dlich sein gt Waschl sungen Gasw sche und andere Medien einschlie lich mancher industrieller Fettl ser die bei der Reinigung oder Schmierung von teerver schmutzten beweglichen Teilen verwendet werden k nnen giftig bzw gesund heitssch dlich und tzend sein Was kann geschehen gt Kontakt mit giftigen tzenden Fl ssigkeiten kann zu Verletzungen Erstickung Ver tzung oder Reizung der Augen oder Atmungsorgane f hren gt Die Fl ssigkeit kann verdunsten und die entstehenden D mpfe k nnten eingeat met werden beispielsweise PAK polyzyklische aromatische Kohlenwasser stoffe die teilweise karzinogen sind gt Austretende Fl ssigkeiten k nnen die Umwelt gef hrden oder sch digen gt Bei brennbaren Fl ssigkeiten besteht au erdem die Gefahr der Bildung einer explosionsf higen Atmosph re M gliche Gegenma nahmen Tragen von chemikalienbest ndigen Schutzhandschuhen Schutzbrille und Sicherheitsschuhen Tragen von geeigneten Atemschutzger ten um das Einatmen von
26. 3 Holzhackgut f r energetische Zwecke Anforderungen und Pr fbestimmungen Osterreichisches Normungsinstitut Wien 1998 4 Nussbaumer Th Neuenschwander P Hasler Ph B hler R Energie aus Holz Vergleich der Verfahren zur Produktion von W rme Strom und Treibstoff aus Holz Bundesamt f r Energiewirtschaft Bern CH 1997 153 Seiten 1997 5 Europ isches Parlament und Rat Richtlinie der europ ischen Union 67 548 EWG ber Einstufung Verpackung und Kennzeichnung gef hrlicher Stoffe unter den entsprechenden Anderungen der Richtlinie 1999 33 EG Richtlinie 2001 59 EG sowie Richtlinie 92 32 EWG 2001 6 Republik sterreich BGBI II Nr 253 2001 i d F BGBI II Nr 184 2003 und BGBI II Nr 119 2004 Verordnung des Bundesministers f r Wirtschaft und Arbeit ber Grenzwerte f r Arbeitsstoffe und ber krebserzeugende Arbeitsstoffe Grenzwerteverordnung 2003 GKV 2003 Anhang 1 2003 Stoffliste 2003 7 Armstrong B Hutchinson E Fletcher T Cancer risk following exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons PAHs a meta analysis London School of Hygiene and Tropical Medicine for the Health and Safety Executive 2003 8 Steinbach J Antelmann O Lambert M Methoden zur Bewertung des Gefahrenpotentials von verfahrenstechnischen Anlagen Schriftenreihe der Bundesanstalt f r Arbeitssschutz und Arbeitsmedizin Berlin Dortmund 1991 9 Steen H Handbuch des Explosionsschutzes Wiley VCH Willingdon England 2000
27. Abbildung 2 1 dargestellten Konfiguration der Prozesskette kann die Temperatur des Generatorgases in verschiedenen Stufen gesenkt werden vergleiche Tabelle 2 2 Tabelle 2 2 Beispiele f r Temperaturbereiche die durch Gask hlung erzielt werden k nnen Temperaturbereiche Prozessschritte 600 800 C Zyklone Keramikfilter 90 250 C Gewebefilter 90 400 C Gasw sche Endk hlung nahe Umgebungstemperatur Gasmotor Anmerkung Bei der Verwendung von Gewebefiltern muss der Taupunkt von Teer und Wasser ber cksichtigt werden Der Taupunkt ist die Temperatur bei der die Kondensation der Molek le einsetzt Unterschreitung des Taupunkts sollte vermieden werden da sonst der Filter verstopft was zu einem erh hten Druckverlust f hrt 2 6 Gasreinigung Die Reinigung des Gases ist notwendig um die Anforderungen des Gasmotor lieferanten auch unter schwankenden Bedingungen bez glich Gasstr mung Zusammensetzung des Generatorgases Grad der Verunreinigung etc zu erf llen Die Hauptverunreinigungen des Roh Generatorgases sind Feststoffpartikel Ru Staub und Teer Weitere m gliche Verunreinigungen sind Ammoniak das im Motor w hrend der Verbrennung zu NO umgewandelt wird HCl H2S Alkalien und S uren Die Art der Verunreinigungen ist abh ngig von den Prozessbedingungen 16 Vergaserleitfaden Beschreibung der Technologie dem verwendeten Brennstoff und dem Vergasertyp Die folgenden Ger te zur Trocken und od
28. B f r den Vergaser Brennstoffzufuhr Zufuhr von Hilfsstoffen wie Luft und Dampf Regelung der Temperatur im Vergaser Ascheaustrag etc 37 Vergaserleitfaden Theoretische Grundlagen der Risikobewertung Die mit der Risikobewertung befasste Arbeitsgruppe muss fur jede untersuchte Funktion Ref 21 gt die m gliche Gefahren und die zugeh rige Ereignish ufigkeit ermitteln gt die Folgen dieser Gefahren und den Schweregrad identifizieren gt die daraus resultierenden Risiken absch tzen gt geeignete Ma nahmen zur Minderung anwenden gt die Risikobewertung regelm ig berpr fen und aktualisieren Function Technology Risk evaluation amp Description assessment 1 Ask within the analysis for what circumstances it could be possible to Function Operation Procedure lure of the defined function Event List j He pressure drop to g A Pressure drop to high nalyse the present function or u the involved parts on consequences due to the event pressure drop to high choose a possible consequence Consequence i e blocking or define a new one List Complete the risk assessment in blocking the risk matrix back ground info m have to prepared failure rates and possible frequencies 4 after evaluation of all listed and possible additional events continue with counter measures and function summary Abb 4 2 Schematische Beschreibung f r die Risikobewertung und Beu
29. Betracht kommen gt Sekund re Ma nahmen Beseitigung von Z ndquellen o Durch ordnungsgem e Erdung lassen sich Gefahren durch elektrostati sche Aufladung und Blitzschlag vermeiden Dies schlie t Anweisungen f r die Benutzung und Instandhaltung der Erdungssysteme ein o Die Verwendung eigensicherer elektrischer Installationen und funkenfreier Werkzeuge wird empfohlen o Die Einf hrung eines Arbeitserlaubnisverfahrens Freigabeverfahrens f r s mtliche Hei arbeiten Schwei en Trennen Schleifen S gen wird drin gend empfohlen insbesondere f r Instandhaltungsarbeiten Entz ndliche Stoffe und explosionsf hige Gemische m ssen vor Beginn solcher Arbeiten entfernt und ihr Auftreten w hrend der Arbeiten verhindert werden Dies schlie t die sachgerechte Reinigung und Bel ftung von Beh ltern ein o Ein Flammenr ckschlag von der Gasfackel kann durch den Einsatz einer Wasservorlage verhindert werden die als Flammensperre wirkt siehe hierzu EN 12874 o Zoneneinteilung Die Einteilung explosionsgef hrdeter Bereiche in Ex Zonen ist erforderlich um die zul ssige Kategorie der eingesetzten Ger te festlegen zu k nnen Wenn Ex Zonen festgelegt worden sind ist es in einem zweiten Schritt notwendig alle potentiellen Z ndquellen in diesen Bereichen zu ermitteln und zu bewerten Die Zoneneinteilung von Bereichen in denen gef hrliche explosionsf hige Atmosph ren auftreten k nnen muss gem der ATEX Richtlinie 1999 92
30. Biomassevergasungsanlagen k nnte darin bestehen Methoden der Gefahrenanalyse und Risikobewertung auf die Gesamtanlage anzuwenden die f r Maschinen gebr uchlich und normiert sind z B nach EN 1050 bzw ISO EN 14121 1 ohne jedoch die verfahrenstechnische Anlage als Ganzes formal als Maschine oder Gesamtheit von Maschinen im Sinne der RL 98 37 EG einzuordnen und ohne f r die verfahrenstechnische Gesamtanlage eine Konformit tserkl rung nach dieser Richtlinie auszustellen Diskutiert wurde auch ob ein Apparat wie z B ein Vergasungsreaktor der einem berdruck von mehr als 0 5 bar lediglich im Fall einer Explosion im Inneren ausgesetzt sein kann als Druckger t im Sinne der Druckgeraterichtlinie DGRL anzusehen ist verbunden mit der Frage welche Auslegungsregeln auf einen solchen Apparat anzuwenden sind Diese Frage bedarf offenbar noch der Kl rung durch zust ndige Gremien auf europ ischer Ebene Eine detailliertere Betrachtung hierzu findet sich im Projektbericht D6 Listing of actions to harmonise the legal frame for biomass gasification der auf der Webseite des Projekts in englischer Sprache verf gbar ist z http ec europa eu enterprise mechan_equipment machinery guide guide_de pdf 3 Hinweise zur Konstruktion Herstellung und Pr fung von explosionsfesten Ger ten finden sich in EN 14460 Diese Norm ist eine harmonisierte Norm zur ATEX Richtlinie 94 9 EG nicht jedoch zur Druckger terichtlinie 23 Vergaserleitf
31. EC durchgef hrt werden Folgende Anlagenbereiche sollten dabei ber cksichtigt werden Brennstofflagerung und transport im Hinblick auf Staubexplosionen Brennstoffaufgabe Asche und Staubaustragssystem Abwassersystem Gasfackel und Hilfsbrenner u a im Hinblick auf Fehlz ndungen Gasmotor und Abgassystem Mann und Handl cher sowie Probenentnahmestellen Messstellen Fl ssiggastanks oder flaschen Die Zoneneinteilung entspricht einer risikoorientierten Vorgehensweise Eine einge hende Untersuchung zur Festlegung der zutreffenden Ex Zone f r jeden Bereich wird dringend empfohlen da viele Anlagen urspr nglich f r den Betrieb im Freien ausge legt wurden und die Geb ude L ftung gro en Einfluss auf die Zoneneinteilung hat gt Terti re Ma nahmen die f r Vergasungsanlagen geeignet sein k nnen o Explosionsfeste Auslegung des gesamten Systems Bei einem einzelnen nicht verbundenen Beh lter betr gt der abgesch tzte maximale Explo sionsdruck ungef hr 8 bar Bei miteinander verbundenen Beh ltern muss bei der Absch tzung des maximalen Explosionsdrucks jedoch zus tzlich der druckerh hende Effekt einer m glichen Vorverdichtung ber cksichtigt werden 56 Vergaserleitfaden Potenzielle Gefahren und bew hrte Verfahren o Flammenr ckschlagsicherungen vorzugsweise in der Bauform von Was servorlagen Wassersperren o Explosionsdruckentlastungseinrichtungen zur Verringerung des Explo sionsdrucks
32. Einf hrung 1 4 Lesehinweis Der Leitfaden enth lt vier Hauptkapitel Jedes Kapitel kann f r sich gelesen werden ohne den Inhalt der vorangehenden Kapitel kennen zu m ssen Kapitel 2 gibt eine kurze allgemeine Beschreibung der Vergasungstechnik Kapitel 3 liefert einen berblick ber den wesentlichen rechtlichen Rahmen der Genehmigung und des Betrieb von BVA Rechtliche Vorschriften unterliegen fortlaufenden Ver nderungen die Darstellung in diesem Leitfaden basiert auf dem Stand Ende 2007 Kapitel 4 erkl rt den theoretischen Hintergrund der Risikobewertungsmethode und der Ma nahmen zur Risikominderung Kapitel 5 ist das Herzst ck des Leitfadens und zeigt an praktischen Beispielen gute Prinzipien der Auslegung des Betriebs und der Instandhaltung Die praktischen Beispiele und Anmerkungen dazu wurden w hrend der gesamten Projektlaufzeit zusammengetragen die Beschreibung spiegelt den Stand Mitte des Jahres 2009 Kapitel 6 beschreibt beste gegenw rtig verf gbare Techniken zur Emissionsminde rung die in Biomassevergasungsanlagen angewendet werden Auf der Projektwebseite www gasification guide eu stehen folgende Informationen zum Download zur Verf gung 1 Das Software Tool Risk Analyzer f r eine einfache Risikobewertung von Bio massevergasungsanlagen 2 Eine Checkliste zur schnellen Risikobeurteilung f r Genehmigungsbeh rden 3 Verschiedene umfassende Berichte als Arbeitsergebnisse des Projekts 12 Vergaserleitfaden
33. H 0 07 mol mol 0 01 mol mol N2 0 00 mol mol 0 23 mol mol Teerkomponenten 0 04 mol mol 0 02 mol mol Molmasse 24 3 kg kmol 22 3 kg kmol st chiometrisches Verbrennungs 3 00 mol mol 1 59 mol mol luftverh ltnis mol Luft mol Gas Untere Explosionsgrenze mol mol 0 104 0 12 Obere Explosionsgrenze mol mol 0 395 0 62 Explosions berdruck bei 15 C 6 6 bar 6 1 bar Anfangstemperatur des Gases Flammentemperatur bei 15 C 1695 C 1575 C Explosions berdruck bei 500 C 3 4 bar 2 5 bar Anfangstemperatur Flammentemperatur bei 500 C 2480 C 1820 C 2 10 Regelung und Automatisierung Unter den momentanen wirtschaftlichen Bedingungen muss eine BVA vollautomatisiert sein und unbemannt betrieben werden k nnen Vollautomatisierung hat den Vorteil dass SicherheitsmaBnahmen in das automatisierte Regelungssystem einbezogen werden k nnen Grunds tzlich braucht jede Anlage ein Regelungs und Automatisierungssystem so dass dieses f r Kleinanlagen relativ teuer ist Die folgenden Einzelschritte laufen gr tenteils vollautomatisiert ab Brennstoffeinspeisung Drehzahlregler oder Bet tigung von Klappen Brennstoffpegel im Vergasungsreaktor Sauerstoffversorgung des Vergasungsreaktors mit der Brennstoffeinspeisung gekoppelt Reinigungsabfolge der eingesetzten Filter abh ngig von Druckverlust Verh ltnis Luft Gas zum Gasmotor VV VVWV 19 Vergaserleitfaden Rechtlicher Rahmen 3 Rechtlicher Rahmen de
34. In anderen europ ischen Staaten wurden die Pflichten nach der IVU Richtlinie mit weitergehenden einzelstaatlichen Vorschriften ber die Genehmigung von Anlagen und Vorhaben in einer Rechtsvorschrift kombiniert Selbst dann wenn eine BVA nicht vom Geltungsbereich staatlicher Vorschriften zur Umsetzung der IVU Richtliniie erfasst wird k nnen Genehmigungen z B Baugenehmigungen oder Anzeigen bei zust ndigen Beh rden aufgrund anderer staatlicher oder regionaler Vorschriften erforderlich sein Aus diesem Grund ist dringend zu empfehlen ein Vorhaben zur Errichtung und zum Betrieb einer Biomassevergasungsanlage fr hzeitig mit den rtlich zust ndigen Beh rden zu besprechen und Ausk nfte ber die jeweils anzuwendenden Vorschriften einzuholen Staatliche Regelungen zur Arbeitssicherheit und zum Gesundheitsschutz bez glich der in Tabelle 3 2 aufgef hrten Aspekte verlangen vom Arbeitgeber generell Risiken f r die Besch ftigten zu vermeiden oder zu minimieren die Besch ftigten zu schulen und zu unterweisen f r eine geeignete Organisation zu sorgen und erforderliche Mittel bereitzustellen Zu diesem Zweck muss der Arbeitgeber Gef hrdungen beurteilen und Risiken bewerten die Ergebnisse dieser Beurteilungen und die festgelegten Schutzma nahmen m ssen schriftlich dokumentiert werden Bei einer Biomassevergasungsanlage schlie t dies u a folgende Dokumente ein gt ein Verzeichnis der im Betrieb verwendeten Gefahrstoffe gt ein Expl
35. Instandhaltungsarbeiten wie z B bei Ver nderungen von gesch tzten Einstel lungen die Information auf dem aktuellen Stand gehalten werden 5 6 2 Weitere Dokumentation gt NotfallmaBnahmen o Checklisten was wann wo gemacht werden muss o Beschreibung von Rettungswegen o Kontaktadressen bzw Notfall Rufnummern Unfallregister Ersatzteilliste Logbuch falls elektronisch mit sicherem Backup Schulungs Trainingshandbuch Detaillierte Anlagenbeschreibung Zeichnungssatz o Beschreibung der Prozesse o Fliessdiagram Rl Schema der einzelnen Hauptprozessschritte f r den Betrieb jeder Einheit der Anlage VVVVWV 68 Vergaserleitfaden Potenzielle Gefahren und bewahrte Verfahren Liste der Komponenten I O Liste HAZOP Dokumentation sofern durchgef hrt Ergebnisse der Risikobewertung Analyseprotokoll sofern durchgef hrt o Aufstellungsplan gt Dokumentation der einzelnen Komponenten mit Zeichnungen gt Genehmigungen und Bescheinigungen Bau Umwelt CE Kennzeichnung etc OQ OO Tabelle 5 3 zeigt welche Teile der Dokumentation vom Hersteller zur Verf gung gestellt werden m ssen und welche vom Betreiber angefertigt werden m ssen Table 5 3 F r die Dokumentation verantwortliche Personen Gruppen Dokument Hersteller Betreiber Betriebsanleitung x Schulungs Trainingshandbuch X Aktualisierung der Betriebsanleitung X Beschreibung und Karte der Rettungswege X Detaillierte Anlage
36. Leitfaden fur die sichere und umweltvertragliche Biomassevergasung Guideline for safe and eco friendly biomass gasification Deutsche Version November 2009 Das Projekt wird von der Europaischen Kommission mitfinanziert Intelligent Energy Europe gt Oe es oo Vergaserleitfaden Inhalt l Vorwort Die Vergasung von Biomasse stellt eine vielversprechende Technologie dar die sicher energieeffizient und umweltfreundlich ist und einen bedeutenden Beitrag zur Erzeugung erneuerbarer Energie leisten kann Die Technologie zur Vergasung von Biomasse muss vorangetrieben werden und steht kurz vor der Kommerzialisierung Jedoch wird die Umsetzung in gro em Ma stab durch verschiedene Faktoren erschwert F hrende Vergaserexperten weltweit haben Gesundheits Sicherheits und Umweltbelange englisch health safety and environment HSE als ein wesentliches Hindernis bei der Vermarktung der Technolgie identifiziert In vielen F llen f hrt unzureichende Kenntnis von bzw mangelndes Verst ndnis f r HSE Angelegenheiten sowie ihre Nichtbeachtung zu langen und komplizierten Prozeduren bei der Umsetzung eines Projekts zu hohen Kosten und manchmal sogar zum Scheitern des Vorhabens Aus den gleichen Gr nden neigen die zust ndigen Beh rden dazu den Betreibern von Vergasungsanlagen unrealistische und kostenintensive Anforderungen aufzuerlegen Ein allgemein akzeptierter Leitfaden f r HSE Angelegenheiten w rde dies
37. Standards die f r ihren Bau und die Instandhaltung verwendet werden k nnen API API RP 574 Inspektionsmethoden f r Befasst sich mit Inspektionsmethoden f r Rohrleitungen Schl uchen Ventilen ausgenommen Rohrleitungssystemkomponenten Juni Regelventile die in der chemischen Industrie verwendet werden und deren Einbau in Raffinerien 1998 API Befasst sich mit der Inspektion von atmosph rischen Beh ltern die konstruiert wurden f r den Betrieb bei API RP 575 Inspektion von atmosph rischen und Niederdruck Beh lter n Druckverh ltnisse von bis zu 0 5 bar ber dem atmosph rischem Druck Es befasst sich auch mit der Inspektion von Niederdruck Tanks die f r den Betrieb bei einem Druck ber 0 5 bar aber weniger als 15 bar kontruiert wurden Health and Safety Executive Webseite http www hse gov uk chemicals spctechgen33 htm App2 65 Vergaserleitfaden Potenzielle Gefahren und bewahrte Verfahren Tabelle 5 2 Anleitung fiir ATEX Quelle Name Beschreibung Energy Institute f hrende Berufsverband f r die Energiewirtschaft http www energyinst o rg uk index cfm Pagel D 1005 whatis Model Code of Safe Practice Part 15 Bereichseinteilung und Klassifizierungsrichtlinie f r Anlagen die mit brennbaren Fl ssigkeiten umgehen Model Code f r die sichere Praxis Teil 15 Die Richtlinie f r die Zonenklassifizierung von Anlagen f r den Umgang mit brennbaren Fl ssigkeit
38. aden Rechtlicher Rahmen Bei Biomassevergasungsanlagen im Sinne des vorliegenden Leitfadens handelt es sich derzeit typischerweise um gewerblich genutzte Anlagen Es ist jedoch nicht auszuschlie en dass k nftig kleine Biomassevergaseranlagen entwickelt werden deren Bedienung so weit vereinfacht ist dass solche Anlagen in Zukunft eine Alternative zu handels blichen Heizungsanlagen darstellen die von Verbrauchern benutzt werden In diesem Fall kann es f r Hersteller erforderlich werden zus tzlich die Anforderungen der Richtlinie 2001 95 EG ber die allgemeine Produktsicherheit zu ber cksichtigen die f r Produkte gilt die f r Verbraucher bestimmt sind oder absehbar von Verbrauchern benutzt werden Sicherheits und Gesundheitsschutzaspekte f hren bei Verbraucherprodukten generell zu weiter gehenden Anforderungen als bei ausschlie lich gewerblich genutzten Produkten 3 3 Errichtung und Betrieb von Biomassevergasungsanlagen Die Errichtung und der gewerbliche Betrieb einer Biomassevergasungsanlage unterliegen zahlreichen Rechtsvorschriften und Regelungen die einen unmittelbaren Einfluss auf die Gestaltung und die Betriebsweise der Anlage haben k nnen Aspekte mit besonderer Bedeutung f r den Umweltschutz die Arbeitssicherheit und den Gesundheitsschutz zu denen rechtliche Regelungen existieren sind in Tabelle 3 2 zusammengestellt 24 Vergaserleitfaden Rechtlicher Rahmen Tabelle 3 2 Regelungsbereiche mit m glicher Bedeutung f
39. ahren und bew hrte Verfahren Tabelle 5 1 Normen zur Gasdichtheit die bei BVA gelten k nnen Quelle Name Beschreibung American Society of B31 3 2002 Process Piping Erd l Rafinerien chemische pharmazeutische Anlagen Textil Papier Halbleiterfabriken und Mechanical Engineers kryotechnische oder vergleichbare Anlagen ASME Inhalt und Anwendungsbereich a Dieser code schreibt Anforderungen f r Material und Komponenten Gestaltung Herstellung Montage Errichtung Untersuchung Inspektion und Pr fung von Rohren vor b Dieser Code gilt f r Rohre f r alle Fl ssigkeiten inklusive rohe intermedi re und fertige Chemikalien 2 Erd l Produkte 3 Gas Dampf Luft und Wasser 4 verfl ssigte Feststoffe 5 gek hlte und 6 kryogenische tiefgek hlte Fl ssigkeiten c Siehe Abb 300 1 1 f r ein Diagramm das die Verwendung von B31 3 Rohren in einer Anlage illustriert Die Verbindungsleitungen zur Anlage sind im Anwendungsbereich von B31 3 Innerhalb des Anwendungsbereiches sind auch Rohrleitungen die Teilst cke oder Abschnitte innnerhalb einer verpackten Anlagenanordnung verbinden http www asme org Ausnahmen Dieser Code schlie t folgendendes aus a Rohrleitungssysteme die f r interne Uberdrucke bei oder ber Null aber weniger als 105 kPa 15 psi vorausgesetzt die verarbeitete Fl ssigkeit is nicht entz ndbar nicht toxisch und nicht sch digend f r menschliches Gewebe nach der Definition in 300 2
40. all ungeeignet sein Bedingungen f r die Entstehung solcher Gemische und geeignete Schutzma nahmen m ssen getrennt betrachtet werden 3 Druckentlastungseinrichtungen wie z B Berstscheiben sind aufgrund geringer Entlastungs Fl chen und hoher Kosten m glicherweise weniger gut geeignet Beim Einsatz derartiger Einrichtun gen ist gem ATEX Richtlinie die Entkopplung des entsprechenden Anlagenbereichs von anderen Anlagenteilen durch Flammensperren erforderlich wodurch das ganze System sehr kompliziert wird In der Praxis werden Vergasungsreaktoren auch mit federbelasteten Explosionsklappen ausger stet von denen aber abzuraten ist da sie nach l ngerer Betriebszeit durch Teer und Staub verkleben k nnen Siehe hierzu auch die Normen EN 14994 Schutzsysteme zur Druckentlastung von Gasexplosionen und EN 14797 Einrichtungen zur Explosionsdruckentlastung 57 Vergaserleitfaden Potenzielle Gefahren und bew hrte Verfahren Gemisch auftreten Dieses Gemisch ist hei genug sich selbst zu entz nden wenn gen gend Luft vorhanden ist Bei einem zu sp ten Z ndzeitpunkt kann es zur R ckz ndung durch den Gasmischer kommen Wenn die Z ndung zu fr h erfolgt k nnen R ckz ndungen durch die Einla ventile stattfinden so dass diese verbrennen Es ist anzumerken dass solche Ereignisse bei modernen Gasmoto ren mit einer intetgrierten Motorsteuerung weiniger wahrscheinlich sind gt Bei St rungen des Systems zur Verhinderung von R ckbrand
41. att Belgien Herr Steve Scott Biomass Engineering Ltd Gro britannien Herr Thomas Otto TOC Deutschland Herr Jacques Chaineaux Ineris Frankreich Vergaserleitfaden Inhalt Das Projekt wurde von Januar 2007 bis Dezember 2009 von der folgenden Arbeitsgruppe durchgef hrt 1 Herr J Vos und Herr H Knoef BTG biomass technology group Niederlande vos btgworld com knoef btgworld com www btgworld com 2 Herr M Hauth Institut f r W rmetechnik Technische Universit t Graz sterreich martin hauth TUGraz at www iwt tugraz at 3 Herr U Seifert Fraunhofer Institut f r Umwelt Sicherheits und Energietechnik UMSICHT Deutschland ulrich seifert umsicht fraunhofer de www umsicht fraunhofer de 4 Herr Prof Hofbauer und Herr M Fuchs Inst f Verfahrenstechnik Umwelttechnik und Techn Biowissenschaften Technische Universitat Wien Osterreich fuchsm mail tuwien ac at www vt tuwien ac at 5 Herr L Cusco und Hr L Vechot Health amp Safety Laboratory HSE Gro britannien Laurence Cusco hsl gov uk www hse gov uk 6 Herr T E Pedersen und Herr R M Hummelshoj COWI A S Energy D nemark TEP cowi dk www cowi dk 7 Prof Ivan Ivanov Safety and Environmental Engineering Laboratory SEEL Technische Universitat Sofia Bulgarien ivec tu sofia bg www tu sofia bg 8 Herr R Buehler Umwelt Energie Schweiz ruedi buehler udena ch Subunternehmer 9 Herr E Oettel F rdergesellschaft Erneuerbare Energien FEE e V
42. bilder Apparatelisten Aufstellungspl ne 32 Vergaserleitfaden Rechtlicher Rahmen gt Stoff und Energiebilanzen der gesamten Anlage Einsatzstoffe Emissionen Abf lle Hilfsstoffe ein und ausgehende Energiestr me nebst Darlegung dass s mtliche emittierten Stoffstr me ber cksichtigt worden sind gt allgemeine Angaben zum Arbeitsschutz gt Beschreibung spezieller Gefahren Br nde Explosionen Gefahrstoffe und ent sprechender Schutzma nahmen gt Beschreibung und Bewertung m glicher Umweltauswirkungen z B Schall emissionen Emission von Gasen D mpfen und St uben in die Atmosph re gt Beschreibung des Umgangs mit Abf llen und Abwasser Gelegentlich werden zus tzliche Sachverst ndigengutachten oder prognosen verlangt z B bez glich Schallemissionen Brand und Explosionsschutz 3 5 Spezielle Aspekte des Genehmigungsverfahrens f r Biomassevergasungsanlagen in europ ischen Staaten sterreich Eine detaillierte Darstellung des rechtlichen Rahmens f r die Errichtung und den Betrieb von Biomassevergasungsanlagen der im Genehmigungsverfahren erforderlichen Dokumente und der zust ndigen Beh rden in sterreich ist im Leitfaden Anlagensicherheit und Genehmigung von Biomassevergasungsanlagen Kapitel 4 zusammengestellt worden lt http www nachhaltigwirtschaften at edz_pdf leitfaden_biomassevergasungsa nlagen pdf gt Kleine gewerblich genutzte BVA unterliegen der Gewerbeordnung Die Erzeug
43. bung der Einrichtung bzw der Verbindungensstelle f hrt In der TA Luft Kapitel 5 2 6 3 sind im Hinblick auf Umweltschutzma nahmen einige Vorgaben zu finden die sich auf zul ssige Leckraten von Flanschverbindungen und Dichtungen beziehen Diese beziehen sich jedoch auf gasf rmige Emissionen bestimmter fl chtiger oder gef hrlicher organischer Fl ssigkeiten und gelten formal nicht f r Generatorgas Hinsichtlich der technischen Anforderungen verweist die TA Luft auf die Richtlinie VDI 2440 f r technisch dichte Flanschverbindungen und auf EN 1591 2 bez glich der Wahl und Gestaltung von Flanschverbindungen Diese Normen k nnten auch f r Flanschverbindungen bei Rohren mit gef hrlichen Gasen herangezogen werden 5 5 2 Literatur zur Zoneneinteilung und zu Explosionsschutzma nahmen Auf der Webseite der Health and Safety Executive findet man allgemeine Informa tionen ber gt Brande und Explosionen www hse gov uk fireandexplosion index htm gt die ATEX Vorschriften in Gro britannien DSEAR genannt www hse gov uk fireandexplosion atex htm gt einen kurzen Leitfaden zu den ATEX Vorschriften www hse gov uk pubns indg370 pdf gt Zoneneinteilung www hse gov uk fireandexplosion zoning pdf Weitere Hinweise findet man in den in Tabelle 5 2 aufgef hrten Quellen Die verschiedenen Quellen enthalten Informationen ber Explosionsschutzma nahmen z B EN 1127 1 2007 62 Vergaserleitfaden Potenzielle Gef
44. chlieBlich der Frage ob und ggf nach welchem Verfahren Genehmigungen ben tigt werden h ngt von einer Reihe von Einstufungskriterien ab die sich von Land zu Land unterscheiden Die wichtigsten dieser Kriterien sind nachstehend aufgef hrt Art der zu vergasenden Biomasse naturbelassene Biomasse oder Abfall Durchsatz der BVA bezogen auf den zu vergasenden Einsatzstoff Feuerungsw rmeleistung bzw Energieinhalt des erzeugten Holzgases Betrieb der BVA als eigenst ndige Anlage oder als Teil einer gr eren thermischen Anlage Elektrische Leistung des BHKW Art des Gasmotors z B Z ndstrahlmotor Ottomotor J hrliche Betriebsdauer des Gasmotors Spitzenlastbetrieb oder kontinuierlicher Betrieb Datum der Inbetriebnahme der Anlage Eigenschaften des Betriebsstandorts und seiner Umgebung z B Industriegebiet Gewerbegebiet Wohngebiet landwirtschaftlich genutzte Fl che gt Ableitung von verunreinigtem Abwasser VV VVV VVV WV Die genannten Kriterien beziehen sich auf formale Anforderungen z B Genehmigungs oder Anzeigeerfordernis wie auch auf materielle Anforderungen und Konsequenzen z B Emissionsgrenzwerte Einspeiseverg tung Die Richtlinie 96 61 EG vom 24 September 1996 ber die integrierte Vermeidung und Verminderung der Umweltverschmutzung IVU Richtlinie sieht Ma nahmen zur Vermeidung und zur Verminderung von Emissionen bestimmter T tigkeiten in Luft Wasser und Boden vor um ein hohes Schutzniveau f r die U
45. chtungswerkstoffe zu verwenden gt Alle Rohre Aggregate und Messger te m ssen aus geeigneten Werkstoffen bestehen gt Bei der Werkstoffauswahl sollten die chemische Best ndigkeit sowie Temperatur Druck Korrosion und Teilchengr e ber cksichtigt werden Absperr und Regelorgane Ventile Klappen Schieber gt S mtliche Lufteinl sse und Gasauslasse am Vergaser einschlie lich der Brenn stoffaufgabe zur Fackel und zum Gasmotor sollten mit doppelten Absperr organen in Reihe oder mit Flammenr ckschlagsicherungen ausger stet werden Wenn Absperrorgane in Kontakt mit Pyrolyse oder Generatorgas kommen k nnen sie verkleben Absperrorgane die bei St rungen oder im Falle einer Notabschaltung eine Sicherheitsfunktion haben m ssen fehlersicher fail safe ausgef hrt sein Absperrorgane an Luftleitungen Filtern und Zyklonen sollten mit Endlagenschal tern ausgef hrt werden Falsche Ein Stellungen handbet tigter Armaturen sollten nicht m glich sein Fehlfunktionen kritischer Armaturen sollten erkannt werden Vv V WV WV Elektrische Einrichtungen gt Es wird empfohlen alle gasf hrenden Anlagenteile zu erden gt Speicherprogrammierbare Steuerungen sollten ordnungsgem geerdet sein um St rungen zu vermeiden gt Eine galvanische Trennung der Stromversorgung f r Messger te wird dringend empfohlen 48 Vergaserleitfaden Potenzielle Gefahren und bew hrte Verfahren gt Es wird empfohlen speicherpr
46. de Stellungnahmen durch Gutach ter externe Pr fstellen und oder Umweltbeh rden erforderlich Die detaillierten Genehmigungsanforderungen variieren innerhalb der EU vgl Kapitel 3 und h ngen von Parametern wie der thermischen Leistung der Anlage der Art der Einsatzstoffe vom Anlagenstandort usw ab 5 5 1 Regeln und Normen zur Gasdichtheit In der chemischen Industrie existieren einige Vorgaben f r den sicheren Umgang mit gef hrlichen giftigen und entz ndlichen Stoffen in Beh ltern und Rohrleitungen Regeln zur Gasdichtheit beziehen sich dabei auf bew hrten Verfahren zur Vermeidung von Leckagen zur Detektion von Freisetzungen usw Technische Ma nahmen die die Anwendung von Normen f r Rohrleitungen und die Auslegung und Instandhaltung von Rohrleitungsnetzen betreffen sind auf der Webseite der Health and Safety Executive zu finden Diese Ma nahmen entsprechen dem Stand der Technik f r Anlagen die der Seveso Il Richtlinie unterliegen St rfall Anlagen http www hse gov uk comah sragtech techmeaspipework htm Wenngleich die Seveso Il Richtlinie auf BVA formal nicht anzuwenden ist k nnen die genannten Empfehlungen zur Gasdichtheit auch f r BVA herangezogen werden wie z B die H ufigkeitswerte und Schweregrade f r die Risikobewertung Die in Tabelle 5 1 aufgef hrten Normen k nnten dabei relevant sein Das deutsche Regelwerk enth lt Definitionen und Hinweise zu technisch dichten Anlagenteilen und zwar
47. den Oz Gehalt innerhalb der Anlage berwacht und CO Sensoren die den CO Gehalt au erhalb der Anlage messen Die maximal zul ssige Sauerstoffkonzentration am Ort der Sauerstoffmessung muss unter Ber cksichtigung der ermittelten Z nd grenzen und der durch die Anlagengeometrie bedingten Vermischungs effekte festgelegt werden Hier wird auf die BGR 104 verwiesen in der auch bew hrte Verfahren bez glich geeigneter Flanschverbindungen Dichtungen etc beschrieben sind o Beim Anfahren der Anlage k nnen explosive Atmosph ren dadurch vermieden werden dass die Anlage im Verbrennungsmodus betrieben oder mit Stickstoff gesp lt wird o Nach dem Abfahren und der Abk hlung sollte das gesamte System mit Stickstoff inertisiert werden Die Sp lung mit Luft wird auch angewandt ist aber nicht zu empfehlen da in diesem Fall als sekund re Schutzma nahme alle Z ndquellen vorher beseitigt werden m ssen o Die Vermeidung von Staub ist wichtig um der Entstehung explosions f higer Atmosph ren vorzubeugen e Sauberkeit und Ordnung sind ein wesentliches Mittel zur Verhinderung von Staubexplosionen Dies schlie t die regelm ige Reinigung des Bodens und die Entfernung von Staubablagerungen ein 7 BG Regel 104 Explosionsschutz Regeln EX RL 55 Vergaserleitfaden Potenzielle Gefahren und bewahrte Verfahren e Der gesamte Aufstellungsbereich sollte gut bel ftet sein e Ggf kann auch die Sp lung der Anlage mit Inertgas in
48. e Barriere auf wirksame Weise berwinden und so signifikant zur Entwicklung einer sicheren und umweltfreund lichen Technologie beitragen Mit der Unterst tzung des Programms Intelligente Energie Europa Vertrag Nr EIE 06 078 wurde von einer internationalen Arbeitsgruppe eine Methodik zur einfachen Risikobewertung entwickelt Das Hauptresultat der Arbeit ist dieser Leitfaden der auf die Etablierung eines sicheren technischen Standes bei der Vergasung von Biomasse abzielt Die Projektgruppe des Vergaserleitfadens glaubt dass die Anleitung den Interessengruppen die f r Gesundheits Sicherheits und Umweltfragen verantwortlich sind dabei helfen wird dieses Ziel zu erreichen Risikobewertung bei der Vergasung von Biomasse nimmt weltweit einen immer h heren Stellenwert ein Dieser Leitfaden stellt ein effektives Mittel zur Identifizierung von Sicherheitsrisiken und zur kosteng nstigen Ermittlung von Ma nahmen zur Risikominderung dar Hersteller und Betreiber von Vergasungsanlagen erkennen die Notwendigkeit der Risikobewertung Die meisten haben allerdings nicht die Werk zeuge die Erfahrung oder die Mittel um Risiken quantitativ absch tzen zu k nnen Der aktuelle Leitfaden basiert auf einer allgemein anerkannten Methodik wissen schaftlichen Erkenntnissen dem gesunden Menschenverstand und soweit m glich auf messbaren Parametern existierender oder in Planung und Bau befindlicher Biomassevergasungsanlagen Ber cksichtigt wird
49. e einer Biomassevergasungsanlage in den Anwendungsbereich von Richtlinien nach der Tabelle 3 1 fallen Gelegentlich wird die Frage gestellt ob eine Biomassevergasungsanlage auch als Ganzes in den Anwen dungsbereich einer dieser Richtlinien f llt und daher als Gesamtanlage eine CE Kennzeichnung Konformit tsbewertung und Konformit tserkl rung ben tigt Diese Frage wird auch im Projektbericht D6 Listing of actions to harmonise the legal frame for biomass gasification behandelt der auf der Webseite des Projekts in englischer Sprache verf gbar ist 21 Vergaserleitfaden Rechtlicher Rahmen Das nachstehende Zitat aus dem Leitfaden der Europ ischen Kommission ber Richtlinien nach dem neuen Konzept gibt zu dieser Frage bereits grunds tzliche Hinweise Es liegt in der Verantwortung des Herstellers zu berpr fen ob sein Produkt in den Geltungsbereich einer Richtlinie f llt Eine Kombination aus Produkten und Teilen die einzeln jeweils den anwendbaren Richtlinien entsprechen muss als Ganzes nicht in jedem Fall die Bestimmungen erf llen Die Entscheidung dar ber ob eine Kombination aus Produkten und Teilen als ein einziges Fertigprodukt anzusehen ist muss durch den Hersteller fallweise getroffen werden Der Hersteller einer Biomassevergasungsanlage muss ermitteln bei welchen Teilen der Anlage es sich um Ger te Systeme oder Baugruppen handelt die in den Anwendungsbereich von europ ischen Richtlinien nach dem neuen Konze
50. e ohne Brennstoffanlieferung berbr cken zu k nnen Vom Lager wird der Brennstoff in den Bereich der Anlage transportiert in dem die Vorbehandlung stattfindet Abh ngig von der Herkunft des Brennstoffs sind Trocknung Klassierung oder Kompaktierung die wichtigsten verf gbaren Techniken um den Anforderungen des Vergasungssystems gerecht zu werden Nach der Aufbereitung kann das Brennmaterial in einen Vorratsbeh lter Tagesbunker gef rdert werden Am h ufigsten werden hierf r F rderb nder und Schneckenf rderer verwendet Vom Tagesbunker wird der Brennstoff weiter zum Einspeisungssystem bef rdert das meistens mit einer Dosiereinheit ausgestattet ist Das Transportsystem kann mit weiteren Funktionen ausgestattet sein wie z B Sieben Magnetabscheider Entfernung von Verunreinigungen und Fremdmaterial und oder einer Trocknereinheit Die unmittelbare Einspeisung des Brennstoffs in den Vergasungsreaktor erfolgt blicherweise mit einem drehzahlgeregelten Schneckenf rderer mit einem Doppelklappen Schleusensystem oder mit einer Zellenradschleuse Dabei ist es wichtig zu verhindern dass Gas w hrend der Einspeisung des Brennmaterials entweicht und oder dass Luft in dieser Phase in den Reaktor einstr mt R ckbrandsichere Systeme oder eine Sp lung mit Inertgas k nnen angewendet werden um die Gefahr der Bildung potenziell explosionsf higer Atmosph ren zu vermeiden Eine r umliche Trennung des Brennstofflagers vom Vergaser minimiert zus
51. en EI 15 fr her als IP 15 genannt ist eine etablierte international anerkannte Ver ffentlichung die Methoden f r die Einteilung von Ausr stungen die f r die Lagerung und die Handhabung von brennbaren Fl ssigkeiten eingesetzt werden in Ex Zonen aufzeigt f r die Produktions Verarbeitungs Verteilungs und den Vertriebssektoren Er bildet einen sektorspezifischen Ansatz zur Erreichuung der Ex Zonen Klassifizierungsanforderungen f r brennbare Fl ssigkeiten die in Gro britanien durch die Gef hrlichen Stoffe und explosive Atmosph ren Verordnungen DSEAR 2002 gelten Damit ist sie viel detaillierter als BS EN 60079 10 Elektrische Betriebsmittel f r gasexplosiongef hrdete Bereiche Einteilung der explosionsgef hrdeten Bereiche Beachten Sie dass der Anwendungsbereich der El 15 Ex Zonen Klassifizierung Gefahren die von Staub herr hren ausschlie t SHAPA Shapa ist der f hrende britische Fachverband f r die Sch ttgutaufbereitung und die verarbeitende Industrie seit ihrer Gr ndung im Jahr 1981 Praktische Anleitung f r Anbieter und Betreiber von Ausr stungen f r den Umgang mit Feststoffen Staub die als potenziell explosiv gelten Einhaltung von Rechts vorschriften zur Umsetzung der ATEX Richtlinien http www shapa co uk atex php Ziel ist es praktische Hinweise f r Hersteller Lieferanten und Betreibern bei der Herstellung Installation und Betrieb von Ger te oder Systeme die die Einhaltung von Nor
52. en Explosions bereich zwischen der unteren Explosionsgrenze UEG und der oberen Explosionsgrenze OEG Die Sauerstoffgrenzkonzentrationsgrenze ist abh ngig von der Produktgaszusammensetzung vom Feuchtegehalt von der Temperatur und vom Druck F r Wasserstoff und Kohlenmonoxid liegt die Sauerstoffgrenz konzentration bei Raumtemperatur und Umgebungsdruck bei ungef hr 4 Gef hrliche Situationen k nnen insbesondere beim An und Abfahren der Anlage sowie in Notsituationen mit unkontrolliertem Lufteintritt z B aufgrund von Leckagen entstehen gt Eine explosionsfahige Dampfwolke kann sich bilden wenn leicht entz ndbare Fl ssigkeiten auslaufen Dies ist abh ngig von der Fl chtigkeit der Fl ssigkeit ihrem Flammpunkt und der Dichte des Dampfes gt Staubexplosionen von kleinen Biomasse und Kohlepartikeln k nnen sich in BVA ereignen wenn ein Gemisch aus Staub und Luft in der richtigen Konzentration auf eine Z ndquelle trifft Die Heftigkeit der Explosion h ngt von verschiedenen Einflussgr en ab unter anderem von der Gr e der Staubpartikel und dem Grad der Verd mmung innerhalb eines Geb udes gt Besondere Aufmerksamkeit ist hybriden Gemischen zu widmen bei denen eine Kombination aus brennbarem Gas und Staub vorliegt gt Zu den m glichen Z ndquellen z hlen u a Funken bei elektrostatischen Entladungen gl hende Partikel Kohle unvollst ndig verbrannte Biomasse Blitzeinschl ge elektrische oder mechanische Fun
53. en davon abh ngig ob ein Vergaser mit Uber oder Unterdruck arbeitet etc 5 3 1 Gute Auslegungspraxis fur Anlagengebaude Bei der Planung der Geb ude einer Vergasunganlage sollten einige Gesundheits Sicherheits und Umweltkriterien ber cksichtigt werden wie z B gt Das Brennstofflager muss vom Vergaseraufstellraum r umlich oder baulich z B durch einen wirksamen Feuerschutzvorhang abgetrennt sein gt Aus Sicherheitsgr nden Brand und Explosionsgefahren Austritt giftiger Gase m ssen Leitwarten und Aufenthaltsr ume von der brigen Anlage getrennt sein gt Die Leitwarten sollten mit berdruck bel ftet werden wobei auf eine geeignete Ansaugstelle f r die Frischluft zu achten ist gt Eine gute Bel ftung des Vergaseraufstellraums muss sichergestellt sein und in kritischen Bereichen der Anlage sollte der Luftstrom berwacht oder berpr ft werden Von jedem Punkt des Vergasergeb udes sollten zwei Rettungswege ins Freie f hren gt Die ATEX Richtlinie verlangt dass alle als explosionsgef hrdet eingestuften Bereiche mit einem Warnschild gekennzeichnet werden dreieckiges Schild schwarzer Schriftzug EX auf gelbem Hintergrund um vor den Zutritt zu Bereichen mit explosionsf higer Atmosph re zu warnen Es wird empfohlen eine Untersuchung zur Festlegung solcher explosionsgef hrdeten Bereiche durchzu f hren gt Anlagenteile die einen bestimmten L rmpegel berschreiten Kompressoren Gasmotoren soll
54. en gelten speziell f r Vergasungsanlagen o Vergasungsanlagen sollten entsprechend internationaler Standards zur Vermeidung und Beherrschung von Brand und Explosionsgefahren aus gelegt gebaut und betrieben werden F r ausreichende Sicherheitsab 54 Vergaserleitfaden Potenzielle Gefahren und bew hrte Verfahren st nde zwischen den Beh ltern innerhalb der Anlage sowie zwischen der Anlage und benachbarten Geb uden sollte Sorge getragen werden o Sicherheitskonzepte f r den Betrieb und die Instandhaltung der Anlage m ssen umgesetzt werden Dies sollte die Verwendung fehlersicherer Absperrarmaturen sowie von Notabschaltungs und Warneinrichtungen einschliessen Gem der ATEX Richtlinie gibt es prinzipiell drei M glichkeiten um das Risiko einer Explosion zu reduzieren o Prim re Ma nahmen die darin bestehen das Auftreten einer explosions f higen Atmosph re zu vermeiden o Sekund re Ma nahmen die die Vermeidung von Z ndquellen beinhalten und o Terti re Ma nahmen die der Begrenzung der Auswirkungen von Explosio nen dienen Au erdem sollten allgemeine Schutzma nahmen in Betracht gezogen werden gt Prim re Ma nahmen Vermeidung von explosionsf higen Atmosph ren o In Bereichen der Anlage in denen berdruck herrscht f hren Gaslecks dazu dass CO und H2 in die Atmosph re entweichen Andersherum str mt bei Unterdruck Luftsauerstoff in die Anlage ein Deshalb muss ein Sauerstoffsensor installiert werden der
55. englisch Health Safety and Environment HSE Die Gefahren bzw Gef hrdungsanalyse und die Bewertung von Risiken z hlen zu denjenigen Pflichten die in unterschiedlicher Form sowohl den Hersteller einer Anlage als auch den Betreiber der Anlage betreffen 3 2 Herstellung und Inverkehrbringen HSE bezogene Pflichten der Hersteller von Biomassevergasungsanlagen basieren zu einem gro en Teil auf europ ischen Richtlinien gem Artikel 95 des EG Vertrags Solche Richtlinien enthalten grundlegende Sicherheits und Gesundheits Anforderungen denen alle Produkte gen gen m ssen die in den Anwendungs bereich der Richtlinien fallen und f r den europ ischen Markt bestimmt sind Richtlinien mit besonderer Bedeutung f r BVA sind in Tabelle 3 1 aufgef hrt 20 Vergaserleitfaden Rechtlicher Rahmen Tabelle 3 1 Europ ische Richtlinien mit Anforderungen an die CE Kennzeichnung die auf Biomassevergasungsanlagen oder Teile solcher Anlagen anwendbar sein k nnen Richtlinie Nummer Anwendungsbereich Anwendungsbeispiele BVA Anlagen 73 23 EWG Niederspannung elektrische Ger te Antriebe Steuerungen und 2006 95 EG Regler Generator 89 336 EWG Elektromagnetische Vertr glichkeit elektrische Ger te Antriebe Steuerungen und 2004 108 EG Regler 98 37 EG Maschinen Antriebe Pumpen Gebl se bewegte 2006 42 EG mechanische Teile Gasmotor Brennstoffzuf hrsystem Entaschungssystem 94 9 EG Ger te und Schut
56. eoretische Grundlagen der Risikobewertung 4 Theoretische Grundlagen der Risikobewertung 4 1 Einfuhrung Die Technologie zur Vergasung von Biomasse unterscheidet sich von anderen Energieumwandlungsmethoden auf der Grundlage erneuerbarer Energietr ger z B Verbrennung von Biommasse dadurch dass sie die Herstellung Behandlung und Nutzung von brennbaren und giftigen Gasgemischen Anlagenmedien und Betriebsmitteln beinhaltet Daher ist eine angemessene Risikobewertung dringend zu empfehlen und h ufig auch eine rechtliche Voraussetzung um eine solche Anlage vermarkten und betreiben zu d rfen Die Risikobewertung hat den Schutz der Besch ftigten und der Anlage selbst zum Ziel Hersteller und Betreiber m ssen bedenken dass Unf lle und Gesundheits sch den Leben zerst ren k nnen Der Betrieb kann ebenfalls beeintr chtigt werden wenn durch St rungen und Unf lle die Produktion nachl t Maschinen besch digt werden Versicherugskosten steigen oder wenn Strafverfolgung droht Eine Risikobewertung beinhaltet die sorgf ltige Untersuchung der m glichen Ursachen von Sch den f r Mensch und Umwelt die von einer Anlage ausgehen und die Ableitung geeigneter Gegenma nahmen Hersteller und Betreiber m ssen eine vollst ndige und gut dokumentierte Risikobewertung vornehmen in Bezug auf gt Gesundheit z B Gesundheitsgefahren Gefahren durch giftige Gase etc gt Sicherheit z B Explosionsgefahr Brandgefahr etc gt Umwelt z
57. er Europaischen Normen EN zitiert aber die verschiedenen nationale Ubersetzungen wurden ausgelassen um die Liste nicht unn tig zu verl ngern 5 6 Dokumentation 5 6 1 Betriebshandbuch bzw Betriebsanleitung gt Beschreibung der technischen Prozesse in den Hauptbereichen der Anlage wie in Kapitel 2 beschrieben einschlie lich des R l Schemas der Anlage Beschreibung der Strategien und Prozessen zur Automatisierung und Steuerung Grundlegende technische Daten Kontaktdaten des Herstellers Vorgehensweise beim Betrieb und bei der Instandhaltung o Anfahren der Anlage i o Normalbetrieb einschlie lich Prozessvisualisierung und bersicht ber Einstellwerte automatischer Betrieb Abfahren der Anlage Abl ufe im Notfall Checklisten Inspektions und Wartungstabellen was wann wo St rungsbeseitigung Instandhaltung inweise zum Sicherheits Gesundheits und Umweltschutz Qualifikation der Mitarbeiter Beschreibung der vorhandenen Gefahren Hinweise f r den Normalbetrieb Hinweise f r Inspektion und Wartung Hinweise zur Instandsetzung oder Ver nderung gt gt gt gt v 0 0 O O O TO O 0 OO O Der gr te Teil dieser Dokumentation muss durch den Hersteller mitgeliefert werden In manchen F llen z B f r einen Genehmigungsantrag muss der Hersteller die ben tigte Information auf Nachfrage liefern Der Betreiber der Anlage ist daf r verantwortlich dass im Falle von Anderungen an der Anlage im Betriebsablauf oder bei
58. er Instandhaltung von Biomassevergasungsanlagen BVA verbunden sind Es ist eine notwendige Voraussetzung f r den gesamten Vorgang der Risikobewertung zuerst die Gefahren zu analysieren um anschlie end die daraus resultierende Risiken zu bewerten und festzulegen welche Verbesserungs ma nahmen ggf angewendet werden sollen Es geh rt den bew hrten Verfahren d h zur guten Praxis eine Vielzahl von technischen Grunds tzen bew hrten Ingenieurverfahren hierarchisch bei der Gestaltung und Auslegung einer Anlage anzuwenden Eine Gefahrenquelle zu beseitigen hat Vorrang vor technischen Schutzma nahmen zur Beherrschung der Gefahr und diese wiederum haben Vorrang vor der Bereitstellung von pers nlicher Schutzausr stung Ein ganzheitlicher Ansatz ist hier wichtig damit die Ma nahmen die sich auf eine Gefahr richten nicht aufgrund weiterer Gefahren das Gesamtrisiko unverh ltnis m ig erh hen oder die damit verbundenen Ma nahmen zur Risikobeherrschung beeintr chtigen Wo es angebracht ist sollte das Gleichgewicht zwischen dem Risiko f r Mitarbeiter und dem Risiko f r die ffentlichkeit ber cksichtigt werden sowie das erh hte Risiko aufgrund von Ma nahmen die w hrend des normalen Betriebs ergriffen werden um Risiken in einer Notsituation zu verringern Im Leitfaden Guidance on as low as reasonably practicable ALARP decisions in control of major accident hazards COMAH wurden die folgenden drei wichtigen P
59. er Nassreinigung oder eine Kombination daraus sind gebr uchlich Zyklone prim re Entstaubung vor der Gask hlung Hei gasfilter Feinentstaubung vor der Gask hlung Gewebefiltersystem Schlauchfilter Feinentstaubung nach der Gask hlung weitere Filter Sandbettfilter Aktivkoks Filterbett und 3 Gaswascher Teer und Staubentfernung mit fl ssigen Agenzien Wasser Ol Emulsionen VVVVV 2 7 Gasnutzung Dieser Leitfaden gilt f r kleine bis mittelgro e Biomassevergasungsanlagen mit Kraft Warme Kopplung KWK Die Verbrennung im Gasmotor macht eine Konditionierung des aus Biomasse produzierten Gases erforderlich Dabei m ssen die Gasparameter Werte erreichen die den Spezifikationen des Motors gen gen nahezu konstante Temperatur des Generatorgases hinreichender Heizwert Reinheit Feuchtigkeit sowie der Eingangsdruck am Gasmotor Gasmotoren sind Serienprodukte daher m ssen Vergaserhersteller sich nach den Anforderungen der Motorenhersteller richten Es sind nur wenige Ausnahmen bekannt bei denen Motorenhersteller die Konstruktion des Motors speziell an die Nutzung von aus Biomasse gewonnenem Generatorgas angepasst haben Die wichtigsten HSE Belange an dieser Stelle betreffen die Abgasemissionen Produkte einer unvollst ndigen Verbrennung und des Generatorgasschlupfes berwiegend CO und C Hy sowie thermisches NO und Brennstoff NO bedingen den Einsatz nachgeschalteter Abgasbehandlungssysteme soweit motor
60. er dem Ver fahren hervorgerufenen gesellschaftlichen Bedenken m ssen bei der Entscheidung ob ein Risiko akzeptabel tolerierbar oder weitestgehend tolerierbar ist in Betracht gezogen werden Gefahren die individuelle Risiken bewirken gehen auch mit gesell schaftlichen Bedenken einher die oft eine weitaus gr ere Rolle bei der Entscheidung spielen ob ein Risiko akzeptierbar ist oder nicht 5 2 Grundlegende Sicherheitsbetrachtungen Berufsbedingte Gefahren h ngen mit den Gefahren und Risiken zusammen die mit bestimmten Berufen oder Arbeitsumfeldern einhergehen Berufsbezogene Gesund heits und Sicherheitsbelange sollten als Teil einer umfassenden Gef hrdungsbeur teilung verstanden werden die beispielsweise eine Gefahrenidentifizierungsstudie HAZID eine PAAG bzw HAZOP Studie oder andere Risikobewertungsstudien beinhaltet BVA weisen verschiedene berufsbedingte Gefahren unterschiedlicher Art auf wie z B physische chemische biologische mechanische und psychosoziale Gefahren Umweltgefahren etc Die meisten der Gefahren sind nicht BVA spezifisch wie z B Rutschgefahr Stol pern Zusammenst e Absturz Verletzung durch Gegenst nde Transport am Arbeitsplatz Strom L rm Vibrationen Beleuchtung Druckluft Fl ssigkeiten unter hohem Druck beengter Raum K lte oder Hitzestress Quetschungen Schnittverlet zungen Absch rfungen Fahrzeugbewegung Aufpralle bewegliche Teile arbeits bedingter Stress etc Der Betreib
61. er einer Anlage muss diese arbeitsplatzbezogenen Gef hrdungen sowie diesbez gliche nationale Arbeitsschutzvorschriften ber cksichtigen und entspre chende Ma nahmen bei der Gestaltung der Arbeitsst tte ergreifen Die Health and Safety Executive UK stellt auf ihrer Webseite www hse gov uk eine Liste mit m glichen Gefahren bereit die bei einer Arbeitsst tte ber cksichtigt werden m ssen Hinweise zur Vorbeugung und zur Beherrschung dieser Gefahren werden ebenfalls angeboten Das auf dem Gebiet der Vermeidung von Berufsrisiken zust ndige franz sische Institut INRS gibt ebenfalls Hinweise zu verschiedenen berufsbedingten Gefahren und zwar auf der folgenden Webseite Dokumente auf franz sisch www inrs fr htm frame_constr html frame INRS PUB inrs01 nsf IntranetObject accesParReference ED 20840 File Visu html Vegleichbare Hinweise in deutscher Sprache Ratgeber zur Ermittlung gef hrdungsbezogener Arbeitsschutzma nahmen im Betrieb sind auf der Webseite der deutschen Bundesanstalt f r Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin BAuA erh ltlich http www baua de nn_12456 de Publikationen Sonderschriften 2000 S42 html __ nnn true Jede Berufstatigkeit bringt spezifische berufsbedingte Gefahren mit sich Dieses Kapitel beleuchtet die spezifischen Gefahren des Vergasungsprozesses dazu z hlen Brand Explosion Verpuffung giftige Stoffe etc Das Hauptaugenmerk dieses Kapitels liegt darauf Ma nahmen aufzuzeigen die aus Gr nde
62. er oder Staub verstopft sind zeigen die Druckmessger te falsche Werte an gt Es muss verhindert werden dass Mitarbeiter bei der Anlageninstandhaltung in Kontakt mit giftigen Stoffen kommen oder giftige bzw erstickende Gase einat men Alle Instandhaltungsprozeduren sollten in Form von Betriebsanweisungen dokumentiert sein die Mitarbeiter sollten diesen Anweisungen folgen 5 3 4 Zus tzliche Vorkehrungen Die folgenden erg nzenden Ma nahmen sollten zus tzlich ergriffen werden gt Betreiber sollten sich der Tatsache bewusst sein dass die Kondensation von teerartigen Verbindungen und von Wasserdampf in Generatorgasleitungen Reaktorbeh ltern und Ventilen eine h ufig vorkommende Erscheinung darstellt Bei der Gestaltung der Anlage und bei der Festlegung von Instandhaltungsma nahmen sollte dies ber cksichtigt werden Dem Betriebspersonal sollte eine klare Vorstellung von der Auswirkung von Temperatur und Druck auf die Kondensation dampff rmiger Komponenten vermittelt werden gt Im Brennstoff Luft Gemisch vor dem Gasmotor kann es zur Kondensation kommen wenn die Au entemperatur niedrig oder die Luft sehr feucht ist Das Kondensat kann Klopfen verursachen wodurch der Motor besch digt wird Es empfiehlt sich die Lufttemperatur und Luftfeuchte am Eintritt in den Gasmischer zu berwachen und wenn n tig die Verbrennungsluft vorzuw rmen Bei modernen Motoren mit elektronischer Steuerung ist dies weniger relevant gt Anlagenk
63. erhalb des betreffenden Mitgliedstaats verwendet oder hergestellt werden sofern sie zu vertretbaren Bedingungen f r den Betreiber zug nglich sind beste die Techniken die am wirksamsten zur Erreichung eines allgemein hohen Schutzniveaus f r die Umwelt insgesamt sind Dem Begriff beste verf gbare Techniken entspricht im deutschen Immissions schutzrecht der Begriff Stand der Technik SAT Artikel 9 der IVU Richtlinie enth lt die Anforderung dass Emissionsgrenzwerte oder quivalente Parameter und quivalente technische Ma nahmen auf die besten verf gbaren Techniken zu st tzen sind ohne dass die Anwendung einer bestimmten Technik oder Technologie vorgeschrieben wird Hierbei sind die technische Beschaffenheit der betreffenden Anlage ihr geographischer Standort und die jewei ligen rtlichen Umweltbedingungen zu ber cksichtigen Biomassevergasungsanlagen im Sinne des vorliegenden Leitfadens fallen aufgrund der Leistung der Anlagen und der Einsatzstoffe nicht in den Geltungsbereich des Anhangs l Kategorie 1 Energiewirtschaft der IVU Richtlinie und auch nicht unter die in Kategorie6 Sonstige Industriezweige aufgef hrten Anlagenarten Das europ ische Regelwerk enth lt somit keine Verpflichtung f r die Mitgliedsstaaten Emissionsgrenzwerte f r Biomassevergasungsanlagen auf der Grundlage bester verf gbarer Techniken festzulegen Wie in Kapitel 3 2 dargelegt wurde fallen kleine 34 Vergaserleitfaden Recht
64. essment Risk Assessment Risk Matrix Risk f Effects or Consequences Occurrence probability or frequen Risk Minimization Measures Weak spot elimination Gradual reduction of possible hazards Consequence limitation Package of technical and organisational measures Abb 4 1 Systematischer Ansatz fir die Risikobewertung von Biomassevergasungsanlagen Da die Vergasung von Biomasse in kleinen Anlagen eine einzigartige und relativ neue Technologie darstellt sind noch keine speziellen Techniken zur Risikobewertung vorhanden Dieser Leitfaden empfiehlt eine Methodik zur Risikobewertung die praktizierbar und hinreichend ist f r die Anwendung an dieser Art von Anlagen Der gew hlte Ansatz basiert auf einer Funktionsanalyse der Anlage Ref 10 12 Er ist angelehnt an das HAZOP Verfahren PAAG Verfahren Ref 13 20 und die Fehler M glichkeits und Einfluss Analyse FMEA Ref 14 und st tzt sich auf die Empfehlungen einer Expertenkommission Ref 13 15 In vielen F llen hat man es bei der Risikobewertung mit einem sehr komplexen System zu tun das eine enorme Anzahl von meist unabh ngigen Funktionen und Anlagenteile umfasst Durch die Unterteilung des Verfahrens in verschiedene Prozesseinheiten Ref 1 17 z B Brennstofflagerung Handhabung Zuf hrung Vergaser Gask hlung Gasreinigung Gasaufbereitung und Gasnutzung wird das komplexe System vereinfacht Somit ist eine getrennte Analyse f r jede Funktion m glich z
65. fe und Betriebsmittel 424444444nnnnnnn nennen 15 2 4 Der Ve rgas ngsreakto i nmaa E E E Eaa 15 2 5 Gask hl ng tee ae a een eine 16 2 6 IIASLEINIGUNGECEr ee ee EL re re re 16 2 7 ASU k ieren chide cia ce cea ee 17 2 8 ADGASTEINIQUING ansehen 17 2 9 Eigenschaften von Generatorgas und damit verbundene HSE Aspekte 18 2 9 1 Typische Zusammensetzung und physikalische Eigenschaften des Gases 18 2 9 2 Explosionsgrenzen und Explosionsdruck 22224444000nnnenn nennen 19 2 10 Regelung und Automatisierung uuus 4442444444HBnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn 19 3 Rechtlicher Rahmen der Biomassevergasung eccceeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeees 20 3 1 TEINIEIUNG Aa ee eee ee era 20 3 2 Herstellung und Inverkehrbringen 4444444444400nnnnnn anne 20 3 3 Errichtung und Betrieb von Biomassevergasungsanlagen 24 3 4 Genehmigungsverfahren f r Biomassevergasungsanlagen 30 3 5 Spezielle Aspekte des Genehmigungsverfahrens f r Biomassevergasungsanlagen in europ ischen Staaten 4snnenn 33 3 6 Rechtlicher Hintergrund von Anforderungen mit Bezug auf Beste Verf gbare Techniken n eea aa n esa nee ea ieneelfund 34 4 Theoretische Grundlagen der Risikobewertung ececeeeeeeeeeeeeeeeeneeeeeeees 36 21 VEINIONT NGE Pacccs iA A te he te a te tel eile 36 4 2 Angewandtes Risikobewertungsverfahren f
66. ftiger Gase insbesondere CO 2444444440nnnennnnnn nennen 59 5 4 5 Bedienungsfehler uuu44444044nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn 60 5 5 Normen und Slandards rl 2 4 ee 60 5 5 1 Regeln und Normen zur Gasdichtheit 2 44444444nnnnn nenn 61 5 5 2 Literatur zur Zoneneinteilung und zu ExplosionsschutzmaBnahmen 62 5 6 Dokumentation u a ae een 68 5 6 1 Betriebshandbuch bzw Betriebsanleitung nenn 68 6 Emissionsminderung in Biomassevergasungsanlagen 2444400snnnss nennen 70 6 1 Techniken zur Emissionsminderung u 444444444400nnnnnnn nn 70 6 1 1 Biomasselagerung Vorbehandlung Transport und Zuf hrung 70 6 12 Vergasungsreaklarn zes ae EE NEEE Ee EnA E SAA EEA AOE 71 6 1 3 Gask hlung und GasremiqunG sis se aceccescccnc nee 71 6 1 4 Gasmotorbetrieb und Abgasreinigung ccccceeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeees 72 6 2 EMISSIONSOFENZ WONG hacia nell eit vo ee et ee ee 72 6 2 1 Emissionsgrenzwerte in Danemark cccccceeeeeeeseceeeeeeeeeeeeeeeeeeeees 73 6 2 2 Emissionsgrenzwerte in Deutschland cccceeeeeesseeeeeeeeeeeeeeeeees 74 To EMC nr orarin E e eDane a ee ele eae es eee 76 Vergaserleitfaden Inhalt IV Abk rzungen und Definitionen Abk rzungen ABV Anti backfiring valve ALARP As Low As Reasonably Practicable API American Petroleum Institute ATEX ATmospheres E
67. gen Anlagen unterschieden Der Betrieb genehmigungsbed rftiger Anlagen darf nach deutschem Recht nicht dazu f hren dass sch dliche Umwelteinwirkungen hervorgerufen bzw Immissions grenzwerte siehe Luftqualitatsrichtlinie 2008 50 EG Geruchsimmissionsrichtlinie berschritten werden BVA und anderen Emittenten z B Stra enverkehr Holzfeuerungen d rfen nicht zu einer berschreitung einer Benzolkonzentration von 5 ug m als Jahresmittelwert im Einwirkungsbereich der BVA oder zu anlagenspezifischen Ger che in mehr als 10 der Jahresstunden f hren bzw 15 abh ngig von der Gebietsnutzung Dar ber hinaus m ssen Emissionsminderungsma nahmen nach dem Stand der Technik getroffen werden Zur Begrenzung der Emissionen im Motorabgas werden von den Genehmigungsbeh rden in der Regel folgende Emissionsbegrenzungen teilweise in Anlehnung an die Anforderungen der TA Luft f r Biogasmotoren festgelegt e Kohlenmonoxid CO 0 65 g m e Stickstoffoxide NOx angegeben als NO2 0 50 g m e Formaldehyd HCOH 60 mg m e Benzol 1 mg m e Staub 20 mg m Die mittlerweile gewonnenen Erfahrungen haben gezeigt dass bereits zur Einhaltung einer Benzolkonzentration von 3 mg m die Nachschaltung eines relativ gro dimensionierten Oxidationskatalysators erforderlich ist weshalb der oben genannte Benzolwert 1 mg m derzeit von vielen Beh rden noch als Zielwert angesehen wird Dagegen hat der Betrieb nicht genehmigungsbed rftiger Anlagen
68. gt Weitere allgemeine Ma nahmen o Es sollte ein Rauchverbot im Bereich der Anlage herrschen Verbots schilder m ssen angebracht und die Mitarbeiter entsprechend unterwiesen werden o Beim Anfahren der Anlage sollte das gesamte System vor der Z ndung entweder mit Luft ausreichend gesp lt werden oder es sollte eine Sp lung mit Inertgas sechsfaches Anlagenvolumen vorgenommen werden 5 4 2 Brand Wann und wo gt Nach einer Explosion gt Die Selbstentz ndung von feuchtem Brennstoff in einer gro en Sch ttung kann zur Brandentstehung f hren Die Selbstentz ndung in gro en Sch ttungen kann die Folge eines W rmestaus sein wobei die Verbrennung tief im Inneren des Haufwerks beginnt Bei kleinen Mengen gelagerter Biomasse ist nicht mit Selbstentz ndung zu rechnen aber bei gro en Lagermengen kann dies auftreten und zum Brand f hren Wenn maximal zul ssige Temperaturen berschritten werden Bei Hei arbeiten Schwei en Trennen Schleifen S gen auftretende Funken k nnen einen Brand verursachen Beim Austrag hei er Asche kann ein Brand entstehen Bei einer Drehzahlverringerung des Gasmotors in Verbindung mit einem falschen Z ndzeitpunkt kann im Bereich des Abgasrohrkr mmers ein fettes Gas Luft VV VY Explosionsf hige Gasgemische unter nicht atmosph rischen Bedingungen z B bei sehr hohen Temperaturen liegen au erhalb des Anwendungsbereiches der Richtlinie 1999 92 EC eine Zonen einteilung kann in diesem F
69. hert werden Bewegliche oder rotierende Teile gt Bewegliche Teile wie F rderb nder und Motoren k nnen potenzielle Z ndquel len f r Gasexplosionen darstellen Sie sollten mit Schutzabdeckungen gut sichtbaren Kennzeichnungen und Not Aus Einrichtungen versehen werden 49 Vergaserleitfaden Potenzielle Gefahren und bew hrte Verfahren gt Im Standby sollten das Gasgebl se und andere drehende Teile in der Produktgasleitung auf geeignete Weise gesch tzt werden Andernfalls kann es durch Teerkondensation zur Korrosion oder zum Blockieren kommen was zum Ausfall f hrt Hei e Oberfl chen gt Hei e Oberfl chen k nnen an vielen Anlageteilen auftreten Diese k nnen eine Z ndquelle f r Gas oder Staubexplosion darstellen bergen aber auch ein Risiko bei ungewollter Ber hrung Anlagenteile die aufgrund ihrer hohen Oberfl chen temperatur eine betriebliche Gefahrenquelle f r die Besch ftigten darstellen sollten gekennzeichnet und mit einem geeigneten Ber hrungsschutz versehen werden gt Mitarbeiter sollten hinsichtlich der mit hei en Oberfl chen verbundenen Gefahren und der Verwendung von Schutzkleidung wie Handschuhe isolierende Kleidung etc geschult und unterwiesen werden Gasfackelsystem gt Die Gasfackel oder eine vergleichbare Einrichtung zur Verbrennung des Gases wird benutzt wenn die Gasqualit t f r einen Einsatz im Gasmotor nicht ausreicht oder wenn eine Motorst rung vorliegt gt F r den Fall das
70. hren gt Obwohl der Vergaser bei unterst chiometrischen Bedingungen betrieben wird k nnen lokal erh hte Sauerstoffkonzentrationen auftreten was zu einem schnellen Temperaturanstiegoder zur Bildung expolosionsf higer Gemische f hren kann Bei hohen Temperaturen verringert sich jedoch der maximale Explosionsdruck und eine klassische Verpuffung Deflagration mit niedriger Verbrennungsgeschwindigkeit kann autreten gt Im Bereich der Gasreinigung k nnen aufgrund des gro en Gasvolumens heftige re Explosionen auftreten Als Z ndquellen kommen zumeist gl hende Kohle st ckchen oder hei e Aschepartikel in Betracht die mit dem Rohgas eingetragen werden Ein Flammenr ckschlag an der Gasfackel kann dazu f hren dass die Flamme bis in den Bereich der Gasreinigung zur ckl uft In der Gaszufuhr zum Motor kann es bei Fehlz ndungen des Motors ebenfalls zu Explosionen kommen Im Bereich des Ascheaustrags sind Z ndungen m glich wenn kohlenstoffreiche Asche erzeugt wurde Bei Reparaturen speziell bei Hei arbeiten Schwei en Trennen Schleifen S gen k nnen Explosion eintreten wenn noch brennbares Gas im System vorhanden ist gt Im Bereich der Brennstofflagerung der Brennstoffaufgabe und berall dort wo berm ige Staubablagerungen vorhanden sind kann es in Abh ngigkeit von der verarbeiteten Biomasse und der Gr e der Partikel bei der Bildung von Staub wolken zur Explosion kommen gt Beachtung sollte de
71. ie untersucht werden m ssen sind das Anfahren der Anlage kalter heiBer Start der Normalbetrieb das normale Abfahren der Anlage und das Abfahren im Notfall Diese Betriebsabl ufe sollten in der HAZOP Studie untersucht und im Betriebshandbuch beschrieben werden Es wird empfohlen f r den Betrieb der gesamten Vergasungsanlage automatisierte Prozeduren zu entwickeln und zu implementieren Vorheizen Z ndung des Vergasers Normalbetrieb etc um Bedienungsfehler im manuellen Betrieb zu vermeiden Fehlersichere Prozeduren m ssen ein Teil des Bedienungskonzepts sein Normale Abl ufe beim An und Abfahren der Anlage gt Beim Anfahren der Anlage ist zu empfehlen den in der Anlage vorhandenen Sauerstoff durch Inertisierung des Systems z B mit Stickstoff zu entfernen gt Erfahrungsgem passieren die meisten Unf lle beim An oder Abfahren Daher sollten Mitarbeiter angewiesen werden sich in diesen Phasen nicht unn tig in der N he von Anlagenteilen mit entz ndlichen Materialen aufzuhalten Vergaser Zyklonbeh lter Filter etc gt Beim An und Abfahren der Anlage und in F llen wenn gasber hrte Ventile aufgrund von Verklebung nicht ordnungsgem arbeiten muss das Gas abgefackelt werden gt Wenn der Gasmotor aus irgendeinem Grund abgeschaltet werden muss sollte die Prozesssteuerung das noch vorhandene Gas unmittelbar zur Fackel ableiten Nach zwei vergeblichen Neustartversuchen des Motors sollte die Notabschalt prozedu
72. ikely Frequencies very unlikely extremely unlikely minor significant severe major catastrophic Severities Abb 4 4 Risikomatrix f r die Charakterisierung and Visualisierung existierender und oder verbleibender Risikopotentiale Tabelle 4 1 Beispiel f r die Risikocharakterisierung Wahrscheinlichkeiten Min Feeney range Tabelle 4 2 Beispiel f r die Risikocharakterisierung Schweregrade CONSEQUENCES Categor minor significant servere major catastrophic gs lightinjury injury severe injury _ disablement death olfactory pollution long lasting elevated olfactory pollution emissions short slightly increased time emissions emission of toxic emission of toxic emission of toxic substances of little substances of substances of amounts amounts huge amounts critical plant plant damage damage cold start concerning the necessary whole plant or no plant shut down online Property goods reparation possible little standstill of the plant sections enormous plant destruction damag e concerning the whole plant plant stop warm start possible standstill of the plant lt 2 days plant 1 to 3 weeks standstill of plant gt 8 weeks costs Die Risikomatrix ist in drei Bereiche unterteilt Ref 27 gt Bereich der akzeptierbaren Risiken Die Risiken die diesem Bereich entsprechen werden generell als unbedeutend betrachtet und als angemessen beherrscht angenommen Die
73. im Widerspruch stehen z B Hersteller gegen ber Anlagenbesitzern Endnutzern und Zulassungsbeh rden F r die Umsetzung und Vermarktung der Biomassevergasung gibt es verschiedene Hauptzielgruppen Hersteller Betreiber Techniker und Anlagenbesitzer Genehmigungsbeh rden Investoren und deren Berater Sicherheits Gesundheits und Umweltschutzexperten HSE Experten VVVVV 1 3 Anwendungsbereich des Leitfadens Dieser Leitfaden ist als Ausbildungshilfe und Werkzeug f r Besch ftigte und Arbeit geber gedacht um kleine Biomassevergasungsanlagen sicher auszulegen herzu stellen zu errichten zu betreiben und instand zu halten Der Leitfaden ist mit folgenden Einschr nkungen anwendbar gt Als obere Leistungsgrenze der Vergasungsanlage wurde 1 MW angenommen Der Grund daf r ist dass gr ere Unternehmen normalerweise eigene sicher heitsbezogene Regeln aufstellen und anwenden 10 Vergaserleitfaden Einf hrung gt Dies bedeutet prinzipiell eine Beschr nkung auf Festbettvergaser Der Leitfaden ist zum gr ten Teil aber auch auf andere Vergaserbauarten und sogar auf andere thermische Konversionsverfahren bertragbar gt Der Einsatz kontaminierter Biomasse liegt au erhalb des Anwendungsbereichs dieses Leitfadens Die Biomassevergasung ist eine komplexe Technologie und Biomassevergasungs anlagen BVA m ssen zahlreichen europ ischen Richtlinien und nationalen Vorschriften entsprechen Die einzelnen Schritte im
74. ingesetzt werden Sofern diese fl ssigen R ckst nde berwiegend aus Wasser bestehen kommt ggf eine Behandlung in Aktivkohlefiltern vor der Einleitung des Wassers in die Kanalisation in Betracht Andernfalls kann es erforderlich werden diese Fl ssigkeiten als Abf lle zu entsorgen 6 1 4 Gasmotorbetrieb und Abgasreinigung Zu den wesentlichen Emissionen der Gasmotoren z hlen der L rm und das Motorabgas Zur Begrenzung der Larmemissionen werden Gasmotoren in getrennten Aufstellr umen mit schallabsorbierenden W nden betrieben und Schalld mpfer in der Verbrennungsluftzuf hrung sowie in der Abgasableitung eingesetzt Abgasemissionen der Gasmotoren sind in den Abschnitten 2 7 und 2 8 beschrieben Zur Minderung der Emission einzelner Abgaskomponenten z B CO NO Benzol kommt eine Abgasreinigung mit verschiedenen Techniken in Betracht u a mittels Katalysatoren und thermischer Nachverbrennung Langzeiterfahrungen hinsichtlich des Wirkungsgrades und der Standzeit von Katalysatoren in kommerziell betriebenen Biomasevergasungsanlagen liegen bislang noch nicht vor Die Standzeit der Katalysatoren wird durch Katalysatorgifte wesentlich beeinflusst z B durch Schwermetall und Alkalimetallverbindungen welche z T die Aktivit t der katalytisch wirksamen Oberfl che verringern Der Gasschlupf in Kolbenmotoren vgl Kapitel 2 7 hat zur Folge dass ein Teil des Brenngases ca 1 unverbrannt ins Motorabgas gelangt Die Verbrennung stick
75. irkt sollte erwogen werden O Warn Alarmierungs und Schutzeinrichtungen gt In R umen in denen gasf hrende Anlagenteile mit Pyrolyse oder Generatorgas vorhanden sind m ssen CO Gasdetektoren vorhanden sein Es wird empfohlen die Vor und Hauptalarmschwellen auf 25 bzw 50 ppm CO einzustellen gt Sicherheitsrelevante Druck und Temperatursensoren sollten doppelt oder drei fach vorhanden sein Die Ausfallwahrscheinlichkeit muss unter Ber cksichtigung der Installations und Betriebsbedingungen abgesch tzt werden gt Gas Luft W rmeaustauscher stellen eine m gliche Gefahrenquelle dar wenn Undichtheiten in den Leitungen durch thermische Spannungen oder Korrosion entstehen Gefahren die aus dieser Art der Funktionsst rung resultieren sollten durch eine geeignete Apparateauslegung sowie durch abstr mseitige Tempera tur und Sauerstoffsensoren vermieden werden mit deren Hilfe Leckagen erkannt werden k nnen hnliches gilt auch f r Dehnungskompensatoren in langen geschweiBten Rohrleitungen gt Sicherheitseinrichtungen sollten gegen unbefugte Eingriffe gesch tzt werden gt Vor dem Anfahren der Anlage sollten alle Alarmschwellen im Betriebshandbuch spezifiziert werden gt Temperaturmessstellen sollten vor und hinter allen Hauptkomponenten der Anlage installiert werden Empfohlene und zul sssige Betriebstemperaturen m ssen f r die Anlagenbediener im Handbuch nachlesbar sein und durch geeignete Alarmschwellen abgesic
76. ironment agency gov uk pdf GEHO0706BLBH e e pdf lang _e Bedeutung des Begriffs genehmigungsbedurftige Anlage regulated facility http www environment agency gov uk static documents Business epr2_v1 0_2000543 pdf 31 Vergaserleitfaden Rechtlicher Rahmen Erf llung der Genehmigungsbedingungen bei Verbrennungseinrichtungen hitp publications environment agency gov uk pdf GEHOO209BPIN e e pdf Irland Allgemeine Informationen zu Genehmigungsverfahren Environmental Protection Agency Ireland http www epa ie downloads advice Italien Umweltrechtlich genehmigungsbed rftige Anlagen Umweltbeh rden der Provinzen Suchstichworte autorizzazione ambiente lt Provinz gt Niederlande Umweltrechtlich genehmigungsbed rftige Anlagen Antragsformulare f r umweltrechtliche Genehmigungen sind auf den Websites der St dte und Gemeinden zu finden Suchstichworte aanvraag vergunning milieubeheer lt Gemeinde gt sterreich Gewerblich betriebene Biomassevergasungsanlagen 88 353 und 353a der Gewerbeordnung GewO 1994 http www ris2 bka gv at Bundesrecht Detaillierte Informationen zu Genehmigungsverfahren sind im sterreichischen Leitfaden Anlagensicherheit und Genehmigung von Biomassevergasungs anlagen zusammengestellt worden http www nachhaltigwirtschaften at edz_pdf leitfaden_biomassevergasu ngsanlagen pdf Spanien Allgemeine Informationen Spanisches Umweltministerium http
77. ja aber f r BVA gelten nicht die ge ndert 2006 speziellen Anforderungen an IVU Anlagen IG L Immissionsschutzgesetz Luft ja Schweden The Environmental Code SFS 1998 808 Milj balk Ordinance on environmentally hazardous nein f r Vergaser und Gasmotoren activities lt 10 MW th aber Anzeige F rordning 1998 899 om milj farlig erforderlich 40 5 and 40 1 2 verksamhet och h lsoskydd ab 1 Jan 2008 ja wenn mehr als 150 000 m brennbares Gas pro Jahr erzeugt wird 40 10 B Schweiz IVU Richtlinie in der Schweiz nicht umgesetzt Bundesgesetz ber den Umweltschutz ja Baugesetze der Schweizer Umweltschutzgesetz USG Kantone bestimmen das Genehmigungsverfahren Spanien IVU Gesetz BVA fallen nicht in den Ley 16 2002 de 1 de julio de Prevenci n y Geltungsbereich 29 Vergaserleitfaden Rechtlicher Rahmen Control Integrados de la Contaminaci n Ley IPPC Luftqualit tsgesetz mit der zust ndigen Beh rde zu LEY 34 2007 de 15 de noviembre de kl ren calidad del aire y protecci n de la Trockendestillation von Holz atm sfera Anhang IV 1 1 3 Gruppe A konventionelle Heizkraftwerke lt 50 MW thermisch 2 1 1 group B Gaserzeuger 3 1 2 Gruppe C In einigen europ ischen Staaten wurde Anhang 1 der IVU Richtlinie unver ndert in nationales Recht bernommen so dass Biomassevergasungsanlagen nicht in den Geltungsbereich der betreffenden nationalen Regelungen fallen
78. ken z B vom Elektromotor eines Gebl ses Hei arbeiten Schweissen Schneiden Schleifen S gen hei e Oberfl chen Selbstz ndung in Staubschichten und offene Flammen gt Oberhalb von 600 650 C kann sich das Produktgas der Vergasung bei Kontakt mit Luft von selbst entz nden Wenn bei dieser hohen Temperatur eine kleine Menge Luft dem Produktgas zugef hrt wird oder umgekehrt findet an der Gas Luft Grenzfl che eine ruhige Verbrennung statt Wenn Gas und Luft ohne sofortige Reaktion vermischt werden k nnen und anschlie end durch eine externe Z ndquelle wie einen Funken oder ein gl hendes Partikel entz ndet werden kann eine Gasexplosion stattfinden Die Reaktonsgeschwindigkeit und das Druckmaximum h ngen dabei vom Grad der Turbulenz und von der Verd mmung des Gasgemischs ab Wo gt In Bereichen der Anlage mit berdruck gegen ber der Atmosph re z B hinter einem Gebl se besteht das Risiko dass Gas in die Umgebung entweicht was zur Bildung einer giftigen Atmosph re zu einem Brand oder zu einer Explosions au erhalb des betreffenden Anlagenteils f hren kann In hnlicher Weise besteht bei Anlagenteilen mit innerem Unterdruck das Risko eines Lufteintritts so das sich eine Explosion innerhalb des Anlagenabschnitts ereignen kann gt Zur ckstr mendes Generatorgas ist eine potentielle Gefahr wenn die Ventile nicht ordnungsgem funktionieren 53 Vergaserleitfaden Potenzielle Gefahren und bew hrte Verfa
79. kobewertung 4 7 Software Tool fur die Risikobewertung Ein Software Tool RISK ANALYSER genannt ist entwickelt worden um die Durchf hrung der Risikobewertung die in diesem Leitfaden vorgeschlagen wird zu vereinfachen Die HSE Belange von kleinen Biomassevergasungsanlagen k nnen auf sehr strukturierte Art und Weise behandelt werden wenn die Beurteilung mithilfe des Software Tools durchgef hrt wird Die Zielgruppen des Software Tools sind in erster Linie die Hersteller Projektentwickler Betreiber Forscher und Errichter von Biomassevergasungsanlagen Die Software kann auch bei anderen Verfahrensarten als der Biomassevergasung angewendet werden Durch die Software wird ein empfehlenswertes Verfahren zur Risikobewertung umgesetzt das sich f r die Anwendung in kleinen Biomassevergasungsanlagen eignet und ausreichend ist Die ausgew hlte Methode die weiter oben vorgestellt wurde basiert auf einer HAZOP Studie und wurde um bestimmte Merkmale erweitert die speziell auf Biomassevergasungsanlagen zutreffen Das Verfahren zur Risikobewertung mithilfe des Software Tools geht in folgenden Schritten vor 1 Grunddaten der Anlage definieren Die grundlegenden Informationen der untersuchten Anlage sind bekannt Name des Projekts Anlagenhersteller Betreiber Leistung der Anlage etc 2 Prozesseinheiten definieren Die Anlage wird in Prozesseinheiten unterteilt die im Allgemeinen den einzelnen Prozessschritten entsprechen z B Vergaser Gask h
80. licher Rahmen und mittlere BVA jedoch in einigen Mitgliedsstaaten in den Geltungsbereich der Vorschriften welche die IVU Richtlinie in nationales Recht umsetzen Dies hat zur Folge dass in einzelnen Staaten auch fur Biomassevergasungsanlagen Emissions grenzwerte auf der Grundlage der besten verf gbaren Techniken festzulegen sind Im BREF Dokument ber Gro feuerungsanlagen aus dem Jahr 2006 wird die Vergasung von Biomasse als emerging technique in Entwicklung befindliche Technik beschrieben welche derzeit nur in Demonstrations und Pilotanlagen angewandt wird Dies kann als Hinweis darauf gewertet werden dass sich bei Biomassevergasungsanlagen gr eren wie auch kleineren Ma stabs die Techniken der Abgasreinigung ebenfalls noch in der Entwicklung befinden Die Fragen gt welche der bei Verbrennungsverfahren angewandten Techniken zur Emissionsbegrenzung sich erfolgreich auf Biomassevergasungsanlagen bertragen lassen und gt welche Emissionswerte auf diese Weise unter Ber cksichtigung sowohl umweltbezogener als auch wirtschaftlicher Erw gungen erzielt werden k nnen bed rfen noch einer Antwort Kapitel6 dieses Leitfadens enth lt eine kurze Beschreibung der Techniken zur Emissionsminderung die derzeit in kleinen Biomassevergasungsanlagen angewendet werden Reference Document on Best Available Techniques for Large Combustion Plants July 2006 http www jrc es pub english cgi 0 733169 35 Vergaserleitfaden Th
81. lt 5 MW Feuerungsleistung zu beschleu nigen und zwar durch die Entwicklung eines Leitfadens und eines Softwaretools zur Vereinfachung der Risikobewertung im Hinblick auf Aspekte der Sicherheit des Gesundheits und des Umweltschutzes HSE Aspekte Der Leitfaden kann auch bei der Um oder Nachr stung alter thermischer Anlagen in moderne Vergasungsanlagen angewendet werden insbesondere in osteurop ischen L ndern mit gro en Biomasse Ressourcen Das Ziel dieses Dokuments ist es den Hauptzielgruppen bei der Identifizierung von potentiellen Gefahrenquellen behilflich zu sein und ihnen eine angemessene Risikobewertung zu erm glichen Das Softwaretool soll bei der Risokobewertung eine zus tzliche Hilfe geben 1 2 Zielgruppen Verschiedene Organisationen Institute Industrieunternehmen und oder private Institutionen sind im Laufe eines Projekts w hrend der Entwicklung und Umsetzung einer Biomassevergasungsanlage in der einen oder anderen Phase beteiligt Zu den Interessengruppen und damit prinzipiell auch zur Zielgruppe geh ren Projektentwickler Ingenieure Gesetzgeber und Zulassungsbeh rden Investoren Berater Hersteller und Betreiber Zus tzlich spielen die betroffenen Gemeinden und politischen Entscheidungstr ger eine Schl sselrolle Die Ansichten und Bed rfnisse hinsichtlich der Biomassevergasungtechnologie k nnen unterschiedlich sein In manchen F llen k nnen die Interessen der Mitglieder der einzelnen Zielgruppen sogar
82. lung Gasreinigung Gasaufbereitung und Gasnutzung 3 Funktionen definieren Die Funktionen der einzelnen Prozesseinheiten m ssen definiert werden z B die Brennstoffversorgung f r den Vergaserabschnitt Sie stellen die Ausgangsdaten f r die Risikobewertung dar 4 Betriebsarten definieren In diesem Schritt wird eine kurze Beschreibung der vorgesehenen Betriebsarten verlangt An und Abfahren Normalbetrieb und Notabfahrbetrieb Dies hilft dabei die speziellen Gefahren in den verschiedenen Betriebsarten zu identifizieren 5 Programmmodule definieren Die Funktionen werden durch dedizierte Programmmodule erf llt die definiert werden m ssen Dies erfordert Informationen ber e Auslegungsparameter Druck Temperatur Fliessgeschwindigkeiten etc f r alle Betriebsbedingungen sowie ihre Minimal und Maximalwerte e Informationen ber Betriebsmittel und Zusatzstoffe Sicherheits eigenschaften Betriebstemperaturen und dr cke der verwendeten Stoffe etc e Textfeld f r zus tzliche Informationen falls erforderlich optional Diese umfassende Dokumentation der Informationen d rfte alle notwendigen Grundlagen f r die weitere Risikobewertung bereitstellen 6 Risikobewertung Das Programm unterst tzt die Risikobewertung durch Voreinstellungen von m glichen Ereignissen und Folgen Durch die Software erfolgt eine Einstufung des Risikopotentials gem der vorgeschlagenen Risikomatrix Wichtiger Hinweis Bei dieser ersten Risikobewert
83. men im Rahmen der ATEX Richtlinien erfordern insbesondere in staubiger Umgebung zu gebenAu erdem beinhaltet sie eine kurze Beschreibung der beiden entsprechenden ATEX Richtlinien und der Erl uteruung deren Zwecks und derer Anwendungsbereiche Pdf document http www shapa co uk pdf atex pdf Bundesministerium f r Arbeit und Soziales German Federal Ministry of Labour and Social Affairs TRBS 2152 Gef hrliche explosionsf hige Atmosph re DGUV Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung fr her HVBG BGR 104 Explosionsschutz Regeln EX RL Regeln f r das Vermeiden der Gefahren durch explosionsf hige Atmosph ren mit Beispielsammlung TRBS 2152 TRBS Technische Regeln f r Betriebssicherheit beschreibt Regeln f r den Schutz vor Gef hrdungen durch explosionsf hige Atmosph ren am Arbeitsplatz Wenn diese Regeln befolgt werden ist anzunehmen dass die Anforderungen der Betriebssicherheitsverordnung und der Gefahrstoffverordnung Erf llt werden Die TRBS 2152 wird auch in der BGR 104 Explosionsschutz Regeln erw hnt welche ihrerseits eine umfassende Beschreibung der Entstehung und der Verhinderung von gef hrlichen explosionsf higen Atmosph ren m glicher Z ndquellen und deren Vermeidung und konstruktiver Ma nahmen zur Abschw chung der Auswirkungen von Explosionen enth lt BGR 104 umfasst auch eine detaillierte Liste von praktischen Beispielen zur Ex Zoneneinteilung und zu Schutzma nahmen
84. mwelt insgesamt zu erreichen Die Situation bez glich der Genehmigungsanforderungen an Biomassevergasungs anlagen die sich aus der nationalen Umsetzung der IVU Richtlinie im Hinblick auf integrierte umweltrechtliche Genehmigungsverfahren ergeben ist in Tabelle 3 3 f r eine Reihe europ ischer Staaten dargestellt Stand 31 12 2007 Eine Vergasung von Abfall welche in den Geltungsbereich der Abfallverbrennungsrichtlinie 2000 76 EG fallen w rde ist nicht Gegenstand des vorliegenden Leitfadens 27 Vergaserleitfaden Rechtlicher Rahmen Tabelle 3 3 Nationale Vorschriften zur Umsetzung der IVU Richtlinie daraus resultierende Genehmigungsanforderungen fir kleine und mittlere BVA in denen naturbelassene Biomasse eingesetzt wird Staat Rechtsvorschriften zur Umsetzung der Genehmigungserfordernis f r IVU Richtlinie Biomassevergasungsanlagen Europa Richtlinie 96 61 EG vom 24 September Gem Anhang fallen BVA 1996 ber die integrierte Vermeidung und zurzeit nicht in den Geltungsbereich Verminderung der Umweltverschmutzung der IVU Richtlinie IVU Richtlinie Belgien Verordnung ber Umweltgenehmigungen Beispiel Ordonnance du 5 juin 1997 relative aux Br ssel permis d environnement du Minist re de la Region de Bruxelles Capitale Liste der klassifizierten Anlagen ja f r die Vergasung von Arr t du Gouvernement de la R gion de kohlenstoffhaltigem Material Bruxelles Capitale fixant la liste des
85. n Genehmigungsverfahren Belgien Genehmigungsverfahren fur klassifizierte Anlagen Beispiel Br ssel http www ibgebim be Templates Professionnels Informer aspx id 1210 amp langtype 2060 D nemark Heizkraftwerk Gasturbine oder Gasmotor im Leistungsbereich 1 5 MW thermisch Anlage 5 Abschnitt 3 der Genehmigungsverordnung BEK No 1640 vom 13 12 2006 https www retsinformation dk Forms R0710 aspx id 13040 Deutschland Biomassevergaser und Verbrennungsmotoren gt 1 MW FWL Verordnung ber das Genehmigungsverfahren 9 BImSchV 3 4 und 4a bis 4e http bundesrecht juris de bundesrecht bimschv_9 Zus tzliche Informationen und Antragsformulare sind auf dem Webseiten der Landesumweltministerien zu finden Suchstichworte Antrag Genehmigung Immissionsschutz lt Land gt z B f r Nordrhein Westfalen http www umwelt nrw de umwelt immissionsschutz genehmigungsverfa hren index php Frankreich Genehmigungsverfahren f r klassifizierte Anlagen http installationsclassees ecologie gouv fr Regime d autorisation html Informationen zu Details des Genehmigungsantrags hitp installationsclassees ecologie gouv fr Comment constituer le dossier de html GroBbritannien Planning process for renewable energy England und Wales http www berr gov uk energy sources renewables planning process pag e18680 html Energy from solid biomass plants background document http publications env
86. n des Sicherheits und Gesundheitsschutzes ergriffen werden m ssen Diese 46 Vergaserleitfaden Potenzielle Gefahren und bew hrte Verfahren Ma nahmen basieren auf dem vorhandenen Fachwissen innerhalb des Projekt konsortiums der Mitwirkung externer Berater allgemein verf gbaren Informationen und den Erkenntnissen aus Fallstudien Wie in Kapitel 1 bereits angesprochen sind Interessenkonflikte zwischen den Mitgliedern verschiedener Zielgruppen denkbar wie z B zwischen Endanwendern und Genehmigungsbeh rden oder Herstellern und Anlagenbesitzern Deshalb ist es notwendig einen m glichst vollst ndigen Einblick in alle relevanten HSE Fragen und in die nach internationalem Erkenntnisstand bew hrten Auslegungs und Betriebsweisen zu gewinnen 5 3 Gute Auslegungs und Betriebspraxis Eine dem Stand der Technik entsprechende Auslegung und Ausf hrung basierend auf einer angemessenen Risikobewertung und oder HAZID HAZOP Studie ist zwin gend erforderlich um eine Biomassevergasungsanlage auf dem Markt zu bringen Die meisten Risikobewertungen bieten einen allgemeinen berblick und sind nicht dazu gedacht in jeder Hinsicht vollst ndig zu sein Dies kann zu Fragen der Haftung f hren und ein falsches Gef hl von Sicherheit vermitteln Die folgenden Abschnitte geben eine allgemeine bersicht ber bew hrte Betriebsweisen und gute Ingenieurpraxis Diese m ssen aber nicht zwingend auf jeden Vergasertyp zutreffen so sind z B Sicherheitsfrag
87. n vorgeschlagene Ansatz orientiert sich grundsatzlich an den Methoden der HAZOP und FMEA Analyse Es existieren weitere Techniken zur Gefahrenidentifizierung die ebenfalls angewendet werden k nnen siehe Annex A Die Eintrittsh ufigkeit der einzelnen identifizierten gef hrlichen Ereignisse muss ermittelt werden z B Anhand von Ausfallraten von Ger ten vorhandenen Daten Ref 23 26 Ein untersuchtes gef hrliches Ereignis selbst kann durch verschiedene Ereignisse oder Situationen verursacht werden die alle bei der Berechnung der gesamten Ereignish ufigkeit ber cksichtigt werden m ssen Alle diese m glichen gef hrlichen Ereignisse m ssen analysiert werden um ihre m glichen Auswirkungen wie Br nde Explosionen Emissionen etc zu bestimmen Ref 26 siehe Abbildung Abb 4 3 Explosion Consequence 2 Exceeding of temperature limits Consequence 3 Consequence 1 Explosion Consequence 4 Fire further consequences leakage air intake e g failure e g gas scrubbing and transport Plant parts units e g quench scrubber tank leakage gas escape e g failure seal Abb 4 3 Strukturdiagramm f r die Gefahrenidentifizierung Die Identifizierung der m glichen gef hrlichen Ereignisse und ihrer Auswirkungen sollte von einem interdisziplin ren Expertenteam durchgef hrt werden Dabei sollten realistische Zahlen f r die Absch tzung der H ufigkeit und des Schwe
88. nbeschreibung Zeichnungssatz X Unfallregister X Logbuch X 69 Vergaserleitfaden Emissionsminderung 6 Emissionsminderung in Biomassevergasungsanlagen Wie in Kapitel 3 6 beschrieben ist fur Biomassevergasungsanlagen noch zu klaren gt welche der bei Verbrennungsverfahren angewandten Techniken zur Emissionsbegrenzung sich erfolgreich auf Biomassevergasungsanlagen bertragen lassen und gt welche Emissionswerte auf diese Weise unter Ber cksichtigung sowohl umweltbezogener als auch wirtschaftlicher Erw gungen erzielt werden k nnen 6 1 Techniken zur Emissionsminderung Die Beschreibung der Emissionen und der Emissionsminderungstechniken in diesem Kapitel bezieht sich auf die wesentlichen Prozesseinheiten einer Biomasseverga sungsanlage Die prinzipiell zu ber cksichtigenden Freisetzungspfade f r Emissionen stellen sich wie folgt dar Quellen der Freisetzung Substanzen o As 22 59 lt 8 0 gt jz in S 5 3 Is E Q zo 3 o 3138 33 98 3 BE Atmosph re A T g a r ET 2 19 Wasser W 2 Q foi 2 o x N ee cay al ZJ m Boden B a Brennstofflagerung und Handhabung A A A Ww B Wasserbehandlung Ww Ww Ww Ww Handhabung von Schlacken Aschen A Gasbehandlung A A A A A A A A Salzr ckgewinnung A W B Abwasserbehandlung W A WwW WwW Ww Gel ndeentw sserung incl W Ww Niederschlagswasser Kesselabschlammung Ww WwW Ww
89. ngen Schweiz Umweltschutzaspekte Emissionen Abfalle und Aspekte der Arbeitssicherheit werden im Rahmen des Baugenehmigungsverfahrens behandelt Das Baugesuch schlieBt eine Emissionserklarung und einen Antrag auf Plangenehmigung bzw Betriebsbewilligung einer Industrieanlage ein F r Baugenehmigungen sind die kantonalen Baubeh rden zust ndig Angaben zum Brandschutz der Anlage sind u a der kantonalen Feuerversicherung vorzulegen 3 6 Rechtlicher Hintergrund von Anforderungen mit Bezug auf Beste verf gbare Techniken Gem Artikel 2 der IVU Richtlinie bezeichnet beste verf gbare Techniken BVT den effizientesten und fortschrittlichsten Entwicklungsstand der T tigkeiten und entsprechenden Betriebsmethoden der spezielle Techniken als praktisch geeignet erscheinen l sst grunds tzlich als Grundlage f r die Emissionsgrenzwerte zu dienen um Emissionen in und Auswirkungen auf die gesamte Umwelt allgemein zu vermeiden oder wenn dies nicht m glich ist zu vermindern dabei bedeutet Techniken sowohl die angewandte Technologie als auch die Art und Weise wie die Anlage geplant gebaut gewartet betrieben und stillgelegt wird verf gbar die Techniken die in einem Ma stab entwickelt sind der unter Ber cksichtigung des Kosten Nutzen Verh ltnisses die Anwendung unter in dem betreffenden industriellen Sektor wirtschaftlich und technisch vertretbaren Verh ltnissen erm glicht gleich ob diese Techniken inn
90. ntsteht gt Bei der Emission von Abgasen Was kann geschehen CO Vergiftung bei CO Austritt zusatzlich Explosionsgefahr vgl 5 4 1 Erstickungsgefahr CO PAK Akute Vergiftung oder chronische Schadigung da einige Komponenten des Generatorgases z B PAKs karzinogen sind Reizung der Augen und der Atemwege gliche Gegenma nahmen Gasdichte Gestaltung des Systems siehe Abschnitt 5 5 Das Betriebspersonal sollte im Betrieb und bei Instandhaltungsarbeiten tragbare CO Warnger te mit sich f hren Station re CO Detektoren sollten im Brennstofflager im Vergasergeb ude und im Motoraufstellraum installiert sein und bei CO Werten oberhalb von 25 bzw 50 ppm alarmieren Leitwartenr ume sollten eine berdruckbel ftung erhalten Das Vergasergeb ude sollte gro z gig bel ftet werden Wenn sch dliche Fl ssigkeiten hoher Fl chtigkeit freigesetzt werden gelten die in Abschnitt 5 4 3 genannten Schutzma nahmen VVS V VVVWV VVWV 5 4 5 Bedienungsfehler Nur qualifiziertes Fachpersonal darf die Anlage bedienen und sie instandhalten Das Personal sollte beim Technologielieferanten oder direkt in der Anlage on the job anhand des Betriebshandbuchs des Herstellers in die Anlagenbedienung eingearbei tet werden Es verbleiben jedoch weiterhin potentielle Risiken die auf Bedienungs fehler zur ckgehen gt Wenn bei der Behebung eines Problems Alarmschwellenwerte autorisiert oder unautorisiert ver ndert wurden m
91. och mit der Einhaltung geeigneter Bedingungen verkn pft sein z B e Vorlage einer entsprechenden Herstellerbescheinigung dar ber dass mit dem gew hlten Anlagenkonzept eine Benzolkonzentration von weniger als 10 mg m sicher erreicht wird messtechnischer Nachweis durch eine qualifizierte Messstelle f r das vorgesehene Brennstoffband motorisch nicht nutzbares Holzgas sicher nachverbrannt wird CO Konzentration im Abgas lt 2 g m in Deutschland kann dies durch den Schornsteinfeger nachgewiesen werden ausgenommen einmal w chentliche An und Abfahrvorg nge die weniger als 5 Minuten andauern und Entwicklungsarbeiten an der Anlage die zu zus tzlichen An und Abfahrvorg nge f hren k nnen nicht erforderlich sind e J hrliche berpr fung der ordnungsgem en Funktion des Katalysators CO Abscheidegrad gt 70 durch Messungen der Kohlenmonoxidkonzentration vor und nach Katalysator in Deutschland kann dies durch den Schornsteinfeger erfolgen 75 Vergaserleitfaden Quellen 7 Literatur 1 Timmerer H L Lettner F Leitfaden Anlagensicherheit und Genehmigung von Biomassevergasungsanlagen Abschlussbericht Energiesysteme der Zukunft Nr 807786 2005 2 Osterreichisches Normungsinstitut ONORM M 7132 Energiewirtschaftliche Nutzung von Holz und Rinde als Brennstoff Begriffsbestimmung und Merkmale sterreichisches Normungsinstitut Wien 1998 3 Osterreichisches Normungsinstitut ONORM M 713
92. ogrammierbare Steuerungen mit einer unter brechungsfreien Stromversorgung USV auszustatten gt F r den Anlagenbetrieb wichtige Messpunkte kritische Temperaturen Dr cke etc sollten f r Notf lle oder f r den Fall dass das Prozessleitsystem ausf llt mit einem redundanten Messsystem berwacht werden gt Die Gas Luft Gemischzufuhr zum Motor sollte geerdet werden und abgeschirmte Leitungen sollten eingesetzt werden um Spannungs berschl ge zu vermeiden die zu einer Z ndung im Einlasssystem f hren k nnten gt Innnerhalb von Anlagenteilen in denen explosionsfahige Gas Luftgemische auftreten k nnen sollten Messger te und elektrische Einrichtungen den Anforde rungen der Zone 1 entsprechen andernfalls sollten andere Schutzma nahmen vorgesehen werden Im Vergaser selbst sollten die Einrichtungen den Anforde rungen der Zone 2 entsprechen Es ist dringend zu empfehlen eine Untersuchung zur Zoneneinteilung f r jeden Bereich der Anlage vorzunehmen da viele Anlagen f r eine Aufstellung im Freien ausgelegt wurden und die Zoneneinteilung wesentlich von den L ftungsbedingungen abh ngt gt Sicherheitsschalter und lokale Trennschalter sollten vorhanden sein an rotierenden Teilen o Schalttafeln und Steuerpulten o Druckentlastungseinrichtungen o kritischen Absperrorganen an gasf hrenden Anlagenteilen wie z B an der Materialzufuhr an Zyklonen und am Ascheaustrag gt Ein elektrisches Not Aus System das auf ganze Bereiche w
93. ohlenstoffhaltigen Stoffen in ein Produkt gas das haupts chlich aus CO H Methan und leichten Kohlenwasserstoffen besteht sowie aus CO2 H2O und No abh ngig vom angewendeten Verfahren Generatorgas Eine Mischung von Gasen die bei der Vergasung von organischem Material wie Biomasse bei relativ niedrigen Temperaturen 700 bis 1000 C erzeugt Vergaserleitfaden Inhalt wird Generatorgas besteht aus Kohlenmonoxid CO Kohlendioxid CO2 Stickstoff N2 und typischerweise einer Reihe von Kohlenwasserstoffen wie beispielsweise Methan CH Generatorgas kann als Brennstoff z B in einem Heizkessel oder in einem Verbrennungsmotor zur Stromerzeugung genutzt werden oder mit KWK verbrannt werden Die Zusammensetzung des Gases kann durch die Wahl der Vergasungsparameter ver ndert werden um f r die Verwendung als Brenngas Generatorgas oder Synthesegas optimiert zu werden Synthesegas enth lt fast ausschlie lich CO und H2 und ist f r die Synthese von fl ssigen Biokraftstoffen geeignet Synthesegas Ein Gasgemisch ausschlie lich aus Kohlenmonoxid CO und Wasserstoff H gt Im Anschlu an die Gasreinigung bei der alle Verunreinigungen wie z B Teere entfernt werden kann das Sythesegas Syngas eingesetzt werden um organische Molek le wie z B synthetisches Erdgas SNG Methan CH oder fl ssige Biokraftstoffe wie z B synthetischen Diesel herzustellen nach dem Fischer Tropsch Verfahren Umweltvertr glich Die Erhal
94. omponenten sollten so beschaffen sein dass sie sowohl einem berdruck als auch einem Unterdruck standhalten beispielsweise dem vollen Saugdruck des Hauptgasgebl ses Nach Abschaltung der Anlage kann sich durch Abk hlung ein Unterdruck einstellen 5 4 Sicherheitsaspekte in der Betriebspraxis Verschiedene gef hrliche Ereignisse mit unterschiedlichen Auswirkungen k nnen in einer Biomassevergasungsanlage auftreten Anhang A enth lt hierzu eine Checkliste Die gr ten Gefahren w hrend des Betriebs und oder der Instandhaltung von Vergasungsanlagen umfassen gt Erstickungs und Vergiftungsgefahr z B beim unvorhergesehenen Austritt von gef hrlichen Gasen und Fl ssigkeiten gt Explosions und Verpuffungsgefahren gt Brandgefahr gt Bedienungsfehler In den n chsten Abschnitten wird eine Beschreibung der einzelnen Gef hrdungen wie folgt gegeben gt wann und wo treten diese Gef hrdungen auf gt was kann geschehen potenzielle Auswirkungen und gt m gliche Gegenma nahmen entsprechend dem Stand der Technik 52 Vergaserleitfaden Potenzielle Gefahren und bew hrte Verfahren 5 4 1 Explosion Verpuffung Wann gt Gasexplosionen in BVA k nnen auftreten wenn ein Gemisch aus brennbaren Gasen haupts chlich CO H2 und gr ere Kohlenwasserstoffe und Sauerstoff innerhalb der Explosionsgrenzen mit einer wirksamen Z ndquelle zusammentrifft gt Das Innere einer Vergasungsanlage durchl uft routinem ig d
95. osionsschutzdokument gt schriftliche unternenmensbezogene Betriebsanweisungen Neben ffentlich rechtlichen Vorschriften sind Arbeitsschutzvorschriften der gesetzlichen Unfallversicherungstr ger zu beachten Hinzu kommen HSE bezogene Anforderungen der Versicherer wenn f r eine Biomassevergasungsanlage Sach oder Haftpflichtversicherungsschutz erlangt werden soll 3 4 Genehmigungsverfahren f r Biomassevergasungsanlagen Wenn eine Genehmigung f r die Errichtung und den Betrieb einer Biomasse vergasungsanlage erforderlich ist muss der Antragsteller detaillierte Angaben zu 30 Vergaserleitfaden Rechtlicher Rahmen dem Vorhaben machen Ablauf und Inhalte des Genehmigungsverfahrens sind regional unterschiedlich u a hinsichtlich gt der zust ndigen Beh rde n gt der Informationen die als Bestandteil des schriftlichen Genehmigungsantrags einzureichen sind gt der zu benutzenden Antragsformulare und gt der Zahl der einzureichenden Kopien des Genehmigungsantrags In der Tabelle 3 4 sind Informationsquellen als Weblinks und Suchstrategien zur Ermittlung offizieller Informationen zum Genehmigungsverfahren und zu den vorgeschriebenen Formularen f r eine Reihe europ ischer Staaten zusammen gestellt Tabelle 3 4 bersicht ber Informationsquellen zu den notwendigen Angaben in Genehmi gungsantragen f r Biomassevergasungsanlagen Staat Anwendungsbereich Art des Vorhabens Informationsquellen zu umweltrechtliche
96. pt fallen und f r diese Einrichtungen die erforderlichen CE Kennzeichnungen vornehmen und Konformit tserkl rungen ausstellen Es steht dem Hersteller der Biomasse vergasungsanlage frei Zukaufteile anderer Hersteller zu verwenden die bereits mit CE Kennzeichnungen und Konformit tserkl rungen oder mit Herstellererkl rungen geliefert werden Es besteht keine zwingende Verpflichtung f r den Hersteller die Gesamtanlage zu einem einzelnen Produkt im Sinne einer der genannten Richtlinien zu erkl ren und eine Konformit tserkl rung f r die Gesamtanlage auszustellen Der Hersteller der Biomassevergasungsanlage muss dem Betreiber jedoch eine Betriebsanleitung mitliefern z B in Form eines Betriebshandbuchs in der alle wesentlichen Gefahren behandelt werden die von der Anlage ausgehen und in dem auch die Schutzeinrichtungen und Sicherheitsvorkehrungen beschrieben sind die f r den sicheren Anlagenbetrieb erforderlich sind Dies schlie t die Inbetriebnahme die Au erbetriebnahme und Instandhaltung der Anlage ein In der Diskussion mit Experten aus verschiedenen EU Mitgliedsstaaten ergab sich dass unterschiedliche Auffassungen hinsichtlich der Anwendung einiger der in Tabelle 3 1 aufgef hrten Richtlinien auf Biomassevergasungsanlagen und hinsichtlich der Konsequenzen ergeben Bez glich der Maschinenrichtlinie wurde teils vorgeschlagen Biomassevergasungs anlagen wie eine Gesamtheit von Maschinen zu behandeln und eine Konformit tsbewer
97. r Biomassevergasung 3 1 Einleitung Die Planung die Errichtung die Inbetriebnahme und der Betrieb von Biomasse vergasungsanlagen BVA werden durch eine Vielzahl europ ischer und nationaler Vorschriften geregelt Bei der Ermittlung der f r kleine und mittlere Biomassever gasungsanlagen relevanten Regelungen erweist es sich als sinnvoll zun chst eine grobe Unterteilung vorzunehmen zwischen Anforderungen die sich auf die Auslegung die Herstellung und das Inverkehrbringen von BVA auf dem europ ischen Markt beziehen und Anforderungen an die Errichtung und den Betrieb solcher Anlagen Vereinfacht ausgedr ckt bedeutet dies zwischen den Pflichten des Herstellers einerseits und den Pflichten des Betreibers andererseits zu unterschei den Hersteller und Betreiberpflichten beruhen auf unterschiedlichen rechtlichen Grundla gen Der rechtliche Rahmen f r Sicherheitsanforderungen an Produkte die in Europa in den Verkehr gebracht werden ist in allen Mitgliedsstaaten der europ ischen Gemeinschaft weitgehend vereinheitlicht Die Anforderungen an den Anlagenbetrieb hingegen weisen deutliche regionale Unterschiede auf Das Ziel dieses Kapitels besteht darin einen generellen berblick ber die auf Biomassevergasungsanlagen anwendbaren Rechtsbereiche zu vermitteln und zwar sowohl aus der Sicht eines Herstellers als auch eines Betreibers Der Schwerpunkt liegt dabei auf Anforderungen der Arbeitssicherheit und des Gesundheits und Umweltschutzes
98. r Lagerung und Zuleitung von Hilfsmedien wie z B Erdgas oder Propangas geschenkt werden da diese unter erh htem Druck gelagert werden und das Risiko einer Freisetzung Leckage besteht Yv Y vV WV Was kann geschehen gt In den meisten F llen tritt eine schw chere Explosion eine sogenannte Verpuffung auf Diese wird z B durch instabilen Vergaserbetrieb verursacht durch den f r kurze Zeit lokal ein explosionsf higes Gemisch entsteht gt Aus der Theorie und Praxis ist bekannt da der Explosionsdruck im System von der Zusammensetzung des Produktgases abh ngt sowie von der Temperatur an der Stelle an der die Explosion oder Verpuffung stattfindet gt Der maximale Explosionsdruck von Holz Staub Luft Gemischen ist hnlich demjenigen von Gemischen brennbarer Gase mit Luft Die m gliche Schwere einer Staubexplosion ergibt sich hier haupts chlich aus dem gro en Volumen des z ndf higen Gemisches wenn sehr gro e Staubmengen aufgewirbelt werden k nnen Der Explosionsdruck ist generell abh ngig vom Grad der Verd mmung die im Fall von BVA im Inneren der Anlageteile am gr ten ist dort sind jedoch haupts chlich Gase vorhanden und nicht St ube gt Eine Gas oder Staubexplosion kann dem Geb ude der Ausr stung und anwe senden Personen erhebliche Sch den zuf gen gt Eine Gas oder Staubexplosion kann einen Folgebrand verursachen Ma nahmen zur Verringerung der Explosionsgefahren Die folgenden Ma nahm
99. r eingeleitet werden Normale Betriebsabl ufe gt Die Vorgehensweise bei manuellen Eingriffen w hrend des Normalbetriebs der Anlage sollte im Betriebshandbuch ausf hrlich dargestellt werden Notabfahrvorgang gt Die in der HAZID oder HAZOP Studie aufgezeigten Auswirkungen m ssen bei der Erarbeitung des Betriebshandbuchs und des Prozessleitsystems ber ck sichtigt werden Die Notabfahrprozeduren m ssen daher auf die spezifischen Bedingungen der einzelnen Anlagen angepasst werden gt Ein typischer Notabfahrvorgang umfasst folgende Elemente o Unterbrechung der Materialzufuhr zum Vergaser o Unterbrechung der Luftzufuhr zum Vergaser o Ableitung des Gases zur Fackel o Anmerkung Die Inertisierung des Vergasers mit Stickstoff ist in diesem Fall nicht wirksam da der Vergaser blicherweise eine gro e Menge Brennstoff und Holzkohle enth lt gt Es m ssen Vorgaben f r den Fall einer R umung der Anlage gemacht werden gt Uber das richtige Verhalten in R umungs und Notfallsituationen m ssen Besucher und Betriebsangeh rige beim Betreten der Anlage bzw vor der Arbeitsaufnahme unterrichtet werden Instandhaltung der Anlage gt Pr f und Wartungspl ne sollten f r Pr fungen beim Anfahren der Anlage und f r die wiederkehrende berpr fung von Messger ten auch bei ordnungsgem er 51 Vergaserleitfaden Potenzielle Gefahren und bew hrte Verfahren Funktion aufgestellt werden Wenn z B Drucktransmitterleitungen mit Te
100. r kurze Dauer Anmerkung Die Angabe einer Ger tekategorie z B II2G bezieht sich auf Ger teeigenschaften Sicherheitsniveau der Z ndquellenvermeidung und ist nicht mit der Zoneneinteilung eines explosionsgef hrdeten Bereichs zu verwechseln Vergaserleitfaden Begriffe fur Genehmigung und Anzeige Inhalt Die in verschiedenen Mitgliedsstaaten der EG offiziell verwendeten Begriffe und Synonyme f r eine Genehmigung Zulassung und f r eine Anzeige bezogen auf Anlagen sind nachstehend aufgef hrt Land Genehmigung Zulassung Anzeige Belgien permis d environnement d claration milieu vergunning aangifte Danemark godkendelse anmeldelse Deutschland Genehmigung Erlaubnis Bewilligung Zulassung Anzeige Anmeldung Frankreich autorisation d claration Gro britannien England und Wales authorisation permit license planning consent notification declaration Irland licence permit permission Italien autorizzazione comunicazione Niederlande vergunning wet milieubeheer aangifte Osterreich Bewilligung Schweden tillstand anmalan Schweiz Bewilligung Plan Anzeige Emissions Genehmigung Erklarung Spanien autorizaci n notificaci n Vergaserleitfaden Einf hrung 1 Einleitung 1 1 Zielsetzung Das Ziel des Projekts Vergaserleitfaden ist es die Durchdringung des Marktes mit kleinen Biomassevergasungssystemen
101. ranzen Bolzenrgr en Materialien f r die Verschraubung und Flansch Materialien mit verbundenen Druck Temperatur Bewertungen API API 570 2nd Edition 1998 Richtlinie f r Rohrleitungsuntersuchungen Umfasst die Inspektion Instandsetzung den Umbau und Neubewertungsverfahren f r die im Betrieb befindliche metallische Rohrleitungssysteme Legt die Anforderungen und Richtlinien fest mit denen Eigent mer Nutzer von Rohrleitungssystemen die Sicherheit und die mechanische Integrit t der Systeme gew hrleisten k nnen nachdem sie in Betrieb genommen wurden F r die Verwendung durch Organisationen die Zugang zu einer zugelassenen Kontrollstelle haben Reparaturstellen und technische Fachkr fte Kann verwendet werden f r jedes Rohrleitungssystem wenn es von Nutzen ist Inspektoren f r Rohrleitungssysteme sind wie in dieser Inspektionsrichtlinie angegeben zu zertifizieren 64 Vergaserleitfaden Potenzielle Gefahren und bew hrte Verfahren API API 510 Druckbeh lter Befasst sich mit der Wartung Inspektion Reparatur Umbau und Neubewertungsverfahren f r Inspektionsrichtlinie Instandhaltung Druckbeh lter die in der Erd l und chemischen Prozessindustrie eingesetzt werden Inspektion Bewertung Reparatur und Umbau API API RP 572 Inspektion von Befasst sich mit der Inspektion von Druckbeh ltern Es enth lt eine Beschreibung der verschiedenen Arten Druckbeh ltern von Druckbeh ltern und die
102. rechend der Art und Menge der auf dem Gel nde vorhandenen brennbaren Stoffe entsprechen gt Aufenthaltsr ume durch ausreichenden Abstand oder durch feuerbestandige W nde gesch tzt sein gt Die Zulufteinl sse zu Aufenthaltsbereichen sollten so gestaltet sein dass kein Rauch oder Gas eindringen kann gt Eine Brandschutzordnung ist aufzustellen und es sind ausreichende Mittel zur Brandbek mpfung bereitzustellen Die Besch ftigten sind im Gebrauch der Feuerl scheinrichtungen sowie ber das Verhalten im Falle einer Evakuierung zu schulen Die Brandschutzplanung schlie t die Abstimmung mit rtlichen Beh rden und ggf mit benachbarten Unternehmen ein gt Als Feuerl scheinrichtungen sollten Feuerl scher und ggf eine Sprinkleranlage installiert werden Die Brandschutzma nahmen m ssen mit der zust ndigen Brandschutzdienststelle abgestimmt werden Als festinstallierte Systeme kommen ggf auch Schauml scheinrichtungen und automatisch oder manuell betriebene L schsysteme in Betracht gt Alle Brandschutzsysteme sollten in einem sicheren Bereich der Anlage unter gebracht sein und durch ausreichenden Abstand oder feuerwiderstandsf hige W nde vom Brandbereich getrennt sein VVWV 58 Vergaserleitfaden Potenzielle Gefahren und bew hrte Verfahren gt Einrichtungen zur Branderkennung m ssen f r den Einsatz in staubiger Umgebung geeignet sein um die Ausl sung von Falschalarmen und ggf von automatischen L schma nahmen
103. regrades eines Ereignisses verwendet werden 4 4 Risikobewertung Der n chste Schritt des Verfahrens ist es die Risiken zu bewerten die mit den identifizierten gef hrlichen Ereignissen verbunden sind Das Risiko wird als die Kombination von einer Auswirkung Schweregrad und der Wahrscheinlichkeit H ufigkeit ihres Auftretens interpretiert Eine Risikomatrix erlaubt die grafische Darstellung dieser Kombination siehe Abbildung Abb 4 4 Ref 21 Ref 27 Ref 28 Sie stellt eine einfache Methode dar die Verteilung von Risiken zu visualisieren Gefahren grob einzuteilen oder eine einfache Risikoanalyse durchzuf hren Der wesentliche Vorteil der Matrix ist die einfache Darstellung der unterschiedlichen Risikoniveaus und der Umstand dass ihre Verwendung es erlaubt auf zeitaufw ndi gere quantitative Analysen zu verzichten wo diese nicht gerechtfertigt sind Bei der Anwendung der Risikomatrix k nnen die im vorangegangenen Schritt ermittelte Eintrittswahrscheinlichkeit und der Schweregrad in verschiedene Kategorien eingeteilt werden Tabelle 4 1 und 4 2 schlagen eine Struktur vor die daf r verwendet werden kann Eine Arbeitsgruppe die eine Risikobewertung durchf hrt kann eine andere Einteilung vornehmen z B mit mehr Kategorien 39 Vergaserleitfaden Theoretische Grundlagen der Risikobewertun Jedoch sollte die gew hlte Klassifizierung die Risikomatrix nicht berm ig verkomplizieren Ref 28 probable improbable unl
104. ring and Handling of Solid Biofuels Nordic Innovation Centre Oslo Oct 2008 82 Christiansen H F Danish Energy Agency pers nliche Mitteilung 33 Schmoeckel G Bayerisches Landesamt f r Umwelt LfU Bayern pers nliche Mitteilung 77
105. rinzipien definiert Ref 27 1 Prinzip HSE geht von der Erwartung aus dass geeignete Ma nahmen in Kraft sind um allen wesentlichen Gefahren zu begegnen und dass dabei zumindest verbindliche Regeln der Technik eingehalten werden unabh ngig von situationsbedingten Risikoeinsch tzungen 2 Prinzip Die Zone die zwischen den Bereichen der inakzeptablen und den weitestgehend akzeptierbaren Risiken ist der tolerierbare Bereich Risiken diesen Bereichs sind typischerweise Risiken die Menschen f r einen angestrebten Nutzen auf sich zu nehmen bereit sind und zwar in der Erwartung dass e die Art und das Ausma der Risiken richtig bewertet wurden und die Ergebnisse sachgerecht zur Festlegung von Schutzma nahmen verwendet wurden e das Restrisiko nicht unn tig hoch ist und so niedrig gehalten wird wie es vern nftigerweise praktikabel ist das ALARP Prinzip und e die Risiken wiederkehrend berpr ft werden um zu gew hrleisten dass sie den ALARP Kriterien weiterhin entsprechen beispielsweise durch die Ermittlung ob weitere oder neue Schutzma nahmen eingef hrt werden m ssen um zeitbedingten Ver nderungen gerecht zu werden wie z B neuen 45 Vergaserleitfaden Potenzielle Gefahren und bew hrte Verfahren Erkenntnisse hinsichtlich eines Risikos oder der Verf gbarkeit von neuen Techniken zur Minderung oder Vermeidung von Risiken 3 Prinzip Sowohl die H he einzelner Risiken als auch die von der T tigkeit od
106. rteilung bezogen auf die Untersuchung einer einzelnen Funktion 2 Is the remaining risk acceptable or not Risk Matrix gt counter measure i Tx 3 evaluate the next event of the event u om ist a a __ Abb 4 2 zeigt einen allgemeinen berblick ber die Prinzipien und die Methodik die einer Risikobewertung zugrundeliegen Alle Schritte der Bewertung m ssen gut dokumentiert werden um R ckverfolgbarkeit zu gew hrleisten Die folgenden Abschnitte geben die Grundlage f r die Durchf hrung der Gefahrenidentifizierung Hazard ID der Risikobewertung selbst RA und f r die Umsetzung von konkreten Ma nahmen zur Risikominderung RR Ein Beispiel f r die Risikobewertung anhand einer Prozess Konfiguration im Gesamtmodell ist im Software Tool Handbuch enthalten D11 Software Tool and Manual 4 3 Identifizierung der Gefahrenund ihrer Auswirkungen Die mit der Risikobewertung betraute Arbeitsgruppe muss f r jede definierte Funktion eine Gefahrenidentifizierung vornehmen Diese besteht aus der Identifizierung aller Situationen und Ereignisse die sch dlich f r Menschen und die Umwelt sein k nnen Diese gef hrlichen Ereignisse k nnen unterschiedlicher Natur sein Abnormale Betriebsbedingungen Temperatur und Druck Versagen von Anlagenteilen Leckagen Bedienfehler Austritt von Stoffen etc VVVVVV 38 Vergaserleitfaden Theoretische Grundlagen der Risikobewertung Der in diesem Leitfade
107. s Ventile verkleben die im Kontakt mit Pyrolyse oder Genera torgas stehen sollte das Gas automatisch abgefackelt werden gt Beim Sp len des Leitungssystems zwischen Vergaser und Verbrennungsmotor m ssen gase abgeleitet werden Beim Anfahren der Anlage durchl uft das Gas gemisch in den Rohren immer den Bereich zwischen der unteren und der oberen Explosionsgrenze gt Das Gasfackelsystem sollte ausgestattet sein mit o einer automatischen Z ndung o einer Flammentiberwachung und o einer Wasservorlage Wassertasse Es wird empfohlen eine HAZOP Studie durchzuf hren um ein Verst ndnis f r die Sicherheitsanforderungen des Gasfackelsystems zu gewinnen und um geeignete Ma nahmen abzuleiten wie z B die Sp lung mit Inertgas Sicherheitseinrichtungen Folgende Einrichtungen oder Hilfsmittel sollten in jedem Geb ude Teil der Vergasungsanlage vorhanden sein gt Einrichtungen zur Branderkennung und Brandbek mpfung die international aner kannten Vorgaben entsprechend der Art und Menge der auf dem Gel nde vorhandenen brennbaren Stoffe entsprechen CO Gasdetektoren Ger te zur Brandbek mpfung Pers nliche Schutzausr stung Geh rschutz Schutzbrillen Schutzhandschuhe Atemschutzger te tragbare CO Warnger te Notfalleinrichtungen Notduschen Verbandk sten Vv VVWV 50 Vergaserleitfaden Potenzielle Gefahren und bewahrte Verfahren 5 3 3 Empfehlungen fiir Betriebsablaufe und Uberwachung Wichtige Betriebsablaufe d
108. spezifische Ma nahmen nicht ausreichen um vorgegebene Emissionsgrenzwerte einzuhalten Zur garantierten Erf llung der Emissionsanforderungen ist prinzipiell die Anwendung verschiedener Abgasnachbehandlungsverfahren unter Einbeziehung von Katalysatoren oder der Abgas Nachverbrennung m glich Langj hrige Erfahrung in Bezug auf die Wirksamkeit und Lebensdauer von Katalysatoren ist derzeit noch nicht verf gbar Die Lebensdauer wird wesentlich durch Katalysatorgifte wie Schwermetalle Alkaliverbindungen etc beeinflusst die z T sehr schnell die Aktivit t der katalytischen Beschichtung herabsetzen 2 8 Abgasreinigung Abh ngig von den geltenden Emissionsbestimmungen muss das Abgas gereinigt werden um einen zu hohen CO C H NOx oder Staubgehalt zu verringern Die zul ssige Emission h ngt vom Sauerstoffgehalt des Abgases ab Manche Motoren laufen zur Reduktion der CO Emission im sogenannten Magergemischbetrieb dies hat einen relativ hohen Sauerstoffgehalt im Abgas zur Folge Detaillierte Daten ber die Zusammensetzung von BVA Motorabgasen sind nur in sehr begrenztem Umfang verf gbar In j ngster Zeit hat sich die Konzentration von Benzol als ein Problem herausgestellt f r das es bisher noch keine zufrieden stellende L sung gibt 17 Vergaserleitfaden Beschreibung der Technologie 2 9 Eigenschaften von Generatorgas und damit verbundene HSE Aspekte 2 9 1 Typische Zusammensetzung und physikalische Eigenschaften des Gases
109. sreinigung kann die f hlbare W rme oft nicht genutzt werden Beim Betrieb einer BVA ergibt sich ein erh htes Gefahrenpotenzial aus dem Umstand dass ein potenziell explosionsf higes giftiges und brennbares Gasgemisch erzeugt und genutzt wird Mit dem Generatorgas und den entstehenden R ckst nden und Umwandlungspodukten Asche Fl ssigkeiten Abgase sind folgende wesentliche Gefahren Risiken verbunden gt Explosion und oder Brand gt Gesundheitsschaden bei Menschen Vergiftung Erstickungsgefahr L rm hei e Oberfl chen Br nde und Explosionen und gt Verschmutzung der Umwelt und der Anlagenumgebung Um solchen nachteiligen Auswirkungen entgegenzuwirken m ssen f r die erfolg reiche Markteinf hrung einer sicheren und umweltfreundlichen Biomasseverga sungstechnologie angemessene Vorkehrungen getroffen werden 2 2 Brennstofflagerung Vorbehandlung Transport und Zufuhr Die Lagerung der Transport und die Vorbehandlung des Brennstoffs k nnen die Brennstoffeigenschaften z B das Trocknen bei der Lagerung und die Stabilit t des Vergasungsprozesses beeinflussen z B die Qualit t des Generatorgases die Stabilit t der W rme und Stromerzeugung etc Der Brennstoff wird in der Regel in einem separaten Geb ude in der N he des Hauptgeb udes der Vergasungsanlage gelagert Meistens wird die Gr e des Brennstofflagers auf der Grundlage des Brennstoffbedarfs f r 2 3 Tage Anlagenbetrieb festgelegt um ein Wochenend
110. ssen diese anschlie end wieder in den Ursprungszustand zur ckgesetzt werden gt Sicherheitsbezogene Anderungen an der Prozesssteuerung d rfen nur von besonders ausgebildetem Personal durchgef hrt werden und m ssen im Logbuch dokumentiert werden Im Betriebshandbuch m ssen hierzu eindeutige Hinweise und Anleitungen enthalten sein z B Andern von Alarmeinstellungen Umprogrammierung gt Durch Betriebsanweisungen sollte festgelegt werden welche T tigkeiten durch einzelne Personen oder nur durch mehrere Personen ausgef hrt werden d rfen 5 5 Normen und Standards Hinsichtlich der Herstellung von Biomassevergasungsanlagen einerseits und ihres Betriebs andererseits existieren unterschiedliche Regeln und Normen 60 Vergaserleitfaden Potenzielle Gefahren und bew hrte Verfahren Anwendbare EU Richtlinien sind in Kapitel 3 zusammengestellt Eine aktuelle Liste harmonisierter Normen zu diesen europ ischen Richtlinien ist im Internet zu finden unter http ec europa eu enterprise newapproach standardization harmstds reflist html Bestimmungen f r den Betrieb von BVA finden sich typischerweise in nationalen Vorschriften technischen Regelwerken usw sind aber nicht in Normen wie z B EN oder ISO Normen festgelegt Vergasungsanlagen bed rfen hinsichtlich der Gestaltung des Baus und des sicheren Betriebs einer Genehmigung der rtlichen Brandschutzdienststelle und der Zulas sungsbeh rde In manchen F llen sind erg nzen
111. stoffhaltiger Verbindungen z B Ammoniak als Bestandteile des Vergasungsgases f hrt zur Bildung von Brennstoff NO Durch Magerbetrieb des Motors Betrieb mit Luft berschuss kann die Gesamtemission von NO minimiert werden die hiermit verbundene niedrige Verbrennungs und Abgastemperatur bewirkt jedoch tendenziell einen h heren CO Gehalt im Motorabgas Um akzeptable Emissionswerte zu erreichen ist in Abh ngigkeit von den im Vergasungsgas enthaltenen Verbindungen ggf eine Kombination verschiedener Rohgas und Abgasreinigungstechniken erforderlich 6 2 Emissionsgrenzwerte Soweit nationale Vorschriften europ ischer Staaten Emissionsgrenzwerte f r das Abgas gasbetriebener Verbrennungsmotoren enthalten sind zumeist keine spezifischen Anforderungen f r die Nutzung von Gas aus der thermischen Biomassevergasung festgelegt worden In umweltrechtlichen Genehmigungsverfahren werden dann h ufig Emissionsgrenzwerte herangezogen 72 Vergaserleitfaden Emissionsminderung die urspr nglich f r die gasmotorische Nutzung anderer Brennstoffe z B Biogas aufgestellt wurden Es bleibt zu pr fen ob die f r andere Gasarten festgelegten Emissionsgrenzwerte auch in Biomassevergasungsanlagen den besten verf gbaren Techniken bzw dem Stand der Technik f r die Emissionsminderung bei Verbrennungsmotoren entsprechen Wesentliche Prozesskenngr en insbesondere der CO Gehalt im Brenngas unterscheiden sich signifikant Emissionsgrenzwerte die auf
112. t getrockneter Biomasse wird Staub freigesetzt Geschlossene F rdersysteme k nnen die Staubfreisetzung minimieren Wie in Abschnitt 5 4 1 beschrieben ist die regelm ige Reinigung der Anlage einschlie lich der Entfernung von Staubablagerungen eine wesentliche Ma nahme um die Selbstentz ndung von Staubschichten auf hei en Oberfl chen und Staubexplosionen zu verhindern 6 1 2 Vergasungsreaktor Durch den Betrieb eines Vergasungsreaktors bei Umgebungsdruck oder leichtem Unterdruck lassen sich gasf rmige Emissionen des Reaktors generell minimieren blicherweise ist es bereits f r einen stabilen Reaktorbetrieb und f r eine gute Gasqualitat erforderlich den Reaktor so zu gestalten dass Gasleckagen und unkontrollierte Gasstr me in den Reaktor oder aus dem Reaktor heraus nicht auftreten k nnen W hrend der An und Abfahrphasen des Vergasungsreaktors ist die Gasqualit t f r eine Nutzung im Gasmotor m glicherweise unzureichend F r diese Betriebsphasen sowie bei einem vor bergehenden Ausfall des Gasmotors kann eine Fackel oder eine hnliche Einrichtung eingesetzt werden um das erzeugte Gas zu verbrennen und so die Freisetzung unverbrannten Gases in die Atmosph re zu vermeiden vgl Abschnitt 5 3 2 Der Austrag der Asche aus dem Vergasungsreaktor kann eine Emissionsquelle f r Staubemissionen darstellen Sofern im Reaktor eine kohlenstoffreiche Asche gebildet wird sind zus tzliche Ma nahmen zur Vermeidung einer Selbstentz nd
113. tem und Anlagendokumentation Apparateauslegung etc 36 Vergaserleitfaden Theoretische Grundlagen der Risikobewertung gt Definierte Betriebszust nde Kenntnis der Vorg nge beim An und Abfahren sowie im normalen Betrieb Regelungsstrategien gt Angaben zu Betriebsmitteln Gasgemischen und Stoffstr men z B Abwasser Gasreinigungsr ckst nde St ube Abgas sowie die entsprechenden Stoffeigenschaften Toxizit t Explosionseigenschaften etc gt Gew nschte Betriebsbedingungen Temperatur Druck Stoffstr6me und Gaszusammensetzung gt Geratelisten Auslegungsdetails gt Massen und Energiebilanzen Stoffstrominformationen Temperatur Druck Zusammensetzung Schadstoffbelastung etc gt Informationen Uber die Umgebung der Anlage geographische Bedingungen Umweltaspekte etc Preparation Analysis amp System Description Ambience Plant Abutting owner private Technology description person industry etc and Classification Infrastructure Description of the actual Meteorological and plant state existing plants geographical basic data Description of plant utilities Risk Identification and Occurrence Consequence Analysis Probability Check list Whatif Method Dow and Mond Index eta On people animals the Hazard and Operability Studies HAZOP Propagation environment the plant side Failure Modes Effects and Criticality Analysis Delphi Method MOSAR Method Effect ass
114. ten die in Zusammenhang mit der Arbeitsorganisation stehen Alle Gegenma nahmen m ssen in der Betriebsanleitung dokumentiert sein Aus diesem Grund ist das Verfahren zur Risikobewertung kein direkter linearer Prozess 22 Tats chlich kann die Umsetzung von Gegenma nahmen das urspr ngliche Verfahren ver ndern Es k nnen neue gef hrliche Ereignisse entstehen Eine Neubewertung der Risiken f r das ver nderte Verfahren kann notwendig sein Px Prevention Mx Mitigation measures measure Abnormal ie operation ys Flare Filters M2 P2 M1 Alarms Failure of Function Alarms P6 om M5 Barriers Abb 4 5 Fliegen Diagramm f r die Risikobewertung 4 6 Dokumentation der Ergebnisse einer Risikobewertung Die Dokumentation der Ergebnisse einer Risikobewertung und der entsprechenden Ma nahmen zur Risikominderung sind unerl lich f r die R ckverfolgbarkeit Dies wird in aller Regel in Form einer Tabelle mit strukturierten Listen der Ereignisse und die zugeh rigen Konsequenzen dargestellt Eine derartige Methode kann mit Hilfe von Computer Software realisiert werden was erheblich dabei helfen kann die Dokumentation zu strukturieren und Querverweise zu wiederkehrenden Ereignissen und ihren Folgen zu erstellen 42 Vergaserleitfaden Theoretische Grundlagen der Risi
115. ten in getrennten schallisolierten R umen aufgestellt werden Vv 47 Vergaserleitfaden Potenzielle Gefahren und bew hrte Verfahren 5 3 2 Gute Auslegungspraxis f r verfahrenstechnische Anlagenteile Die Anwendung guter Auslegungspraxis Good Engineering Practice GEP im Hinblick auf verfahrenstechnische Apparate und Anlagenteile liegt in der Verantwortung des Herstellers Wenn die Anlage ordnungsgem und nach den Grunds tzen der EG Maschinenrichtlinie entworfen und gebaut wurde sollten alle wesentlichen Gefahrenquellen beseitigt worden sein Werkstoffauswahl gt Reaktor Beh lter Ventile und Rohrleitungen sollten aus hochwertigen Werkstof fen gefertigt werden gt Vergaser und Gask hler sollten aus w rmebest ndigem Edelstahl oder aus anderen geeigneten Werkstoffen hergestellt werden gt Chemikalienbest ndiger Edelstahl wird f r den Bereich der Gaswasche und die Leitungen und Beh lter f r Waschl sungen empfohlen Gascdichtheit Gasdichtheit ist wichtig um das Entweichen von Gasen und das Einstr men von Luft zu verhindern Sonst kann es zur Bildung von explosionsf higen Gemischen und oder dem Entweichen von giftigen Gasen kommen Folgende Ma nahmen sind geeignet um Gasdichtheit zu gew hrleisten gt SchweiBverbindungen sind gegen ber Flanschverbindungen zu bevorzugen insbesondere bei ber 500 C hei en Rohrleitungen Bei Flanschverbindungen sind geeignete thermisch und chemisch best ndige Di
116. toffen Gew sserschutz Teer Sp lfl ssigkeiten Chemikalien f r die Wasseraufbereitung Benutzung von K hlwasser Bodenschutz Teer Sp lfl ssigkeiten Chemikalien f r die Wasseraufbereitung 25 Vergaserleitfaden Rechtlicher Rahmen Tabelle 3 2 Forts Hauptaspekt Detailaspekte Bedeutung fur Biomassevergasungsanlagen Arbeitssicherheit Arbeitssicherheit allgemein Gefahrdungsbeurteilung SchutzmaBnahmen und Betriebsanweisungen Pers nliche Gesundheitsschutz Schutzausr stung Notfallma nahmen Gefahrstoffe und Biostoffe Zwischenprodukte Holzgas CO Teer T tigkeiten mit Chemikalien Sp lfl ssigkeiten Chemikalien f r die Wasseraufbereitung Biologische Arbeitsstoffe Lagerung von Biomasse Brand und Exlosions brennbares Holzgas spezielle gefahren Schutzma nahmen beim Anfahr und Explosionsschutz Abfahrbetrieb Beurteilung der Explosionsgef hrdung Zoneneinteilung berwachungsbed rftige besondere Anforderungen f r bestimmte Arten Anlagen von Anlagen und Einrichtungen Druckger te Anforderungen bez glich der Errichtung und Instandhaltung wiederkehrende Pr fungen Elektrische Anlagen Anforderungen bez glich der Errichtung und Instandhaltung wiederkehrende Pr fungen Maschinen Anforderungen bez glich der Errichtung und Instandhaltung wiederkehrende Pr fungen Andere Erneuerbare Energien und m gliche Auswirkungen auf die Auslegung der Regelungen
117. tung einer gesunden Umwelt und der Schutz von lebenserhaltenden kologischen Prozessen Es beruht auf fundiertem Wissen und bedarf oder wird resultieren in Produkten Herstellungsverfahren Entwicklungen etc die mit lebenswichtigen kologischen Prozessen und der menschlichen Gesundheit harmonisieren Verpuffung Eine Explosion deren Reaktionszone Flammenfront sich mit einer Geschwindigkeit unterhalb der Schallgeschwindigkeit ausbreitet Detonation Eine Explosion deren Reaktionszone sich mit einer Geschwindigkeit oberhalb der Schallgeschwindigkeit ausbreitet CE Kennzeichnung Die CE Kennzeichnung eines Produkts symbolisiert die Einhal tung aller auf das Produkt anwendbaren EG Richtlinien welche diese Kennzeich nung vorsehen Zoneneinteilung Zonen 1 2 und 22 gem der Richtlinie 1999 92 EG Zone 1 Ein Ort an dem eine explosionsf hige Atmosph re als Gemisch aus Luft und brennbaren Stoffen in Form von Gas Dampf oder Nebel beim normalen Betrieb wahrscheinlich gelegentlich auftritt Zone 2 Ein Ort an dem eine explosionsf hige Atmosph re als Gemisch aus Luft und brennbaren Stoffen in Form von Gas Dampf oder Nebel beim normalen Betrieb wahrscheinlich nicht auftritt Wenn eine solche Atmosph re auftritt bleibt sie nur f r eine kurze Zeit bestehen Zone 22 Ein Ort an dem eine explosionsf hige Atmosph re in Form einer Wolke brennbaren Staubes in Luft bei normalem Betrieb wahrscheinlich nicht entsteht wenn doch dann nur f
118. tung und erkl rung gem der Maschinenrichtlinie f r diese Gesamtheit vorzunehmen bzw auszustellen F r diesen Vorschlag spricht dass 1 Leitfaden f r die Umsetzung der nach dem neuen Konzept und dem Gesamtkonzept verfassten Richtlinien Europ ische Kommission Luxemburg 2000 22 Vergaserleitfaden Rechtlicher Rahmen gem der Maschinenrichtlinie eine Gefahrenanalyse grunds tzlich alle mit der Maschine verbundenen Gefahren zu ber cksichtigen hat d h neben mechanischen Gefahren sind auch Gefahren z B durch Elektrizit t extreme Temperaturen Vibrationen L rm Freisetzung von Gefahrstoffen sowie Brand und Explosionsgefahren zu betrachten Dem Vorschlag wurde entgegengehalten dass bereits die allgemeinen Produktsicherheits und Produkthaftungsanforderungen eine umfassende Gefahrenanalyse und Risikobewertung seitens des Herstellers eines Produkts erfordern ohne dass das Produkt dazu notwendiger Weise dem Geltungsbereich einer einzelnen nach dem neuen Konzept verfassten Richtlinie zugeordnet werden m sste Im brigen wird bereits in den von der Europ ischen Kommission herausgegebenen Erl uterungen zu den Richtlinien 98 37 EG ausgef hrt Die Bestimmung des Begriffs Gesamtheiten von Maschinen sollte mit gesundem Menschenverstand und Augenma ausgelegt werden Es w re unsinnig diesen z B auf komplette Industrieanlagen wie Elektrizit tswerke oder Olraffinerien ausdehnen zu wollen Eine zweckm ige L sung f r
119. tzlich die potentielle Brandgefahr 14 Vergaserleitfaden Beschreibung der Technologie 2 3 Hilfsbrennstoffe und Betriebsmittel Zus tzliche Brennstoffe und Medien sowie Betriebsmittel k nnen f r einen stabilen Anlagenbetrieb im Normalbetrieb und bei der Instandhaltung ben tigt werden Tabelle 2 1 zeigt eine bersicht Table 2 1 Beispiele f r Zusatzstoffe und Betriebsmittel Medien Einsatzzweck Erdgas Propangas Hilfsfeuerung beim Anfahren Bio Diesel Hilfsfeuerung Z ndstrahlmotor Bio le Schmierstoffe Waschmedium Gasreinigung Stickstoff Inertisierung Sp lgas Wasser Dampf Vergasungsmittelzufuhr K hlmittel Luft und Druckuft Vergasungsmittelversorgung Betriebsmittel f r Bet tigungsorgane der Anlage Strom Gasgebl se F rderb nder Ventilatoren etc 2 4 Der Vergasungsreaktor Die thermochemische Umwandlung von fester Biomasse in ein rohes Generatorgas findet im Vergasungsreaktor Vergaser statt In kleinen Anlagen werden haupts chlich Aufstrom und Fallstromvergaser eingesetzt Abb 2 2 Die Reihenfolge der Umwandlungsschritte von Biomasse wie das Trocknen die Pyrolyse die partielle Oxidation und die Reduktion h ngt von der Art des Vergasers ab In letzter Zeit wurden Konzepte entwickelt und umgesetzt bei denen verschiedene Bereiche voneinander physisch getrennt sind vor allem die Pyrolyse von der partiellen Oxidation Der Hauptgrund f r diese Trennung ist die Optimier
120. u aux missions de toute nature des installations class es pour la protection de l environnement soumises a autorisation ja fur die Erzeugung brennbaren Gases 1410 und f r die Verbrennung eines nicht standardisierten Brennstoffs wenn die Feuerungsw rmeleistung 0 1 MW bersteigt 2910 Gro britannien The Pollution Prevention and Control mit der Environment Agency zu England und England and Wales Regulations 2000 kl ren Wales The Environmental Permitting England vgl Schedule 1 Part 1 Section 1 1 and Wales Regulations 2007 Combustion Activities und Section 1 2 Gasification Liquefaction and Refining Activities Irland Umweltschutzgesetz 1992 und 2003 BVA fallen nicht in den Protection of the Environment PoE Act Geltungsbereich 1992 and 2003 Italien IVU Gesetz 2005 BVA fallen nicht in den Decreto Legislativo 18 febbraio 2005 n 59 Geltungsbereich Attuazione della direttiva 96 61 CE relativa alla prevenzione e riduzione integrate dell inquinamento Umweltschutzverordnung ja Art 269 Decreto Legislativo 152 del 3 aprile 2006 recante norme in materia ambientale Niederlande Umweltgesetz Wet milieubeheer Wm Anlagen und Genehmigungsverordnung ja stationare Verbrennungsmotoren Inrichtingen en vergunningenbesluit gt 1 5 kW Cat 1 1 1b milieubeheer Ivb Wassergesetz Wet verontreiniging oppervlaktewateren Wvo Osterreich Gewerbeordnung GewO 1994 zuletzt
121. und ihre definierte charakteristische Temperatur von 29 C 20 F bis 186 C 366 F liegt b Power Boiler nach BPV Code2 Section und externe Boiler Leitungen gem B31 1 c Rohre Rohrverteiler Crossoververbindungen und Verteilrohr von Heizungen die sich in der Einhausung der Heizung befinden und d Druckbeh lter Hitzeaustauscher Pumpen Kompressoren und weitere Fl ssigkeitsverarbeitende Ger te inklusive interne Rohrleitungen und Verbindungen f r externe Rohrleitugen IGEM IGE UP 1 New Edition 2 2003 IGE UP 1 Edition 2 bietet eine praktische Anleitung f r Gasfachkr fte die Belastungs und www igem org uk Leitfaden f r kommerzielle Dichtheitstests durchf hren sowie Leitungen reinigen im kommerziellen Sektor Gasdichtheituntersuchuungen und Reinigungsanforderungen 63 Vergaserleitfaden Potenzielle Gefahren und bew hrte Verfahren IGEM Energy Institute Publications http www igem org uk Tech nical energyinstitute asp IP Model Code of Safe Practice Part 13 Druck Untersuchung des Leitungssystems Zweck dieser Richtlinie ist es ein Leitfaden f r das sichere Vorgehen bei wiederkehrenden Dichtigkeitsuntersuchungen und der Pr fung von Rohrleitungssystemen die in Erd l und der chemischen Industrie eingesetzt werden zu erstellen Die Richtlinie enth lt die allgemeinen Anforderungen in Bezug auf die Bereitstellung und Wartung von geeigneten Dokumentationen wiederkehrende Untersuchungen
122. ung der einzelnen Schritte und die Minimierung der Teerproduktion Am Ausla enth lt das Generatorgas sowohl die gew nschten Produkte als auch Nebenprodukte gt gew nschte Produkte Permanentgase H2 CO CH4 CO2 N2 und Asche mit niedrigem Restkohlenstoffgehalt gt unerw nschte Nebenprodukte Feststoffpartikel Staub Ru anorganische Alkalimetallverbindungen und organische Verunreinigungen Teere oder PAK polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe biomass biomass biomass drying drying drying pyrolysis pyrolysis pyrolysis reduction producer gas oxidation oxidation a reduction oxidation i reduction oxidation 15 Vergaserleitfaden Beschreibung der Technologie Abbildung 2 2 Typische Vergaser Konfigurationen bei kleinen bis mittelgroBen Anlagen Aufstrom Fallstromvergaser Doppelfeuergaserzeuger und zweistufige Vergaser 2 5 Gaskuhlung Das Ziel der Gask hlung ist es die Temperatur des Gases auf einen bestimmten Wert zu reduzieren und zwar gt zur Behandlung des Generatorgases z B Gasreinigung in Gewebefiltern oder gt zur Nutzung im Gasmotor K hlung erh ht die Energiedichte des Gases Dabei ist es empfehlenswert die f hlbare konvektive W rme des Gases zur ckzugewinnen und zwar zur Bereitstellung von gt interner Prozessw rme Dampfversorgung Verdampfungsenergie etc gt Prozesswarme f r die Fernw rmeversorgung Entsprechend der in
123. ung der Asche beim Kontakt mit Umgebungsluft erforderlich z B ein nasser Ascheaustrag wodurch auch Staubemissionen vermieden werden k nnen 6 1 3 Gask hlung und Gasreinigung Um einen zuverl ssigen und st rungsfreien Betrieb des Gasmotors zu erm glichen ist es blicherweise erforderlich Teer und Staub aus dem erzeugten Rohgas zu entfernen au er bei Vergasungsreaktoren die bereits ein extrem sauberes Rohgas erzeugen Wie in Kapitel 2 5 und 2 6 beschrieben kann zur Reinigung des Rohgases eine Kombination aus einem Gaszyklon und trocken arbeitenden Filtern oder nassen Gasw schern eingesetzt werden fallweise erg nzt durch elektrostatische Abscheider Auf diese Weise kann die Beladung des Gases mit Teerkomponenten h herer Molek lmasse z B polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen PAK minimiert werden aber f r organische Komponenten mit 71 Vergaserleitfaden Emissionsminderung hohem Dampfdruck z B Benzol ist dieses Verfahren nicht oder nur begrenzt wirksam Sofern das Rohgas Ammoniak in erheblichem Anteil enth lt ist die Ammoniakentfernung z B mittels nasser Gasw sche erforderlich um die Bildung von Brennstoff NO im Gasmotor zu vermindern Wenn bei der Gasreinigung fl ssige R ckst nde mit erheblichem Gehalt an organischen Stoffen anfallen k nnen diese ggf zur thermochemischen Umsetzung in den Vergasungsreaktor zur ckgef hrt oder in anderen Einrichtungen der Anlage zur thermischen Umwandlung e
124. ung von Strom mit diesen Anlagen unterliegt dem Elektrizitatswirtschaftsrecht der sterreichischen Bundesl nder D nemark Genehmigungsanforderungen an BVA im Bereich von 1 5 MW thermischer Leistung sind im Anhang 5 Abschnitt 3 der Genehmigungsverordnung BEK Nr 1640 vom 13 12 2006 aufgef hrt Diese Verordnung enth lt eine detaillierte Beschreibung der vom Antragsteller im Genehmigungsantrag vorzulegenden Informationen Deutschland F r BVA mit weniger als 1 MW Energie quivalent des erzeugten Gases bzw Feuerungsw rmeleistung des BHKW ist eine Baugenehmigung durch die rtliche Bauordnungsbeh rde erforderlich F r gr ere Anlagen ist ein umweltrechtliches Genehmigungsverfahren nach dem Bundes Immissionsschutzgesetz durchzuf hren wobei diese Genehmigung andere relevante Genehmigungen z B nach Baurecht einschlie t Erfahrungsgem kann die L rmemission des BVA Betriebs ein wesentliches Kriterium f r die Auswahl eines geeigneten Anlagenstandorts sein Niederlande Genehmigungen f r kleine BVA werden durch lokale Beh rden erteilt meistens durch die Kommune oder die Provinz Die Baugenehmigung ist davon abh ngig dass keine Bodenverunreinigungen am Anlagenstandort vorliegen 33 Vergaserleitfaden Rechtlicher Rahmen Brandschutz und SicherheitsmaBnahmen werden durch die Kommune und die lokale Feuerwehr beurteilt Die Anwendung von BVT ist erforderlich um eine umweltrechtliche Genehmigung und Baugenehmigung zu erla
125. ung wird das urspr ngliche Anlagen und Betriebskonzept untersucht Gegenma nahmen zur Risikominderung kommen erst im n chsten Schritt hinzu 43 Vergaserleitfaden Theoretische Grundlagen der Risikobewertung 7 GegenmaBnahmen Das Festlegen von Gegenma nahmen wird durch das Software Tool unterst tzt und die M glichkeit einer Neubewertung der revidierten Prozesskonfigurationen gegeben Die Beschreibung von Gegenma nahmen erlaubt ihre Einteilung in Kategorien technische prozesssteuerungs und organisatorische Gegenma nahmen Eine Bearbeitung des Betriebsverfahrens ist m glich Automatisierte Ma nahmen der Prozesssteuerung k nnen f r jede Betriebsart dokumentiert werden 8 Zusammenfassung Die Zusammenfassung ist der abschlie ende Schritt Es gibt einen berblick ber das urspr ngliche Anlagenkonzept vor der Anwendung von Gegenma nahmen ber seine Funktionen und Betriebsteile Die Ergebnisse der Risikobewertung werden f r jede untersuchte Prozessfunktion dokumentiert einschliesslich der durch Gegenma nahmen eingetretenen Verbesserungen Im Anschluss an die Risikobewertung des Gesamtprozesses kann ein Bericht erstellt werden Dieser kann als Dokumentation der Risikoanalyse verwendet werden 44 Vergaserleitfaden Potenzielle Gefahren und bew hrte Verfahren 5 Potenzielle Gefahren und bew hrte Verfahren 5 1 Einleitung Dieses Kapitel beschreibt kurz die potentiellen Gefahren die mit der Auslegung dem Betrieb und d
126. usammensetzung von Gasmotoren gewerblich genutzter Biomassevergasungsanlagen in D nemark 32 hatten gezeigt dass die PAK Emissionen dieser Anlagen generell sehr niedrig sind unabh ngig vom CO Gehalt Der Begriff Abfallbiomasse biomasseaffald schlie t in D nemark naturbelassene Biomasse ausdr cklich ein 1 BEK Nr 621 vom 23 06 2005 Bekendtg relse om begr nsning af emission af nitrogenoxider uforbraendte carbonhydrider og carbonmonooxid mv fra motorer og turbiner 73 Vergaserleitfaden Emissionsminderung des Abgases welcher haupts chlich aus dem Motorschlupf herr hrt Aus diesem Grunde wurde im d nischen Regelwerk ein relativ hoher CO Emissionsgrenzwert f r Gasmotoren festgelegt die mit Vergasungsgas betrieben werden F r die Verbrennung des Vergasungsgases gelten in D nemark deutlich niedrigere CO Emissionsgrenzwerte Eine Geruchemissionsbegrenzung f r die betreffenden Anlagen wurde in D nemark eingef hrt weil Erfahrungen mit erdgasbetriebenen Gasmotoren gezeigt hatten dass das Abgas dieser Anlagen Geruchsprobleme insbesondere durch Aldehyde hervorrufen kann 32 6 2 2 Emissionsgrenzwerte in Deutschland In Deutschland wird bei der Festlegung der Anforderungen an Biomassevergasungs anlagen BVA im Rahmen beh rdlicher Genehmigungsverfahren zwischen genehmi gungsbed rftigen Anlagen die eine Gasmenge mit einem Energie quivalent von 1 MW oder mehr erzeugen k nnen und nicht genehmigungsbed rfti
127. v kleinen Anlagen wie sie in diesem Leitfaden behandelt werden wird in der Regel Luft als Vergasungsmittel eingesetzt Fuel Gas cooling amp m ee FF Gas cleaning storage c oO ae fication FELTIETTERTTETT U Utilities storage PRXLITIIIIIIREEEITTT bag house gas turbine se 3 fluidized bed ETOT f intermediate storage filtering micro gas turbine of gasification gasification utilities p 8 residues water vapour wet dedusting i synthetic fuel gt i air additives cleaning applications conveying z technology gasification residues treatment etc ae boundaries i ete Sn 5 y pressurised valves vibro 3 atmospheric conveyor etc 2 Abb 2 1 Typische Prozesskette einer Biomasse KWK Anlage vgl 1 Das Generatorgas verl t den Reaktor bei hohen Temperaturen 600 800 C mit einem bestimmten Heizwert und mit Verunreinigungen In den nachfolgenden Schritten der Prozesskette kann die im Generatorgas enthaltene f hlbare konvektive W rme als interne Prozessw rme zur Brennstofftrocknung und oder zur Fernw rmeversorgung genutzt werden Nach verschiedenen Reinigungs und Abk hlkonzepten wird das Generatorgas trocken hei und oder nass gereinigt um 13 Vergaserleitfaden Beschreibung der Technologie die Anforderungen zur Nutzung im Gasmotor zu erf llen Hinweis Im Falle der nassen Ga
128. wobei verschiedene Einflussfaktoren z B L ftung Quellst rke ber cksichtigt werden 66 Vergaserleitfaden Potenzielle Gefahren und bewahrte Verfahren Europaische Guidance on ATEX Directive http ec europa eu enterprise atex guide index htm Kommission 94 9 EC Harmonisierter Leitfaden http ec europa eu enterprise atex guide atexguidelines_august2008 pdf Erw gungen Papiere des St ndigen Ausschusses f r ATEX dar ber wie die Richtlinie interpretiert werden soll http ec europa eu enterprise atex standcomm htm Europ ische Anleitung f r die ATEX Richtlinie MITTEILUNG DER KOMMISSION ber den nicht verbindlichen Leitfaden f r bew hrte Verfahren zur Umsetzung Kommission 1999 92 EC der Richtlinie 1999 92 EG des Europ ischen Parlaments und des Rates ber Mindestvorschriften zur Verbesserung der Sicherheit und des Gesundheitsschutzes der Arbeitnehmer die durch explosionsf hige Atmosph ren gef hrdet sind http eur lex europa eu LexUriServ LexUriServ do uri COM 2003 0515 FIN EN PDF auch in anderen Sprachen verf gbar auf der Webseite http eur lex europa eu nach dem Dokument COM 2003 0515 suchen Europ ische Norm EN 1127 1 Explosionsf hige Atmospharen Explosionsschutz Grundlagen und Methodik Explosionsf hige Atmosph ren Brandverh tung Explosionen Gefahren Klassifizierungen Z ndung Oberfl chen Flammen elektrische Funken Gase Partikel Materialien Elektrostatik elektrischer Strom
129. xplosibles frz dt explosionsf hige Atmosph ren BGP Biomass Gasifier Plant dt BVA BVA Biomasssevergasungsanlage CEN Comite Europ amp en de Normalisation Europ isches Komitee f r Normung CHP Combined Heat and Power dt KWK COMAH COntrol of MAjor Accident Hazards DS Dansk Standard EC European Community EEC European Economic Community FMEA Failure Modes and Effects Analysis FR Fire Resistance HAZOP HAZard and OPerability HAZID HAZard IDentification HSE Health Safety and Environment IC Internal Combustion IPPC Integrated Pollution Prevention and Control INF Informationsheefte DK Short note KWK Kraft Warme Kopplung O amp M Operation and Maintenance Betrieb und Instandhaltung PI Piping and Instrumentation PLC Programmable Logic Controller dt SPS speicherprogrammierbare Steuerung ppm parts per million PSV Pressure Safety Valve Sicherheitsventil RA Risk Assessment Risikobewertung RP Recommended Practice SIL Safety integrity level SME Small and Medium Enterprises dt KMU VDI Verein Deutscher Ingenieure Definitionen Biomasse Jegliches Material das biologischen Ursprungs ist ausgenommen Material das in geologische Formationen eingebettet und in fossile Form umge wandelt ist Bemerkung Diese Definition entspricht der Definition von Biomasse in CEN TC 335 Feste Biobrennstoffe Biomasse ist die einzige nicht fossile Kohlen stoffquelle Vergasung Thermische Umwandlung von k
130. zsysteme zur Gebl se Messger te Flammensperren Verwendung in explosionsgef hrdeten Bereichen ATEX Richtlinie 97 23 EG Druckger te W rmetauscher Kessel Druckluftsystem 2000 14 EG Ger uschemissionen von Ger ten F rderb nder und Maschinen zur Verwendung im Freien Ein gemeinsames Element dieser Richtlinien ist die Bewertung der Konformit t bereinstimmung von Produkten mit den grundlegenden Sicherheits und Gesundheitsanforderungen die in den Richtlinien festgelegt worden sind Technische Spezifikationen von Produkten die den grundlegenden Anforderungen entsprechen sind z B in harmonisierten europ ischen Normen niedergelegt Die Anwendung solcher harmonisierter Normen oder anderer Normen geschieht jedoch freiwillig und es bleibt dem Hersteller freigestellt die grundlegenden Anforderungen durch andere technische Spezifikationen zu erf llen Eine umfassende Zusammenstellung der nach dem neuen Konzept verfassten europ ischen Richtlinien und der zugeh rigen harmonisierten Normen findet man in Englisch unter der Internetadresse lt http www newapproach org Directives DirectiveList asp gt Hersteller sind dazu verpflichtet die Konformit t ihres Produkts mit den grundlegen den Anforderungen der anwendbaren Richtlinien herzustellen und zu erkl ren k nnen dabei aber h ufig zwischen verschiedenen vorgesehenen Verfahren der Konformit tsbewertung w hlen Es ist offensichtlich dass bestimmte Teil

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