Untersuchung der Möglichkeiten und Auswirkungen der Temperaturabsenkung in der Nachbrennkammer bei der Einäscherung in Krematorien

Aktenzeichen 26847/01
Zusammenfassung / Abstract: Dateigröße: 0.13 MB | Zuletzt geändert: 27.09.2013
Abschlussbericht: DBU-Abschlussbericht-AZ-26847.pdf (3.87 MB)
Projektträger: Schetter GmbH & Co. KG
Hermann-Hesse-Weg 11
73257 Köngen
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Telefon: 07024-468121
Internet: -
Bundesland: Baden-Württemberg
Beschreibung:
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Die 27. Bundes-Immissionsschutz-Verordnung (BImSchV) schreibt für den Betrieb von Krematorien vor, dass die Temperatur nach der letzten Verbrennungsluftzuführung mindestens 850 °C als 10-Minutenwert, betragen muss und ein neuer Sarg erst eingefahren werden darf, wenn mindestens 850 °C in der Nachverbrennungskammer, als 10-Minutenwert, vorhanden ist. Diese Temperaturforderung erhöht den Energieeinsatz durch Stützfeuerung und führt zu erheblichen Belastungen für Mauerwerk und ggf. vorhandene nachgeschaltete Wärmetauscherrohrbündel. Der erhöhte Energieeinsatz hat neben der monetären Belastung für die Krematoriumsbetreiber auch einen zusätzlichen CO2-Eintrag in die Umwelt zur Folge.
Im Rahmen des Projektes wurde daher untersucht, ob und unter welchen Bedingungen auch bei niedrigeren Nachverbrennungstemperaturen keine Überschreitungen der vorgegebenen Emissionsgrenzwerte, insbesondere die für polychlorierte Dibenzo-p-dioxine und Dibenzofurane (PCDD/F), auftreten und welche Energieeinsparpotenziale durch eine Temperaturabsenkung bei der Nachverbrennung erzielt werden können.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Untersuchungen wurden an der Linie 3 des Krematoriums Düsseldorf bei regulärem Einäscherungsbetrieb in den drei Betriebszuständen - 850 °C (Referenzzustand), 750 °C und 650 °C - durchgeführt. Sie beinhalteten sowohl die Auswertung der im Krematorium Düsseldorf installierten Datenerfassungsanlage als auch die manuelle Aufzeichnung der Betriebsbedingungen. Um ein möglichst repräsentatives Bild der jeweiligen Betriebstemperatur zu erhalten, wurden die Betriebseinstellungen über einen Zeitraum von mindestens vier Arbeitswochen beibehalten und am Ende der jeweiligen Untersuchungsphase mit diskontinuierlichen Messungen abgeschlossen. Dabei wurden bereits vorliegende Messungen in die Betrachtung einbezogen.
Der messtechnische Aufwand in der jeweiligen Betriebsphase war bestimmt durch die Vorgaben der 27. BImSchV und beinhaltete im wesentliche folgende Messaufgaben:
- Kontinuierliche Messung der CO-, O2-Reingasemissionen (Betriebsmessgerät),
- Kontinuierliche Messung der Gesamtkohlenstoffemissionen mittels FID (Reingas),
- Diskontinuierliche Reingasstaubmessung (Roh- und Reingas)
- Diskontinuierliche PCDD/F-Beprobung/Analyse beim jeweiligen Betriebszustand (Roh- und Reingas),
- Beprobung und olfaktometrische Bestimmung der Geruchseinheiten (Reingas)
- PCDD/F-Mischprobe aus der Urnen-, Zyklon- und Gewebefilterasche.


Ergebnisse und Diskussion

Die Untersuchungen zeigten trotz wesentlicher anlagentechnischer und betriebsbedingter Besonderheiten allgemein gültige Auswirkungen durch die Absenkung der Nachverbrennungstemperatur auf:
1) Reingasemissionen: keiner der in der 27. BImSchV festgeschriebenen Emissionsgrenzwerte wurde durch die Temperaturabsenkung in einer Weise beeinflusst, dass dadurch erkennbare und auf diese Betriebsweise zurückzuführende Emissionsgrenzwertverletzungen verursacht wurden. Vielmehr ergaben sich unter Berücksichtigung der bei Einäscherungen üblichen Schwankungen des Verbrennungsablaufes nur geringfügige Unterschiede zwischen den Messphasen, die auch auf nicht näher bestimmbare äußere Einflüsse im Anlagenbetrieb zurückzuführen waren. Dabei zeigten sowohl die reinen verbrennungsabhängigen Schadgaskonzentrationen, CO und Cges, als auch die PCDD/F-Gehalte keine eindeutigen Tendenzen, weshalb die vom Gesetzgeber mit 850 °C geforderte Mindesttemperatur in der Nachbrennkammer allenfalls eine hinreichende Bedingung für ein günstiges Emissionspotenzial sein kann. Vielmehr kommt es darauf an, durch turbulente Strömungsführung den erforderlichen Gasausbrand zu gewährleisten. Die im Zuge der Untersuchungen olfaktometrisch ermittelten Geruchskonzentrationen im Reingas der Anlage lagen, von einer Messung mit 891 GE/m³ abgesehen, im Bereich von 113 bis 240 GE/m³. Ein Einfluss der Temperaturabsenkung konnte nicht festgestellt werden. Eine Literaturrecherche ergab keine Vergleichswerte anderer Krematorien; aus dem Vergleich mit anderen Verbrennungsanlagen sind keine Auffälligkeiten erkennbar.
2) Gasverbrauch und CO2-Ausstoß: Die Temperaturabsenkung in der Nachbrennkammer führte für die Einäscherungslinie 3 im Krematorium Düsseldorf zu einer eindeutigen Reduzierung des Gasverbrauchs in den Betriebsphasen mit 650 °C und 750 °C. So ergab sich gegenüber der Referenzsituation eine Minderung des Gasverbrauchs in der Nachbrennkammer um ca. 45 %. Für den Gasverbrauch des gesamten Einäscherungsvorgangs stellte sich in der Betriebsphase bei 650 °C eine Reduktion des Gasverbrauchs um 30 % ein. In der Betriebsphase bei 750 °C wurden sogar 35 % ermittelt. Dieses Ergebnis wird maßgeblich durch den täglichen Aufheizbetrieb bestimmt und ist deshalb vor allem für Anlagen mit Einäscherungszahlen unter 2.000 pro Jahr von besonderer Bedeutung. Mit dem verminderten Gasverbrauch geht eine korrespondierende CO2-Minderung einher.
3) Übertragbarkeit der Ergebnisse auf andere Einäscherungsanlagen: Die Ergebnisse an der gewählten Einäscherungslinie wurden maßgeblich durch die vorhandene Anlagenkonfiguration sowie die sich über Jahre entwickelten und bewährten Betriebs- und Einstellbedingungen bestimmt. Bei der Auswahl der zu untersuchenden Anlage wurde gezielt eine Altanlage gewählt, deren Aufstellungskonfiguration durch vorgegebene bauliche Rahmenbedingungen bestimmt ist. Daher ist eine Übertragung der festgestellten Reduktionsraten des Gasverbrauchs auf andere Anlagen nicht möglich. In der Tendenz sind diese Auswirkungen jedoch auch bei anderen Einäscherungsanlagen zu erwarten, so dass insbesondere bei Altanlagen ein nicht unerhebliches Minderungspotenzial gegeben ist. Hinsichtlich der zu erwartenden Emissionswerte ist eine Übertragung auf andere Einäscherungsanlagen zulässig, was durch die in dieser Studie angeführten Literaturwerte von anderen Anlagen bestätigt wird. Voraussetzung ist allerdings, dass die Maßnahmen zur Schadstoffminderung, wie in dieser Arbeit beschrieben, umgesetzt sind.


Fazit

Die in dieser Untersuchung gewonnen Erkenntnisse haben bestätigt, dass sich die Temperaturabsenkung bis 650 °C in der Nachbrennkammer von Krematorien nicht negativ auf die Gesamtemissionssituation auswirkt. Daher sollte in der 27. BImSchV die Temperaturforderung in der Nachbrennkammer im Sinne des Klimaschutzes rechtlich überprüft werden.

Förderzeitraum: 28.08.2008 - 09.02.2010 (1 Jahr und 5 Monate)
Fördersumme: 80.468,00
Förderbereich: I.2.2
Themengebiet: Umwelttechnik
Stichworte: Umweltforschung, Klimaschutz, Umwelttechnik, Ressourcenschonung
Publikationen:
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