This is an HTML version of an attachment to the Official Information request 'Pyrolysis plant emissions testing Rainbow Mountain'.

 
I n d u s t r i a l   C o m p l i a n c e   S o l u t i o n s   L t d  
 
Unit 4, 21 Railside Place 
Dinsdale 
Hamilton 3200 
Ph: 027 702 7654 
Email: [email address] 
 
Ref: 100456v2 
27th January 2022 
Mitchell Daysh Ltd 
PO Box 300 673 
Auckland 0752 
 
 
Attention: Craig Mathieson 
 
Dear Craig 
 
 
Technical memorandum – Air Quality Assessment – ATR Pyrolysis Trials 
As requested by Rainbow Mountain Renewable Energy Limited (“RMRE”), this letter provides 
an assessment of the potential discharge from the stack of the anaerobic-thermal-reduction 
(“ATR”) plant during the proposed 6-month period at the site located at 216 State Highway 38, 
Waimangu (“the site”). 

Introduction 
The trials will involve the use of an ATR pyrolysis plant to process automotive shredder residue 
(“ASR”) into a usable end products, being oil and carbon black.  Oil and carbon black will be 
transported offsite daily for use at Oji’s Kinleith Processing Plant in Tokoroa, and Allied 
Asphalt’s Plant in Rotorua, respectively.   
During the 6 month period the plant will undergo no load testing and in load testing. 
•  ‘No load’ testing involves operating the ASR pyrolysis plant with no ASR material, the 
purpose of which is to ensure that the plant is operating safely prior to introducing ASR 
material.  This will be undertaken approximately 40% of the time. 
•  ‘In load’ testing will involve processing of ASR material, and thus will result in 
discharges to air, as discussed in this air quality assessment.  The ‘in load’ testing is to 
introduce different types of ASR material (i.e. different plastics etc) to see and monitor 
how the ASR pyrolysis plant reacts to this material.  Optimisations to the process can 
then be made based on results.  This will be undertaken approximately 60% of the 
time. 
The ATR pyrolysis plant will be located within an enclosed area within the site, with the stack 
being approximately 15m above ground level.  Emission from the process will be treated via a 
three stage treatment detailed in Section 4. 
ATR Pyrolysis of ASR has not been undertaken in New Zealand; ATR pyrolysis trials are 
therefore proposed to demonstrate a full-scale metal recovery operation and provide baseline 
data that can be utilised to inform a future resource consent application for full-scale resource 
recovery operation.  
 


 
The trial will include extensive emission monitoring of the process exhaust gases to confirm 
the performance efficiency of the proposed emission control equipment. 

The existing environment 
A detailed description of the existing environment is provided in the Assessment of 
Environmental Effects (“AEE”) prepared by Mitchell Daysh Limited.  The location of the ATR 
Pyrolysis plant within the site is shown in Figure 2.1 below.  
 
Figure 2-1: Proposed location of the ATR Pyrolysis plant (red circle) within the site 
 

ATR Processing of ASR 
A description of the ATR pyrolysis process has been provided by Dr Feng Gau, Technical 
Director of RMRE, and is briefly summarised below.  
ASR is a random mixture of many plastics, natural and synthetic rubbers, glass, wood, dirt, and 
stones.  The plastics may include polyvinyl chloride (“PVC”) and (in minute amounts) 
polytetrafluoroethylene (“PFTE”). 
The ATR process will thermally decompose the ASR material under heat and pressure (in the 
range 350-650°C), in the absence of oxygen. 
Processing chlorinated plastics using heat liberates the chlorine molecule which will connect 
readily to hydrogen to form hydrochloric acid.  Processing PTFE using heat will liberate the 
fluorine molecule which also will connect with hydrogen to form hydrofluoric acid. 
The ATR process operates in the range 350-650°C to create the primary vapour which travels, 
under convection induced flow, to simple water-cooled condensers.  These change the hot 
hydrocarbon (primary) vapours to condensate (oil) and non-condensable gas (syn-gas).  
 
 

 

Risks and Mitigation 
The risks and mitigation described by Dr Feng Gau are summarised below. 
Having acids present in the primary vapour brings two risks to the operation. 
• 
Corrosion of metals (except 316 stainless steel); and  
• 
Further conversion of HCL and HF to dioxins and furans 
Treating the syngas to eliminate the acids before combustion (oxidization) in the heater 
burners is an essential mitigation strategy to prevent the inadvertent generation of dioxins and 
furans.  
The mitigation strategies proposed are.  
• 
Dry scrubbing of the primary vapour using sodium bicarbonate in a dry scrubber.  
Dry scrubbing of the primary vapour will eliminate the corrosion risk and 
eliminate the risk of the acid gases progressing to oil and/or syngas. 
• 
Wet scrubbing of the post-combustion flue gases in two steps - acid then alkali.  
This will remove particulate material, sulphur dioxide and metals from the 
exhaust gases. 
• 
Catalyst treatment of the final flue gas to remove any residual organic compound 
and reduce NOx levels. 
It is expected that these controls will reduce the levels of contaminants to a level where any 
adverse effects will be less than minor. 
 
4.1 
Potential discharges 
Dr Fen Gau anticipates the potential discharge from the ATR plant stack is likely to be 
equivalent to a modern internal combustion engine running on LPG, with the resultant exhaust 
plume being: 
• 
free of particulate due to the wet scrubbing; and 
• 
free of any carcinogenic and/or mutagenic compounds; and 
• 
low in temperature. 
These assumptions are based on the emission control system working as designed and no 
upsets in the pyrolysis process.  Evidence from similar operations would indicate that this can 
be achieved however the systems can be problematic if not designed correctly and well 
maintained. 
 
4.2 
Monitoring proposed 
To confirm the effectiveness of the proposed emission controls over the 6-month trial period, I 
propose the following monitoring conditions to be included as conditions of the discharge 
permit: 
For each trial ‘in load’ operational scenarios, emission testing will be conducted for the 
following contaminants: 
• 
Particulates (PM10 and PM2.5) 
• 
Volatile organic compounds (VOCs) 
• 
Poly aromatic hydrocarbons (PAHs) 
 


 
• 
Acid gases (HCl and HF) 
• 
Heavy metals 
• 
Dioxins and furans. 
The sampling will be undertaken by an IANZ accredited provide and analysis completed by an 
IANZ accredited laboratory.  Sampling methodology will be USEAP method or equivalent and 
approved by the Regional Council. 
RMRE will provide a detailed monitoring program to the Regional Council before commencing 
the 6-month trial period. 

Conclusion 
Based on the information provided by Dr Feng Gau, I consider the discharges from the ATR 
stack during the 6-month trial period will be less than minor for the following reasons. 
• 
The short duration of the trials and the remote site location. 
• 
40% of the trial will involve the plant operating under ‘no load’.  This will result in 
no discharge of contaminants as no ASR material is being processed. 
• 
Being a trial, the process will be under a high level of scrutiny and operational 
control. 
• 
Appropriate emission control equipment has been proposed for the project; and  
• 
A high level of emission monitoring to be undertaken during the trials. 
Data collection from this trial will also from the foundation for a longer-term air discharge 
consent application and will be used in atmospheric dispersion modelling. 
 
This report has been prepared for the benefit of Rainbow Mountain Renewable Energy Limited 
with respect to the particular brief given to us and it may not be relied upon in other contexts 
or for any other purpose without our prior review and agreement. 
If you have any further queries, please do not hesitate to contact Brent Kennedy on ph: 027 
702 7654 or [email address]. 
 
Yours sincerely 
 
 
 
Brent Kennedy B.Sc (Chem) M.Sc (Mat. & Proc Eng), CAQP 
Principal Scientist 
28-Jan-22 
https://icsweb.sharepoint.com/sites/industrialcompliancesolutionslimited/shared documents/clients - projects/rainbow mountain/100456 - air quality assessment letter 
report 240122.docx