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

 
  MEMORANDUM 
 
SUBJECT: 
ATR Plant Process Sampling & Monitoring Plan 
DATE: 
December 2022 
 
INTRODUCTION 
Rainbow Mountain Renewable Energy Limited (RMRE) have lodged consents for the trial of an Anaerobic Thermal 
Reduction Plant (ATR). Whilst this is not new technology, this process is not widely used within New Zealand and 
therefore RMRE have elected to apply for a 6-month consent to undertake trialling and testing of the plant to 
ensure  it  is  commercially  and  environmentally  viable.  As  part  of  the  trial,  RMRE  will  set  out  a  Sampling  and 
Monitoring Plan (S&MP) to test the relevant parts of the process.  
The  objective  of  the  S&MP  is  to  confirm  the  nature  of  the  discharges  from  the  ATR  Plant  and  to  prove  the 
effectiveness of the mitigation systems installed to prevent pollutants being discharged from the process. The 
sampling  will  confirm  the  efficacy  of  each  treatment  stage  under  full-scale  working  conditions.  Substantial 
investment has been made into the latest technology of emissions treatment relative to the process that will be 
undertaken  and  therefore  the  trial  process  is  essentially  calibrating  the  equipment  to  the  optimal  operating 
conditions of the plant. 
Trials will progress from no plastics/empty reactor through to 100% known source-separated plastics (SSPs) – both 
homogenous  and  mixed,  then  progressing  to  100%  mixed  automotive  plastics  (MAPs).  The  SSPs  will  include 
polyethylene, polyurethane and polypropylene.  They will be trialled both as discrete fractions and mixed. 
PROPOSED METHODOLOGY 
An overview of the methodology is as follows: 
▪  Sampling ports will be provided at the relevant points shown in the diagram below where either gas / oil 
/ emissions can be captured. The exact location and physical form of monitoring ports will be confirmed 
prior to commissioning when the plant is installed.  This will be confirmed in a final operative version of 
the S&MP. 
▪  Sampling of the oil will be undertaken once during a single process from the oil condensation tanks.  
▪  Syn-gas will be tested a number of times through a process as well as ongoing visual monitoring of the 
furnace where the syn-gas will be combusted.  
▪  Emissions and Stack testing will take place throughout a trial and is likely to monitor for longer periods of 
up to an hour to determine consistency of emissions.  This testing will be conducted post the WESP and 
before the exhaust gases are discharged to atmosphere. 
▪  During the trial periods continuous ambient VOC sampling will be undertaken at a single location down 
wind of the ATR plant.  Meteorological data will also be collected at this location. 
▪  During plant operation trials, odours assessments will be undertaken at sensitive locations down wind of 
the site (FIDOL assessments). 
▪  At this stage samples will be tested offsite through a laboratory provider such as Hill Laboratories, noting 
RMRE may invest in analytical equipment to allow faster results and long-term testing options.  


 
  MEMORANDUM 
▪  Once a trial is completed, a new trial is unlikely to commence until results have been analysed and any 
required calibration or amendment of The Plant is undertaken. 
▪  The S&MP will remain a live document where changes may be made during the trial period to ensure the 
methodology is fit for purpose. 
▪  Reporting of results will be made available to Council on request. Any long-term consent application will 
include detail on the results of the sampling and monitoring. 
Sampling and Data will be collected from the following key areas of the plant during the production trials. 
1.  Vapour - between reactor and condenser. 
Hydrocarbons, halides, temperature, and 
volumetric flowrate 
2.  Post condenser – condensate 
Hydrocarbons,  halides,  temperature,  and 
volumetric flowrate 
3.  Post condenser - syngas 
Hydrocarbons,  halides,  temperature,  and 
volumetric flowrate 
4.  Post-combustion – raw exhaust 
Total  VOCs  and  combustion  by  products  (O2, 
CO2,  CO,  NOx  and  SO2),  temperature  and 
volumetric flowrates 
5.  Scrubbing – post cooler 
Total  VOCs  and  combustion  by  products  (O2, 
CO2,  CO,  NOx  and  SO2),  temperature  and 
volumetric flowrates 
6.  Scrubbing – post alkali scrubber 
Total  VOCs  and  combustion  by  products  (O2, 
CO2,  CO,  NOx  and  SO2),  temperature  and 
volumetric flowrates 
7.  Scrubbing – post acid scrubber 
Total  VOCs  and  combustion  by  products  (O2, 
CO2,  CO,  NOx  and  SO2),  temperature  and 
volumetric flowrates 
8.  Scrubbing 
– 
post 
electrostatic 
wet  VOCs,  acids  gases,  dioxins  &  furans,  total 
precipitator at the stack 
particulates,  halides,  aldehydes,  PAHs,  metals, 
sulphur  dioxide,  nitrogen  oxides,  carbon 
monoxide,  velocity,  temperature,  volumetric 
flowrates and moisture content 
9.  Baghouse – carbon black handling system 
Total  particulates  (assume  total  is  PM10), 
temperature and volumetric flowrates. 
 
The emission testing method requirements (primarily for sample locations 8 and 9) are detailed in the table 
below. 
Parameter  
Test Method 
Stack test requirements 


 
  MEMORANDUM 
Total particulates (assume total is 
USEPA Method 5 
3 x 60 minutes 
PM10) 
 
Halides – HCl and HF 
USEPA Method 26a 
3 x 60 minutes 
 
VOC (as total organic carbon) 
USEPA Method 18  
3 x 60 minutes 
 
Sulphur dioxide (SO2) 
USEPA Method 6 
3 x 60 minutes 
 
Nitrogen oxides (as NO2) 
USEPA Method 7c 
3 x 60 minutes 
 
CO 
USEPA Method 
3 x 60 minutes 
 
Metals – Sb, As, Pb, Cr, Co, Cu, Mn, 
USEPA Method 29  
3 x 120 minutes 
Ni, V, Hg, Cd, Tl 
 
Aldehydes 
USEPA Methods 0011 
3 x 60 minutes 
 
Poly aromatic hydrocarbons (PAH) 
USEPA Method 23 
3 x 120 minutes 
 
Dioxins and Furans (as I-TEQ) 
USEPA Method 23 
3 x 360 minutes 
 
Note: All emission concentrations will be express at Standard Temperature and Pressure (STP) (0 °C, 1 atmosphere), 
11% Oxygen and dry gas basis. 
All other sampling locations will be measured using a combination of grab samples for laboratory analysis, 
extractive gas analysers (PID, IR, and electro chemical), digital manometers, digital thermometers, and 
dataloggers. 
 



 
  MEMORANDUM 

2&3 






 
The MAPs are known to include PVC up to 12%wt/wt. This generates the potential to release chlorine through the 
ATR Plant which may result in corrosion and for chlorine to carry through to the condensate and the syngas.  
There are several mitigations designed into the plant and several catalysts that can be employed to enhance the 
effect  of  those.  This  forms  a  critical  part  of  the  trial  and  will  determine  the  viability  of  processing  feedstocks 
containing pvc’s, noting any corrosive environment or unacceptable contamination of the oil / gas outputs will 
terminate testing of pvc’s.  
In addition, RMRE is continuing consultation with our experts and the manufacturer of the plant which may result 
in excluding any feedstocks containing pvc’s from the process at the outset.