Dr. Ing. Peter Quicker
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30.06.2008

Um einen effizienten Beitrag zur nachhaltigen Rohstoff- und Energiebereitstellung für die Zukunft leisten zu können, ist es unter anderem notwendig, die Verfügbarkeit an biogenen Brennstoffen zu erhöhen. Alternativen stellen Brennstoffe wie z. B. Stroh, Gräser oder Rinde dar. Bei der Nutzung dieser Brennstoffe ist jedoch mit erhöhten Emissionen an Feinstaub, CO und NOx aber auch mit feuerungstechnischen Schwierigkeiten, aufgrund des Ascheerweichungsverhaltens zu rechnen. Zu diesem Zweck wurde am ATZ Entwicklungszentrum ein Feuerungsversuchsstand mit Muldenfeuerung und gestufter Verbrennung zur NOx-Minderung getestet und bewertet. Zum Einsatz kamen Pellets aus Fichtenrinde, Reed-Canary-Grass, Rapsstroh, Gerstenstroh und Fichtenholz sowie Weizenkörner. Bei den Verbrennungsversuchen mit der Muldenfeuerung wurden im Vorofen die optimalen Temperaturen von 1.100 - 1.200 °C nicht erreicht. Daher hat sich die gestufte Verbrennung als Primärmaßnahme zur NOx-Minderung in der Muldenfeuerung nicht bewährt. Es ist zu prüfen, ob die Verwendung von Additiven wie Ammoniak oder Harnstoff zur Stickoxidminimierung geeignet wären. In der ebenfalls eingesetzten Rostfeuerung waren die Bedingungen für die gestufte Verbrennung grundsätzlich geeignet. Als Sekundärmaßnahmen zur Feinstaubreduzierung wurden der ALPHA-Filter der Herding GmbH Filtertechnik und ein neues Verfahren, die Kristallisation der salzförmigen Abgasbestandteile an gekühlten Oberflächen untersucht. Der ALPHA-Filter besitzt mit Unterschreitung des Projektzielwertes von 20 mg/mN³ eine sehr gute Abscheideleistung hinsichtlich des Feinstaubs. Allerdings fehlen hier noch Untersuchungen zum Langzeitbetriebsverhalten. Die Kristallisation der salzförmigen Abgasbestandteile konnte ebenfalls nachgewiesen werden. Bezüglich der Optimierung der Abscheideleistung sind weitere Untersuchungen erforderlich. Dieses Verfahren könnte eine im Kessel der Feuerung integrierte und somit kompakte Lösung zur Feinstaubabscheidung darstellen.

Im geplanten Projekt wird eine Versuchsfeuerungsanlage für halmgutartige Brennstoffe und Getreide aufgebaut und mit der erforderlichen Messtechnik ausgerüstet. Damit sollen die Einflüsse bekannter und neuartiger Primär- und Sekundärmaßnahmen auf die Emissionen von Feinstaub, CO und NOx unter definierten Bedingungen untersucht und innovative Emissionsminderungsmaßnahmen erarbeitet, installiert und im Versuch erprobt werden. Folgende Arbeitsschwerpunkte sind vorgesehen:• Untersuchung des Emissionsverhaltens bei Einsatz verschiedener Brennstoffe.• Optimierung der Luftstufung zur NOx und CO Minimierung. • Optimierung eines Heißgasfilters durch Einstellung einer optimalen Arbeitstemperatur.• Untersuchung und Bewertung der Feinstaubabscheidung durch Kristallisation Die Versuchsanlage mit dem Filterelement wird im Frühjahr 2007 am ATZ Entwicklungszentrum installiert und in Betrieb genommen. Die in der Vorhabensbeschreibung beschriebenen Verbrennungsversuche und die daraus resultierenden Ergebnisse sollen in erster Linie dazu dienen die schädlichen Emissionen, speziell Feinstaubemissionen von Biomassekleinfeuerungen, zu minimieren.