Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Entwicklung und Umsetzung eines neuartigen zweistufigen Filtrations- und Wäscher-Systems zur Abscheidung von Feinstäuben aus Holz-Kleinfeuerungsanlagen (30 bis 500kW)

Anschrift
Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik (UMSICHT)
Osterfelder Str. 3
46047 Oberhausen
Kontakt
apl. Prof. Görge Deerberg
Tel: +49 208 8598-1107
E-Mail: goerge.deerberg@umsicht.fraunhofer.de
FKZ
22021106
Anfang
01.01.2008
Ende
31.12.2008
Ergebnisdarstellung
Die angestrebten neuen Staubgrenzwerte, die im Zuge der Novellierung der 1. BImSchV für fast sämtliche Holzfeuerungsanlagen gültig werden, erfordern die Entwicklung neuer Filtertechnologien. Auch Verfahren, die eine wirkungsvolle Abscheidung organischer Abgasbestandteile wie Teere erreichen, werden aufgrund der neueren Erkenntnisse zum Gefährdungspotenzial solcher Stoffe immer relevanter. Ziel des Vorhabens war daher die Entwicklung eines zweistufigen Systems bestehend aus einer innovativen Mikrosiebfiltration und einer nachgeschalteten, ölbasierten Wäschereinheit zur Abscheidung von Feinstaub und Teeren aus dem Abgasstrom von automatisch betriebenen Holzfeuerungsanlagen von 30 bis 500 kW. Dazu wurden die beiden Konzepte (Mikrosiebfilter und Wäscher) nach Voruntersuchungen konzipiert und an einem einfachen Holzofen erprobt und schrittweise optimiert. Schließlich erfolgte der Betrieb im Abgasstrom einer 200 kW-Hackschnitzelanlage. Die Entwicklung des angestrebten zweitstufigen Systems ist im Rahmen der Projektbearbeitung gelungen. Es zeichnet sich durch eine hohe Feinstaubabscheidung aus, die flexibel an bestehende Feuerungssysteme angepasst werden kann. Über 90 % der enthaltenden Partikel unter 1 µm werden zurückgehalten, ebenso bis zu 80 % der Teere. Reingasstaubgehalte von weniger als 20 mg/Nm³ sind dabei auch schon nach kurzer Betriebszeit erreichbar. Je nach Konfiguration des Abscheiders (zwei- oder einstufig) sind die anvisierten 400 Pa Druckverlust realisierbar. Bei Realisierung könnten die Investitionskosten für ein System überschlägig unter 5.000 € für Kessel mit weniger als 50 kWth, unter 10.000 € für Kessel mit weniger als 100 kWth und unter 15.000 € für Kessel mit mehr als 100 kWth betragen. Auch die Integration des Systems in den Abgasweg von Einzelfeuerstätten oder in Heizanlagen mit problematischen Brennstoffen wie Stroh oder Getreide ist denkbar. Voraussetzung für den Betrieb in Einzelfeuerstätten ist die Integration eines Abgasgebläses.
Aufgabenbeschreibung
Das geplante Forschungsvorhaben hat die Entwicklung einer technischen Lösung zur Minimierung der Feinstaubemissionen von Holzfeuerungsanlagen mit 30 bis 500 kW Nennwärmeleistung zum Ziel.Die zentrale Idee des Vorhabens ist eine innovativen high-flux Mikrosiebfiltration mit metallischen, weitgehend temperatur- und korrosionsbeständigen Mikrosieben zur sicheren Abscheidung der Aschebestandteile > 1 µm in Kombination mit einer wasser- oder ölbasierten Wäschereinheit. Die technische Arbeitsplanung teilt sich in drei Phasen ein. In der ersten Phase steht die Entwicklung eines kombinierten Abscheidesystems hin zu einer einsatzfähigen Einheit im Vordergrund. Im zweiten Abschnitt wird die entwickelte Einheit an einer Praxisanlage mit ca. 30 kW in längeren Versuchsphasen getestet und sukzessive weiterentwickelt. In der letzten Phase soll das Abscheidesystem an mehreren Praxisanlagen im Dauerbetrieb getestet und abschließend eine 0-Serie entwickelt werden. Aufgrund des zwingenden Bedarfs an technischen Lösungsansätzen für die Einhaltung gesetzlich geforderter Grenzwerte wird dem mikrosiebbasierten Entstaubungsprozess bei Erfolg des Projekts eine schnelle Etablierung am Markt vorausgesagt.

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