Project without external funding

Entwicklung und Erprobung eines Entstaubungssystems für Biomassekleinfeuerungsanlagen


Project Details
Project duration: 01/200906/2010


Abstract
Biomassekleinfeuerungsanlagen in Haushalten sind nach vorliegenden Erkenntnissen eine der Hauptemissionsquellen für eine Vielzahl von Luftschadstoffen, u. a. für besonders gesundheitsgefährdende Stoffe wie Feinstaub und polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK).
Bei dem Verbrennungsprozess in kleinen Holzfeuerungsanlagen sind drei Verbrennungsphasen, die Startbetriebsphase, die Regelbetriebsphase und die Ausbrandphase zu unterscheiden. In der Startbetriebsphase sowie der Ausbrandphase werden ein großer Teil der Feinstaubemissionen emittiert. Entscheidend ist dabei, dass es sich um kleine (< 2,5 µm) und sehr kleine (< 1 µm) Partikel handelt, welche besonders schädlich sind, da diese Partikel eine große biologische Reaktivität aufweisen.
Nach den Veröffentlichungen der Gesundheitsstudien der Weltgesundheitsorganisation wurden intensive Diskussionen in Deutschland über Feinstaubproblematik durchgeführt und Aktionspläne und Strategien für die Minderung der Feinstäube festgelegt . Es werden zurzeit die Grenzwerte sowie die Überwachungsreglung der 1. BImSchV entsprechend dem heutigen Stand der Technik und den wissenschaftlichen Erkenntnissen verschärft bzw. die 1.BImSchV novelliert.
Der Ansatz, die Stäube in den Biomassekleinfeuerungen durch Primärmaßnahmen wie z.B. durch Verbesserung der Betriebsbedingungen der Anlage und der Qualität des Brennstoffs (Einsatz von Pellets) soweit zu reduzieren, dass die nach dem neuen Novellierungsentwurf der 1. BImSchV geforderten Grenzwerte eingehalten werden können, ist entsprechend heutiger Technik nicht ausreichend möglich. Daher wird eine zusätzliche Abgasreinigung be-nötigt.
In dieser Arbeit soll als erfolgversprechender Ansatz untersucht werden, die bei der Verbren-nung von Holz in Biomassekleinfeuerungsanlagen emittierten Stäube bzw. Feinstäube durch ein Filterpatronensystem abzuscheiden. Um die Einsatzmöglichkeit der Filterpatrone bei Biomassekleinfeuerungsanlagen zu überprüfen, werden verschieden Arten von Filtermaterial und verschieden Konstruktionen der Filterpatrone untersucht, damit sich die für die Auslegung des Patronensystems notwendigen Grundfaktoren und Kenngrößen ermitteln lassen.
Die Versuche dieser Arbeit werden im Technikum des Fachgebiets der Abfalltechnik der Universität Kassel durchgeführt. Das Fachgebiet verfügt über eine Versuchsanlage, die für die Durchführung der Versuche mit den entsprechenden Messtechniken für die Staubmessung umgebaut werden soll.


Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, die Einsatzmöglichkeit von Gewebefiltern für die Staubabscheidung bei Kleinfeuerungsanlagen zu untersuchen. Diese werden in Form einer Patrone hergestellt und in zwei Varianten (PTFE/Kunststoffe und Glasfasergewebe) ausprobiert. Die auf der Literaturbasis durchgeführten Berechnungen haben gezeigt, dass der Einsatz einer Filterpatrone bei Kleinfeuerungsanlagen umsetzbar und wirtschaftlich sein wird. Die bei den Berechnungen eingesetzten Faktoren sowie Kenngrößen sind allerdings für andere Betriebs- und Rahmenbedingungen festgelegt worden. Da sich die Betriebs- und Rahmenbedingungen bei Kleinfeuerungsanlagen von großen Anlagen unterscheiden, müssen zuerst diese Faktoren und Kenngrößen für Kleinfeuerungsanlagen ermittelt werden.
Bevor die notwendigen Untersuchungen für die Ermittlung dieser Faktoren durchgeführt werden, muss die Einsatzmöglichkeit eines Patronenfilters untersucht werden. Dafür werden verschiedene Konstruktionen von Filterpatronen bei unterschiedlichen Rahmen- und Betriebsbedingungen untersucht.
Die für die Erstellung dieser Arbeit notwendigen Versuche bzw. Untersuchungen werden im Technikum des Fachgebiets Abfalltechnik der Universität Kassel durchgeführt. Das Fachgebiet besitzt eine Verbrennungsversuchsanlage, die über Messtechniken für die Bestimmung der Staubkonzentrationen in den Verbrennungsabgasen verfügt.
Auf der Basis der ZFF-Projekt ermittelten Ergebnisse muss ein Prototyp eines filternden Abscheiders aufgebaut und damit eine Reihe von Versuchen für die Festlegung der günstigsten Betriebsbedingungen der Abgasreinigungsaggregate durchgeführt werden. Für die Bedienung der Abgasreinigungsanlagen werden technische Empfehlungen erarbeitet. Der Aufbau des Prototyps und die Durchführung der notwendigen Versuche und Untersuchungen sowie die ökologische und ökonomische Bewertung sind Inhalt des beabsichtigten Förderantrages auf Drittmittel.

Last updated on 2017-11-07 at 13:55