Neuartige Feinstaubfilterung für Holzfeuerungsanlagen

Kurzfassung

Ausgangsituation

Ein grundlegender Nachteil der am Markt befindlichen Holzheizungssysteme gegenüber Öl- und Gasheizungen ist ihr Feinstaubausstoß. Ab ca. 1.000 kW werden aufwändige Filter nachgeschaltet, die den Feinstaub großteils abscheiden. Die eingesetzte Kraftwerks-technologie (E-Filter, Schlauchfilter) ist im Leistungsbereich bis 1.000 kW unangepasst aufwändig, teuer und groß.

Für den Leistungsbereich 100 - 540 kW, den wir mit der Baureiche "PYROT" abdecken, soll ein Metallgewebefilter eingesetzt werden. Dieser Filter soll sowohl eine kostengünstigerer, jedoch effiziente Filterung des Feinstaubes gewährleisten. Eine Feinstaubfilteranlage soll auch für den Leistungsbereich 100-540kW zu einer sinnvollen und somit finanziell tragbaren Investition werden.

Inhalte und Zielsetzungen

Bei der Verbrennung von Holz entsteht prinzipiell Staub. Je nach Kessel und Brennstoff teilt sich die Gesamtstaubmenge auf ca. 1/3 Staub > 10µm und 2/3 Feinstaub < 10µm (PM10). Der Feinstaub gilt als lungengängig und daher besonders gesundheitsbelastend.

Bei Holzheizungen im Leistungsbereich < 1.000 kW werden üblicherweise Zyklonabscheider eingesetzt. Das macht besonders dann Sinn, wenn staubige Brennstoffe (z.B. Tischlereiabfälle) verbrannt werden, die zu einem hohen Grobstaubabteil führen. Der grobkörnige Staub kann im Zyklon abgeschieden werden, Zyklone sind allerdings nicht geeignet, Feinstaub abzuscheiden.

Zusammenfassend ist derzeit ist keine Technologie verfügbar, die zu Kosten deutlich unterhalb der Kesselkosten eine Feinstaubfilterung in unserem wichtigsten Leistungsbereich von 100 - 500kW ermöglicht.

Zur Abscheidung trockener Stäube in der Steinindustrie sind auch Metallgewebefilter im Einsatz, die eine gute Feinstaubabscheidung aufweisen. Der Einsatz dieser Filter am Holzkessel scheiterte in der Vergangenheit vor allem am feuchten Rauchgas, das bei niedrigen Rauchgastemperaturen am Filter kondensiert und zu Korrosion und zu Bildung von Ablagerungen führt, die sich nicht mehr abreinigen lassen. Der so verursachte Druckverlust behindert den Luftdurchsatz durch den Kessel so stark, dass es nach kurzer Zeit zum Kesselstillstand führt. Diese Kondensation am Filter gilt es zu verhindern.

Methodische Vorgehensweise

Der Ablauf wird folgendermaßen ausschauen:

1. Integration eines Metallgewebefilter an einen 540 kW Hackschnitzelkessels
2. Optimierung der Kondesationsverhinderung durch Heizpatronen.
3. Messung und Dokumentation von Rauchgas-Menge, Druckverlust und Abreinigungswirkung zu mehreren Zeitpunkten über ein Jahr.
4. Kontinuierliche Erfassung und Visualisierung von Druckverlust bzw. Gebläsedrehzahl
5. Zerlegung des Metallgewebefilters und Untersuchung auf Verschleiß und Korrosion
6. Integration der Filtersteuerung in die Steuerung der Gesamtanlage.

Erwartete Ergebnisse

Holzheizungsanlagen sind ein nicht unwesentlicher Verursacher von Emissionsfeinstaub in Form von Asche. Über 50% der Feinstaubemission die von Kleinverbrauchern verursacht werden, stammen von deren Heizung. Eine Feinstaubfilteranlage soll auch für den Leistungsbereich 100-540kW zu einer sinnvollen und somit finanziell tragbaren Investition werden um den Feinstaubaustoß kleiner und mittlerer Anlagen merklich zu reduzieren.

Ziel ist eine Reduktion auf unter 10mg/m³ Emissionsgas (momentan gesetzliche Grenzwert für Anlagen < 1000kW sind 150mg/m³). Dies würde eine wesentliche Umwelt und -Gesundheitsentlastung bedeuten.

Projektleiter

DI Martin Buxbaum

Unternehmen

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