Beschreibung

Gegenwärtig werden in gewerblichen Holzfeuerungsanlagen beim Verbrennen von naturbelassenem Holz NOx-Werte < 200 mg/m³ und Partikelkonzentrationen < 50 mg/m³ erreicht. Beim Verbrennen von Spanplattenresten, wie sie insbesondere im Schreinerhandwerk oder der Möbelindustrie anfallen, können die NOx-Konzentrationen bis zu 1000 mg/m³ und die Partikelkonzentrationen bis zu 500 mg/m³ erreichen. Für die verstärkte thermische Nutzung von Abfallhölzern sind diese Emissionen unvertretbar hoch. Zur Emissionsminderung ist ein vollständiger Ausbrand der Partikel und eine weitgehende Partikelabscheidung im Feuerraum anzustreben, bevor die Gase den Wärmetauscher (Kessel) durchströmen. Dort einmal hingelangt, würden kohlenstoffhaltige Partikel maßgeblich zur Neubildung von polychlorierten Dioxinen und Furanen beitragen. In diesem Projekt wurde zur Verbesserung des Partikelausbrandes und gleichzeitigen primären NOx-Minderung die Ausbrandzone einer zweistufigen Feuerung neu gestaltet und optimiert. Bezüglich des Partikelausbrandes wurden dabei sehr gute Ergebnisse erzielt. Bei den Untersuchungen zur primären NOx-Minderung stellte sich heraus, dass der erzielbare Erfolg maßgeblich von den Bedingungen im Primärbereich der Feuerung abhängt, wo der Brennstoff zugeführt wird. Dort muss der Brennstoff unter Luftmangel verbrannt bzw. vergast werden. Mit lufttrockenen stückigen Brennstoffen konnten diese Bedingungen realisiert werden. Mit feinkörnigen sehr trockenen Brennstoffen, wie sie bei der Spanplattenbearbeitung anfallen, war dies aber nicht möglich. Um für eine breite Brennstoffpalette im Primärbereich eine definierte unterstöchiometrische Verbrennung zu realisieren, wurde dieser Bereich neu konstruiert. Im weiteren wurde eine neue Primärbrennkammer angefertigt und mit der Ausbrandzone der bestehenden Feuerung kombiniert. Um einen Brennstoffumsatz unter Luftmangel zu ermöglichen, wird bei dieser Brennkammer ein Teil der Primärluft durch heißes Gas vom Ende der Ausbrandzone oder durch Abgas ersetzt. Das Verbrennungsverhalten der Brennkammer wurde auf dem Versuchsstand am IVD untersucht, optimiert und dokumentiert. Im kontinuierlichen Lastbetrieb wurde mit beschichteten Spanplatten (N-Gehalt 4,3 % TS) eine mittlere NOx-Konzentration von 437 mg/m³ (13 % O₂) gemessen, was gegenüber einer konventionellen Unterschubfeuerung eine Minderung um ca. 40 % darstellt. Die mittlere CO-Konzentration betrug 30 mg/m³ (13 % O₂) und die Partikelkonzentration 47 mg/m³ (13 % O₂) ohne nachgeschalteten Staubabscheider. Diese Messergebnisse zeigen deutlich, dass durch die konsequente Umsetzung von Primärmaßnahmen eine brauchbare Feuerung für schwierige Brennstoffe von holzbe- und holzverarbeitenden Betrieben entwickelt werden konnte.