Untersuchungen zum Abscheidepotential verschiedener Staubabscheidesysteme an automatisch beschickten Biomassekesseln - Investigations on the separation potential of different dust removal systems for automatically-fed biomass boilers

Holzbefeuerte Anlagen, insbesondere Kleinfeuerungsanlagen, können einen wichtigen Beitrag zur regenerativen Wärmeerzeugung leisten. Sie führen aber auch zu höheren Feinstaubemissionen (< 2,5 µm) bei der Biomasseverbrennung. Insbesondere beim Einsatz minderwertiger Biomassebrennstoffe, wie zum Beispiel Waldhackschnitzel, Holzreste und Halmgüter, können erhebliche Mengen Feinstaub emittiert werden und der Einsatz von Partikelabscheidetechnik ist notwendig. Zu den Standardmethoden zur Entstaubung gehören Zyklone, Oberflächenfilter, Wäscher und Elektrofilter. Bei all diesen Techniken ist jedoch zu prüfen, ob die Grenzwerte sicher eingehalten werden können und ob die Emissionen angesichts der zu erwartenden künftigen Verschärfung der Grenzwerte weiter reduziert werden können.
In diesem Vortrag werden verschiedene Entstaubungstechnologien wie Gewebefilter, Elektrofilter und Sprühwäscher vorgestellt, die an automatisch beschickten Biomassekesseln (30 kWth) entwickelt und erprobt wurden. Es wurden mehrere Biobrennstoffe verwendet, die von hochwertigen Brennstoffen wie Enplus-A1-zertifizierten Holzpellets bis hin zu Halmgütern wie Stroh- und Miscanthus-Pellets reichten. Die Ergebnisse zeigen einen Zusammenhang zwischen Brennstoffqualität und Rohgasemissionen, wobei jeder Brennstoff seine eigenen spezifischen Anforderungen an die Staubabscheidung hat. Weiterhin wurde der Abscheidegrad für Oberflächenfilter und Wäscher in Abhängigkeit verschiedener Betriebsparameter untersucht.
Bei Gewebefiltern wurde der Einfluss des gewählten Gewebes und der Abreinigungshäufigkeit (bei druckluftbasierter Reinigung) auf die effektive Abscheideleistung diskutiert. Zwischen der Abreinigungshäufigkeit und der resultierenden Abscheideleistung und Reingaskonzentration wurde ein linearer Zusammenhang gefunden.
In den Versuchen mit Feinstaub-Sprühwäschern wurden verschiedene Faktoren untersucht, die die Abscheideleistung beeinflussen, wie z.B. die Verwendung von Tray-Einbauten, Variation des gewählten L/G-Verhältnisses (liquid to gas ratio), Zugabe von Dampf zur Erzeugung von Übersättigung im Abscheidesystem, der Einsatz unterschiedlicher Düsen wie Voll- und Hohlkegeldüsen. Der Abscheidegrad konnte auf bis zu 67 % gesteigert werden.
Die Untersuchungen mit einem neu entwickelten Elektrofilter zeigen ein Optimum der Partikelabscheidung im Spannungsbereich von 12,5 kV bis 14,0 kV und einen gemessenen Wirkungsgrad zwischen 60 und 84 %. Diese Versuchsergebnisse geben einen Überblick und zeigen das Potenzial verschiedener Entstaubungssysteme für Biomassefeuerungen auf. Darüber hinaus sollte die Weiterentwicklung und Optimierung dieser Systeme diskutiert werden.