© BLT Wieselburg
NOx & Staub: Möglichkeiten der NOx- und Staubemissionsreduktion bei Biomassekleinfeuerungen
Projektleitung
Josef Rathbauer
Forschungseinrichtung
HBLFA für Landwirtschaft, Landtechnik und Lebensmitteltechnologie Francisco Josephinum
Projektnummer
101582Projektlaufzeit
-
Finanzierungspartner
Bundesministerium für Nachhaltigkeit und Tourismus| Bundesministerium für Landwirtschaft, Regionen und Tourismus
Allgemeine Projektinformationen
Abstract (deutsch)
Ziel des vorliegenden Projektes ist die systematische Erhebung, Identifizierung und ev. Erprobung von NOx -und Staub-Reduktionsmaßnahmen bei automatisch beschickten Kleinfeuerungsanlagen.
Das Projekt beinhaltet folgende Arbeitsschwerpunkte zur Erreichung der Projektziele:
• Umfassende Recherche zum Stand der Technik und identifizieren potentieller technischer Ansätze
• Optimierung und Überprüfung der Einsatzmöglichkeiten in Kleinfeuerungsanlagen
• Versuchsreihen zur Erhebung der Praxistauglichkeit (Brennstoffqualitäten,…)
• Auswertung und Berichterstellung sowie Publikation der Ergebnisse
Titel, Abstract, Schlagwörter (englisch)
Abstract (englisch)
Projektziele
Während bei Großanlagen insbesondere bei Müllverbrennungsanlagen diverse Technologien zur Reduktion von unerwünschten Abgaskomponenten wie NOx und Staub bereits Einzug gehalten haben, beschränkte sich die derzeitige Abgasaufbereitung von biogenen Kleinfeuerungsanlagen im Wesentlichen auf die Entstaubung mittels Zyklon- bzw. Filtertechnologien.
Durch Verschärfung der gesetzlichen Abgasgrenzwerte wird aber zukünftig auch die Reduktion von NOx mittels Sekundärmaßnahmen an Bedeutung gewinnen. Mit Hilfe des Projektes sollen in umfangreichen Recherchen der derzeitige Stand der Technik erhoben werden. Dazu werden laufende bzw. abgeschlossene Forschungsprojekte und Publikationen zum Thema recherchiert. Anhand eines zuvor definierten Kriterienkataloges werden die gesammelten Technologien analysiert und auf ihr Potential zur Umsetzung in Kleinfeuerungsanlagen evaluiert.
Im zweiten Teil des Projektes soll basierend auf diesen Ergebnissen die vielversprechendste Technologie nach Verfügbarkeit der technischen und finanziellen Mittel in praktischen Versuchsreihen am Prüfstand der BLT Wieselburg getestet werden.
In Zusammenarbeit mit einem potentiellen Wirtschaftspartner soll versucht werden die ausgewählt Technologie zu optimieren und durch Variation von Einflussgrößen, wie beispielsweise die Brennstoffqualität, Erfahrungen im praktischen Einsatz gesammelt werden.
Das Projekt beinhaltet folgende Arbeitsschwerpunkte zur Erreichung der Projektziele:
• Umfassende Recherche zum Stand der Technik und identifizieren potentieller technischer Ansätze
• Optimierung und Überprüfung der Einsatzmöglichkeiten in Kleinfeuerungsanlagen
• Versuchsreihen zur Erhebung der Praxistauglichkeit (Brennstoffqualitäten,…)
• Auswertung und Berichterstellung sowie Publikation der Ergebnisse
Praxisrelevanz
Durch die Zusammenstellung und Bewertung verschiedener Optimierungsmaßnahmen für die Biomasseverbrennung kann die österreichische Land- und Forstwirtschaft, aber auch die österreichische Industrie der Kesselhersteller, besser auf die Anforderungen der gesetzlichen Rahmenbedingungen und Grenzwerte reagieren und auch die zukünftigen Absatzmärkte erhalten bzw. ausbauen.
Somit ist das Projekt nicht nur für die österreichischen Biomasse-Kesselhersteller, sondern auch für die gesamte Land- und Forstwirtschaft von großer Bedeutung. Durch Optimierung der Verbrennungstechnik Richtung geringerer Emissionen können die Projektergebnisse wertvolle Erkenntnisse zur Luftreinhaltung und für den Umweltschutz liefern und in weiterer Folge einen wesentlichen Beitrag zur Erreichung der Klimaziele leisten.
Berichte
Kurzfassung
Berichtsdateien
Abstract (deutsch)
Für den Einsatz in Biomassekleinfeuerungen und häuslichen Feuerstätten haben sich in den letzten Jahren eine Reihe von primären und sekundären Abgasreinigungsmaßnahmen etabliert. Die Auswertung der Prüfstandergebnisse der BLT Wieselburg haben gezeigt, dass durch primäre Maßnahmen wie die gezielte Luftstufung und die Abgasrezirkulation insbesondere auf die NOx-Emissionen Einfluss genommen wird. Auch die entsprechende Brennstoffauswahl und die Forderung nach einem möglichst niedrigen Brennstoffstickstoffgehalt hat zur Senkung der NOx-Emissionen beigetragen. Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass hinsichtlich der Reduktion von NOx-Emissionen bei Kleinfeuerungsanlagen derzeit keine Sekundärmaßnahmen eingesetzt werden. Bisher können die gesetzlich geforderten Grenzwerte für NOx auch ohne zusätzlichen Einsatz von Abgasaufbereitungsmaßnahmen eingehalten werden, weshalb auch Entwicklungen in dieser Hinsicht noch nicht notwendig sind. Technische Lösungen, wie selektive katalytische Reduktionskatalysatoren, wie sie beispielsweise bei Großfeuerungsanlagen angewendet werden, können eventuell in Zukunft auch in der Kleinfeuerungstechnik notwendig werden.
Zur Reduktion der partikelförmigen Emissionen haben sich in den letzten Jahren eine Vielzahl an Varianten von elektrostatischen Staubabscheidern etabliert, die zum einen direkt in der Feuerung integriert sein können, oder zum anderen als Nachrüstlösung unmittelbar nach der Feuerung oder am Kamin angeboten werden. Die Ergebnisse zeigen, dass insbesondere die jüngsten Entwicklungen sehr gute Abscheideleistungen aufweisen und die Ergebnisse nahe der Nachweisgrenze der Staubemissionen liegen.
Die Reduktion von Kohlenstoffverbindungen aus unvollständigen Verbrennungsprozessen ist vorwiegend bei häuslichen Feuerstätten von Bedeutung. Moderne Zentralheizgeräte sind auf Grund der Luftstufung und der automatischen Regelung hinsichtlich CO-Emission sehr gut optimiert, weshalb diese in der Regel keine nennenswerten Probleme zur Einhaltung der gesetzlich geforderten Grenzwerte aufweisen. Häusliche Einzelraumfeuerungen hingegen weisen auf Grund der oftmals sehr einfachen Verbrennungstechnik, des niedrigen Automatisierungsgrades und dem damit verbundenen Benutzereinfluss sehr hohe CO-Emissionen auf. Kostengünstige und bedienungsfreundliche Technologien wie Katalysatoren haben sich als vielversprechende Maßnahmen herauskristallisiert.
Abstract (englisch)
In recent years, a number of primary and secondary flue gas cleaning measures have been established for use in small biomass furnaces and domestic fireplaces. The evaluation of the test bench results from BLT Wieselburg has shown that primary measures such as targeted air staging and flue gas recirculation have a particular influence on NOx emissions. The appropriate fuel selection and the requirement for the lowest possible fuel nitrogen content also contributed to the reduction of NOx emissions.
In summary, it can be stated that no secondary measures are currently used to reduce NOx emissions in small combustion plants. So far, the legally required limit values for NOx can be complied without the additional use of exhaust gas treatment measures, which is why developments in this respect are not yet necessary. Technical solutions such as selective catalytic reduction catalysts, as used in large combustion plants, for example, may also become necessary in small combustion technology in the future.
To reduce particulate emissions, a large number of variants of electrostatic dust separators have been established in recent years, which can be integrated directly into the furnace or offered as a retrofit solution directly after the furnace or on the chimney. The results show that the latest developments in particular have very good separation performance and the results are close to the detection limit for dust emissions.
The reduction of carbon compounds from incomplete combustion processes is primarily important for domestic fireplaces. Modern central heating appliances are very well optimized in terms of CO emissions due to air staging and automatic control, which is why they generally have no significant problems complying with the legally required limit values
Domestic single-room furnaces, on the other hand, have very high CO emissions due to the often very simple combustion technology, the low level of automation and the associated user influence. Cost-effective and user-friendly technologies such as catalytic converters have emerged as promising measures. In practice, a catalyst that oxidizes a wide range of carbon compounds is desirable. It is important to ensure that the carrier materials used are sufficiently robust but also sufficiently porous to guarantee both stability and low pressure loss. However, their effect on dust and NOx emissions is very limited, depending on the catalyst material used.
Autor/innen
Sulzbacher L., Baumgartner H., Rathbauer J.