Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Entwicklung eines neuartigen Fliehkraftabscheiders mit integriertem Katalysator zur Schadgasabschei-dung. Ziel des Projektes ist es, einen Fliehkraftabscheider auf der Basis von konventionellen Zyklonkonstruktionen zu entwickeln und zu optimieren, der trotz schwieriger Betriebsbedingungen ausreichende Abscheideleistungen erbringt sowie kosteng\u00fcnstig und betriebssicher arbeitet. F\u00fcr die Integration der Schadgasabscheidung im Staubabscheider sind geeignete Katalysatoren zu entwickeln und erproben. Der Staubabscheider soll zum einen den gesetzlichen Auflagen gen\u00fcgen bzw. diese unterschreiten und zum anderen den Einsatz von integrierten Katalysatoren erm\u00f6glichen.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDas neue Abscheideverfahren ist w\u00e4hrend der ersten Projektphase zun\u00e4chst in parallelen Laborarbeiten entwickelt worden. F\u00fcr den Fliehkraftabscheider m\u00fcssen geeignete Materialien und Bauformen untersucht und entwickelt werden. Ein wesentlicher Parameter bei diesen Arbeiten ist eine weitgehende Nachabscheidung der Feinst\u00e4ube, um den Betrieb von Katalysatoren zu erm\u00f6glichen. Daher sind vergleichende Untersuchungen unterschiedlicher Filtermaterialien f\u00fcr die Nachabscheidung durchgef\u00fchrt worden. F\u00fcr die Schadgasabscheidung ist es erforderlich, geeignete Katalysatormaterialien zu entwickeln und auszuw\u00e4hlen, die bereits bei niedrigen Einsatztemperaturen einen m\u00f6glichst vollst\u00e4ndigen Umsatz organischer Komponenten im Rauchgas einer Biomassefeuerung gew\u00e4hrleisten. Entsprechende Umsatz- und Optimierungsuntersuchungen sind mit ausgew\u00e4hlten organischen Leitkomponenten durchgef\u00fchrt worden. Dar\u00fcber hinaus ist die gegenseitige Beeinflussung von Staubabscheidung und katalytischer Oxidation untersucht worden.
\nIn der zweiten Projektphase werden die parallel verlaufenden Laborarbeiten zusammengef\u00fchrt und ein Fliehkraftabscheider mit integriertem Katalysator fertiggestellt. Dieser Prototyp wird an einer bestehenden Biomasseverbrennungsanlage erprobt und optimiert. Weiterf\u00fchrende Laboruntersuchungen gew\u00e4hrleisten dabei eine kontinuierliche Fortsetzung der Entwicklungsarbeiten und Umsetzung von Erfahrungen aus dem Betrieb.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Im Rahmen der Entwicklungsarbeiten im Labor konnten die Einzelkomponenten erfolgreich ausgew\u00e4hlt und optimiert werden.
\nF\u00fcr die Abscheidung der Feinst\u00e4ube wurde aus der Vielzahl der untersuchten Materialien ein geeignetes Metallgewebe ermittelt. Es weist sich durch gute Formstabilit\u00e4t und hohe Entstaubungsleistung bei guter Abreinigbarkeit aus. Durch die konstruktive Anordnung der filternden Abscheiderstufe im Tauchrohr kann \u00fcber die Plissierung des Metallgewebes bei vorgegebenen, relativ geringen Au\u00dfenabmessungen eine ausreichend gro\u00dfe Filterfl\u00e4che erzielt werden. Im Rahmen der Laboruntersuchungen wurde als Teststaub Schiefermehl verwendet. Es wurden Reingasstaubgehalte von 1 mg\/m\u00b3 erzielt; der Rohgasstaubgehalt lag bei diesen Untersuchungen bei 1 g\/m\u00b3.
\nF\u00fcr die Abscheidung der Schadgase wurden geeignete Katalysatoren auf der Basis von \u00dcbergangsmetalloxiden bzw. Edelmetallen entwickelt und erprobt. Die Erprobung und vergleichende Untersuchung der Abscheideleistung erfolgte dabei mit Leitkomponenten zur Sicherstellung reproduzierbarer Versuchsbedingungen. Parallel dazu erfolgten Untersuchungen am Rauchgas einer Kleinfeuerungsanlage, um die Ausrichtung auf reale Rauchgasbestandteile zu gew\u00e4hrleisten. F\u00fcr Kohlenmonoxid lie\u00df sich ab einer Temperatur von 250\u00b0C eine nahezu vollst\u00e4ndige Entfernung aus dem Rauchgas realisieren, w\u00e4hrend f\u00fcr die Gruppe der Kohlenwasserstoffe eine mehr als 50%ige Umsetzung ermittelt wurde.
\nIm Rahmen der zweiten Projektphase wurde ein Kombiabscheider f\u00fcr den Einsatz an einer realen Biomasse-Verbrennungsanlage vorbereitet. Zum Einsatz kamen zwei Kombiabscheider, die parallel f\u00fcr ei-nen Volumenstrom von insgesamt 1300 m\u00b3\/h betrieben wurden. Dieser Volumenstrom wurde dem Abgas der Verbrennungsanlage entnommen und f\u00fcr den Versuchsbetrieb bereitgestellt. Die Abreinigung der Kombiabscheider erfolgte aufgrund der parallelen Anordnung off-line. Da das Temperaturprofil des Ab-ga-ses der Verbrennungsanlage nicht variiert werden konnte, wurde die Untersuchung der Schadgasabscheidung mit einem Teilvolumenstrom nach der Entstaubung in den Kombiabscheidern durchgef\u00fchrt.
\nW\u00e4hrend einer \u00fcber l\u00e4ngeren Zeitraum konstanten Phase des Versuchsbetriebs sind Reingasstaubgehalte von 5 mg\/m\u00b3 ermittelt worden. Diese im Vergleich zu den Laboruntersuchungen erh\u00f6hten Werte lassen sich durch die spezifischen Eigenschaften des Rauchgases erkl\u00e4ren. Dar\u00fcber hinaus ist es w\u00e4hrend der Versuche aufgrund der r\u00e4umlichen Anordnung der Versuchsanlage zu Schwierigkeiten mit der Abreinigung gekommen. Die Ergebnisse an der realen Biomasse-Verbrennungsanlage haben die Laboruntersuchungen zur Schadgasabscheidung best\u00e4tigt. F\u00fcr die Gruppe der Kohlenwasserstoffe konnte je nach Temperaturprofil eine 50%ige Abscheidung ermittelt werden, w\u00e4hrend f\u00fcr Kohlenmonoxid eine nahezu vollst\u00e4ndige Entfernung aus dem Rauchgas realisiert wurde.
\nBereits w\u00e4hrend der Konstruktionsphase des Kombiabscheiders ist vorgesehen worden, eine getrennte Sammlung des Grob- und Feinstaubes zu erm\u00f6glichen. Eine getrennte Sammlung des abgeschiedenen Staubes bietet sich aufgrund der zweistufigen Entstaubung an; dar\u00fcber hinaus bietet sie die M\u00f6glichkeit einer getrennten Verwertung bzw. Entsorgung, da gerade die Feinst\u00e4ube h\u00e4ufig belastet sind. Die getrennte Sammlung des abgeschiedenen Staubes wurde sowohl in der Laboranlage als auch an der Verbrennungsanlage erfolgreich durchgef\u00fchrt. Es stellte sich dabei jeweils ein Massenverh\u00e4ltnis von 75% Grobstaub und 25% Feinstaub ein.
\nAufgrund der vorgegebenen Rauchgasparameter der Biomasse-Verbrennungsanlage, auf die w\u00e4hrend des Versuchszeitraums kein Einfluss genommen werden konnte, ergaben sich teilweise extreme Erprobungssituationen. Auch unter diesen Bedingungen konnte der Kombiabscheider erfolgreich eingesetzt werden.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Vorstellung des Projektes auf verschiedenen Tagungen und in mehreren Ver\u00f6ffentlichungen<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Im Projektverlauf konnte gezeigt werden, dass die simultane Gasreinigung f\u00fcr feste und gasf\u00f6rmige Rauchgasbestandteile bei der energetischen Nutzung von Biomasse grunds\u00e4tzlich m\u00f6glich ist. Aufgrund der direkten Erprobung an einer gr\u00f6\u00dferen Anlage sind allerdings noch Detail-Fragestellungen offen, f\u00fcr deren Beantwortung weitere Untersuchungen w\u00fcnschenswert w\u00e4ren.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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