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Technologietransfer für

Schadstofffilter für Biomassefeuerungsanlagen

Vorhabensbeschreibung

Das Gesamtziel des Vorhabens besteht in der Entwicklung eines funktionalen Prototyps zur Rauchgasreinigung in kleinen und mittleren Biomasse-Feuerungsanlagen. Das zweistufige System „RaSys“ (vgl. Abbildung 1) nutzt Metallschäume zur Partikelabscheidung, Nachverbrennung und Katalyse. Es kann frei von Hilfsstoffen und Hilfsenergien betrieben werden und reduziert die Staub- und CO-Emissionen im Vergleich zu Rauchgasreinigungssystemen nach dem Stand der Technik deutlich. So kann über den gesamten Brennprozess hinweg eine Einhaltung der Schadstoffgrenzwerte gemäß BImSchV für Feuerungsanlagen für Festbrennstoffe (max. Staubemission von 0,02 g/m³ und max. CO-Emission von 0,4 g/m³) realisiert werden. Insbesondere in der Anbrandphase werden die Partikelemissionen drastisch verringert.
Basierend auf dem beim Technologiegeber vorhandenen Know-How zum RaSys, das im Rahmen eines FuE-Vorhabens erarbeitet und an einem Demonstrator nachgewiesen wurde, soll mit Hilfe des Technologietransfers über eine Prototypenentwicklung sowie eine Lizenzvergabe (Gebrauchsmuster DE 20 2019 002 685 U1) das Funktionsprinzip in die Praxis überführt werden mit dem Ziel der Vorbereitung einer Markteinführung. Damit werden Beiträge zur Wettbewerbsfähigkeit des Antragstellers, zur umweltfreundlichen Nutzung regenerativer Energiequellen und zur Verbesserung der Luftqualität geleistet.

Feststoffbrennkessel

Festbrennstoffkessel

schematischer Aufbau Raysys

schematischer Aufbau des RaSys

Zellulares Abscheidematerial

zellulares Abscheidematerial

Die angestrebten Entwicklungsziele des vorliegenden Projekts bestehen demnach in der Realisierung des multifunktionalen RASYS-Systems mit der Erfüllung nachstehender Anforderungen:

Partikelabscheidung

  • Abscheidung von Unverbranntem, Teer, Feinstaub, Ruß, polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK)
  • Abbrand von abgeschiedenen und umsetzbaren Partikeln auf der Abscheideroberfläche
  • mechanische Abreinigungsmöglichkeit der Abscheiderelemente von Filterstaub und Rückständen

Katalyse

  • katalytische Umsetzung unvollständig verbrannter fester Rauchgasbestandteile (Teer, Ruß, Kohlenwasserstoffe)
  • katalytische Umsetzung von gasförmigen Schadstoffen (CO, PAK)

Das zu übertragende Know-how bezieht sich u.a. auf Materialzusammensetzungen sowie zellulare Strukturen hinsichtlich ihrer Eignung als Abscheider-Elemente untersucht. Des Weiteren wurden verschiedene Einbaupositionen innerhalb eines Heizkessels in Verbindung mit verschiedenen Materialien unter Berücksichtigung der Schadstoff-Entstehung in den jeweiligen Phasen der Verbrennung experimentell analysiert. Im Ergebnis soll ein zweiteiliges Rauchgasreinigungssystem, basierend auf zwei brennraumnahen Abscheidern, die die Funktionalität des Partikelabscheidens und Abbrands umsetzbarer Partikel am Abscheider 1 sowie die katalytische Oxidation von CO zu CO2 am Abscheider 2 übernehmen. übertragen werden.

Die Innovation des zu entwickelnden Systems besteht in der lokalen und funktionalen Trennung der einzelnen Reinigungsstufen mit dem Ergebnis, dass ein By-Pass-freier Betrieb möglich ist, da verwertbare Abgasbestandteile nach Erreichen der Maximaltemperatur einen Abbrand ermöglichen. Die brennraumferne Komponente mit dem Ziel der Partikelabscheidung nicht brennbarer Bestandteile (Asche) befindet sich in einem leicht zugänglichen Bereich. Damit ist ein effizientes hilfsenergie- und -stofffreies System entwickelt worden, welches insbesondere in den kritischen Bereichen des An- und Abbrandes Schadsstoffemissionen maßgeblich reduziert.