Untersuchungen zur Schadstoffbildung und Emissionsminderung der energetischen Verwertung von Resthölzern in Kleinfeuerungsanlagen

Pieper, Anja

Die thermische Verwertung von Resthölzern wurde an zwei Kleinfeuerungsanlagen untersucht. An einer Unterschubfeuerungsanlage (250 kW) wurden anlagentechnische Maßnahmen zur Emissionsminderung von NOx, CO, PCDD/F und PAK getestet. Untersucht wurden die Rauchgase und anfallenden Aschen. Eingesetzt wurden verschiedene Spanplatten, sowie unbehandeltes und mit Holzschutzmittel (CKB = CrCuB) behandeltes Fichtenholz. Es zeigte sich, daß eine Optimierung der Verbrennung auf niedrige CO- und NOx-Gehalte nicht zugleich eine geringere Bildung von PCDD/F und PAK zur Folge hat. An der zweiten Anlage, einem Vorofensystem (65 kW), wurden die Auswirkungen von optimiertem und nicht optimiertem Betrieb auf das Schadstoffbildungspotential untersucht. Ohne bauliche Veränderungen am Ofen wurden o.g. Brennmaterialien unter Voll- und Teillast verbrannt. PCDD/F und PAK in Aschen und Rauchgasen stiegen mit sinkender Auslastung an. Der CO-Gehalt war bei Teillastbetrieb aufgrund der niedrigeren Temperaturen im Vorofen höher als im Vollastbetrieb, während die NOx-Bildung bei Vollast größer war, da diese durch höhere Temperaturen begünstigt wird. Die Untersuchung ausgewählter Siebfraktionen von Spanplattenaschen (< 20 bis 500 µm) zeigte eine Zunahme der Konzentrationen an PAK und toxische Elementen mit abnehmender Partikelgröße. Der TOC nahm dagegen mit zunehmender Partikelgröße zu, woraus gefolgert werden kann, daß der hohe TOC in großen Teilchen auf unverbrannte Holzbestandteile zurückgeführt werden kann, und nicht auf durch denovo-Synthese gebildete Substanzen. Der Gehalt der Partikelkern-bildenden Makroelemente war dagegen weitgehend unabhängig von der Partikelgröße.

Emissions during thermal utilization of wood residues was studied at two small-scale firing systems. Effects of primary technical measures on reduction of NOx, CO, PCDD/F, and PAH were tested in the flue gases of an underfeed stoker (250 kW). The organic pollutants were also analyzed in the ashes. Chipboards, untreated wood, and wood with preservatives (CKB = CrCuB) were applied. It could be shown that an optimization of the combustion parameters for low CO and NOx did not necessarily result in the reduction of PCDD/F and PAH. At the second kiln, a pre-oven system (65 kW), effects of full and partial load operation were tested without technical modifications. Here, PCDD/F and PAH in ashes and flue gases increased at partial load operation. Due to the decreased temperatures thereby concentration of CO increased. NOx increased at full load operation, as formation of the latter is favoured at high temperature. Analyses of selected sieve fractions of chipboard ashes (< 20 - 500 µm) indicated increasing concentrations with decreasing particle sizes for PAH and the toxic elements. TOC content was higher in the large particles indicating that it was mainly formed of unburned wood constituents and does not result from substances generated by denovo synthesis . The content of macro elements wich build the condensation nucleus was almost independent from particle sizes.

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Pieper, Anja: Untersuchungen zur Schadstoffbildung und Emissionsminderung der energetischen Verwertung von Resthölzern in Kleinfeuerungsanlagen. 2001.

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