Entwicklung eines Staubabscheiders für Biomassekleinfeuerungsanlagen mit Tiefenfiltration

Die Sicherstellung einer hohen Luftqualität und niedriger Staubgehalte in der Umgebungsluft sind zum Schutz der Gesundheit wichtige Ziele des Gesetzgebers. Kleinfeuerungsanlagen verursachen einen erheblichen Anteil an den gesamtdeutschen PM2,5-Emissionen. Die 1. BImSchV regelt u. a., welche Staubmengen Kleinfeuerungsanlagen emittieren dürfen. Für Kleinfeuerungsanlagen, die seit dem 31.12.2014 in Betrieb gehen, liegt der Staubgrenzwert je nach Anlagentyp zwischen 0,02 und 0,04 g/m³ i. N. Staubabscheideeinrichtungen werden in den kommenden Jahren und Jahrzehnten zur Erfüllung der 1. BImSchV an Kleinfeuerungsanlagen zunehmend zum Einsatz kommen. Zur Erzielung hoher Abscheideleistungen der überwiegend im Submikron-Bereich vorliegenden Staubpartikel eignen sich filternde Abscheider. In einer Versuchsanlage im Technikum des Lehr- und Forschungsgebiets Technologie der Energierohstoffe der RWTH Aachen wurde das Abscheideverhalten verschiedener Filtermedien untersucht. Bewertungsgrößen waren die maximal speicherbare Staubmenge bis zum Erreichen eines definierten Abbruchkriteriums und die Abscheideleistung, die aus den Rein- und Rohgas-Staubgehalten ermittelt worden waren. Im Filtermaterial Glaswolle konnten im Durchschnitt pro Quadratmeter Filterfläche ca. 340 g Staub gespeichert werden. Eine durchschnittliche Abscheideleistung von 94 % wurde erzielt. Die Staubkonzentrationen im Reingas lagen durchschnittlich bei ca. 5 mg/m³ i. N. Ein praxistauglicher Staubabscheider-Prototyp wurde entwickelt. Im Testbetrieb wurden Staubkonzentrationen von unter 1 mg/m³ i. N. erzielt. Weitere in Zukunft durchzuführende Arbeiten betreffen u. a. den Nachweis der Langzeitstabilität über mindestens eine Heizperiode sowie die Implementierung einer Steuerungs- und Regelungsautomatik.