Inbetriebnahme und Validierung eines Systems zur Simulation von Partikelemissionen in Biomasse-Kleinfeuerungsanlagen

Inhaltsangabe oder Einleitung

Besonders häusliche Kleinfeuerungsanlagen tragen mit 25 Kilotonnen (PM 10), gemessen im Jahr 2005, zu einem deutlichen Teil der gesamten Feinstaub-Emissionen in Deutschland bei und überstiegen sogar die Emissionen aus dem Straßenverkehr (nur Verbrennung) in diesem Jahr. Deshalb untersucht das Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP
in diesem Zusammenhang verschiedene Abgasnachbehandlungssysteme auf ihre Wirkung und Effizienz, vor allem bei der Anwendung in biomassebetriebenen häuslichen Kleinfeuerungsanlagen.

Die Untersuchung der Systeme gestaltet sich schwierig, da die Verbrennung in Holzfeuerungen instationären Bedingungen folgt, d.h. die Abgaszusammensetzung schwankt stark in Abhängigkeit der zeitlichen und örtlichen Abfolge des Verbrennungsverlaufes. Damit die untersuchten Abgasnachbehandlungssysteme vergleichbar und unter reproduzierbaren und wiederholbaren Bedingungen getestet werden können, wurde am Fraunhofer-Institut fü Bauphysik IBP ein Testsystem zur Nachbildung von Abgasen aus häuslichen Kleinfeuerungsanlagen entworfen. Mit Hilfe des Testsystems sollen beliebige, einstellbare Abgaszusammensetzungen erzeugt und unter stationären Verhältnissen nachgebildet werden. Dadurch sollen sich komplexe Zustände einer Anlage genau erforschen und mit einer hohen Genauigkeit wiederholen und reproduzieren lassen können.

Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt hierbei auf der Charakterisierung eines Rußpartikelgenerators und eines Feststoffpartikeldispergierers. Der Nachbildungsbereich bezieht sich auf Feinstaub und Partikel mit einem Durchmesser zwischen wenigen Nanometern und ca. 100 μm. Ein solches Testsystem könnte in Zukunft auch interessant sein, um neuartige Abgasnachbehandlungssysteme zu evaluieren und entwickeln. Beispielsweise könnten auch Messgeräte, sicherheitsrelevante Bauteile einer Anlage und andere Anlagenkomponenten für industrielle wie private Anwendungen, unter stationären Bedingungen getestet werden.

Ziel dieser Arbeit ist daher die Charakterisierung der bestehenden Versuchseinrichtung im Hinblick auf ihre Fähigkeit Feinstaub- und Grobstaub- Emissionen von Biomasse-Kleinfeuerungsanlagen unter stationären, reproduzierbaren und wiederholbaren Bedingungen nachbilden zu können. Nachfolgend sollen die daraus gewonnenen Ergebnisse
genutzt werden, um Schwachstellen der Anlage zu identifizieren und anschließend diesen Problemen sinnvolle Lösungskonzepte und Maßnahmen gegenüberzustellen.