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Research unit
FOEN
Project number
UTF 40.14.00
Project title
Stabile, partikelarme Holzverbrennung (Partikelarme Holzfeuerung)

Texts for this project

 GermanFrenchItalianEnglish
Key words
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Short description
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Results according to contract
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Project aims
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Ökonomische Wirkung
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Description of results
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Follow up
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Publications / Results
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Inserted texts


CategoryText
Key words
(German)
Holzverbrennung, Partikelemissionen, Luftreinhaltung, Schmid Holzfeuerungen AG, Ökozentrum Langenbruck
Short description
(German)
Die Partikelemissionen in der Schweiz sind zu hoch. Die Senkung der Partikelemissionen ist ein zentrales Thema der Luftreinhaltung.

Die Quellen der Partikelemissionen sind zu je einem Drittel Heizungen, Autoverkehr und Industrie. Annähernd 90% der Partikelemissionen aus Heizungen stammen aus Holzfeuerungen.

Wegen der Vorteile im Bereich Klima und Waldpflege wird angestrebt, den Anteil der Holzfeuerungen weiter auszubauen.

Mit einer Senkung der Partikelemissionen bei neuen Holzfeuerungen würden wichtige Nachteile dieser Technologie entfallen, womit die Ziele im Bereich Klima und Waldpflege besser erreicht werden könnten.
Results according to contract
(German)
Die Resultate dieser Tests werden als Grundlage für den Bau einer Nullserie dienen und werden in einem wissenschaftlich-technischen Schlussbericht und einem Businessplan für den Markteintritt aufbereitet. Die erarbeiteten Pläne und Spezifikationen können vom BAFU auf Wunsch besichtigt werden.
Project aims
(German)
Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung einer Holzfeuerung, welche durch die sorgfältige Abstimmung der Prozesstufen einen stabilen Verbrennungsprozess bei ändernden Brennstoffzusammensetzungen ermöglicht. Damit sollen unerwünschte Umweltauswirkungen (z.B. Partikelemissionen) vermieden werden, ohne dass durch eine nachträgliche Abgasbehandlung zusätzliche Kosten entstehen.

Das mit einem seriennahen Prototypen auszutestende Konzept beinhaltet primäre Massnahmen im Verbrennungsprozess in Kombination mit einer optimierten Steuerung und Regelung.
Ökonomische Wirkung
(German)
Mit dem vorliegenden Kessel und dem optimierten Betriebsregime ist es möglich, die LRV-Grenzwerte und die neuen deutschen Grenzwerte (TA-Luft 2002) ohne Sekundärmassnahmen (d.h. auch ohne Multizyklon) mit einem breiten Spektrum naturbelassenem Holz gut einzuhalten. Die Betriebs- und Investitionskosten von Unterschubfeuerungen können damit wesentlich gesenkt werden.
Description of results
(German)

Biomasse-Energie-Systeme zwischen 70 und 1'000kW Kesselleistung haben mehr als andere Leistungsklassen mit der Wirtschaftlichkeit zu kämpfen, um die Grenzwerte der Luftreinhalte-Verordnung (LRV) einzuhalten. Diese Anlagen können ohne Sekundärmassnahmen wie Staubfilter oft nur knapp die Staubemissionsgrenzwerte einhalten. Die Sekundärmassnahmen wie Multizyklon und Elektro- oder Gewebefilter sind aber im Verhältnis zur Anlagenleistung mit hohen Investitions- und Unterhaltskosten verbunden.

Ziel dieses Projektes war, einen Unterschubkessel für Holzschnitzel für die oben erwähnte Leistungsklasse zu entwickeln, der ausschliesslich druch Primärmassnahmen einen stabilen Verbrennungsprozess mit geringen Staubemissionen gewährleistet. Eine optimale Abstimmung der Anlagekomponenten in der Primär- und Sekundärverbrennung soll auch bei ändernden Holzbrennstoffparametern wie Wassergehalt und Feinanteil eine emissionsarme Verbrennung ermöglichen (Brennstoffelastiziät). Der Kesselbetrieb hat ohne Staubabscheidesysteme für alle naturbelassenen Holzbrennstoffe die LRV-Staubgrenzwerte einzuhalten.

In der abschliessenden Projektperiode wurde vom Industriepartner basierend auf den Erfahrungen mit Funktionsmustern ein serienfähiger Prototyp eines Kessels mit Unterschubfeuerung, Treppenrost und Abgasrezirkulation gebaut und vom Ökozentum Langenbruck getestet und gemessen. Die Brennstoffelastizität konnte mit feuchten und trockenen Brennstoffen gezeigt werden. Im weiteren konnten durch die neuartige Glutbettführung und die Abgasrezirkulation Partikelemissionsreduktionen um Faktor 2 (für die Gesamtstaubmenge) bis Faktor 6 (für die physiologisch relevanten Feinstpartikel) erreicht werden.

Follow up
(German)
Das Projekt musst nach längerer Testphase eingestellt werden, weil die optionalen Werte, die Gefahren werden müssen, in der Praxis nicht möglich sind. Daher müssen entsprechende neuwertige Steuerungssysteme gefunden werden. Das Projekt hat aber einen wesentlichen Einfluss auf andere Holzfeuerungstypen, da festgestellt werden konnte, dass mit einem grossen Glutbett und wenig Primärluft der Staubgehalt in den Abgasen merbar sinkt. Diese Erkenntnisse fliessen jetzt in andere Entwicklungsprojekte ein. Stand 2007
Publications / Results
(German)

Fachreferate durch Chr. Gaegauf:
1. Biomasse Kolloquium, Biella (I), September 2003
2. Kolloquium der Vereinigung für Verbrennungsforschung, Fribourg, Oktober 2003

Christian K. Gaegauf, Martin R. Schmid: "Measures in the Wood Combustion Process for Particle Emission Reduction", 13th European Conference and Technology Exhibition on Biomass for Energy, Industry and Climate Protection, Rome 2004