ISBN 978-3-8439-5164-7

978-3-8439-5164-7, Reihe Energietechnik

Markus Fischnaller
Emissionsarme Biomassenutzung im kleinen Leistungsbereich mittels Vergasung und Verbrennung in einem Porenbrenner

178 Seiten, Dissertation Technische Universität München (2022), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Ein Problem der Biomassenutzung bei kleiner Leistung sind Staubemissionen. Besonders Feinstaub stellt eine Gesundheitsgefahr dar. Sekundärmaßnahmen zur Staubabscheidung sind oft hierfür zu teuer. Deshalb sind Primärmaßnahmen unabdingbar. Moderne Heizungen haben bereits geringe Emissionen aufgrund unvollständiger Verbrennung und Partikelmitriss. Stäube, die aufgrund Verdampfung anorganische Elemente entstehen, werden aber nicht vermieden. Diese Arbeit setzt hier an. Durch die Aufteilung der Verbrennung von Holzpellets in Vergasung und separate Verbrennung des Holzgases soll verhindert werden, dass Aerosole den Vergaser verlassen. Ziel ist die Entwicklung eines Versuchssystems, das die Staubemissionen im Vergleich zum Stand der Technik senkt. Bei der Vergasung im Gegenstromverfahren strömt das entstandene Gas durch eine Schicht kalten Brennstoffs und kühlt dabei ab, so dass viele gasförmigen Aschebestandteile kondensieren und das Gas fast staubfrei den Brenner erreicht. Die Anlage besteht aus einem autothermen Gegenstrom-Festbettvergaser (P = 10 kW) und einem Porenbrenner zur Verbrennung des Holzgases. Der Brenner besteht aus einer Flammensperre und dem eigentlichen Porenkörper, in dem die Verbrennung stattfindet. Die wesentlichen experimentellen Erkenntnisse waren folgende: Der größte Teil der anorganischen Bestandteile verbleibt im Restkoks und ein wenig als Ablagerung im Vergaser. Somit lag der Schluss nahe, dass sich nur wenig Staub gebildet hat, was die Messungen bestätigten. Die Staubemissionen wurden gravimetrisch und mit einem ELPI-Messgerät bestimmt. Beide Methoden zeigten geringere Staubkonzentrationen als der Stand der Technik. Somit können mit diesem Konzept die Staubemissionen gesenkt werden. Allerdings ist des System nur bedingt für lange Betriebszeiten geeignet, da die geforderten Standzeiten des Brenners nicht erreicht werden.