Entwicklung einer genehmigungsfähigen Kleinfeuerungsanlage zur dezentralen Wärmeerzeugung aus Strohpellets und Getreide

Projektleitung:Prof. Dr.-Ing. Alfons Kather
Mitarbeiter:Dipl.-Ing. J. Wilken 
Laufzeit:01.10.2004 - 30.09.2007

Im Rahmen dieses Vorhabens wurde in Zusammenarbeit mit der Firma Paul Künzel GmbH eine Kleinfeuerungsanlage der Leistungsklasse ≤ 50 kW entwickelt, die in der Lage ist, halmgutartige Brennstoffe und Körnerbrennstoffe zu verbrennen.

Als Versuchsbrennstoffe wurden Weizen- und Roggenstrohpellets sowie Gersten- und Weizenkörner eingesetzt, die bezüglich ihrer Brennstoffeigenschaften und ihrer Schadstoffemissionen untersucht und charakterisiert wurden.

Von den z. T. stark unterschiedlichen Brennstoffeigenschaften hat das Ascheerweichungsverhalten einen besonders großen Einfluss auf die Betriebsführung der Anlage. So konnte mit Weizenkörnern kein stabiler Anlagenbetrieb eingestellt werden, während die anderen Brennstoffe - wenn auch mit unterschiedlicher Verbrennungsqualität - durchgängig eingesetzt werden konnten.

Die Schadstoffmessungen zeigen weiteren Entwicklungsbedarf des Brenners, da infolge des Ascheerweichungsverhaltens der Brennstoffe die Verbrennungstemperatur niedrig gehalten werden muss, wodurch die CO-Emissionen relativ zu den erwarteten zukünftigen Grenzwerten der 1. BImSchV zu hoch sind. Besonders bei den Staubemissionen wird der Einfluss der Brennstoffeigenschaften deutlich: Roggenstrohpellets emittieren mehr als die sechsfache Staubmasse verglichen mit Weizenstrohpellets. Dabei machen die Staubpartikel mit aerodynamischen Durchmessern < 1 μm (PM1) ca. 80 % der Partikelmasse aus. In detaillierteren Untersuchungen der PM1-Fraktion konnten charakteristische Partikelanzahlverteilungen für die Brennstoffe gefunden werden. Dabei wurden die Anzahlmaxima der Partikelemissionen bei Durchmessern zwischen 70 und 200 nm gemessen. Die NOx-Emissionen sind ebenfalls stark abhängig vom Brennstoff, konnten aber mit einfacher Luftstufung um etwa die Hälfte und damit deutlich unter die Grenzwerte reduziert werden.