Die GNF hat innovative Katalysatormodule zur Reduzierung von Schadstoffen aus Biomasse-Kleinfeuerungsanlagen entwickelt
Eine der gegenwärtig häufigsten Anwendungen von Biomasse in Deutschland besteht in deren Einsatz zum Heizen in Biomasse- Kleinfeuerungsanlagen (BKfa). Zurzeit sind ca. 15 Millionen BKfa in Deutschland im Einsatz. Ein wesentlicher Nachteil von Holz bzw. Biomasse als Brennstoff ist der Ausstoß von umwelt- und gesundheitsschädlichen Schadstoffen bei der Verbrennung. Hierbei entstehen das Kohlenmonoxid (CO) und verschiedene Kohlenwasserstoffe (KW) wie z. B. flüchtige organische Verbindungen (VOC), polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) sowie Rußund Teerpartikel. Diese Schadstoffe müssen aus dem Abgas entfernt werden.
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Entwicklung
Im Rahmen des Projektes wurden mehrere Katalysatoren und Katalysatorsysteme auf ihre Effektivität hinsichtlich der Oxidation von Kohlenstoffmonoxid und Kohlenwasserstoffen im synthetischen und realen Gasstrom einer Kleinfeuerungsanlage getestet und die Ergebnisse unter Einbeziehung der chemischen Reaktionskinetik ausgewertet.
Rasterelektronenmikroskop-Aufnahme eines mit Mangan beschichteten und kalzinierten
CAD-Modelle der Träger (isometrische und Frontansicht; Länge jeweils 20 mm, 10.5 mm), die durch Laserschmelzverfahren (SLM) aus Aluminiumlegierung (AlSi10Mg) gedruckt wurden.
Für die Messungen an einer Kleinfeuerungsanlage wurden zwei aus Aluminiumlegierung gedruckte Monolithträger oxidiert, beschichtet, in das vorhandene Abgassystem des Ofens installiert und bei einer Verfeuerung vom trockenen Buchenholz getestet.
Die Umsätze für Kohlenstoffmonoxid betragen für das dichtere Modul (Zelldichte 64 cpsi) im Durchschnitt etwa 25% und für das weniger kompakte Modul (Zelldichte 25 cpsi) ca. 12 %. Mit diesen Umsatzwerten erfüllen beide Katalysatoren die 1. und das dichtere Modul auch die 2. Emisionsstufe der Bundesimmissionsschutzverordnung, die für alle Öfen mit mindestens 4 kW Heizleistung ab dem 01/2015 gilt.