Studie Emissionen – Raumwärme ... - IWO-Österreich

52 Literaturarbeit: Emissionen Raumwärmeerzeugung
4.1.6.3 Staub-Emissionen
Bei der Holzverbrennung kann eine Vielzahl völlig unterschiedlicher Partikeltypen mit dem
Abgas freigesetzt werden. Dazu gehören im oder am Holz bereits bestehende im Glutbett
gebildete Komponenten, die mit dem Abgasstrom mitgeführt wurden ohne in die Gasphase
überzugehen. Dies wird als Fest-Partikel-Pfad der Partikelbildung bezeichnet. Dabei entstehen
sogenannte grobkörnige Partikel (coarse mode) mit Durchmessern von etwa 1 µm
und größer.
Der zweite Pfad der Partikelbildung ist der Fest-Dampf-Partikel-Pfad. Die Komponenten
verdampfen im Glutbett, werden mit dem Abgasstrom mitgeführt und bilden in der Abkühlphase
Partikel. Die so entstandenen Partikel weisen typischerweise Durchmesser im Bereich
von 100 nm auf. Diese werden als feinkörnige Partikel (fine mode) bezeichnet. Die resultierende
Partikelgrößenverteilung ist bi- oder tri-modal.
Bei der Abkühlung des Abgases aus der Holzverbrennung findet stets eine heterogene
Keimbildung statt, da zum einen Kondensationskerne in der Form von Kohlenstoffverbindungen,
ionischen Verbindungen (z. B. K 2 SO 4 ), Metallen und Metalloxiden (z. B. CaO) vorhanden
sind, zum anderen durch die Abkühlung eine Übersättigung entsteht. Daneben gibt es
aufgrund Übersättigung durch chemische Reaktionen auch eine homogene Keimbildung.
Bei automatischen Holzfeuerungen findet eine quasi-vollständige Verbrennung statt, so dass
der Anteil an organischen Kohlenstoffverbindungen am Partikelkollektiv eher gering ist.
Außerdem ist die Masse der feinkörnigen Partikel in der Regel deutlich größer als diejenige
der grobkörnigen Partikel (eine Ausnahme bildet die Verbrennung von Holzrinde, wo die
Massenanteile der beiden Größenfraktionen von gleicher Größenordnung sind).
4.1.6.4 Staub-Messdaten
Im Folgenden werden Messdaten automatischer Holzfeuerungen aus Abnahme- und Kontrollmessungen
in der Schweiz [HASLER et. al, 2000] aus der bereits im Abschnitt „Stickoxide“
vorgestellten Studie präsentiert.
Tabelle 8: Emissionsfaktoren Staub für Hackschnitzel- und Stückholzkessel (aus [HASLER et al.,
2000]).
Vertrauensintervall
(90% Niveau)
Anzahl
Anlagen
Anzahl
Messpunkte
Staub [mg/MJ]
Holzschnitzel
alle Anlagen 90 134 111 426
Unterschubfeuerungen 85 92 61 225
Rostfeuerungen 95 168 46 201
Stückholz
alle Anlagen 45 152 6 18
Im Jahr 2001 gab es außerdem in der Schweiz eine Feldmesskampagne zu Partikelemissionen
aus Holzfeuerungen des Ökozentrums Langenbruck [WIESER et al., 2001]. Ziel des
Projekts war, an einem Querschnitt von typischen Vertretern verschiedener Holzfeuerungen
Emissionsfaktoren für Feinstaub unter 600 nm Durchmesser (PM 0.6) zu erheben. Zusätzlich
wurden auch Feuerungen, die mit fossilen Energieträgern betrieben werden gemessen. Es
wurden 8 verschiedene Typen von Pellets- und Hackschnitzelheizungen hinsichtlich Partikelgrößen
und Partikelanzahl sowie Gesamtstaub-Emissionen gemessen. Die untersuchten
Anlagen waren im Nennleistungsbereich von 10 bis 800 kW, Ergebnisse dieser Untersuchungen
werden in nachfolgender Tabelle präsentiert.