Rauchgasreinigung - Axpo-Holz

Rohgaszusammensetzung
1.1 Staub
Das Rohgas einer Holzfeuerung hat einen Staubgehalt von 2'000 bis 3'000 mg/Nm 3 . Die Art
des Holzbrennstoffs hat so gut wie keinen Einfluss auf die Höhe der Staubentwicklung,
entscheidender sind die Betriebsbedingungen. Wenn beispielsweise der Kessel mit
Russbläsern abgereinigt wird, kann die Staubkonzentration bis auf 6'000 mg/Nm 3 ansteigen.
Die im Rauchgas von Holzfeuerungen auftretenden Staubpartikel bestehen mehrheitlich aus
Salzen, Russ und Teeren. Salze sind die Rückstände der anorganischen Bestandteile des
Holzbrennstoffs, die bei der Verbrennung in die Gasphase transferiert werden und dort zu
Salzdämpfen (KCl, NaCl, K2SO4) reagieren. Aufgrund von Kondensation oder Resublimation
dieser Salzdämpfe kommt es schliesslich zur Bildung von anorganischen Staubpartikeln im
Rauchgas. Bei optimaler Verbrennung und hohen Temperaturen dominieren Salze die
Staubfracht.
Russ und Teere werden bei geringen Verbrennungstemperaturen aus flüchtigen organischen
Verbindungen gebildet. Primäre Teere werden bei mittleren Temperaturen durch Pyrolyse
aus dem Brennstoff freigesetzt. Diese primären Teere reagieren dann bei 700 bis 850°C zu
sekundären Teeren (Polyzyklische Aromatische Kohlenwasserstoffe, PAK). Bei der
Abkühlung der Rauchgase kondensieren die primären und sekundären Teere zu Tröpfchen
aus und bilden auf diese Weise Aerosole. Die Russbildung setzt erst bei hohen
Temperaturen ab etwa 850°C in Zonen mit Sauerstoffmangel ein, wo ausgelöst durch lokale
Flammenlöschungen aus den sekundären Teeren durch Freisetzung von Wasserstoff sich
elementarer Kohlenstoff bildet.
1.2 Stickstoffoxidemissionen
Die Stickstoffoxide NO und NO2 werden zusammen als NOX bezeichnet. Das NOX in den
Abgasen von Verbrennungsvorgängen besteht überwiegend aus Stickstoffmonoxid NO, das
dann in der Atmosphäre zu NO2 übergeht. Bei Konzentrationsangaben wird unabhängig von
der tatsächlichen Zusammensetzung des Abgases NOX als NO2 berechnet.
Es gibt drei mögliche Gasphasenreaktionen, in denen Stickstoffoxide gebildet werden
können:
� Die Bildung des thermischen NOX erfolgt durch Oxidation des Luftstickstoffs durch
Sauerstoffradikale. Die Reaktion läuft erst bei hohen Temperaturen (über 1300°C)
ausreichend schnell ab.
� Beim Prompt-NOX spielen Reaktionen zwischen den in der Verbrennungszone
vorhandenen CH-Radikalen und N2 eine entscheidende Rolle. Bei diesem
Reaktionsmechanismus werden stickstoffhaltige Zwischenprodukte gebildet,
überwiegend HCN, die dann zu NO weiteroxidiert werden.
� Die Brennstoff-NOX-Bildung, bei der im Brennstoff atomar gebundener Stickstoff in der
Flammenfront zu NO oxidiert wird.
Dr.-Ing. Markus Franz | Rauchgasreinigung 4