Rauchgasreinigung - Axpo-Holz

Rohgaszusammensetzung
Alle Arten der NO-Bildung werden bei höheren Temperaturen und längeren Verweilzeiten
der reagierenden Gase im Hochtemperaturbereich begünstigt. In den Brennräumen von
Holzfeuerungen sind die Verbrennungstemperaturen jedoch generell kleiner als 1300°C, so
dass die Bildung von thermischem NOX nicht von Bedeutung ist. Ebenso ist die Prompt-NO-
Bildung generell von untergeordneter Bedeutung. Die NOX-Emissionen aus der
Holzverbrennung sind demzufolge ausnahmslos auf den Brennstoffstickstoff zurückzuführen,
der bei der Verbrennung zunächst in Form von gasförmigem Ammoniak oder
Cyanwasserstoff freigesetzt wird, welche dann im weiteren Verlauf der Verbrennung
teilweise zu Stickoxiden oxidiert werden.
Bei der Verbrennung von Waldholz, das 0.2 bis 0.5% organisch gebundenen Stickstoff
enthält, sind Stickstoffoxidemissionen zwischen 100 und 250 mg/m 3 zu erwarten. Das
Verbrennen von stickstoffreicheren pflanzlichen Brennstoffen wie Stroh, Grass oder
Rapsschrot führt zu NOX-Werte bis 500 mg/m 3 . Bei der Verbrennung von bestimmten
Altholzsortimenten, in denen Spanplatten oder beschichtete Holzwerkstoffe mit hohen
Stickstoffgehalten zwischen 3 bis 5% enthalten sind, können die NOX-Emissionswerte bis auf
800 mg/m 3 ansteigen. Es gibt jedoch keinen linearen Zusammenhang zwischen NOX-
Emissionen und Stickstoffgehalt im Brennstoff. Mit zunehmendem Stickstoffgehalt wird ein
immer geringerer Anteil des Brennstoffstickstoffs in NOX-Emissionen überführt. Bei geringen
Stickstoffgehalten unter 0.5% werden 30 – 50% des Brennstoffstickstoffs zu Stickoxiden
umgesetzt. Beträgt der Stickstoffgehalt im Brennstoff mehr als 1%, werden davon nur noch
ca. 10% in NOX-Emissionen überführt.
1.3 Schwefeloxide
Schwefeloxide (SOX) werden bei der vollständigen Oxidation des organisch im Brennstoff
gebundenen Schwefels gebildet. Hauptsächlich entsteht dabei SO2 (> 95%), allerdings wird
bei tieferen Temperaturen auch SO3 gebildet (< 5%). Rund 60% des Brennstoffschwefel wird
zu SOX umgewandelt und somit in die Gasphase überführt. Der übrige Anteil verbleibt in der
Asche. Bei hohen SO2-Konzentrationen werden Alkalichloride bereits im Rauchgasstrom
sulfatisiert. Es bildet sich z.B. Kaliumsulfat (K2SO4), so dass eine geringe Schwefelmenge
auch in Form von flüchtigen Alkalisulfaten im Rauchgas vorhanden ist.
1.4 Chlor- und Fluorwasserstoff
Hölzer und andere Biomassen weisen unterschiedliche Chlorgehalte auf. Während Waldholz
einen sehr geringen Chlorgehalt hat, können in Einjahrespflanzen sowie im Altholz grössere
Mengen an Chlor enthalten sein. Das in den Holzbrennstoffen enthaltene Chlor wird bei der
Verbrennung zu 40 bis 95% in die Asche eingebunden, die übrigen Anteile werden gasförmig
in das Rauchgas freigesetzt, entweder in Form von Chlorwasserstoff oder als Alkali- und
Schwermetallchloride. Aus anorganischen Chlorsalzen kann wiederum Chlorwasserstoff
durch Thermohydrolyse freigesetzt werden. Bei chlororganischen Verbindungen wird bei
Dr.-Ing. Markus Franz | Rauchgasreinigung 5