26.09.2013 Views

Stoken van hout, bruinkool, turf, kolen, briketten - moreCat

Stoken van hout, bruinkool, turf, kolen, briketten - moreCat

Stoken van hout, bruinkool, turf, kolen, briketten - moreCat

SHOW MORE
SHOW LESS

Create successful ePaper yourself

Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.

www.morecat.de<br />

<strong>moreCat</strong> © GmbH Metaal Katalysatoren info@morecat.de<br />

Tel: +492842 9032201<br />

Fax: +492842 9032209<br />

Postfach 101583 D-47460 Kamp-Lintfort Duitsland Asdonkstraße 33 D-47475 Kamp-Lintfort Industriegelände Rossenray<br />

<strong>Stoken</strong> <strong>van</strong> <strong>hout</strong>, <strong>bruinkool</strong>,<br />

<strong>turf</strong>, <strong>kolen</strong>, <strong>briketten</strong><br />

Beschrijving <strong>van</strong> aandachtspunten bij het<br />

stoken <strong>van</strong> <strong>hout</strong> en andere energiedragers<br />

in kachels<br />

&<br />

Beschrijving <strong>van</strong> een katalysator voor<br />

kachels.<br />

Auteur: Nic Franssens <strong>moreCat</strong> GmbH Duitsland


Inhoud<br />

<strong>moreCat</strong> © GmbH Metaal Katalysatoren<br />

1 Inleiding.................................................................................................... 3<br />

2 <strong>Stoken</strong> <strong>van</strong> <strong>hout</strong> ....................................................................................... 4<br />

2.1 Het stoken......................................................................................... 7<br />

3 Andere brandstoffen voor kachels.......................................................... 12<br />

3.1 <strong>Stoken</strong> <strong>van</strong> <strong>turf</strong>................................................................................ 12<br />

3.2 <strong>Stoken</strong> <strong>van</strong> <strong>bruinkool</strong> ...................................................................... 13<br />

3.3 <strong>Stoken</strong> <strong>van</strong> <strong>kolen</strong> ............................................................................ 13<br />

3.4 <strong>Stoken</strong> <strong>van</strong> <strong>briketten</strong> ....................................................................... 12<br />

4 Samenvatting ......................................................................................... 13<br />

<strong>Stoken</strong> <strong>van</strong> <strong>hout</strong>, <strong>bruinkool</strong>, <strong>turf</strong>, <strong>kolen</strong> en <strong>briketten</strong> Pagina 2 <strong>van</strong> 13


1 Inleiding<br />

<strong>moreCat</strong> © GmbH Metaal Katalysatoren<br />

Onderstaande informatie betreft het stoken <strong>van</strong> hernieuwbare energiedragers<br />

(<strong>hout</strong>, papier, biomassa) en niet duurzame vaste "fossiele" energiedragers<br />

(<strong>turf</strong>, <strong>bruinkool</strong>, <strong>kolen</strong>) in kachels.<br />

Deze energiedragers worden vooral gestookt met de bedoeling om daaruit<br />

warmte te produceren. In dat licht bezien is het interessant te weten hoeveel<br />

warmte er vrijkomt bij de verbranding. Onderstaand overzicht geeft een<br />

overzicht <strong>van</strong> gangbare brandstoffen en hun gemiddelde calorische waarde in<br />

megajoule per kg (MJ/kg) brandstof (in droge vorm !) .<br />

Bruinkool 7,5 MJ/kilogram<br />

Papier/karton 13,5<br />

Turf 14,5<br />

Hout 15,5<br />

Textiel 16<br />

Bruinkool <strong>briketten</strong> 18<br />

Kolen 30<br />

Aard gas 38 (31,5/Nm3)<br />

Olie 41,5<br />

Het stoken <strong>van</strong> <strong>hout</strong> in kachels is een bewerkelijke activiteit en uit het<br />

overzicht blijkt dat <strong>hout</strong> in verhouding tot andere energiebronnen welke ons,<br />

althans voor de komende jaren, ter beschikking staan een gemiddelde<br />

warmteopbrengst heeft. Toch is het stoken <strong>van</strong> <strong>hout</strong> erg populair om redenen<br />

welke navolgend worden beschreven.<br />

Hout is een zogenaamde herwinbare en CO2-neutrale energiedrager welke<br />

bijdraagt aan een duurzaam gebruik <strong>van</strong> de energiebronnen welke ons ter<br />

beschikking staan. Het stoken <strong>van</strong> <strong>hout</strong> en andere energiedragers in kachels<br />

heeft echter ook schaduwzijden. Wat de schoorsteen verlaat is niet zomaar<br />

rook maar milieuonvriendelijke en gezondheidsschadelijke stoffen die<br />

bovendien niet voor iedereen lekker ruiken en in dicht bevolkte gebieden zelfs<br />

smog veroorzaken. Het gebruik <strong>van</strong> goede brandstof, het deskundig stoken<br />

en het gebruik <strong>van</strong> goede kachels alleen is niet voldoende om de uitstoot <strong>van</strong><br />

schadelijke stoffen te beperken. Navolgend wordt het nut en de werking <strong>van</strong><br />

een katalysator die in de kachelpijp geplaatst wordt beschreven.<br />

<strong>Stoken</strong> <strong>van</strong> <strong>hout</strong>, <strong>bruinkool</strong>, <strong>turf</strong>, <strong>kolen</strong> en <strong>briketten</strong> Pagina 3 <strong>van</strong> 13


2 <strong>Stoken</strong> <strong>van</strong> <strong>hout</strong><br />

<strong>moreCat</strong> © GmbH Metaal Katalysatoren<br />

Het binnenshuis stoken <strong>van</strong> <strong>hout</strong> gebeurt in open haarden en in <strong>hout</strong>kachels.<br />

Het vuur in een open haard zuigt warme lucht aan uit de kamer. Die warme<br />

lucht verdwijnt regelrecht in de schoorsteen Door de zuiging wordt koude<br />

lucht <strong>van</strong> buiten via spleten enz. aangevoerd. Vandaar het bekende "koude<br />

rug"-effect <strong>van</strong> open haarden.<br />

Houtkachels daarentegen kunnen eersteklas verwarmingsunits zijn. Alleen is<br />

het stoken met <strong>hout</strong> in Nederland een vrij onbekend fenomeen. Dit ondanks<br />

het feit dat de hele Derde Wereld en grote delen <strong>van</strong> geïndustrialiseerd<br />

Scandinavië, Midden-Europa en Noord-Amerika zich met <strong>hout</strong>hitte warm<br />

houdt.<br />

Enkele aspecten <strong>van</strong> <strong>hout</strong> stoken:<br />

<strong>hout</strong> stoken is leuk; <strong>hout</strong> klein maken is gezond en plezierig werk. Je<br />

bent buiten, gebruikt te weinig benutte spieren, je krijgt een snufje oerromantiek<br />

binnen. Je bent bezig zelf in een primaire levensbehoefte te<br />

voorzien.<br />

<strong>hout</strong> stoken is goedkoop; zolang niet half Nederland en België ertoe<br />

overgaat een <strong>hout</strong>kachel aan te schaffen en de prijs <strong>van</strong> <strong>hout</strong> wordt<br />

opgedreven.<br />

<strong>hout</strong> stoken geeft veel werk, <strong>hout</strong> moet worden gezaagd,<br />

getransporteerd, gekloofd, opgestapeld; de <strong>hout</strong>kachel moet worden<br />

geïnstalleerd, gestookt, schoongemaakt, gekit, gestookt en nog eens<br />

gestookt; de schoorsteen moet steeds worden geveegd, as moet om<br />

de haverklap worden verwijderd. Hout stoken is een part-time, nietbetaalde<br />

baan, waarmee hoogstens wat geld kan worden bespaard<br />

<strong>hout</strong> stoken kan gevaarlijk zijn (hakken, kloven, zagen en brand). Iets<br />

wat veel gezonde lichaamsbeweging, gezelligheid en sfeer geeft, kan<br />

uitlopen op een drama.<br />

<strong>hout</strong> stoken is bijna een vak op zich, er komt veel bij kijken, getuige de<br />

onderstaande informatie over <strong>hout</strong> stoken.<br />

<strong>hout</strong> stoken geeft troep in huis; zaagsel, blad, stukjes schors, modder,<br />

insecten en spinnen die in de <strong>hout</strong>blokken zitten, as en roet uit de<br />

kachel en pijp. Bovendien produceert een <strong>hout</strong>kachel via schoorsteen<br />

een a-sociaal soort rook, een vaak walgelijke walm die door de buren<br />

(buurt) niet bepaald gewaardeerd zal worden.<br />

een <strong>hout</strong>kachel vormt een middelpunt in huis, in tegenstelling tot een<br />

cv-radiator een wand- of een vloerverwarming.<br />

<strong>Stoken</strong> <strong>van</strong> <strong>hout</strong>, <strong>bruinkool</strong>, <strong>turf</strong>, <strong>kolen</strong> en <strong>briketten</strong> Pagina 4 <strong>van</strong> 13


<strong>moreCat</strong> © GmbH Metaal Katalysatoren<br />

<strong>hout</strong> stoken draagt bij aan de uitstoot <strong>van</strong> milieubelastende en toxische<br />

stoffen Het is onmogelijk om steeds onder dusdanig optimale condities<br />

te stoken dat er geen onverbrande deeltjes (zichtbaar als rook en roet)<br />

de schoorsteen verlaten.<br />

het gebruik <strong>van</strong> <strong>hout</strong> als energiedrager is milieuverantwoord. Hout is<br />

een herwinbare energiedrager en wanneer de <strong>hout</strong>exploitatie<br />

duurzaam is draagt <strong>hout</strong> bij aan een "duurzame ontwikkeling <strong>van</strong> ons<br />

milieu". Gekapte bossen welke worden herbeplant met snelgroeiende<br />

<strong>hout</strong>soorten nemen veel kooldioxide op uit de lucht en geven daarvoor<br />

zuurstof af. De opname <strong>van</strong> kooldioxide en afgifte <strong>van</strong> zuurstof is bij<br />

oude bossen bijna verwaarloosbaar en het is tegen die achtergrond<br />

bevorderlijk voor het milieu om veel oude bossen te kappen en jonge<br />

bossen daarvoor aan te planten. Vanuit het perspectief <strong>van</strong> natuur- en<br />

landschapsbehoud ligt dat natuurlijk weer anders.<br />

Hout kan gerangschikt worden onder de categorie biomassa.<br />

Biomassa (gewassen, bossen, e.d.) ontwikkelt zich bij de gratie <strong>van</strong> de<br />

aanwezigheid <strong>van</strong> zonlicht welke de fotosynthese, de omzetting <strong>van</strong><br />

kooldioxide in zuurstof, mogelijk maakt. De teelt <strong>van</strong> biomassa als<br />

energiedrager is dus eigenlijk een vorm <strong>van</strong> zonne-energie. Er is ook<br />

een keerzijde aan het gebruik <strong>van</strong> <strong>hout</strong> en andere biomassa als<br />

herwinbare energiedrager. Wanneer deze biomassa in<br />

energiecentrales wordt ingezet, wordt het <strong>hout</strong> vermalen tot bijna<br />

poedervorm, welke een vrijwel constante kwaliteit heeft. Het<br />

<strong>hout</strong>poeder wordt vervolgens verbrand onder omstandigheden welke<br />

optimaal zijn, dat wil zeggen dat vrijwel alle energie uit het <strong>hout</strong> wordt<br />

gebruikt en er maar weinig energie verloren gaat doordat er<br />

onverbrande deeltjes als as achterblijft of via de schoorsteen<br />

verdwijnen. De verbranding is omgeven door veel meetapparatuur en<br />

dure besturingsapparatuur. In een kachel in een particuliere woning ligt<br />

dat anders. Het verbrandingsproces verloopt eigenlijk nooit optimaal.<br />

Eigenschappen <strong>van</strong> brand<strong>hout</strong>soorten<br />

Nat <strong>hout</strong> brandt het moeilijkst, kurkdroog <strong>hout</strong> het best. Houtsoorten met een<br />

hoog soortelijk gewicht branden langer dan lichte <strong>hout</strong>soorten. De <strong>hout</strong>stoker<br />

gaat het er in de eerste plaats om hoeveel warmte een stuk <strong>hout</strong> geeft. Een<br />

kilo <strong>van</strong> welke <strong>hout</strong>soort ook geeft ongeveer evenveel hitte als een kilo <strong>van</strong><br />

enige andere <strong>hout</strong>soort en wel circa 15,5 megajoule per kilo.. Dus is het <strong>van</strong><br />

belang wat het volumegewicht <strong>van</strong> een <strong>hout</strong>soort is, met andere woorden<br />

hoeveel het soortelijk gewicht bedraagt. Een kuub <strong>hout</strong> met een hoog<br />

volumegewicht (zoals appel<strong>hout</strong>) zal aanmerkelijk meer hitte geven dan een<br />

kuub met een gering volumegewicht (bijv. populier)<br />

<strong>Stoken</strong> <strong>van</strong> <strong>hout</strong>, <strong>bruinkool</strong>, <strong>turf</strong>, <strong>kolen</strong> en <strong>briketten</strong> Pagina 5 <strong>van</strong> 13


<strong>moreCat</strong> © GmbH Metaal Katalysatoren<br />

Enkele volumegewichten en calorische waarden <strong>van</strong> <strong>hout</strong>soorten<br />

Houtsoort Volumegewicht droog Calorische waarde in<br />

(kg/dm3)<br />

MJ/m3(vaste kuub !)<br />

Spar 0,45 6.975<br />

Populier 0,45 6.975<br />

Grove den 0,48 7.440<br />

Wilg 0,50 7.750<br />

Els 0,51 7.905<br />

Esdoorn 0,56 8.680<br />

Plataan 0,64 9.920<br />

Notenboom 0,64 9.920<br />

Es 0,67 10.385<br />

Berk 0,67 10.385<br />

Eik 0,69 10.695<br />

Peer 0,70 10.850<br />

Beuk 0,72 11.160<br />

Appel 0,75 11.625<br />

Globaal kan worden gerekend dat de calorische waarde <strong>van</strong> een losse kuub<br />

<strong>hout</strong> ongeveer overeenkomt met 660 kWh elektriciteit, 87 liter huisbrandolie of<br />

100 m3 aardgas. Hierbij wordt uitgegaan <strong>van</strong> een <strong>hout</strong>kachel met een laag<br />

thermisch rendement <strong>van</strong> circa 50%. Bij 80% (b.v. speksteenkachel) kan<br />

worden gerekend met een overeenkomst met meer dan 150 m3 aardgas per<br />

losse kuub <strong>hout</strong>. Voor een vaste kuub droog <strong>hout</strong> (=20% vocht) is dat circa<br />

250 m3 aardgas.<br />

<strong>Stoken</strong> <strong>van</strong> <strong>hout</strong>, <strong>bruinkool</strong>, <strong>turf</strong>, <strong>kolen</strong> en <strong>briketten</strong> Pagina 6 <strong>van</strong> 13


2.1 Het stoken<br />

<strong>moreCat</strong> © GmbH Metaal Katalysatoren<br />

Goed gedroogd <strong>hout</strong> bestaat voor circa 20 gewichtsprocent uit water. Wordt<br />

een <strong>hout</strong>blok verhit, dan verdwijnt eerst dit vocht. Stijgt de temperatuur<br />

geleidelijk, dan is de stoomvorming volledig voordat chemische veranderingen<br />

plaatsvinden. Bij ongeveer 150 °C tot 200 °C begint <strong>hout</strong> scheikundig af te<br />

breken, waarbij gasvormige verbindingen vrijkomen. Wanneer deze volledig<br />

worden verbrand, krijg je uiteindelijk kooldioxide, water en energie (warmte).<br />

Blijft de temperatuur oplopen, dan is de gasvorming volledig bij circa 550 °C.<br />

Er blijft <strong>hout</strong>skool over - een ideale brandstof.<br />

In een moderne <strong>hout</strong>kachel vinden al deze processen min of meer tegelijk<br />

plaats in verschillende gedeeltes <strong>van</strong> de in de kachel opgeslagen partij <strong>hout</strong>.<br />

Het is zelfs zo dat sommige "luchtdichte" <strong>hout</strong>kachels langzaam brandend<br />

een twee keer zo grote productie aan gassen voortbrengen. Maar die gassen<br />

moeten dan wel nog een keer naverbrand worden, anders zijn ze alleen maar<br />

lastig en soms zelfs gevaarlijk. Ze condenseren in de pijp en zetten zich<br />

daarin af als creosoot (teer). De creosootafzetting hangt <strong>van</strong> vele variabele<br />

factoren af, waarbij het vochtgehalte <strong>van</strong> het <strong>hout</strong> en de trek de belangrijkste<br />

zijn. Bij geringe trek is de schoorsteen koud, wat bevorderlijk is voor de<br />

condensatie <strong>van</strong> stoom (watervorming) waarin een deel <strong>van</strong> de gassen in<br />

oplossing zal gaan. Er ontstaat een zure oplossing, die ijzer aantast, zelfs<br />

gegal<strong>van</strong>iseerde pijp. Binnen de pijp loopt het zure, bruinzwarte water naar<br />

beneden, tot het water opnieuw verdampt en er creosoot in vaste toestand -<br />

roet- overblijft. Zelfs kurkdroog <strong>hout</strong> bevat nog zoveel vocht welke bij de<br />

verbranding als waterdamp vrijkomt dat bij geringe trek deze zuren worden<br />

geproduceerd.<br />

Creosootvorming treedt het hevigst op bij de efficiëntst werkende<br />

<strong>hout</strong>kachels. De rookgassen die de kachel verlaten, zijn zo koel dat er<br />

condensatie optreedt in de pijp of de schoorsteen. Het zeer brandbare,<br />

krukdroge, vlokkerige of gebobbelde creosoot is de brandstof in de<br />

schoorsteen bij een schoorsteenbrand.<br />

Teneinde de gassen effectief te verbranden is behalve zuurstof een<br />

temperatuur <strong>van</strong> meer dan circa 550 °C noodzakelijk. Deze zuurstof wordt in<br />

een moderne <strong>hout</strong>kachel in de vorm <strong>van</strong> zogenaamde secundaire lucht<br />

toegediend, dat wil zeggen boven het brandende <strong>hout</strong> in de rookgassen. Zou<br />

de secundaire lucht in het brandende <strong>hout</strong> terecht komen, dan zou het vuur<br />

domweg hoger gaan branden, terwijl de rookgassen onverbrand de<br />

schoorsteen in zouden verdwijnen. Met andere woorden, de primaire lucht, -<br />

de zuurstof die het vuur voedt - zorgt alleen maar voor de verbranding <strong>van</strong> het<br />

<strong>hout</strong>, maar laat de brandbare <strong>hout</strong>gassen onbenut de schoorsteen in vliegen.<br />

<strong>Stoken</strong> <strong>van</strong> <strong>hout</strong>, <strong>bruinkool</strong>, <strong>turf</strong>, <strong>kolen</strong> en <strong>briketten</strong> Pagina 7 <strong>van</strong> 13


<strong>moreCat</strong> © GmbH Metaal Katalysatoren<br />

Het spreekt voor zich dat secundaire luchtaanvoer tot effectievere<br />

naverbranding <strong>van</strong> de rookgassen leidt naarmate de temperatuur er<strong>van</strong> hoger<br />

is. Vandaar dat in sommige <strong>hout</strong>kachels voorverwarming <strong>van</strong> de secundaire<br />

lucht plaatsvindt. De secundaire lucht wordt dan via een secundaire luchtbuis<br />

door het heetste deel <strong>van</strong> de kachel geleid, zodat deze lucht wordt<br />

opgewarmd. De toediening <strong>van</strong> de secundaire lucht leidt dan niet tot afkoeling<br />

<strong>van</strong> de rookgassen. Ook moet een goede vermenging optreden <strong>van</strong><br />

secundaire lucht en rookgassen om een effectieve naverbranding te krijgen.<br />

Een <strong>hout</strong>kachel waarin de rookgassen inderdaad worden naverbrand, levert<br />

misschien wel 30% meer energie (=warmte). Ondanks de zorgvuldige en<br />

diepgaande research die <strong>hout</strong>kachelfabrikanten in deze problematiek hebben<br />

gestoken, vindt lang niet altijd volledige naverbranding <strong>van</strong> de rookgassen<br />

plaats, althans, over het hele scala <strong>van</strong> laag branden tot roodgloeiend stoken<br />

<strong>van</strong> de kachel. Het meest effectief is secundaire verbranding als de kachel<br />

goed heet wordt gestookt, de grootste vorming <strong>van</strong> creosoot treedt op als hij<br />

"op een laag pitje" smeult.<br />

2.1.1 De rook<br />

Rook bestaat voor 70 - 80 volume-% uit stikstof. Daarna komt 10 tot 20 %<br />

ongebruikte zuurstof, voorts enkele procenten kooldioxide, waterdamp (uit het<br />

niet 100% droge <strong>hout</strong> en als verbrandingsproduct), onverbrande gassen,<br />

teerdruppeltjes, as, zwaveldioxide, stikstofoxide, enz.<br />

De kleur <strong>van</strong> de rook die uit de schoorsteen komt, vormt een indicatie voor de<br />

mate <strong>van</strong> verbranding in de kachel. Donkerblauwe rook duidt op onvolledige<br />

verbranding. De rook bevat veel teerdeeltjes en as. De pijp roet dicht. Een<br />

grote productie aan lichtgrijze rook kan op het zelfde euvel duiden, maar nu<br />

bevat de rook veel waterdamp (stoom). Witte of lichtgrijze rook duidt op veel<br />

stoom, maar tevens op nagenoeg volledige verbranding. Meestal zal een<br />

deskundig gestookte <strong>hout</strong>kachel een lichtgrijze rookpluim produceren. Echter,<br />

ook al is de kachel <strong>van</strong> uitstekende kwaliteit, wordt droog en schoon <strong>hout</strong><br />

gebruikt en wordt de kachel goed gestookt, de rook zal altijd onverbrande<br />

deeltjes bevatten en zal ruiken.<br />

De onverbrande deeltjes zijn organisch, ze bevatten koolstof, en bestaan uit<br />

vluchtige verbindingen en uit niet-vluchtige roetdeeltjes. Dit zijn zogeheten<br />

vluchtige en niet-vluchtige organische koolwaterstofverbindingen. Deze<br />

koolwaterstofverbindingen bestaan uit een scala <strong>van</strong> verbindingen zoals<br />

koolmonoxide, alifaten, cyclische (vooral benzeen) en polycyclische<br />

aromaten, formaldehyden, alcoholen, ketonen, esters en anderen.<br />

De uitstoot <strong>van</strong> vluchtige organische stoffen (VOS) draagt bij aan<br />

luchtkwaliteitsproblemen welke een nadelige invloed hebben op de<br />

volksgezondheid en het welzijn in het algemeen. Ongecontroleerde emissies<br />

<strong>van</strong> VOS, in combinatie met stikstof oxiden en in aanwezigheid <strong>van</strong><br />

<strong>Stoken</strong> <strong>van</strong> <strong>hout</strong>, <strong>bruinkool</strong>, <strong>turf</strong>, <strong>kolen</strong> en <strong>briketten</strong> Pagina 8 <strong>van</strong> 13


<strong>moreCat</strong> © GmbH Metaal Katalysatoren<br />

ultraviolette straling zijn ook verantwoordelijk voor de vorming <strong>van</strong> ozon op<br />

maaiveldniveau.<br />

Zwaveldioxiden en stikstofoxiden worden in verbinding met waterdamp in de<br />

lucht omgezet in zwavelzuur en salpeterzuur en dragen, wanneer waterdamp<br />

condenseert en regendruppels, hagel of sneeuw vormen bij aan de "zure<br />

regen".<br />

Bepaalde VOS alsmede verscheidene producten <strong>van</strong> onvolledige verbranding<br />

(dioxines, furanen, polycyclische aromatische koolwaterstoffen, aromaten,<br />

e.d.) worden ook geclassificeerd als gifstoffen in de lucht of als gevaarlijke<br />

luchtverontreinigende stoffen (GLS) welke specifieke gezondheidsrisico's met<br />

zich meebrengen.<br />

Uit recent onderzoek uitgevoerd in Canada (Toronto Public Health) is<br />

gebleken dat het stoken <strong>van</strong> <strong>hout</strong> in <strong>hout</strong>kachels verantwoordelijk is voor 3%<br />

<strong>van</strong> de totale uitstoot <strong>van</strong> dioxines door verbrandingsprocessen in Canada.<br />

Dioxine is een zeer giftige en bovendien kankerverwekkende stof.<br />

2.1.2 Maatregel om de geuroverlast en de uitstoot <strong>van</strong> schadelijke<br />

stoffen te ver minderen.<br />

Uit het bovenstaande kan worden opgemaakt dat het, alle pogingen daartoe<br />

ten spijt, onmogelijk is om een <strong>hout</strong>kachel zo te stoken dat er sprake is <strong>van</strong><br />

een volledige verbranding <strong>van</strong> het <strong>hout</strong> en alleen waterdamp, kooldioxide en<br />

stikstof, als kleur- en reukloze gassen de schoorsteen verlaten. Houtblokken<br />

hebben nou eenmaal verschillende afmetingen, een wisselende chemische<br />

samenstelling en een wisselend vochtgehalte. Het <strong>hout</strong> wordt steeds anders<br />

in de kachel gestapeld, de verbrandingszones in de kachels hebben steeds<br />

wisselende temperaturen, de schoorsteen heeft wisselende temperaturen en<br />

bovendien varieert de windsnelheid (bij windvlagen soms erg snel) waardoor<br />

de trek en dus het aanzuigen <strong>van</strong> zuurstof door de kachel steeds anders is.<br />

Een nagenoeg volledige verbranding kan alleen worden bereikt door plaatsing<br />

<strong>van</strong> een katalysator in de schoorsteenpijp. In de katalysator worden<br />

onverbrande deeltjes alsnog geoxideerd (= verbrand zonder vuur) tot<br />

waterdamp en kooldioxide. Daardoor worden ook de deeltjes, welke in de pijp<br />

verantwoordelijk zijn voor de afzet <strong>van</strong> creosoot en roet, afgebroken en blijft<br />

de schoorsteen schoon, slibt niet dicht en er bestaat geen gevaar meer voor<br />

schoorsteenbrand.<br />

Tevens blijft ongeveer 30 % <strong>van</strong> de stofdeeltjes in de rook achter in de<br />

katalysator en deze kunnen eenvoudig met een stofzuiger verwijderd worden,<br />

gelijktijdig met het verwijderen <strong>van</strong> de as uit de kachel. Men kan nauwelijks<br />

aan de rook, die uit de schoorsteen komt, zien of deze in gebruik is. Een wit<br />

wolkje gecondenseerde stoom is zichtbaar.<br />

<strong>Stoken</strong> <strong>van</strong> <strong>hout</strong>, <strong>bruinkool</strong>, <strong>turf</strong>, <strong>kolen</strong> en <strong>briketten</strong> Pagina 9 <strong>van</strong> 13


<strong>moreCat</strong> © GmbH Metaal Katalysatoren<br />

Grafiek : Concentratie koolwaterstofverbindingen in de schoorsteen vóór<br />

(zwarte lijn) en ná de katalysator (rode lijn) en het omzettingpercentage<br />

(blauwe lijn) bij een kachel met metalen katalysator nadat deze al 150 maal<br />

was aangestoken en gedoofd. Linker as; ppm (parts per million), horizontale<br />

as; tijd in uren en minuten, rechter as; percentage.<br />

Katalytische oxidatie in een katalysator breekt koolmonoxide, methaan,<br />

vluchtige organische koolwaterstoffen en gevaarlijke luchtverontreinigende<br />

stoffen af bij temperaturen <strong>van</strong>af 260 - 340°C. Een actief edelmetaal, welke<br />

voorkomt in een katalysator, wordt ingezet om de omzetting in water en<br />

kooldioxide, oftewel de oxidatie, te bevorderen. De rook gaat door een<br />

katalysator welke de bovenvermelde temperatuur heeft. In de katalysator<br />

wordt de energie, die verbindingen intact houdt, aan de verbinding onttrokken.<br />

De verbinding wordt verbroken oftewel het molecuul wordt "gekraakt". De<br />

vrijkomende delen <strong>van</strong> de koolwaterstofverbindingen binden zich aan zuurstof<br />

hetgeen tot de vorming <strong>van</strong> kooldioxide en water leidt. Voorwaarde voor een<br />

geslaagde katalytische oxidatie is wel dat zuurstof in voldoende mate<br />

aanwezig is. Bij de oxidatie komt warmte vrij en deze warmte is doorgaans<br />

toereikend om de katalysator zelf op of boven de minimale<br />

bedrijfstemperatuur te houden.<br />

Er zijn, met name in Amerika, katalysatoren op de markt welke bestaan uit<br />

blokken keramisch materiaal met daarin vele kleine kanaaltjes. De wanden<br />

<strong>van</strong> deze kanaaltjes zijn voorzien <strong>van</strong> een laagje edelmetaal, veelal platina.<br />

Deze katalysatoren zijn qua ontwerp vergelijkbaar met de katalysatoren in<br />

auto's.<br />

<strong>Stoken</strong> <strong>van</strong> <strong>hout</strong>, <strong>bruinkool</strong>, <strong>turf</strong>, <strong>kolen</strong> en <strong>briketten</strong> Pagina 10 <strong>van</strong> 13


<strong>moreCat</strong> © GmbH Metaal Katalysatoren<br />

Vooral in Noord-Amerikaanse landen is ervaring opgedaan met deze<br />

katalysatoren. De ervaring is helaas dat de kanaaltjes snel verstoppen en<br />

lastig weer vrij te maken zijn. Verder blijkt dat slechts 30 tot 35 % <strong>van</strong> de<br />

onverbrande deeltjes wordt omgezet. De keramische katalysator is niet<br />

bestand tegen hoge temperaturen en mag zeker niet in contact komen met<br />

vlammen. Om beschadiging te voorkomen moeten deze door een<br />

vlammenschot boven het vuur worden beschermd. De kachels moeten<br />

daarom worden aangepast voor inbouw <strong>van</strong> een keramische katalysator en<br />

deze katalysatoren zijn dan ook niet erg populair.<br />

Een katalysator welke volledig uit metaal is vervaardigd heeft deze nadelen<br />

niet. De metalen katalysator is bestand tegen hoge temperaturen en heeft<br />

geen kanaaltjes welke kunnen verstoppen. Bovendien is de katalysator al<br />

actief bij lage temperaturen en wordt er bij aansteken <strong>van</strong> de kachel, de<br />

zogenaamde "koude start", al snel rook omgezet. Het welhaast belangrijkste<br />

voordeel is dat de metalen katalysator andere edelmetalen gebruikt, er veel<br />

hogere percentages onverbrande deeltjes worden omgezet en de katalysator<br />

bovendien goedkoper is en langer meegaat.<br />

<strong>moreCat</strong> maakt het actieve metalen basismateriaal voor de katalysator. Dit<br />

actieve materiaal kan in katalysatoren <strong>van</strong> allerlei afmetingen en vormen<br />

worden toegepast.<br />

Door toepassing <strong>van</strong> een uitgekiende cocktail aan metalen en een aangepast<br />

oppervlak is de katalysator ook bestand tegen stoffen welke keramische<br />

katalysatoren vergiftigen, zoals zwavel, lood en natrium. De metalen<br />

katalysator kan hierdoor ook worden ingezet voor het omzetten <strong>van</strong><br />

zwavelhoudende brandstoffen zoals <strong>bruinkool</strong>, <strong>kolen</strong>, verscheidene<br />

oliesoorten en zwavelhoudende diesel.<br />

<strong>Stoken</strong> <strong>van</strong> <strong>hout</strong>, <strong>bruinkool</strong>, <strong>turf</strong>, <strong>kolen</strong> en <strong>briketten</strong> Pagina 11 <strong>van</strong> 13


<strong>moreCat</strong> © GmbH Metaal Katalysatoren<br />

3 Andere brandstoffen voor kachels<br />

3.1 <strong>Stoken</strong> <strong>van</strong> <strong>turf</strong><br />

Turf gestoken in <strong>turf</strong>velden welke onder maritieme invloed hebben gestaan<br />

(land dat in vroeger tijden vaak is overspoeld door de zee zoals Ierland) bevat<br />

een relatief hoog percentage maritieme mineralen waaronder de halogenen:<br />

chloor, fluor, jodium en broom. De combinatie <strong>van</strong> de beschikbaarheid <strong>van</strong><br />

vrije koolstof en <strong>van</strong> zuurstof, een temperatuur tussen 250 en 750 °C de<br />

aanwezigheid <strong>van</strong> halogenen en een korte reactietijd is het recept voor de<br />

vorming <strong>van</strong> dioxine en furanen. Deze dioxines en furanen worden uitgestoten<br />

naar de atmosfeer, komen vroeg of laat in de voedselketen en hopen zich op<br />

in dierlijk en menselijk vetweefsel. Dioxines zijn terug te vinden in het vet <strong>van</strong><br />

consumptievlees en -vis, in koeienmelk, in producten daaruit en in<br />

moedermelk.<br />

3.2 <strong>Stoken</strong> <strong>van</strong> <strong>briketten</strong><br />

Er zijn meerdere soorten <strong>briketten</strong> in de handel. Deze <strong>briketten</strong> worden<br />

geperst <strong>van</strong> brandbaar, organisch materiaal in de ruimste zin des woords. De<br />

grondstoffen voor <strong>briketten</strong> bestaan veelal uit papier en <strong>hout</strong> (<strong>turf</strong>) en andere<br />

biomassa waaraan eventueel een bindmiddel is toegevoegd. De zuiverheid<br />

<strong>van</strong> de grondstoffen kan echter te wensen overlaten. Wanneer papier<br />

"energetisch gerecycled" wordt als briket bevat het papier ook drukinkten en<br />

delen kunststof <strong>van</strong> wikkels, etiketten, omslagen en dergelijke. Voor de<br />

kunststofdelen wordt veelal transparant Polyvinylchloride (PVC) toegepast.<br />

PVC bestaat tot 65% uit chloor en chloor is een grondstof voor ondermeer<br />

zoutzuur en dioxine. Zoutzuur (HCl) wordt tijdens een verbrandingsproces<br />

gevormd bij contact met waterstof. Het zoutzuur is sterk corrosief voor het<br />

metaal <strong>van</strong> kachels en rookgaskanalen.<br />

Omdat de calorische waarde <strong>van</strong> papier niet hoog is wordt deze soms<br />

opgeschroefd door het mengen met olie of harsen. Deze olie en hars is dan<br />

doorgaans geen zuivere virgin-brandstof maar een afvalstof welke een pallet<br />

aan verbindingen bevat.<br />

<strong>Stoken</strong> <strong>van</strong> <strong>hout</strong>, <strong>bruinkool</strong>, <strong>turf</strong>, <strong>kolen</strong> en <strong>briketten</strong> Pagina 12 <strong>van</strong> 13


<strong>moreCat</strong> © GmbH Metaal Katalysatoren<br />

3.3 <strong>Stoken</strong> <strong>van</strong> <strong>bruinkool</strong><br />

Bruinkool heeft een zwavelpercentage tot 4% waardoor uitstoot <strong>van</strong><br />

zwaveldioxide plaatsvindt.<br />

3.4 <strong>Stoken</strong> <strong>van</strong> <strong>kolen</strong><br />

Idem <strong>bruinkool</strong> en <strong>turf</strong> maar alle componenten welke als (sporen)element in<br />

<strong>turf</strong> en <strong>bruinkool</strong> voorkomen zijn in <strong>kolen</strong> geconcentreerd. Arseen bijvoorbeeld<br />

komt in nauwelijks te detecteren concentraties voor in <strong>turf</strong> maar is prominent<br />

aanwezig in de asresten <strong>van</strong> <strong>kolen</strong>.<br />

4 Samenvatting<br />

Het stoken <strong>van</strong> <strong>hout</strong> om huizen te verwarmen is een verantwoorde<br />

benutting <strong>van</strong> een herwinbare energiedrager.<br />

Bij een gedetailleerde beschouwing <strong>van</strong> de aspecten <strong>van</strong> het stoken<br />

<strong>van</strong> <strong>hout</strong> blijkt dat er veel bij komt kijken om het <strong>hout</strong> stoken "leuk te<br />

houden", geen overlast in de buurt te veroorzaken en om het milieu<br />

niet te vervuilen.<br />

Alle pogingen daartoe ten spijt blijkt het welhaast onmogelijk om alle<br />

aspecten <strong>van</strong> het <strong>hout</strong> stoken te controleren en de energie uit <strong>hout</strong>, <strong>turf</strong><br />

en dergelijke volledig te benutten.<br />

Door direct boven de kachel in de schoorsteen een metalen katalysator<br />

te installeren wordt alles wat in de kachel niet optimaal verloopt alsnog<br />

gecorrigeerd. Onverbrande deeltjes, waaronder de deeltjes welke<br />

schadelijk zijn en componenten welke stank veroorzaken, worden<br />

"naverbrand", en het afzetten <strong>van</strong> roet in de schoorsteen wordt<br />

voorkomen.<br />

Omdat het verbrandingsproces beter verloopt en de verbranding<br />

vollediger is wordt bovendien flink op de brandstof bespaard. Er hoeft<br />

minder brandstof in de kachel en dat scheelt tijd en geld en spaart<br />

onze energievoorraad en het milieu.<br />

<strong>Stoken</strong> <strong>van</strong> <strong>hout</strong>, <strong>bruinkool</strong>, <strong>turf</strong>, <strong>kolen</strong> en <strong>briketten</strong> Pagina 13 <strong>van</strong> 13

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!