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FRESBI »Optimierung der FRaktionsabscheidegrade Elektrostatischer Staubabscheider beim Einsatz in BIomassefeuerungen« Jürgen Oischinger Fraunhofer UMSICHT
Feinstaub ist eine Belastung für die Gesundheit
Wo Primärmaßnahmen zur Staubscheidung nicht greifen, werden
Sekundärmaßnahmen notwendig
Primärmaßnahmen Sekundärmaßnahmen
• Filternde Abscheider
• Feuerungstech-
• Elektrostatische
nische Maßnahmen
Abscheider
• Brennstoff
• Wäscher/Zyklon
E-Filter haben eine geringere Abscheideleistung im Bereich 0,2 bis 2 µm
Diffusionsaufladung Feldaufladung
E-Filter tauglich um auch Feinstaub
abzuscheiden
Wirkungsweise E-Filter: Aufladung
von Staubpartikeln und Abscheidung
im elektrischen Feld
Zwei Mechanismen
• Feldaufladung
• Diffusionsaufladung
Bei Partikelgrößen um ca. 0,6 µm
laufen beide Mechanismen nicht
optimal.
Kaltschmitt et al.:“Energie aus Biomasse – Grundlagen, Techniken und Verfahren“, S.536, Springer, 2.Auflage, ISBN 978-3-540-85094-6, Heidelberg, 2009
In zwei Schritten zu weniger Feinstaub
Analyse marktverfügbare Filtersysteme mit Fokus im
Schritt 1
Partikelgrößenbereich < PM 2,5 und PM 1
Optimierung der Fraktionsabscheidegrade in den
Schritt 2
relevanten Bereichen
Drei Partner: Ein starkes Team
Drei E-Filter aus drei Leistungsklassen wurden untersucht
Bestimmte Elemente im Brennstoff beeinflussen die PM1-Emissionen Höhere Gehalt an Kalium, Natrium, Schwefel, Chlor bei Miscanthuspellets im Vergleich zu Holzhackschnitzel.
Fünf verschiedene Messgeräte wurden eingesetzt
Partikelgrößenverteilungen werden mittels SMPS (Anzahl) und DLPI
(Masse) erfasst
SMPS DLPI
• Scanning Mobility • Dekati® Low Pressure
Particle Sizer Impactor (13-stufiger
• Niederdruck-Impaktor)
• Fa. TSI • Fa. Dekati
• 30 nm – 10 µm
• 2,5 nm – 10 µm • Zyklon für >10 µm
à Partikelanzahl à PartikelmasseEin Versuchstag: ein langes und komplexes Unterfangen
HHS2 / Filterbox S Rohgas Reingas
Reingas Reingas Rohgas
Reingas Reingas Reingas Reingas Rohgas Rohgas Rohgas
Versuchsbeginn: 07:30
Rohgas Rohgas Rohgas Rohgas Reingas Reingas Reingas Reingas
Reingas Rohgas Rohgas
Rohgas Reingas
09:00 09:30 10:00 10:30 11:00 11:30 12:00 12:30 13:00 13:30 14:00 14:30 15:00 15:30 16:00 16:30 17:00 17:30 18:00 18:30
UMSICHT - Wöhler OTH - Testo UMSICHT - VDI 2066-1 OTH - VDI 2066-1 UMSICHT - Impaktor OTH - SMPSDer Abscheidegrad der Filterbox S für den Versuch mit Holz wird ermittelt
Die Fraktionsabscheidegrade werden mit Impaktor ermittelt Ähnliche Partikelgrößenverteilung an beiden Messtagen in Roh- und Reingas
Anzahlreduktion wird mit SMPS Messungen ermittelt
Ähnliche Partikelgrößenverteilung an beiden Messtagen in Roh- und ReingasSMPS- und Impaktormessungen: Eine gelungene Symbiose Chemische Analyse mittels REM-EDX
Die Zusammensetzung des Staubs wird mittels REM-EDX ermittelt
Schwefel
S Chlor
Cl
Kalium
K
O
Sauerstoff
ca. PM0,1 ca. PM1 ca. PM2,5
ca. PM10
Schwefel, Chlor, Kalium als dominierende Elemente der PM1-Emissionen für
diesen Versuch mit HolzFraktionsabscheidegrade und Anzahlreduktion werden verglichen SMPS: Minimum bei ca. 0,2 – 0,3 µm bei allen untersuchten Abscheidern
Optimierungsmaßnahmen zielen auf Erhöhung der elektrischen Feldstärke ab
Oeko Tube Inside Schraeder Filterbox S
• Neue Elektrodenform • Neue Elektrodenform
• Automatische Abreinigung • Neue Steuerung
• Vorabscheidung von Partikeln in ZyklonOptimierungsmaßnahmen für die Filterbox S zeigen Wirkung
Anzahlreduktion – Zyklon und neue Steuerung
Anzahlreduktion – Zyklon und alte Steuerung
Rohgas
Rohgas – nur Zyklon
Rohgas – Zyklon und alte Steuerung
Rohgas – Zyklon und neue SteuerungFRESBI – ein rundum gelungenes Projekt
• Analyse marktverfügbarer Filtersysteme
• Analyse verschiedener Leistungsklassen
• Analyse verschiedener Brennstoffe
• Optimierungsmaßnahmen identifiziert, umgesetzt und bewertetFRESBI führt zu neuem Produkt im Portfolio der Fa. Schräder: Filterbox SZ
Projekt
FRESBIFRESBI »Optimierung der FRaktionsabscheidegrade Elektrostatischer Staubabscheider beim Einsatz in BIomassefeuerungen«
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Thank you for your attention Jürgen Oischinger Fraunhofer UMSICHT Fraunhofer UMSICHT www.umsicht-suro.fraunhofer.de
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