Um die klimafreundliche Nutzung von biogenen Rest- und Abfallstoffen langfristig sicher zu stellen und den Anforderungen aus der Luftreinhaltung gerecht zu werden, müssen neue Techniken erprobt werden, welche eine deutliche Minderung der in den Rauchgasen enthaltenen Schadstoffe erzielen. In dem Verbundvorhaben DeNOx-DePM soll eine kombinierte Emissionsminderung der Abgaskomponenten NO_x und Feinstaub für Biomassefeuerungen, welche unter die 44. BImSchV fallen, erreicht werden. Dabei soll ein innovatives Rauchgasreinigungssystem, bestehend aus einem angepassten Gewebefilter mit Filterkerzen aus Edelstahlgewebe und der Zugabe von katalytisch wirksamen Additiven, entwickelt werden. Das Verfahren soll zunächst im Labor entwickelt, danach im Technikumsmaßstab erprobt und abschließen praxisnah an einem Holzheizkraftwerk untersucht werden. Durch die Zugabe eines Additivs (Precoat) in das Rauchgas vor dem Staubabscheider kann eine verbesserte Partikelabscheidung auf dem Gewebefilter durch den zusätzlich erzeugten Filterkuchen erreicht und die Abscheideeffizienz für Feinstäube gesteigert werden. Zusätzlich soll das Additiv durch ein mikrowellengestütztes Beschichtungsverfahren mit bereits bei niedrigeren Betriebstemperaturen katalytisch wirksamen Komponenten aktiviert werden. Dadurch soll neben der verbesserten Staubabscheidung auch eine katalytische Stickstoffoxidreduktion unter zusätzlicher Zugabe des Reduktionsmittels Ammoniak realisiert werden. Untersucht werden soll neben der reinen Entstickung mit katalytischen Additiven am Filter auch eine Kombination aus Entstickung im Feuerraum (SNCR) und Nutzung des Ammoniak-Schlupfs am Filter für deutlich niedrigere Emissionen. Darüber hinaus wird das System auch ökonomisch und ökologisch im Hinblick auf seine Wettbewerbsfähigkeit und potentiellen Emissionsminderung untersucht und eingeordnet.

Ziele

Das vorgestellte innovative Verfahren soll die Attraktivität biogener Reststoffe wie Landschaftspflegeholz und Waldrestholz zur energetischen Nutzung weiter steigern. Das vorgestellte Projekt kann dabei folgende Beiträge zu einer Weiterentwicklung der Anlagentechnik liefern:

• Minderung der Emissionen mittelgroßer Biomassefeuerungen, welche unter die 44. BImSchV fallen. Beitrag zur umweltschonenden Nutzung biogener Brennstoffe
• Kombinierte NO_x- und Staubminderung mit einem innovativen Ansatz
• Erweiterung des Substrateinsatzspektrums für Bioenergieanlagen durch Sicherstellung niedrigster NO_x-Emissionen auch bei minderer Brennstoffqualität
• Skalierbarkeit des Verfahrens von Kleinfeuerungen bis hin zur Größe von Heizkraftwerken
• Wissenschaftlich fundierte Grundlagen und perspektivische Abschätzung über die Potenziale und den Zeitrahmen der praktischen Umsetzung

Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines neuartigen Verfahrens, um die Attraktivität des Brennstoffes Biomasse – auch bei problematischeren biogenen Reststoffen mit höherem Stickstoffanteil und höheren Aschegehalten – weiter zu steigern.

Maßnahmen

Universität Stuttgart:

• AP1: Projektmanagement;
• AP2: Katalytische Additive und Fertigung Gewebefilter;
• AP3: Experimentelle Untersuchungen im Technikum;
• AP4: Experimentelle Untersuchungen am Holzheizkraftwerk;
• AP 5: Ökonomische und ökologische Analyse des Rauchgasreinigungssystems (IER);
• AP 6: Ergebnissynthese, Projekt-Workshop und Schlussbericht

Keller Lufttechnik GmbH + Co. KG:

• AP2: Katalytische Additive und Fertigung Gewebefilter;
• AP 6: Ergebnissynthese, Projekt-Workshop und Schlussbericht

MLS GmbH:

• AP2: Katalytische Additive und Fertigung Gewebefilter;
• AP 6: Ergebnissynthese, Projekt-Workshop und Schlussbericht

Stadtwerke Esslingen am Neckar GmbH & Co. KG:

• AP4: Experimentelle Untersuchungen am Holzheizkraftwerk;
• AP 6: Ergebnissynthese, Projekt-Workshop und Schlussbericht

Schwerpunkte

Universität Stuttgart:

Verfahrensentwicklung; Katalysatorbeschichtung und -erprobung; Messtechnische Begleitung; Ökonomische und Ökologische Bewertung

Keller Lufttechnik GmbH + Co. KG:

Entwicklung von Filtern, Dosier- und Austragsystemen

MLS GmbH:

Katalytische Oberflächenbeschichtung; Mikrowellentechnik

Stadtwerke Esslingen am Neckar GmbH & Co. KG:

Praxisnahe Erprobung; Demonstrationsanlage Biomasseheizkraftwerk