Ergebnisse eines mehrjährigen Emissions-Untersuchungsprogramms. an einem Biomassekesselversuchsstand bei der Verbrennung. von Energiepflanzen

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1 Landesamt für Umweltschutz Sachsen-Anhalt Ergebnisse eines mehrjährigen Emissions-Untersuchungsprogramms an einem Biomassekesselversuchsstand bei der Verbrennung von Energiepflanzen FG Anlagensicherheit, Emissions-

2 Inhalt: Einleitung Versuchsprogramm Versuchsstand Messergebnisse Zusammenfassung FG Anlagensicherheit, Emissions-

3 Einleitung Kooperationsprojekt zwischen der Landesanstalt für Landwirtschaft, Forsten und Gartenbau (LLFG) und dem Landesamt für Umweltschutz Sachsen- Anhalt (LAU) Ziel: messtechnische Ermittlung der Emissionen relevanter Luftschadstoffe bei der Verfeuerung von biogenen Brennstoffen wie Getreide, Stroh und ähnlichen pflanzlichen Stoffen Eignung der untersuchten festen Bioenergieträger als Brennstoff unter folgenden Aspekten - Pflanzenbau - Ökologie - Ökonomie - Brennstoffeigenschaften - Einhaltung immissionschutzrechtlicher Anforderungen FG Anlagensicherheit, Emissions-

4 Versuchsprogramm AWK und 2006 verschiedene Getreidesorten und Holzpellets 2008 Miscanthus- und Switchgraspellets IHT GE und 200 Pellets aus Stroh, Switchgras, Igniscum, Spreu und Holz (Kalk) Switchgraspellet Igniscumpellet. Verbrennungsstufe IHT GE 30 FG Anlagensicherheit, Emissions-

5 Versuchsprogramm BTX- nahme Dioxin- nahme FG Anlagensicherheit, Emissions-

6 Versuchsstand Versuchsstand und Messplatz im Heizungsraum eines Verwaltungsgebäudes des Lehr- und Versuchsgutes der LLFG in Bernburg Wärmemengenzähler im Vor- und Rücklauf Heizkreislauf bindet in Speicher ein Bei Bedarf Zuschaltung von wassergekühltem Plattenwärmetauscher und / oder Gebläsekühler FG Anlagensicherheit, Emissions-

7 Versuchsstand Kessel Gerlinger Biokompakt AWK 45 Hersteller: Fa. Gerlinger Biokompakt -Heiztechnik Baujahr: 2005 Nennwärmeleistung: 45 kw Leistungsbereich: 2 45 kw Wasserinhalt: 45 l zulässiger Betriebsdruck: 3 bar max. zulässige Betriebstemperatur: 95 C Grafik des Kesselherstellers FG Anlagensicherheit, Emissions-

8 Versuchsstand Kessel 2 IHT GE 30 Grafik des Kesselherstellers Hersteller: Innovative Heiztechnik IHT GmbH Baujahr: 2008 Nennwärmeleistung: abhängig vom Brennstoff, für Stroh- Pellets und Getreide kw Wasserinhalt: 0 l zulässiger Betriebsdruck: 2,5 bar max. zulässige Betriebstemperatur: 90 C FG Anlagensicherheit, Emissions-

9 g/m 3 g/m 3 Messergebnisse Kohlenmonoxid Kohlenmonoxidkonzentrationen (3 Vol.-% O 2 ) AWK 45 0,5 GW ab =0,4 g/m³ Max.,86 0,4 0,3 0,2 0, Max. 2,62 Max.,4 Kohlenmonoxidkonzentrationen (3 Vol.-% O 2 ) IHT GE 30 0,5 0 Holzpellet Wintergerste I Wintergerste II Winterweizen Roggen Switchgraspellet Miscanthuspellet ger. Winterroggen 0,4 0,3 0,2 GW ab = 0,4 g/m³ 0, 0 Switchgraspellet A Switchgraspellet A2 Switchgraspellet B Igniscumpellet K Spreupellet Holzpellet FG Anlagensicherheit, Emissions-

10 g/m 3 g/m 3 Messergebnisse Gesamtstaub 0,20 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 0,08 0,06 0,04 0,02 0,00 GW bis = 0,0 g/m³ Holzpellet Staubkonzentrationen (3 Vol.-% O 2 ) AWK 45 GW ab = 0,02 g/m³ Staubkonzentrationen (3 Vol.-% O 2 ) IHT GE 30 Wintergerste I Wintergerste II Winterweizen Roggen Switchgraspellet Miscanthuspellet ger. Winterroggen MW. 427 Max. 480 Min ,20 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 GW bis = 0,0 g/m³ 0,08 0,06 0,04 0,02 GW ab = 0,02 g/m³ 0,00 Switchgraspellet A Switchgraspellet A2 Switchgraspellet B Igniscumpellet K Spreupellet Holzpellet FG Anlagensicherheit, Emissions-

11 Prozent Prozent Messergebnisse Korngrößenverteilung des Staubes Feinstaubfraktionen bei Abbrandversuchen am Kessel AWK Feinstaubfraktionen bei Abbrandversuchen am Kessel GE 30 Wintergerste I Holzpellet Winterweizen Wintergerste II Miscanthuspellet Switchgraspellet >PM0 PM2,5-PM0 2 PM,0-PM2,5 <PM, Igniscumpellet Switchgraspellet A Spreupellet >PM 0 PM 2,5-PM 0 PM,0-PM 2,5 <PM,0 FG Anlagensicherheit, Emissions-

12 g/m³ g/m³ Messergebnisse Stickoxide 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 Stickstoffoxidkonzentrationen (3 Vol.-% O2) AWK 45 GW aus Typprüfung bis = 0,6 g/m³ ab = 0,5 g/m³ 0, 0 Holzpellet Wintergerste I Wintergerste II Winterweizen Roggen Switchgraspellet Miscanthuspellet ger. Winterroggen 0,8 0,7 0,6 Stickstoffoxidkonzentrationen (3 Vol.-% O 2 ) IHT GE 30 GW aus Typprüfung bis = 0,6 g/m³ ab = 0,5 g/m³ 0,5 0,4 0,3 0,2 0, 0 Switchgraspellet A Switchgraspellet A2 Switchgraspellet B Igniscumpellet K Spreupellet Holzpellet FG Anlagensicherheit, Emissions-

13 N-Gehalt im Brennstoff in Ma.-% Messergebnisse Stickoxide Zusammenhang zwischen dem N-Gehalt im Brennstoff und der NOx-Konzentration im Abgas 2,5 2,0,5,0 0,5 Holzpellet AWK Wintergerste I Wintergerste II Winterweizen Roggen Switchgraspellet Miscanthuspellet Winterroggen ger. Switchgraspellet A Switchgraspellet A2 Switchgraspellet B Igniscumpellet K Spreupellet Holzpellet IHT 0, NOx-Konzentration in mg/m³ (3%O 2 ) FG Anlagensicherheit, Emissions-

14 Messergebnisse Quecksilber und Schwermetalle als partikelgebundene und filtergängige Staubanteile Dim. Holzpellets Wintergerste I Winterweizen Wintergerste II Hg im Brennst. tr. mg/kg 0,8 < 0,05 < 0,07 < 0,07 Hg in Asche tr. mg/kg 0,37 <0,07 < 0,07 < 0,07 Pb im Brennst. tr. mg/kg < 0,3 < < Pb in Asche tr. mg/kg < 2 < Hg im Abgas (%O 2 ) ng/m³ ng/m³ ng/m³ MW ng/m³ Pb im Abgas (%O 2 ) μg/m³ 23,0 23,2 9,4 2,2 2 μg/m³ 26,8 22,3 9,3 * 3 μg/m³ 25, 23,7 8,2 9,5 MW μg/m³ 25,0 23, 9,0 0,8 FG Anlagensicherheit, Emissions-

15 Holzpellet 2005 Holzpellet 2006 Wintergerste I Wintergerste II Winterweizen Miscanthus Switchgraspellet A Messergebnisse Aromatische Kohlenwasserstoffe (BTX) Benzol- und BTX-Konzentrationen (3 Vol.-%) AWK 45 und IHT GE 30 5,0 Max. 6,7 Max. 7, 4,0 mg/m 3 3,0 Benzol BTX 2,0 Emissionswert für Benzol nach TA Luft,0 0,0 FG Anlagensicherheit, Emissions- AWK 45 IHT GE 30 AWK 45 IHT GE 30

16 ng I-TEQ/m 3 PCDD/F ng TEQ/m 3 PCB Messergebnisse Dioxine/Furane (PCDD/F), Polychlorierte Biphenyle (PCB) PCDD/F- und PCB-Konzentrationen (3 Vol.-%) AWK 45 und IHT GE 30 0,4 0,2 0,73 ng/m 3 I-TEQ 0,4 0,2 0,0 GW aus Typprüfung 0,0 0,08 Holzpellet Wintergerste I PCDD/F Miscanthus 0,08 0,06 0,06 PCB WHO ,04 Winterweizen 0,04 0,02 Wintergerste II 0,02 0, ,00 AWK 45 IHT GE 30 FG Anlagensicherheit, Emissions-

17 Messergebnisse Polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAH) Benzo(a)pyren-Konzentrationen (3 Vol.-%) AWK 45 und IHT GE 30 0,005 Holzpellet Emissionswert für Benzo(a)pyren nach TA Luft = 0,05 mg/m³ 0,004 mg/m 3 0,003 0,002 0,00 Wintergerste I Wintergerste II Miscanthus Switchgras 0, AWK 45 3 IHT GE FG Anlagensicherheit, Emissions-

18 mg/m 3 Messergebnisse Polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAH) PAH-Konzentrationen (3 Vol.-%) AWK 45 und IHT GE 30 0,25 Holzpellet 0,00 0,075 0,050 Miscanthus 0,025 Wintergerste I Wintergerste II Switchgras 0, AWK 45 IHT GE 30 FG Anlagensicherheit, Emissions-

19 Zusammenfassung - Schadstoffemissionen FG Anlagensicherheit, Emissions-

20 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! FG Anlagensicherheit, Emissions-

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