Forschungs- und Innovationsprojekt FuturePelletSpec
Neuartige und erweiterte Holzpellet-Charakterisierung und Abbrandmodellierung

Pelletvariationen

Pelletvariationen in einem Setzkasten.

Im Rahmen des Projektes soll eine detaillierte Untersuchung von bislang noch nicht ausreichend bis gar nicht erforschten Brennstoffparametern von Holzpellets, die das Verbrennungsverhalten wesentlich negativ beeinflussen, erfolgen. Ebenso wird ein detailliertes Abbrandmodell für Holzpelletschüttungen entwickelt.

Ziel

Ziel des Projektes ist die Identifizierung des bislang unbekannten Brennstoffparameters von Holzpellets, welcher das Verbrennungs- und somit das Emissionsverhalten in Kleinfeuerungsanlagen beeinflusst. Auf Grundlage von Verbrennungsversuchen soll ein Abbrandmodell für Holzpelletschüttungen entwickelt und validiert werden.

Methode

Im ersten Schritt sollen diverse Pelletchargen als Sackware analysiert und in zwei Pelletkaminöfen verbrannt werden. Auffällige Sortimente werden einer umfangreicheren Analyse mit Laborreaktoren unterzogen, um bisher unbekannte Brennstoffparameter zu identifizieren. Anschließend erfolgt die Herstellung von Holzpellets mit definierten Eigenschaften hauptsächlich am TFZ, ehe sie in Pelletkaminöfen und Pelletkesseln eingesetzt werden. Gleichzeitig wird das Emissionsverhalten und der Anlagenbetrieb untersucht. Auf Grundlage der umfangreichen Verbrennungsversuche erfolgt die Entwicklung des Abbrandmodells für Holzpelletfeuerungen.

Ergebnisse

  • Der im Holz natürlich vorhandene Kaliumgehalt und das Verhältnis von Silizium zu Kalium beeinflussen die Schadstoffemissionen teils erheblich.
  • Pellets aus Nadelholz führen meist zu geringeren Emissionen als Laubholzpellets.
  • Bei der Verbrennung in Pelletöfen können sich die Pelletlänge, der Wassergehalt und der Feinanteil negativ auf die Emissionen auswirken. Bei den untersuchten Pelletkesseln hingegen glich die vorhandene Leistungsregelung diese Einflüsse aus.
  • Pelletöfen lassen sich optimieren: Die Förderschnecke sollte für gleichmäßige Brennstoffzufuhr sowie wenig Abrieb und die Brennerschale für eine optimale Zufuhr der Verbrennungsluft sorgen. Die Brennstoffzufuhr sollte mittels Regelung an die Brennstoffeigenschaften angepasst sein.
  • Häufig verwendete und hochdosierte Bindemittel erhöhten teilweise die Emissionen. Dagegen ist fein gemahlenes und niedrigdosiertes Kaolin als Additiv geeignet, um die Gesamtstaubemissionen zu senken.
  • Mit dem entwickelten Brennstoffbett-Abbrandmodell können die Einflüsse variierender Brennstoffparameter bei der Entwicklung neuer Pelletfeuerungen berücksichtigt werden.
  • Sensitivitätsanalysen in Verbindung mit dem neu entwickelten Abbrandmodell und der umfangreichen Feuerungsversuchen brachten neue Erkenntnisse bezüglich des Abbrandverhaltens (z. B. Abbrandgeschwindigkeit) vor allem in Abhängigkeit von der Holzart, des Aschegehalts, der Holzkohledichte und der mittleren Pelletlänge.

Projektinformationen
Projekttitel: Neuartige und erweiterte Holzpellet-Charakterisierung und Abbrandmodellierung - Teil 1: Grundlagenuntersuchungen
Projektleitung: Dr. Hans Hartmann
Projektbearbeitung: Robert Mack, Claudia Schön, Elisabeth Rist, Albert Maierhofer
Laufzeit: 01.03.2019-28.02.2021
Finanzierung: Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V., Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft
Förderhinweis: Gefördert durch das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages. Projektbewilligung erfolgte über die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR).
Projektpartner: Deutsches Pelletinstitut (DEPI) GmbH: Martin Behr, Jakob Bosch
BIOS BIOENERGIESYSTEME GmbH: Ingwald Obernberger, Thomas Brunner, Martina Blank
Förderkennzeichen: 22020917

Förderhinweis Bundesministerium für Ernährnung und Landwirtschaft