Was ist Feinstaub?

Wann entsteht Feinstaub aus der Verbrennung von Holzbrennstoffen?

Bei der Verbrennung von Holz in seiner unterschiedlichen Aufbereitung (Stückholz, Hackgut, Holzpellets) sind im Rauchgas bei jeder Verbrennung, sog. Verbrennungsrückstände enthalten. Im landläufigen Sprachgebrauch werden sie auch als „Ruß“ bezeichnet.

Diese Verbrennungsrückstände treten in unterschiedlicher Korngröße auf und ein Teil davon wird über den Schornstein ins Freie transportiert.

Dort tragen sie zum allgemeinen Staubaufkommen in der Umwelt bei. 

 

 

In einer Studie des Bundesumweltministeriums aus dem Jahr 2000 wird der Anteil der (Fein-)Staub Emittenten beschrieben – damals insgesamt etwa 21.000 t/Jahr in der durchschnittlichen Korngröße PM10.

 

Die damaligen Erkenntnisse haben zu einer Reihe von Maßnahmen zur Staubreduzierung geführt. Im Bereich der Holzverbrennung in dafür vorgesehene Feuerstätten wie Holzvergaserkessel und Einzelöfen aller Art, wurde die derzeit gültige Novellierung der Bundes Immissionsschutz Verordnung (1. BImSchV) 2010 gültig und regelt den zulässigen Ausstoß von (Fein-)Staub bei der Verbrennung. Zunächst wird dort Staub im allgemeinen betrachtet. Zur wirksamen Bekämpfung der als gesundheitsgefährdend bezeichneten Staubpartikel ist es notwendig, den gesamten Inhalt unterschiedlicher Korngrößen in einem gewissen Staubvolumen zu betrachten. Staub bzw. Feinstaub aus der Verbrennung von Holz beinhaltet auch einen nicht unerheblichen Anteil von Feinststäuben, sog. ultrafeinen Stäuben, bis zu einer Korngröße von 0,1µm. 

 

 

Ein Beispiel aus einer Studie:

50 µg Staub pro m³ Rauchgas entsprechen:

Ca. 12 Mio. Partikel Durchmesser 10µm (10 tausendstel mm)

Ca. 12 Mrd. Partikel Durchmesser 0,1µm (0,1 taustendstel mm)

Die Anzahl der sog. ultrafeinen Partikel haben nur einen verschwindenden Anteil am Gesamtgewicht PM10

 

Warum ist Feinstaub gefährlich?

Die ultrafeinen Partikel können über die Lunge in die Blutbahn gelangen und dort krebserregend wirken. 

Aus diesem Grund sollte die Entstehung von Feinstaub reduziert werden. Dabei unterscheiden die derzeit gängigen Vorgaben und Gesetze zur Reduzierung von (Fein-)Staub im Bereich der Verbrennung von Festbrennstoffen vorbeugende / primäre Maßnahmen  (z. B. optimale Verbrennung) und nachgeschaltete / sekundäre Maßnahmen (z. B. Reduzierung des (Fein-)Staubaustritts über den Schornstein in das Umfeld).

Sekundäre Maßnahmen sollten möglichst alle beschriebenen Korngrößen erfassen.

 

 

 

Wie kann man Feinstaubemissionen bei der Verbrennung von Holz reduzieren?

 

Wie schon beschrieben, ist es primär notwendig, den Brennstoff Holz, in seiner unterschiedlichen Aufbereitung möglichst vollständig und mit möglichst wenigen Verbrennungsrückständen zu verbrennen.

Hierbei eignet sich Stückholz für Holzvergaser, Kessel und Kachelöfen, Heizkamine, Kaminöfen usw. in sog. handbeschickten Feuerstätten und Pellet- und Hackgut in meist automatisch beschickten Kesseln. 

Um eine vollständige Verbrennung zu erreichen, muss die Konstruktion der genannten Feuerstätten, Brennraum und Verbrennungsluft Management (z. B. primäre und sekundäre Luftzuführung, Nachverbrennung) optimal ausgelegt sein. Moderne Feuerstätten leisten dies heute zunehmend.

Weiter ist es notwendig, dass der eingesetzte Brennstoff Holz, in welcher Aufbereitungsart auch immer, von guter Qualität, trocken (max. 20 Vol. % relative Feuchte) und unbehandelt (keine Beschichtungen wie Lasuren, Farbe u. ä.) ist.

Dies ist Aufgabe des Feuerstätten Herstellers bzw. des Betreibers, was den Bereich Brennstoff betrifft. 

 

Zusätzlich zur idealen Verbrennung kann als sekundäre Maßnahme, also nach dem Verbrennungsvorgang, Rauchgas gereinigt werden.

In Großanlagen wie Kraftwerken und dergleichen geschieht das über ausgeklügelte Filtertechniken.

Bei Anlagen mit kleinerer Heizleistung und Öfen sind wirksame Filteranlagen, die den Querschnitt der Abgasführung innerhalb der Feuerstätte und im nachfolgenden Abgassystem komplett verschließen, nicht einsetzbar.

Die geringen Förderdrücke (Schornsteinzug) würden bei den hohen Strömungswiderständen von Filtern sofort oder schon bei geringer Schmutzablagerung zusammenbrechen und die Anlage außer Funktion setzen.

 

Weiter ist der Anspruch an einen „Filter“ für Feuerstätten in Wohnräumen bzw. Aufstellräumen von Heizkesseln, die beschriebenen Stäube in allen Korngrößen wirksam zu erfassen und zu binden.

 

Kutzner + Weber bietet hierbei zwei Möglichkeiten an: Den Zyklonabscheider Cyclojekt,  der sowohl Grob- als auch Feinstaub reduziert und den elektrostatischen Partikelabscheider Airjekt 1  für die Reinigung von kleinen und mittleren Feuerstätten.