Ziel der Entwicklung
Die Neufassung der TA-Luft, die am 1. Dezember 2021 in Kraft trat, bringt mehrere Verschärfungen in Bezug auf partikelförmige Emissionen mit sich:
1. Für Anlagen mit hohen Abgasvolumenströmen wird eine maximale Staubkonzentration von unter 10 mg/m³N.tr. festgelegt.
2. Die zulässigen Emissionen für Quecksilber und Thallium werden um 80 % reduziert.
3. Für Quarzfeinstaub dürfen die Emissionen im Abgas den Massenstrom von 1,5 g/h oder die Massenkonzentration von 0,5 mg/m³N.tr. nicht überschreiten.
4. Tierhaltungsanlagen müssen eine 70-prozentige Abscheidung von Gesamtstaub und PM10 erreichen.
Über 50.000 Anlagen fallen unter diese Regelung, die auch für nicht genehmigungsbedürftige Anlagen richtungsweisend ist. Besonders die Verschärfung der Grenzwerte für Quecksilber und Thallium hat Auswirkungen auf die Feinstaubemissionen, da diese Metalle bevorzugt an kleineren Partikelfraktionen kondensieren.
Zudem müssen die in den Merkblättern über die besten verfügbaren Techniken (BVT) festgelegten Schlussfolgerungen angewendet werden, was zu einer automatischen Anpassung der Grenzwerte führt.
Während große Industrieanlagen auf etablierte Techniken wie Schlauchfilteranlagen und Aerosolabscheider zurückgreifen können, stellen die Grenzwertverschärfungen für kleinere Betriebe, wie Tierhaltungsbetriebe, eine besondere Herausforderung dar. Diese Betriebe sind auf kostengünstige und einfach zu handhabende Technikalternativen angewiesen. Im Jahr 2020 gab es in Deutschland rund 169.000 solcher Betriebe, die von den neuen Regelungen betroffen sind.
Die angestrebte Entwicklung soll eine technisch einfache und wirtschaftliche Verfahrensalternative bieten und das Marktsegment der benetzten Trägheitsabscheider als Komponente zur Feinstaubminderung für kleine und mittlere Betriebe öffnen.
Vorteile und Lösungen
Basis für die Entwicklungsarbeiten war die validierte Erfassung und wissenschaftliche Auswertung der Partikelanzahlkonzentrationen in Abhängigkeit vom Partikeldurchmesser vor (Rohgas) und hinter (Reingas) des Abscheiders. Die Partikelgrößenklassen waren dabei eng gefasst; der Messbereich von 0,2 bis 18 µm wurde in 64 Partikelgrößenklassen aufgeteilt.
Zum Erreichen der angestrebten Minderungsleistung standen als veränderbare Parameter
die Prozessgrößen Wahl der Düse und Düsenvordruck, Bedüsungsintensität, Anströmgeschwindigkeit
und als konstruktive Maßnahmen die Ausführung der Tropfenabscheider hinsichtlich Teilung und Profildesign sowie die Kombination dieser zur Verfügung. Bei der Kombination mehrerer Einzelabscheider war der sich einstellende Druckverlust zu beachten.
Zielgruppe und Zielmarkt
Von der Entwicklung können alle Betreiber von Abgasreinigungsanlagen profitieren. Für größere Anlagen, wie z. B. Abfallverbrennungsanlagen mit Betrieb einer nassen Reinigungsstufe besteht der Vorteil in einer einfachen und kostengünstigen Erweiterung oder dem Austausch der bereits bestehenden Tropfenabscheidersysteme.
Als stand-alone-Komponente ist der Betrieb der Komponenten auch als Nachrüstung bestehender Abgasreinigungsanlagen oder im Rahmen von Neubauten möglich.
Mit dem Transfer der FuE-Ergebnisse wurde bereits während der Projektlaufzeit begonnen; dieser erfolgte bislang durch Gespräche mit interessierten Unternehmensvertretern.
Zur weiteren Verbreitung der Ergebnisse ist eine Publikation geplant. Die Platzierung eines Fachvortrags innerhalb eines industrienahen Seminars wird ebenfalls angestrebt.
Durch die Entwicklungsarbeiten wurden die Kompetenzen hinsichtlich der Realisierung von betriebsnahen Prüfständen in allen relevanten Bereichen (Statik, MSR-Technik, Dosiertechnik, Voraussetzungen für valide Messungen deutlich gestärkt. Der know-how-Zuwachs bezüglich der Partikelmesstechnik ist ebenfalls erheblich.
Durch das Forschungsvorhaben konnte IUTA sich erneut als kompetenter Forschungspartner der Industrie, besonders von KMU erweisen.
