EP1353125A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Behandlung von Abgasen von Festbrennstoff-Feuerstätten - Google Patents

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EP1353125A1
EP1353125A1 EP20030400011 EP03400011A EP1353125A1 EP 1353125 A1 EP1353125 A1 EP 1353125A1 EP 20030400011 EP20030400011 EP 20030400011 EP 03400011 A EP03400011 A EP 03400011A EP 1353125 A1 EP1353125 A1 EP 1353125A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
ceramic
ceramic network
network
solid fuel
fireplace
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP20030400011
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jörg ADLER
Joachim Sprung
Norbert König
Gisela Dipl.-Ing. Standke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hark & Co KG Kamin- und Kachelofenbau GmbH
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
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Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Publication of EP1353125A1 publication Critical patent/EP1353125A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00—Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/02—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material
    • F23J15/022—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material for removing solid particulate material from the gasflow
    • F23J15/025—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material for removing solid particulate material from the gasflow using filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2217/00—Intercepting solids
    • F23J2217/10—Intercepting solids by filters
    • F23J2217/104—High temperature resistant (ceramic) type

Definitions

  • the invention relates to the field of combustion technology and relates to a Device and method for the treatment of exhaust gases from solid fuel fireplaces, for example for burning wood in the home can be used.
  • DE 37 05 793 A1 is a Filter apparatus for flue gas cleaning with a dust filter made of open-pore Foam ceramic specified, which is optionally coated catalytically effective. Such filter apparatus are usually the as separate components Firing systems with large outputs downstream and are accordingly large and technically complex.
  • DE 37 05 793 A1 describes a Pre-separation achieved by a cyclone or a separating nozzle and only that Residual dust content separated in the foam ceramic. The exhaust of the The combustion system is blown into the filter housing. The cleaning of the Filters are also achieved through technically complex measures, for example by a compressed gas flow in the opposite direction of flow.
  • DE-OS 196 27 028 specifies a flue gas filter system for wood-fired small furnaces, in which a regenerable filtering particle separator is installed in the exhaust air chimney of the furnace, which is combined with a subsequent additional device for chemical reduction of the gaseous pollutants by means of an oxidation catalyst.
  • an exhaust air blower is necessary, as well as two electrical heating devices, which are connected upstream of the filter and the catalytic converter.
  • a complex, microprocessor-controlled control of the system with pressure transducers and thermocouples is necessary for operation.
  • a ceramic fabric filter or fiber filter is specified as the filter material. The filter acts on particles as a cleaning process for the exhaust gas; cleaning takes place by burning off the soot particles as a result of switching on the additional electrical heater.
  • the exhaust gas is cleaned continuously in the catalytic converter, which is heated by the second additional electrical heater to set its optimum operating temperature.
  • the proposed structure is technically complex and prone to failure: the separation of filter and catalyst requires two separate devices and for the operation of the cleaning system, the supply of electrical energy is both cyclical (for cleaning the particle filter) and continuously (for the functionality of the catalyst ) necessary. Functionality cannot be guaranteed without the complex control, regulation and monitoring technology of the system. An additional exhaust fan is also required.
  • the object of the invention is to provide an apparatus and a method for Treatment of exhaust gases from solid fuel fireplaces, with which the Emission of pollutants over the entire performance range of a fireplace can be reduced.
  • a ceramic network is installed, which is in and / or above the combustion chamber is arranged so that a ratio of that separated from the ceramic network Volume of the solid fuel fireplace to the total internal volume of the Solid fuel fireplace from 0.5 to 0.95 is realized and still that Ceramic network from the exhaust gas flow completely or to a large extent is flowed through.
  • An open-cell foam ceramic or is advantageously used as the ceramic network ceramic network molded from textile structures (WO 99/28272).
  • ceramic or cordierite or as ceramic material sintered silicon carbide ceramic is used.
  • the ceramic network is plate-shaped, the ceramic network each completely or at least in the combustion chamber predominantly of the further volume of the solid fuel fireplace in Separates in the direction of the exhaust gas flow.
  • the filter plates are in the solid fuel fireplace arranged so that they have a larger area than that of the exhaust gas occupy the cross-sectional area of the combustion chamber, e.g. by Inclined arrangement, double or multiple inclined arrangement, or by Arrangement in the form of a multi-sided prism.
  • the ceramic network in the form of one or more Hollow cylinders, hollow cones or truncated cones. It can too additional, known methods of filter surface enlargement are used, e.g. in which the filter surface is corrugated, folded, embossed, slotted, nubbed, etc.
  • the wall thickness of the filter plates have a constant thickness or have an advantageous embodiment also locally different thicknesses on or continuous changes in thickness.
  • the beneficial change the filter thickness depends on the local flow situation of the filter and can be easily determined by experiment for the special fireplace.
  • the ratio of that of the ceramic network separated volume of solid fuel fireplace to the entire interior Volume of the solid fuel fireplace is 0.65 to 0.95.
  • the ceramic network has a density of 5 to 30% and still advantageously has from 7 to 15% of the pure density of the ceramic.
  • the ceramic network has a pressure loss of 20 20 Pa / cm at gas flow velocities ⁇ 1 m / s and even more advantageous a pressure loss of ⁇ 5 Pa / cm at gas flow velocities ⁇ 1 m / s.
  • the ceramic network has a mesh size of 0.8 up to 15 mm or even more advantageously 1 to 10 mm.
  • the ceramic network in one, two or all three Different mesh sizes and / or depending on the direction Has mesh shapes.
  • the stitches are perpendicular to the Flow direction are greater than parallel to it, or even more advantageous if the mesh size perpendicular to the flow direction 5 to 10 mm and parallel for this purpose, be 1 to 2 mm.
  • the ceramic webs of the ceramic network have a surface enlarged by micro- and / or macrostructuring.
  • Macro structuring of the webs forming the ceramic network is achieved, for example, by using fiber-flocked foams or textiles or by subsequent flocking with ceramic fibers or by using textiles made of fluffy multifilament yarns.
  • the microstructuring can be achieved, for example, by forming micropores ⁇ 1 ⁇ m in the webs of the ceramic or by etching the surface of the ceramic webs ⁇ 1 ⁇ m or by applying a ceramic layer with a high specific surface.
  • the ceramic network is wholly or partly made consists of a catalytically active material.
  • Another advantage of the invention is that the ceramic network in several layers, levels, segments in the plane as well as one above the other is constructed.
  • the ceramic network with regard to its material and / or its structure and / or its mesh and / or cell width is structured differently.
  • the ceramic network is within one layer is constructed differently in terms of its mesh size.
  • the ceramic network is located in the radiation area Flame from solid fuel fireplaces is located.
  • the ceramic network can be heated electrically.
  • the inventive method for the treatment of exhaust gases from Solid fuel fireplaces are switched on during the heating phase and during a lowering of the temperature caused by the fuel layer below the ignition temperatures of the pollutants the resulting pollutants in whole or in part on the Surface of a ceramic network deposited, which in and / or above the Firebox is arranged so that a ratio of that of the ceramic network separated volume of solid fuel fireplace to the entire interior Volume of the solid fuel fireplace from 0.5 to 0.95 is realized and after the heating phase or a temperature drop on the surface of the Ceramic network accumulated pollutants directly through the flame or by the radiation of the flame in the combustion chamber or by the hot exhaust gases be burned.
  • Solid fuel fireplaces are fireplaces that are used to heat rooms and / or serve the hot water supply, are operated with solid fuels and together with the exhaust system form the combustion system. Individual and Be collective fireplaces. The definitions used here are part of the Firing regulations of the federal states and the Federal Immission Control Ordinance. European definition of these fireplaces applies: "Space heating systems solid raw fuels burn for use in buildings "(decision of the European Commission, Official Journal EC L184 of July 17, 1999).
  • Solid fuel fireplaces are nationally and European standardized. You are as Building products in the Building Regulations List A Part 1 and 2 of the German Institute for Construction technology included.
  • Solid fuels are biogenic or fossil, solid fuels.
  • To the biogenic solid Fuels include essentially lumpy or natural non-piece wood and pellets made of natural wood.
  • Fossil solid Fuels are hard and brown coal coke as well as hard and brown coal briquettes. The fireplaces are connected to exhaust systems.
  • Ceramic networks as filter material for solid fuel fireplaces is advantageously carried out over the firebox. Installation can be in a frame in the form of plate-shaped filters, with several Layers of the ceramic network in the same or different mesh or Cell width can be arranged one above the other. This allows the filter to be used entire flow area of the exhaust gas can be effectively installed. Other Geometries for increasing the inflow area are possible.
  • the open-pore structure of the ceramic network used results in a filtration of the particles and aerosols (soot, condensed or gaseous hydrocarbons) that are deposited on the large surface of the ceramic network, without the limit values for device-specific maximum delivery pressures being exceeded when the exhaust gas flows away.
  • the temperature of the ceramic network is increased above the ignition temperature of the deposited pollutants in the fireplace and / or in the exhaust gas stream or via the introduction of auxiliary energy, and thus the accumulated pollutants are burned off.
  • a simultaneous afterburning of carbon monoxide still contained in the exhaust gas and hydrocarbons is also possible if the material of the Ceramic network consists of a catalytically active material or with a catalytically active material is coated.
  • the invention makes it possible to achieve a substantial reduction in emissions from solid fuel fireplaces. This is possible, in particular, by filtering the entire exhaust gas flow and afterburning still combustible components of the exhaust gas. As a result, a higher pollutant reduction can be achieved compared to influencing exhaust gas partial flows or catalytic combustion chamber cladding elements. The effectiveness of the filtration and post-combustion is given over the entire performance range of the fireplace, ie especially at partial load.
  • a second parameter is from the above Reason for the size of the filter inflow area in the Reference to the volume of the fireplace. It will be as high as possible Filter inflow area sought, without the volume of the separated by the filter To reduce combustion chamber too much.
  • the filter becomes a surface have the horizontal cross section of the combustion chamber of the fireplace equivalent.
  • a favorable enlargement results if the filter area is larger than this cross section is made, i.e. the quotient of the filter area and that of Flue gas flow area of the fireplace should be greater than / equal to 1, advantageously greater than or equal to 1.5.
  • the simultaneous consideration of the above Volume ratio results if the above Volume ratio with the Area ratio is multiplied. This factor should be 0.5 or greater, advantageously greater than 1.5. If it is lower, the above-mentioned negative effects.
  • a filter material is installed between the combustion chamber and the exhaust gas collector.
  • the filter material consists of an open-cell foam ceramic made of cordierite with a cell width of 20 ppi with the dimensions 360 x 165 x 20 mm. Two of these plates are installed diagonally into the fireplace in a metal frame bracket, one of the short long sides of the panels touching and the other sides of the panels are attached to the walls of the fireplace. The arrangement of the two filter plates separates a wedge-shaped volume of 6 l in the fireplace.
  • the combustion chamber of the stove has a volume of 55 l without a filter and a horizontal cross-section of 200 x 360 mm; the remaining volume below the filter, in which the combustion takes place, is still 49 l after installing the filter.
  • the ratio of this volume to the volume of the entire interior of the fireplace is thus 0.89.
  • the filter inflow area of the two filters is 1188 cm 2 and is in a ratio of 1.65: 1 to the cross-sectional area of the fireplace that is flown by the exhaust gas. Multiplying the area ratio to the volume ratio mentioned above gives 1.47.
  • a plate-shaped ceramic network is created between the combustion chamber and the heat exchanger Frame is fixed, built in.
  • the ceramic network is made by molding a textile spacer fabric.
  • the ceramic consists of sintered silicon carbide.
  • These layers are converted to ceramic network plates with the dimensions 250 x 300 x 18 mm using known methods.
  • the ceramic network maintains the same structuring as the textile spacer fabrics.
  • Four of these plates are installed next to each other in a metal frame, resulting in a filter area of 500 x 600 mm (3000 cm 2 ).
  • the frame with the 4 filter plates is installed vertically in the fireplace with a distance of 150 mm from the rear wall.
  • the surface of the plates with the finer meshes faces the heat exchanger and a volume of 45 l is separated.
  • the remaining volume in front of the filter is 120 l; whereby the ratio to the total volume of the fireplace (165 l) is then 0.73.
  • the filter area is equal to the cross-sectional area of the fireplace that is flown by the exhaust gas, resulting in a quotient of 1 and the factor from this quotient with the volume ratio is also 0.73.
  • the ceramic network causes a pressure drop of 10 Pa / cm, measured at a flow rate of 1 m / s.
  • the filter material Due to the temperature of the exhaust gases and the radiation from the combustion chamber, the filter material reaches a temperature level which leads to the afterburning of carbon monoxide and hydrocarbons. The temperature in the filter continues to increase, so that a temperature above the ignition temperature of the accumulated pollutants is reached and thus the accumulated pollutants are burned. The filter material is cleaned again and the surface is free again.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Verbrennungstechnik und betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren, das beispielsweise zur Verbrennung von Holz im häuslichen Bereich zur Anwendung kommen können. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur anzugeben, mit dem die Emission von Schadstoffen über den gesamten Leistungsbereich einer Feuerstätte reduziert werden kann. Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zur Behandlung von Abgasen von Festbrennstoff-Feuerstätten, bei der ein Keramiknetzwerk eingebaut ist, welches von dem Abgasstrom vollständig oder im überwiegenden Maße durchströmt ist. Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Verfahren, bei dem während der Aufheizphase und während einer brennstoffauflagebedingten Temperaturabsenkung unterhalb der Zündtemperaturen der Schadstoffe die dabei entstandenen Schadstoffe ganz oder teilweise auf der Oberfläche eines Keramiknetzwerkes abgelagert und die auf der Oberfläche des Keramiknetzwerkes angelagerten Schadstoffe verbrannt werden.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Verbrennungstechnik und betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Behandlung von Abgasen von Festbrennstoff-Feuerstätten, die beispielsweise zur Verbrennung von Holz im häuslichen Bereich zur Anwendung kommen können.
Stand der Technik
Vorrichtungen zur Verbrennung von Festbrennstoffen, wie Holz, werden zunehmend mehr angewandt. Dabei ist insbesondere die Emission von Partikeln und Aerosolen und besonders Schadstoffpartikeln eine Problematik, die derzeit noch nicht in ausreichendem Maße gelöst ist.
Die Behandlung von Abgasströmen von Festbrennstoff-Feuerstätten mit geringeren Wärmeleistungen durch Filter wird bisher nahezu nicht praktiziert, da die Gefahr des Zusetzens des Filtermaterials durch Ruß, Teer und Asche besteht, verbunden mit der Folge, dass das Abgas nicht abgeführt wird und unter ungünstigsten Bedingungen Verpuffungen entstehen können. Die Reduzierung von Partikelemissionen wird ohne Benutzung von Filtern durch eine entsprechende Feuerungsführung versucht, mit dem Ergebnis, dass Festbrennstoff-Feuerstätten trotzdem unter den Feuerstätten nach statistischen Auswertungen die höchsten Partikelemissionen aufweisen.
Bezüglich der Nachverbrennung von entstandenen Verbrennungsprodukten gibt es bereits Lösungen, bei denen ein Teil des Abgases über einen Katalysator geleitet wird und der andere Teilstrom, als Bypass diesen umgeht. Eine Beeinflussung des über den Bypass geführten Abgasstromes ist daher nicht möglich. Der Bypass ermöglicht aber eine ausreichende Abgasabführung aus dem Feuerraum, so dass keine Gefahrensituationen entstehen können. Eine Regeneration des verschmutzten Katalysators ist im eingebauten Zustand nicht möglich. Eine Nachverbrennung von Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffen wird in der Regel durch den Einbau von keramischen Bauteilen mit katalytischen Eigenschaften (z.B. Verkleidung der Feuerraumwände mit Schamotte) in die Feuerstätte versucht. Auch dabei kommt nur ein Teil des Abgasstromes mit dem Material in Kontakt, d.h. nur ein Teilstrom kann katalytisch nachverbrannt werden.
Probleme bereiten die bisher genutzten Möglichkeiten bei der Konzeption von Feuerstätten mit geringer Wärmeleistung, wie sie im modernen Wohnungsbau aufgrund der sich wesentlich verbesserten Wärmedämmeigenschaften des Baukörpers erforderlich sind. Kleine Feuerräume mit geringen Brennstoffauflagen führen zu hohen Emissionen. Gleiches trifft für konventionelle Geräte zu, wenn sie wegen des geringen Wärmebedarfes im Teillastbetrieb gefahren werden.
Weiterhin ist die Verwendung von offenzelliger Schaumkeramik bei der Abgasentstaubung und -nachbehandlung bekannt. In DE 37 05 793 A1 ist ein Filterapparat zur Rauchgasreinigung mit einem Staubfilter aus offenporiger Schaumkeramik angegeben, der gegebenenfalls katalytisch wirksam beschichtet ist. Solche Filterapparate sind üblicherweise als separate Bauteile den Feuerungsanlagen mit großen Leistungen nachgeschaltet und sind entsprechend groß und technisch aufwendig gestaltet. In DE 37 05 793 A1 wird eine Vorabscheidung durch einen Zyklon oder eine Trenndüse erreicht und nur der Reststaubgehalt in der Schaumkeramik abgeschieden. Das Abgas der Feuerungsanlage wird dabei in das Filtergehäuse eingeblasen. Die Abreinigung der Filter wird durch technisch ebenfalls aufwendige Maßnahmen erreicht, zum Beispiel durch einen Druckgasstrom in entgegengesetzter Strömungsrichtung.
In DE 37 20 963 C2 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Abscheidung von Asche aus Rauchgas durch den Einsatz u.a. von Schaumkeramik-Filtern beschrieben. Dabei handelt es sich um die Abreinigung von Flüssigaschetröpfchen aus Kohlestaubfeuerungen bei Temperaturen zwischen 1200-1700°C, wobei das Rauchgas unter Druck durch die Schaumkeramik geführt wird. Die Abscheidung der Aschepartikel und Regeneration des Filters erfolgt durch Abtropfen oder Abfließen der Asche aus dem Filter. Eine solche Anlage und das Reinigungsverfahren ist bei Festbrennstoff-Feuerstätten aus technischen Gründen nicht einsetzbar, da weder die dafür erforderlichen Temperaturen, noch die Gasdrücke zur Verfügung stehen.
In DE-OS 196 27 028 ist eine Rauchgasfilteranlage für holzbefeuerte Kleinfeuerungen angegeben, bei der in dem Abluftkamin der Feuerung ein regenerierbarer filternder Partikelabscheider eingebaut ist, der mit einer nachfolgenden zusätzlichen Einrichtung zur chemischen Reduzierung der gasförmigen Schadstoffe mittels eines Oxidationskatalysators kombiniert wird. Zur Gewährleistung der Funktion ist ein Abluftgebläse notwendig, sowie zwei elektrische Heizungseinrichtungen, die dem Filter und dem Katalysator vorgeschaltet sind. Eine aufwendige mikroprozessorgesteuerte Regelung der Anlage mit Druckaufnehmern und Thermoelementen ist zum Betrieb notwendig. Als Filtermaterial wird ein keramischer Gewebefilter oder Faserfilter angegeben. Als Reinigungsverfahren für das Abgas wirkt der Filter auf Partikel; die Reinigung erfolgt durch Abbrand der Rußpartikel infolge des Zuschaltens der elektrischen Zusatzheizung. Die Abgasreinigung erfolgt kontinuierlich in dem Katalysator, der zur Einstellung seiner optimalen Betriebstemperatur durch die zweite elektrische Zusatzheizung beheizt wird.
Der vorgeschlagene Aufbau ist technisch aufwendig und störanfällig: Die Trennung von Filter und Katalysator erfordert zwei getrennt arbeitende Vorrichtungen und für den Betrieb der Reinigungsanlage ist die Zuführung elektrischer Energie sowohl zyklisch (für die Abreinigung des Partikelfilters), als auch kontinuierlich (für die Funktionsfähigkeit des Katalysators) notwendig. Ohne die aufwendige Steuerungs-Regelungs- und Überwachungstechnik der Anlage ist eine Funktionsfähigkeit nicht gewährleistet. Ausserdem ist ein zusätzliches Abluftgebläse notwendig.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Behandlung von Abgasen von Festbrennstoff-Feuerstätten anzugeben, mit dem die Emission von Schadstoffen über den gesamten Leistungsbereich einer Feuerstätte reduziert werden kann.
Die Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung gelöst. Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Behandlung von Abgasen von Festbrennstoff-Feuerstätten, in denen Abgasmassenströme bis zu 60 g/s auftreten, ist ein Keramiknetzwerk eingebaut, welches im und/oder oberhalb des Feuerraumes so angeordnet ist, dass ein Verhältnis von dem vom Keramiknetzwerk abgetrennten Volumen der Festbrennstoff-Feuerstätte zu dem gesamten inneren Volumens der Festbrennstoff-Feuerstätte von 0,5 bis 0,95 realisiert ist und weiterhin das Keramiknetzwerk vom Abgasstrom vollständig oder im überwiegenden Maße durchströmt ist.
Vorteilhafterweise ist als Keramiknetzwerk eine offenzellige Schaumkeramik oder ein von textilen Strukturen abgeformtes Keramiknetzwerk eingesetzt (WO 99/28272).
Ebenfalls vorteilhafterweise ist als Keramikmaterial Schamotte oder Cordierit oder gesinterte Siliciumcarbid-Keramik eingesetzt.
Weiterhin vorteilhafterweise ist das Keramiknetzwerk plattenförmig ausgebildet, wobei das Keramiknetzwerk jeweils den Feuerraum vollständig oder zumindest im überwiegenden Maße vom weiteren Volumen der Festbrennstoff-Feuerstätte in Richtung Abgasstrom abtrennt. Die Filterplatten werden in der Festbrennstoff-Feuerstätte so angeordnet, dass sie eine höhere Fläche als die vom Abgas angeströmte Querschnittsfläche des Feuerraumes einnehmen, z.B. durch Schräganordnung, doppelter oder mehrfacher Schräganordnung, oder durch Anordnung in Form eines mehrseitigen Prismas.
Es ist weiterhin auch vorteilhaft, das Keramiknetzwerk in Form einer oder mehrerer Hohlzylinder, Hohlkegel oder Hohlkegelstümpfe auszuführen. Es können auch zusätzliche, bekannte Methoden der Filterflächenvergrößerung angewendet werden, z.B. in dem die Filterfläche gewellt, gefaltet, geprägt, geschlitzt, genoppt usw. ist.
Die Wandstärke der Filterplatten weisen eine konstante Dicke auf oder weisen in einer vorteilhaften Ausgestaltung auch lokal unterschiedliche Dicken auf oder kontinuierlich verlaufende Dickenveränderungen auf. Die vorteilhafte Veränderung der Filterdicke hängt von der lokalen Durchströmungssituation des Filters ab und kann für die spezielle Feuerstätte durch Versuche leicht ermittelt werden.
Ebenfalls von Vorteil ist es, wenn das Verhältnis von dem vom Keramiknetzwerk abgetrennten Volumen der Festbrennstoff-Feuerstätte zu dem gesamten inneren Volumens der Festbrennstoff-Feuerstätte 0,65 bis 0,95 beträgt.
Auch vorteilhaft ist es, wenn das Keramiknetzwerk eine Dichte von 5 bis 30 % und noch vorteilhafterweise von 7 bis 15 % der Reindichte der Keramik aufweist.
Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn das Keramiknetzwerk einen Druckverlust von ≤ 20 Pa/cm bei Gas-Durchströmungsgeschwindigkeiten ≤ 1 m/s und noch vorteilhafter einen Druckverlust von ≤ 5 Pa/cm bei Gas-Durchströmungsgeschwindigkeiten ≤ 1 m/s aufweist.
Es ist auch vorteilhaft, wenn eine offenzellige Schaumkeramik mit Zellweiten von 6 bis 60 ppi (pores per inch) oder noch vorteilhafterweise von 20 bis 45 ppi eingesetzt ist.
Auch vorteilhaft ist es, wenn die Zellen der offenzelligen Schaumkeramik gestreckt sind.
Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn das Keramiknetzwerk eine Maschenweite von 0,8 bis 15 mm oder noch vorteilhafterweise 1 bis 10 mm aufweist.
Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn das Keramiknetzwerk in einer, zwei oder allen drei Raumrichtungen richtungsabhängig unterschiedliche Maschenweiten und/oder Maschenformen aufweist.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Maschen senkrecht zur Durchströmungsrichtung größer sind, als parallel dazu oder noch vorteilhafter, wenn die Maschenweite senkrecht zur Durchströmungsrichtung 5 bis 10 mm und parallel dazu 1 bis 2 mm betragen.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die keramischen Stege des Keramiknetzwerkes eine durch Mikro- und/oder Makrostrukturierung vergrößerte Oberfläche aufweisen.
Dabei wird eine Makrostrukturierung der das Keramiknetzwerk bildenden Stege beispielsweise durch Verwendung von faserbeflockten Schaumstoffen oder Textilien oder durch nachträgliche Beflockung mit keramischen Fasern oder durch Verwendung von Textilien aus flauschige Multifilamentgarnen erreicht.
Die Mikrostrukturierung kann beispielsweise durch Ausbildung von Mikroporen < 1 µm in den Stegen der Keramik oder durch Ätzung der Oberfläche der Keramikstege < 1 µm oder durch Aufbringen einer keramischen Schicht mit einer hohen spezifischen Oberfläche erreicht werden.
Weiterhin von Vorteil ist es, wenn das Keramiknetzwerk ganz oder teilweise aus einem katalytisch wirkenden Material besteht.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Oberfläche der Stege des Keramiknetzwerkes ganz oder teilweise mit einem katalytisch wirkenden Material beschichtet sind.
Ebenfalls von Vorteil ist es, wenn als katalytisch wirkendes Material für das Keramiknetzwerk Eisenverbindungen, Platin oder Platinverbindungen eingesetzt sind.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das Keramiknetzwerk in mehreren Schichten, Stufen, Segmenten in der Ebene als auch übereinander aufgebaut ist.
Auch vorteilhaft ist es, wenn das Keramiknetzwerk hinsichtlich seines Materials und/oder seiner Struktur und/oder seiner Maschen- und/oder Zellweite unterschiedlich aufgebaut ist.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn das Keramiknetzwerk innerhalb einer Schicht hinsichtlich seiner Maschenweite unterschiedlich aufgebaut ist.
Es ist ebenfalls vorteilhaft, wenn sich das Keramiknetzwerk im Strahlungsbereich der Flamme von Festbrennstoff-Feuerstätten befindet.
Auch vorteilhaft ist es, wenn das Keramiknetzwerk zwischen Feuerraum und Abgassammler angeordnet ist.
Es ist auch von Vorteil, wenn das Keramiknetzwerk elektrisch beheizbar ist.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der gesamte Abgasstrom durch den Filter geführt ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Behandlung von Abgasen von Festbrennstoff-Feuerstätten werden während der Aufheizphase und während einer brennstoffauflagebedingten Temperaturabsenkung unterhalb der Zündtemperaturen der Schadstoffe die entstandenen Schadstoffe ganz oder teilweise auf der Oberfläche eines Keramiknetzwerkes abgelagert, welches im und/oder oberhalb des Feuerraumes so angeordnet ist, dass ein Verhältnis von dem vom Keramiknetzwerk abgetrennten Volumen der Festbrennstoff-Feuerstätte zu dem gesamten inneren Volumens der Festbrennstoff-Feuerstätte von 0,5 bis 0,95 realisiert wird und nach der Aufheizphase oder einer Temperaturabsenkung die auf der Oberfläche des Keramiknetzwerkes angelagerten Schadstoffe unmittelbar durch die Flamme oder durch die Strahlung der Flamme im Feuerraum oder durch die heißen Abgase verbrannt werden.
Vorteilhafterweise wird durch Verbrennung der Schadstoffe, wie Ruß und kondensierte Kohlenwasserstoffe, in oder an dem Keramiknetzwerk die Reinigung des Keramiknetzwerkes durchgeführt.
Festbrennstoff-Feuerstätten sind Feuerstätten, die zur Beheizung von Räumen und/oder der Warmwasserversorgung dienen, mit Festbrennstoffen betrieben werden und mit der Abgasanlage zusammen die Feuerungsanlage bilden. Es können Einzelund Sammelfeuerstätten sein. Die hier verwendeten Definitionen sind Bestandteil der Feuerungsverordnungen der Länder und der Bundes-lmmissionsschutzverordnung. Europäisch gilt die Definition für diese Feuerstätten: "Raumerwärmungsanlagen die feste (...) Brennstoffe verbrennen zur Verwendung in Gebäuden" (Entscheidung der Europäischen Kommission, Amtsblatt EG L184 vom 17.07.1999).
Festbrennstoff-Feuerstätten sind national und europäisch genormt. Sie sind als Bauprodukte in der Bauregelliste A Teil 1 und 2 des Deutschen Institutes für Bautechnik enthalten.
Festbrennstoffe sind biogene oder fossile, feste Brennstoffe. Zu den biogenen festen Brennstoffen gehören im wesentlichen naturbelassenes stückiges oder nichtstückiges Holz und Presslinge aus naturbelassenem Holz. Fossile feste Brennstoffe sind Stein- und Braunkohlenkoks sowie Stein- und Braunkohlenbriketts. Die Feuerstätten werden an Abgasanlagen angeschlossen.
Feuerstätten sind im wesentlichen durch folgende Leistungen charakterisiert:
  • Leistungsbereich bis 50 kW
  • Abgastemperaturen bis 400 °C
  • erforderliche Mindestabgasförderdrücke 8 bis 25 Pa
  • Abgasmassenströme bis 60 g/s.
Die Anwendung von Keramiknetzwerken als Filtermaterial für Festbrennstoff-Feuerstätten erfolgt vorteilhafterweise über dem Feuerraum. Der Einbau kann in einem Rahmen in Form von plattenförmigen Filtern erfolgen, wobei auch mehrere Schichten des Keramiknetzwerkes in gleicher oder unterschiedlicher Maschen- oder Zellweite übereinander angeordnet sein können. Dadurch kann der Filter über die gesamte Anströmfläche des Abgases wirksam eingebaut werden. Andere Geometrien zur Vergrößerung der Anströmfläche sind möglich.
Die offenporige Struktur des eingesetzten Keramiknetzwerkes bewirkt eine Filtration der Partikel und Aerosole (Ruß, kondensierte oder gasförmige Kohlenwasserstoffe), die sich auf der großen Oberfläche des Keramiknetzwerkes ablagern, ohne dass beim Abströmen des Abgases die Grenzwerte für gerätespezifisch maximal zulässige Förderdrücke überschritten werden.
Zur Reinigung des Keramiknetzwerkes von diesen Ablagerungen wird in der Feuerstätte und/oder im Abgasstrom oder über Einleitung von Hilfsenergie die Temperatur des Keramiknetzwerkes über die Zündtemperatur der abgelagerten Schadstoffe erhöht und damit Abbrennen der angelagerten Schadstoffe erreicht.
Eine gleichzeitige Nachverbrennung von noch im Abgas enthaltenem Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffen ist ebenfalls möglich, wenn das Material des Keramiknetzwerkes aus einem katalytisch wirkenden Material besteht oder mit einem katalytisch wirkenden Material beschichtet ist.
Durch die Erfindung wird es möglich, eine wesentliche Reduzierung der Emissionen aus Festbrennstoff-Feuerstätten zu erreichen. Dies ist insbesondere durch die Filterung des gesamten Abgasstromes und Nachverbrennung noch brennbaren Bestandteile des Abgases möglich. Dadurch ist auch eine höhere Schadstoffreduzierung im Vergleich zur Beeinflussung von Abgas-Teilströmen oder katalytisch nur partiell wirkenden Feuerraumverkleidungselementen erreichbar.
Die Wirksamkeit der Filtration und der Nachverbrennung ist über den gesamten Leistungsbereich der Feuerstätte, d.h. insbesondere auch bei Teillast gegeben.
Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und zur Gewährleistung der Funktionsfähigkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung hat es sich herausgestellt, dass es nicht ausreichend ist, den Filter an einen beliebigen Ort in die Feuerstätte einzubauen, sondern dass ein bestimmtes Verhältnis zwischen dem durch den Filter abgetrennten Volumen der Festbrennstoff-Feuerstätte, d.h. dem Volumen, in dem die Verbrennung stattfindet, bevor das Rauchgas den Filter erreicht, und dem gesamten inneren Volumen der Festbrennstoff-Feuerstätte eingehalten werden muß. Dieses Verhältnis ist 0,5 bis 0,95, vorzugsweise 0,65 bis 0,95. Bei einem zu geringen Verhältnis von < 0,5 wird die Verbrennung ungünstig beeinflusst, so dass die entstehenden Schadstoffe, insbesondere CO und Kohlenwasserstoffe, infolge nicht ausreichender Verbrennung zu stark ansteigen, so dass die Filterwirksamkeit nicht ausreichend ist, um eine Verbesserung gegenüber der Verbrennung in einer Feuerstätte ohne Filter zu erreichen. Ist das Verhältnis zu groß (> 0,9), ist das Filtervolumen und damit die verfügbare Filteranströmfläche zu klein, wodurch die Filtration selbst weniger effektiv ist und der Druckverlust durch den Filter steigt, so dass es ebenfalls zu einer ungenügenden Verbrennung der Brennstoffe kommt.
Ein zweiter Parameter ist aus dem o.g. Grund die Größe der Filteranströmfläche im Bezug zu dem Volumen der Feuerstätte. Es wird eine möglichst hohe Filteranströmfläche angestrebt, ohne das Volumen des durch den Filter abgetrennten Brennraumes zu stark zu verringern. Im einfachsten Fall wird der Filter eine Fläche aufweisen, die dem waagerechten Querschnitt des Brennraumes der Feuerstätte entspricht. Eine günstige Vergrößerung ergibt sich, wenn die Filterfläche größer als dieser Querschnitt ausgeführt wird, d.h. der Quotient aus Filterfläche und die vom Abgas angeströmte Querschnittsfläche der Feuerstätte sollte größer/gleich 1 sein, vorteilhafterweise größer/gleich 1,5. Die gleichzeitige Berücksichtigung des o.g. Volumenverhältnisses ergibt sich, wenn das o.g. Volumenverhältnis mit dem Flächenverhältnis multipliziert wird. Dieser Faktor soll größer/gleich 0,5 sein, vorteilhafterweise größer 1,5. Ist er geringer, so treten die o. g. negativen Effekte ein.
Weg zur Auführung der Erfindung
Im weiteren ist die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Beispiel 1
In einem mit Holz betriebenen Kaminofen mit einer Nennwärmeleistung von 7 kW, einer Abgastemperatur von 230 °C, erforderlichen Mindestabgasförderdruck von 12 Pa und einem Abgasmassenstrom von 9,7 g/s wird zwischen dem Feuerraum und dem Abgassammler eine Filtermaterial eingebaut. Das Filtermaterial besteht aus einer offenzelligen Schaumkeramik aus Cordierit mit einer Zellweite von 20 ppi mit den Abmessungen 360 x 165 x 20 mm. Je zwei dieser Platten werden in einer metallischen Rahmenhalterung schräg in die Feuerstätte eingebaut, wobei sich jeweils eine der kurzen Längsseiten der Platten berühren und die anderen Seiten der Platten an den Wänden der Feuerstätte befestigt werden. Durch die Anordnung der beiden Filterplatten trennen diese in der Feuerstätte ein keilförmiges Volumen von 6 l ab. Der Feuerraum des Kaminofens besitzt ohne Filter ein Volumen von 55 l und einen waagerechten Querschnitt von 200 x 360 mm; das verbleibende Volumen unterhalb des Filters, in dem die Verbrennung stattfindet, beträgt nach Einbau des Filters noch 49 l. Das Verhältnis dieses Volumens zum Volumen des gesamten Innenraumes der Feuerstätte beträgt somit 0,89. Die Filteranströmfläche der beiden Filter beträgt 1188 cm2 und steht zum vom Abgas angeströmten Querschnittsfläche der Feuerstätte im Verhältnis von 1,65:1. Die Multiplikation des Flächenverhältnisses zum o.g. Volumenverhältnis ergibt 1,47.
Bei Betreiben des Kaminofens werden alle Abgase durch das Filtermaterial zum Abgassammler geführt und noch vorhandene Schadstoffe, wie Ruß, Teer und kondensierte Kohlenwasserstoffe werden auf der Oberfläche des Filtermateriales abgeschieden. Das Filtermaterial erreicht aufgrund der Temperatur der Abgase und der Strahlung aus dem Feuerraum ein Temperaturniveau, welches zur Nachverbrennung von Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffen führt. Die Temperatur im Filter erhöht sich weiter, so dass eine Temperatur über der Zündtemperatur der angelagerten Schadstoffe erreicht wird und somit die angelagerten Schadstoffe verbrannt werden. Damit ist das Filtermaterial wieder gereinigt und die Oberfläche wieder frei.
Beispiel 2
In einem Holzhackschnitzel-Kessel mit einer Nennwärmeleistung von 30 kW, Abgastemperatur von 190 °C, erforderlichen Mindestabgasförderdruck von 25 Pa, Abgasmassenstrom von 33 g/s und einem Feuerraumvolumen von 165 l wird zwischen dem Feuerraum und dem Wärmeübertrager ein plattenförmiges Keramiknetzwerk, das in einem Rahmen fixiert ist, eingebaut Das Keramiknetzwerk ist durch Abformung eines textilen Abstandsgewirkes hergestellt worden. Die Keramik besteht aus gesintertem Siliciumcarbid.
Zuerst liegt ein textiles Abstandsgewirk vor, bei dem an der Ober- und Unterseite rhomboedrische Gittermaschen mit Kantenlängen von 6 mm angeordnet sind mit senkrecht dazu stehenden Maschenstäbchen/Maschenreihen, die zueinander Abstände von ca. 2 mm aufweisen und die Ober- und Unterseite mit einem Abstand von 4 mm verbinden. Diese sind aus Polyester-Monofilamentgarn von dtex 277 gewirkt.
Dann liegt ein textiles Abstandsgewirk vor, bei dem an der Ober- und Unterseite rhomboedrische Gittermaschen mit Kantenlängen von 3 mm angeordnet sind mit senkrecht dazu stehenden Maschenstäbchen/Maschenreihen, die zueinander Abstände von ca. 0,5 mm aufweisen und die Ober- und Unterseite mit einem Abstand von 2 mm verbinden. Diese sind aus Polyester-Monofilamentgarn von dtex 56 gewirkt, wobei die Oberseite velourisiert ist.
Vier Lagen des Abstandsgewirkes mit den gröberen Maschen und eine Lage des Abstandsgewirkes mit den feineren Maschen werden übereinander gestapelt und so angeordnet, dass die rhomboedrischen Maschen senkrecht zur Durchströmungsrichtung liegen. Diese Lagen werden nach bekannten Verfahren zu keramischen Netzwerkplatten mit den Abmessungen 250 x 300 x 18 mm umgewandelt. Das Keramiknetzwerk behält dabei die gleiche Strukturierung, wie die textilen Abstandsgewirke bei. Je vier dieser Platten werden nebeneinander in einen Metallrahmen eingebaut, so dass sich eine Filterfläche von 500 x 600 mm ergibt (3000 cm2). Der Rahmen mit den 4 Filterplatten wird senkrecht in die Feuerstätte mit einem Abstand von 150 mm von der Rückwand eingebaut wobei die Oberfläche der Platten mit den feineren Maschen dem Wärmeübertrager zugewandt ist und ein Volumen von 45 l abgetrennt wird. Das verbleibende Volumen vor dem Filter beträgt 120 l; wodurch das Verhältnis zum Gesamtvolumen der Feuerstätte (165 l) dann 0,73 beträgt.
Die Filterfläche ist gleich der vom Abgas angeströmten Querschnittsfläche der Feuerstätte, so dass sich ein Quotient von 1 ergibt und der Faktor aus diesem Quotienten mit dem Volumenverhältnis ebenfalls 0,73 beträgt.
Durch die Positionierung der Platten im Kessel wird die vollständige Durchleitung des entstehenden Abgases durch das Keramiknetzwerk erreicht.
Das Keramiknetzwerk verursacht einen Druckverlust von 10 Pa/cm, gemessen bei einer Durchströmungsgeschwindigkeit von 1 m/s.
Bei Betreiben des Holzhackschnitzkessels werden alle Abgase durch das Filtermaterial zum Abgassammler geführt und noch vorhandene Schadstoffe, wie Ruß, Teer und kondensierte Kohlenwasserstoffe werden auf der Oberfläche des Filtermateriales abgeschieden. Das Filtermaterial erreicht aufgrund der Temperatur der Abgase und der Strahlung aus dem Feuerraum ein Temperaturniveau, welches zur Nachverbrennung von Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffen führt. Die Temperatur im Filter erhöht sich weiter, so dass eine Temperatur über der Zündtemperatur der angelagerten Schadstoffe erreicht wird und somit die angelagerten Schadstoffe verbrannt werden. Damit ist das Filtermaterial wieder gereinigt und die Oberfläche wieder frei.

Claims (36)

  1. Vorrichtung zur Behandlung von Abgasen von Festbrennstoff-Feuerstätten, in der Abgasmassenströme bis zu 60 g/s auftreten, und bei der ein Keramiknetzwerk eingebaut ist, welches im und/oder oberhalb des Feuerraumes so angeordnet ist, dass ein Verhältnis von dem vom Keramiknetzwerk abgetrennten Volumen der Festbrennstoff-Feuerstätte zu dem gesamten inneren Volumens der Festbrennstoff-Feuerstätte von 0,5 bis 0,95 realisiert ist und weiterhin das Keramiknetzwerk vom Abgasstrom vollständig oder im überwiegenden Maße durchströmt ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der als Keramiknetzwerk eine offenzellige Schaumkeramik oder ein von textilen Strukturen abgeformtes Keramiknetzwerk eingesetzt ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der als Keramikmaterial Schamotte oder Cordierit oder gesinterte Siliciumcarbid-Keramik eingesetzt ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Keramiknetzwerk plattenförmig ausgebildet ist, wobei das Keramiknetzwerk jeweils den Feuerraum vollständig oder zumindest im überwiegenden Maße vom weiteren Volumen der Festbrennstoff-Feuerstätte in Richtung Abgasstrom abtrennt.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Filterplatten in der Festbrennstoff-Feuerstätte so angeordnet sind, dass sie durch Schräganordnung, doppelter oder mehrfacher Schräganordnung, oder durch Anordnung in Form eines mehrseitigen Prismas eine höhere Fläche als die vom Abgas angeströmte Querschnittsfläche der Feuerstätte einnehmen.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Keramiknetzwerk in Form einer oder mehrerer Hohlzylinder, Hohlkegel oder Hohlkegelstümpfe ausgeführt ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Filterfläche gewellt, gefaltet, geprägt, geschlitzt, genoppt ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Wandstärke des Keramiknetzwerkes eine konstante Dicke, lokal unterschiedliche Dicken oder kontinuierlich verlaufende Dickenveränderungen aufweist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Verhältnis von dem vom Keramiknetzwerk abgetrennten Volumen der Festbrennstoff-Feuerstätte zu dem gesamten inneren Volumens der Festbrennstoff-Feuerstätte 0,65 bis 0,95 beträgt.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Keramiknetzwerk eine Dichte von 5 bis 30 % der Reindichte der Keramik aufweist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, bei der das Keramiknetzwerk eine Dichte von 7 bis 15 % der Reindichte der Keramik aufweist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Keramiknetzwerk einen Druckverlust von ≤ 20 Pa/cm bei Gas-Durchströmungsgeschwindigkeiten ≤ 1 m/s aufweist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der das Keramiknetzwerk einen Druckverlust von ≤ 5 Pa/cm bei Gas-Durchströmungsgeschwindigkeiten ≤ 1 m/s aufweist.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der eine offenzellige Schaumkeramik mit Zellweiten von 6 bis 60 ppi eingesetzt ist.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14, bei der eine offenzellige Schaumkeramik mit Zellweiten von 20 bis 45 ppi eingesetzt ist.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Zellen der offenzelligen Schaumkeramik gestreckt sind.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Keramiknetzwerk eine Maschenweite von 0,8 bis 15 mm aufweist.
  18. Vorrichtung nach Anspruch 17, bei der das Keramiknetzwerk Maschenweiten 1 bis 10 mm aufweist.
  19. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Keramiknetzwerk in einer, zwei oder allen drei Raumrichtungen richtungsabhängig unterschiedliche Maschenweiten und/oder Maschenformen aufweist.
  20. Vorrichtung nach Anspruch 19, bei der die Maschen senkrecht zur Durchströmungsrichtung größer sind, als parallel dazu.
  21. Vorrichtung nach Anspruch 20, bei der die Maschenweite senkrecht zur Durchströmungsrichtung 5 bis 10 mm und parallel dazu 1 bis 2 mm betragen.
  22. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die keramischen Stege des Keramiknetzwerkes eine durch Mikro- und/oder Makrostrukturierung vergrößerte Oberfläche aufweisen.
  23. Vorrichtung nach Anspruch 22, bei der die Makrostrukturierung der das Keramiknetzwerk bildenden Stege durch Verwendung von faserbeflockten Schaumstoffen oder Textilien oder durch nachträgliche Beflockung mit keramischen Fasern oder durch Verwendung von Textilien aus flauschige Multifilamentgarnen erreicht ist.
  24. Vorrichtung nach Anspruch 22, bei der die Mikrostrukturierung durch Ausbildung von Mikroporen < 1 um in den Stegen der Keramik oder durch Ätzung der Oberfläche der Keramikstege < 1µm oder durch Aufbringen einer keramischen Schicht mit einer hohen spezifischen Oberfläche erreicht ist.
  25. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Keramiknetzwerk ganz oder teilweise aus einem katalytisch wirkenden Material besteht.
  26. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Oberfläche der Stege des Keramiknetzwerkes ganz oder teilweise mit einem katalytisch wirkenden Material beschichtet sind.
  27. Vorrichtung nach Anspruch 25 und/oder 26, bei der als katalytisch wirkendes Material für das Keramiknetzwerk Eisenverbindungen, Platin oder Platinverbindungen eingesetzt sind.
  28. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Keramiknetzwerk in mehreren Schichten, Stufen, Segmenten in der Ebene als auch übereinander aufgebaut ist.
  29. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Keramiknetzwerk hinsichtlich seines Materials und/oder seiner Struktur und/oder seiner Maschen- und/oder Zellweite unterschiedlich aufgebaut ist.
  30. Vorrichtung nach Anspruch 29, bei der das Keramiknetzwerk innerhalb einer Schicht hinsichtlich seiner Maschenweite unterschiedlich aufgebaut ist.
  31. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der sich das Keramiknetzwerk im Strahlungsbereich der Flamme von Festbrennstoff-Feuerstätten befindet.
  32. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Keramiknetzwerk zwischen Feuerraum und Abgassammler angeordnet ist.
  33. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Keramiknetzwerk elektrisch beheizbar ist.
  34. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der gesamte Abgasstrom durch den Filter geführt ist.
  35. Verfahren zur Behandlung von Abgasen von Festbrennstoff-Feuerstätten, bei dem während der Aufheizphase und während einer brennstoffauflagebedingten Temperaturabsenkung unterhalb der Zündtemperaturen der Schadstoffe die dabei entstandenen Schadstoffe ganz oder teilweise auf der Oberfläche eines Keramiknetzwerkes abgelagert werden, welches im und/oder oberhalb des Feuerraumes so angeordnet ist, dass ein Verhältnis von dem vom Keramiknetzwerk abgetrennten Volumen der Festbrennstoff-Feuerstätte zu dem gesamten inneren Volumens der Festbrennstoff-Feuerstätte von 0,5 bis 0,95 realisiert wird und nach der Aufheizphase oder einer Temperaturabsenkung die auf der Oberfläche des Keramiknetzwerkes angelagerten Schadstoffe unmittelbar durch die Flamme oder durch die Strahlung der Flamme im Feuerraum oder durch die heißen Abgase verbrannt werden.
  36. Verfahren nach Anspruch 35, bei dem durch Verbrennung der Schadstoffe in Form von Ruß und kondensierten Kohlenwasserstoffen in oder an dem Keramiknetzwerk die Reinigung des Keramiknetzwerkes durchgeführt wird.
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