EP4289918A1 - Particulate matter-reducing composition and method for reducing fine dust in a fireplace - Google Patents

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EP4289918A1
EP4289918A1 EP22199254.8A EP22199254A EP4289918A1 EP 4289918 A1 EP4289918 A1 EP 4289918A1 EP 22199254 A EP22199254 A EP 22199254A EP 4289918 A1 EP4289918 A1 EP 4289918A1
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EP
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fine dust
fireplace
formation
composition
component
Prior art date
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EP22199254.8A
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German (de)
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Reinhard Kräuter
Mirko Mondan
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Gebrueder Dorfner GmbH and Co KG Kaolin und Kristallquarzsand Werke
Original Assignee
Gebrueder Dorfner GmbH and Co KG Kaolin und Kristallquarzsand Werke
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Publication date
Application filed by Gebrueder Dorfner GmbH and Co KG Kaolin und Kristallquarzsand Werke filed Critical Gebrueder Dorfner GmbH and Co KG Kaolin und Kristallquarzsand Werke
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    • C10L2300/20Mixture of two components

Definitions

  • the present invention relates to a method for reducing fine dust in a fireplace and/or boiler system as well as a fine dust-reducing composition and its use.
  • the invention further relates to a method for producing such a composition.
  • Al-containing compounds such as Al 2 O 3 , Al(OH) 3 , bauxite, talc and/or kaolin or kaolinite (but also kaolin-containing clays) act as additives in the combustion of solids can be added and reduce the formation of fine dust
  • Pellets made from a pressed biomass which contain an aluminum-containing inorganic compound, clay and/or a clay mineral as an ash and/or fine dust reducing additive.
  • This additive is intended to make it possible to use raw materials alternative to firewood, such as chips from short rotation plantations (SRC), straw, grain and the like, for the production of pellets for heating purposes in small combustion systems.
  • the invention therefore relates to a composition for reducing the formation of fine dust during the combustion of solids, comprising at least one first component that reduces the formation of fine dust, which is selected from a group consisting of Al 2 O 3 , Al(OH) 3 , bauxite, talc, kaolin, Includes kaolinite and clays containing kaolin.
  • a composition according to the invention comprises a second component that reduces particulate matter formation, which is selected from a group that includes kaolin, metakaolin, thermally activated three-layer silicates, fly ash and microsilica and / or combinations of these substances.
  • the presence of the second component that reduces the formation of fine dust reduces the formation of fine dust even at very low combustion temperatures, for example ⁇ 650 ° C, ⁇ 600 ° C, ⁇ 550 °C or even ⁇ 500°C and/or in the event of incomplete combustion, for example due to low oxygen supply, can be significantly reduced.
  • the composition according to the invention has proven to be advantageous because it improves ash formation and, by avoiding clumping or at least reducing the tendency of the ash to clump together, enables a good long-term supply of oxygen through the fuel and the combustion chamber.
  • the second component preferably differs from the first component in at least one property.
  • the first and second components can differ in a different chemical composition when different compounds are selected from the group of chemical compounds defined above.
  • the first and second components differ from each other in at least one other property. This could be, for example, a different (crystal) water content.
  • Another exemplary difference between the first and second components could be the (average) particle size (preferably d 50 (Sedigraph)).
  • Such differences between the first and second components preferably result in them reaching their maximum activity at different times during their use as an additive to a combustion process. For the examples mentioned above, it was shown that particles with a higher (crystalline) water content and/or particles with a larger (average) particle size reach their maximum activity at higher temperatures in the combustion chamber and/or at later times during a combustion process.
  • the second component is suitable for binding fine dust-forming Na and/or K salts at combustion temperatures ⁇ 650 ° C. This enables the entire composition to reduce the formation of fine dust even at such low combustion temperatures. How an addition of the second component can lead to an improvement in the reduction of fine dust formation, which essentially corresponds to the reduction of a similar proportion of the first component at high combustion temperatures, has not yet been clarified, but it is assumed that due to the presence of the second Component uses the binding of fine dust and the larger particles formed, if necessary in interaction with the first component, catalyzes the further binding and thus reduction of fine dust.
  • Fine dust produced during the combustion of organic fuels, for example biomass contains in particular alkali metal compounds, for example sodium or potassium compounds.
  • alkali metal hydroxides, chlorides and sulfates are of particular importance. Even if some of the substances formed during combustion are gaseous at the time of combustion, they can condense or precipitate as a solid during the cooling of the combustion gases, aggregate into larger particles and thus emerge as particulate matter emissions.
  • This process can be prevented or at least reduced by adding a composition according to the invention.
  • This can be explained in particular by the fact that alkali compounds formed during combustion, as shown below using the example of a reaction of metakaolin with KOH, can be captured from the exhaust gas and converted into low-volatility components.
  • metakaolin reacts with KOH according to the following reaction equation to form a low-volatility potassium aluminum silicate and water: Al 2 Si 2 O 7 + 2 KOH ⁇ 2 KAlSiO 4 + H 2 O
  • the potassium aluminum silicate is stable up to very high temperatures and can therefore be removed from the combustion chamber as ash. Furthermore, a formed potassium aluminum silicate particle - especially during the cooling of the exhaust gas, for example in a chimney or a heat exchanger - promotes the accumulation of further substances from the exhaust gas, for example further potassium aluminum silicate particles, so that the particles grow and precipitate out of the exhaust gas or can be easily separated from it (for example by centrifugation).
  • the second component comprises one or more substances from a group including kaolin, halloysite, dickite and nacrite, at least one of these substances being thermally activated.
  • Thermal activation has proven to be advantageous for these substances, as this results in the conversion of kaolin to metakaolin, for example, which is particularly suitable for binding fine dust at low temperatures. It is assumed that at least partial thermal activation also takes place during the combustion process in the known compositions. However, this only occurs at comparatively high combustion temperatures, which are not reached in some areas of the combustion chamber and/or the flame or fire. In the case of compositions without a second component, the formation of fine dust cannot be reliably reduced depending on the flame temperature and the location of the feed in the combustion chamber
  • a composition in which the second component is present as a particulate solid has proven to be particularly suitable. This configuration allows a large surface-to-volume ratio to be achieved. It is believed that such a ratio is beneficial in achieving the reactivity necessary to reduce particulate matter. In addition, the comparatively large surface area could promote the accumulation and thus binding of fine dust. However, the exact mode of action has not yet been fully analyzed.
  • the second component is thermally treated. It is preferably treated at a temperature in the range of approximately 600 - 900°C, preferably 650 - 800°C. At this Temperature, for example, kaolin converts to metakaolin. During this thermal treatment, a reaction is preferably brought about in which previously bound crystal water is released. In addition to or as an alternative to the treatment at the above-mentioned temperature, the thermal treatment preferably takes place over a period of 1 - 90 minutes, preferably 5 - 75 minutes, particularly preferably 10 - 60 minutes. As can be seen from these values, it takes some time until there is sufficient or (almost) complete conversion to the reactive component, which can bind and/or reduce the fine dust produced during combustion particularly effectively.
  • This temperature range usually includes temperatures of around 100 - 1000°C.
  • the temperature for forming the reactive component (for example metakaolin) which is particularly suitable for reducing fine dust may not be sufficient locally, or it may be locally too high and thus a further conversion to silicates with reduced reactivity takes place.
  • the distribution of temperature in a combustion chamber can only be controlled to a limited extent, if at all, so that, for example, the formation of metakaolin during combustion cannot be controlled or controlled. Analogously, this often also applies to the residence time, which can last from a few seconds to several hours during a combustion. If the residence time is too short, often not enough of the reactive component can be formed, while if the residence time is too long, the reactive component (for example the metakaolin) can be deactivated.
  • the particles of the second component have a particle size (Sedigraph) d 95 ⁇ 100 ⁇ m, preferably ⁇ 50 ⁇ m, more preferably ⁇ 20 ⁇ m and particularly preferably ⁇ 10 ⁇ m. Additionally or alternatively, particle sizes d 95 ⁇ 1 ⁇ m, preferably ⁇ 2 ⁇ m, more preferably ⁇ 3 ⁇ m and particularly preferably ⁇ 5 ⁇ m are preferred. These minimum sizes can improve handling and, in particular, prevent these particles from entering the environment as fine dust even during handling.
  • the particle size is preferably adjusted by grinding and, if necessary, subsequent sieving and/or sifting.
  • the ratio of the first component to the second component can be varied within a comparatively wide range and thus adapted to the conditions occurring during combustion.
  • a ratio of the first component that reduces fine dust formation to the second component that reduces fine dust formation in the range of 1:99 - 99:1.
  • a ratio of the first component to the second component in the range of 50:50 - 98:2, more preferably 60:40 - 95:5 and particularly preferably 75:25 - 90:10 has proven to be preferred.
  • the reduction of the fine dust produced during combustion can begin effectively at comparatively low temperatures, without disproportionately increasing the cost of the composition due to the second component - which is often more expensive, for example due to thermal activation and / or grinding.
  • microsilica is used as a component or basis of the second component, it preferably comes from the fine dust produced during the production of Si metal.
  • the composition comprises a combustible substance.
  • a combustible substance This is preferably selected from a group that includes wood, straw, husks, grass, bran, yeast cells, grain, hemp, fruit and/or vegetable seeds or peels, lignite, lignite coke, lignite powder, dry stillage (DDGS), hard coal, Hard coal coke, hard coal powder, charcoal, charcoal powder, plant fibers, cellulose fibers, paper and petroleum coke.
  • This combustible substance can be added to the composition in a combustion chamber or mixed with the other components of the composition outside of a combustion chamber.
  • a fuel forms a carrier and/or a coating for other components of the composition.
  • other components of the composition may be sprayed onto the fuel.
  • the fuel forms a casing for the other components.
  • a fuel that burns particularly quickly and/or hot can ensure that other components of the composition are released and/or thermally activated particularly early in the combustion process.
  • This embodiment is also preferred for supplying the composition into a combustion chamber and/or fireplace.
  • the fuel can, for example, be designed as a bag in which a defined amount of the other components of the composition are contained. This means that even loose components can be fed into the combustion process in a metered manner.
  • the composition can be added in the form of bags made from plant fibers such as cellulose or paper. The covering or the bag burns quickly, so that the amount of components that previously contained it can be released.
  • Pure dosage variants as well as dosage variants in conjunction with other substances such as carrier materials have proven to be advantageous as the preferred dosage form of the composition.
  • the powder or granulate form has proven to be particularly suitable.
  • a particularly suitable variant of administration in conjunction with other substances is the use of a suspension.
  • a dosage form in the form of compacted tablets has proven to be particularly suitable.
  • a compacted compact can be in the form of a pellet, briquette and/or pressed log, for example.
  • the first and second components can The composition can be pressed with itself or other substances such as auxiliary substances can be added. Both organic and inorganic auxiliary materials are conceivable as auxiliary materials. These can, for example, ensure that at elevated temperatures such as those in a combustion chamber, a compact disintegrates or is blown apart and thus a particularly large reactive surface is available for binding fine dust-promoting substances to the surface of the particles of the first and second components.
  • the (weight) proportion of the auxiliary substances in the composition can be selected in a very large range of 99.9 - 0.1, preferably 99-1, more preferably 75 - 25.
  • an auxiliary substance is a fuel, it can be well over 75%, for example over 90%, ⁇ 95% or even ⁇ 98% and in particular be present in a very large excess compared to the first and / or second component.
  • the composition comprises a binder.
  • a binder can be an auxiliary substance as mentioned above. It is particularly preferred that the composition has a binder if the composition is in the form of a pellet, briquette, granulate, oven lighter, grill lighter and/or pressed log.
  • the binder is preferably selected from a group including hydrocarbon-based materials, oil, wax, paste and flour. These have proven to be particularly suitable for releasing the first and second components of the composition during combustion and for releasing no or only extremely small amounts of harmful substances during combustion, for example in the exhaust gas or the ash.
  • the term “wax” represents all organic materials that can be used to support ignition. Examples of such waxes include oil, petroleum and low chain liquid hydrocarbons.
  • Waxes can also be used, for example, if the composition is in the form of or together with a wax paper, a wax paper bag, a wax-wood wool lighter, a compacted wood fiber-wax cube, a wax-containing lighter bar, a wax-containing lighter cube, a wax-containing pellet and/or or a wax-containing torch is used.
  • the composition preferably comprises a fuel.
  • the composition comprises several different fuels.
  • a fuel of the composition is zero or extremely low Fine dust formation is combustible.
  • a fuel can preferably be burned with the formation of fine dust. This fuel, which can be burned with the formation of fine dust, is preferably the fuel whose formation of fine dust is to be reduced.
  • this (fine dust-forming fuel) is preferably selected from a group that includes wood (for example as pellets, logs, wood chips, shavings, pressed wood), straw, husks, grass, mulch, bran, yeast cells, grain, hemp, fruit - and/or vegetable kernels or peels, lignite, lignite coke, lignite powder, dry stillage (DDGS), hard coal, hard coal coke, hard coal powder, charcoal, charcoal powder, plant fibers, cellulose fibers, paper and petroleum coke.
  • wood for example as pellets, logs, wood chips, shavings, pressed wood
  • straw for example as pellets, logs, wood chips, shavings, pressed wood
  • straw for example as pellets, logs, wood chips, shavings, pressed wood
  • straw for example as pellets, logs, wood chips, shavings, pressed wood
  • straw for example as pellets, logs, wood chips, shavings, pressed wood
  • straw for example as pellets, logs, wood chips, shavings, pressed wood
  • the proportion of the second component be in the range of 0.05 - 5% by weight. It has been shown that with this proportion the amount of fine dust that would normally be produced when the fuel is burned can be reduced particularly efficiently.
  • a proportion of 0.1 - 4% by weight, more preferably 0.15 - 3% by weight and particularly preferably 0.2 - 2.5% by weight has proven to be particularly efficient and therefore preferred.
  • Mixing ratios of the first to the second component of the composition in the range of 10:1 - 3:10, preferably 9:1 - 4:10, particularly preferably 8:1 - 5:10 have proven to be particularly preferred. Larger mixing ratios can be more cost-effective, whereas smaller mixing ratios already contain a larger proportion of the second component and can therefore already be active independently of any chemical conversion caused by the combustion itself.
  • a mixture as described above is preferably prepared together with at least one auxiliary substance, for example with a binder and a combustible substance, as a compact (for example as a briquette or pellet).
  • a composition in the form of such a compact preferably has the first and second components in a total amount of 30 - 95%, preferably 40 - 90%, particularly preferably 50 - 80%.
  • the pellet is preferably added in an amount such that the sum of the (weight) proportions of the first and second components based on the total mass used for combustion (i.e. including the fuel), preferably in the range of 0.05 - 5% by weight, since with this proportion the amount of fine dust that would otherwise be produced when the fuel is burned can be reduced particularly efficiently.
  • a proportion of 0.1 - 4% by weight, more preferably 0.15 - 3% by weight and particularly preferably 0.2 - 2.5% by weight has proven to be particularly efficient.
  • the recipe in particular the selection of the first and/or second component as well as the use of optional auxiliary materials
  • the packaging form of addition
  • /or frequency their addition to the combustion chamber of the oven/heating point and the respectively recommended
  • the amount of fuel to be added, the proportion of the sum of the (weight) proportions of the first and second components, is kept within the above-mentioned framework throughout the entire combustion process.
  • This process can effectively reduce the formation of fine dust when burning (solid) fuels.
  • Adding the particulate matter reduction composition to the fuel may occur before or during combustion of the fuel and may occur separately from the fuel or together with fuel.
  • the addition can take place when lighting and/or adding fuel.
  • the addition can take place outside or in the combustion chamber or combustion zone.
  • a composition is used as described above on the product side.
  • the composition is added to the fuel in an amount in which the proportion of the second component that reduces fine dust formation, based on the fuel, is in the range of 0.05 - 5% by weight, preferably 0.1 - 4% by weight. -%, more preferably 0.15 - 3% by weight and particularly preferably 0.2 - 2.5% by weight. It has been shown that a particularly efficient reduction in fine dust is possible with a proportion from this range. At the same time, the costs of the composition can be kept low.
  • the composition can be used extremely flexibly. It can be used, for example, in individual fireplaces, individual room fire systems (e.g. a fireplace in the living room) or boiler systems of any size (e.g. central heating in single or multi-family houses) and in larger heating or cogeneration plants. Such a composition is also applicable and advantageous for use in outdoor fireplaces, in particular those powered by wood, coal, briquettes, pellets or other (preferably solid) fuels.
  • a fireplace can, for example, be a fireplace from a group that includes a barbecue fireplace of any kind, a fire bowl, a campfire pit, a fire basket, a fire table and an outdoor fireplace.
  • compositions as described above are used in a single-room fireplace.
  • the composition can be used in all dosage forms described below in single-room combustion systems.
  • the amount of fine dust when a solid is burned by at least 10%, preferably at least 25%, more preferably at least 50% and in many cases are particularly preferred, even reduced by 75% or more.
  • the percentages mentioned in this regard refer to percent by weight.
  • the basic size is the amount of fine dust formed without the addition of the composition according to the invention.
  • At least one determined property of the fireplace is selected from a group that includes a dimension of the fireplace, a dimension of a combustion chamber, a volume of the combustion chamber, a mass of the fireplace, a material of the fireplace, a material of the combustion chamber lining, a volume flow that can be fed to the combustion chamber Supply air, a volume flow of exhaust air that can be removed from the combustion chamber, a composition of a supply air flow, an air pressure, a pressure difference between supply and exhaust air flow, a height of the fireplace above a reference point (preferably a standardized reference point such as "Normal Womennzero" (Germany, DHHN2016), "excellent au-cultural du ebene de la mer” (France, NGF-IGN69) or "metres above sea level” (United Kingdom, O
  • the amount of the first component that reduces the formation of fine dust and / or the second component that reduces the formation of fine dust are used to calculate the amount of the first component that reduces the formation of fine dust and / or the second component that reduces the formation of fine dust.
  • ⁇ 2 preferably ⁇ 3, preferably ⁇ 4, more preferably ⁇ 5, more preferably ⁇ 8, most preferably ⁇ 10 properties from the group defined above are used to calculate the amount of the first component that reduces fine dust formation and / or the second Component that reduces fine dust formation is used.
  • At least one property of the fireplace is determined using a sensor of the fireplace.
  • a property can, for example, be a property that is selected from a group that includes a temperature, a temperature distribution, an exhaust gas composition, a supply air composition, a volume flow of supply air that can be supplied to the combustion chamber, a volume flow of exhaust air that can be removed from the combustion chamber, a mass transport, a flow pattern within the combustion chamber, a (combustion chamber) fill level, an air pressure and a pressure difference between the supply and exhaust air flow.
  • properties that relate to the nature of the combustion chamber and/or the fireplace can often be provided more easily by a manufacturer. Accordingly, in a preferred variant it is provided that at least one property of the fireplace is determined by reading it from a database.
  • Such a property can be, for example, a property selected from a group that includes a dimension of the fireplace, a dimension of a combustion chamber, a volume of the combustion chamber, a mass of the fireplace, a material of the fireplace, a material of the combustion chamber lining , a composition of a supply air flow, an air pressure, a height of the fireplace above a reference point (preferably a standardized reference point such as "Normal Carennull” (Germany, DHHN2016), “excellent au-chemical du ebene de la mer” (France, NGF-IGN69) or “meters above sea level” (United Kingdom, ODN)), a type of fuel to be used, a mixing ratio of different fuel materials, a calorific value of a fuel used and a weather date.
  • a reference point preferably a standardized reference point such as "Normal Carennull” (Germany, DHHN2016), “excellent au-chemical du ebene de la mer” (France, NGF
  • this data could, for example, be recorded by specialist personnel/service providers, e.g. the chimney sweep and/or by the manufacturer of the (individual room) combustion system or facility, or several of them together, and made available in the database. There they are then available for later use and/or evaluation and can, for example, be incorporated into an action and/or dosage recommendation.
  • specialist personnel/service providers e.g. the chimney sweep and/or by the manufacturer of the (individual room) combustion system or facility, or several of them together, and made available in the database. There they are then available for later use and/or evaluation and can, for example, be incorporated into an action and/or dosage recommendation.
  • a database that includes a weather date is preferred, especially since predicted weather data is available at an early stage and future combustion processes can therefore also be predicted.
  • parameters associated with weather data such as (air (and thus possibly also fuel)) humidity, air pressure (and thus possibly also gas flow volumes in the fireplace) or temperature (for example of the supply air) can be calculated or at least approximately derived from this data.
  • the amount of total dust produced during combustion can also be reduced.
  • a reduction of at least 10%, preferably at least 25%, more preferably at least 50% and particularly preferably at least 75% is possible.
  • a composition according to the invention can in many cases also improve the ash sintering behavior, in particular avoiding or at least reducing the sintering of the ash.
  • the addition of a composition as described above also leads to a reduction in the CO content in the exhaust air. This can be attributed, among other things, to the improved ash sintering behavior and the associated better supply of fresh air and/or oxygen and the associated more complete combustion.
  • the amount of the first component that reduces the formation of fine dust and/or the second component that reduces the formation of fine dust is calculated reducing component in a computer-implemented process step.
  • the previously determined property of the fireplace is preferably fed to a particularly processor-based calculation device.
  • the previously determined property is then preferably used as a basis for calculating the calculation using a machine learning model, in particular a trainable one.
  • a large number of data sets that were generated at different fireplaces are preferably used.
  • At least a quantity of the first component that reduces fine dust formation and/or the second component that reduces fine dust formation and a determined exhaust gas value were taken into account.
  • each data set contains at least one date characteristic of a quantity of the first component reducing fine dust formation and/or a date characteristic of the quantity of the second component reducing fine dust formation and a date characteristic of an exhaust gas value.
  • the model preferably comprises a set of, in particular trainable, parameters which are set to values that were learned as a result of a training process. Furthermore, at least one output variable is determined (through this or through the processing), which is characteristic of a quantity of the first component reducing the formation of fine dust and/or the second component reducing the formation of fine dust, in particular for their effect in relation to the formation of fine dust during a combustion process .
  • the calculation and/or development of the model is preferably based on parameters that are characteristic of a property of the fireplace. In particular, these are (raw) sensor data determined and/or generated by the at least one sensor device and/or data derived therefrom.
  • a cost saving can be achieved by a composition as described above and/or the method described above, since exhaust gas aftertreatment or exhaust gas purification can be dispensed with or the systems and equipment necessary for this must be designed to be smaller or less complex.
  • the composition is designed, suitable and/or intended to carry out a method as described above as well as all method steps described in connection with the method individually or in combination with one another or individual method steps using the composition described above.
  • the present invention is further directed to a fireplace in which at least some and preferably all of the method steps of the method according to the invention and preferably one of the preferred embodiments described can be carried out.
  • a fireplace preferably has a device for supplying a composition as described above to a combustion chamber or a mixing chamber.
  • Such a sensor preferably has at least one sensor, by means of which a parameter can be determined which can be used to calculate a particularly efficient amount of the composition described above.
  • the present invention is further directed to a control device which is designed to control a system (for example a fireplace) so that it carries out the method or parts thereof as described above.
  • a control device which is designed to control a system (for example a fireplace) so that it carries out the method or parts thereof as described above.
  • Such a control device preferably has a network connection by means of which it can access data from a database and/or data from a sensor of the fireplace to be controlled.
  • the data stored in the database can contain data on the design of the fireplace and preferably also on the ambient conditions of the fireplace. This data could be provided by service companies or a manufacturer of the fireplace, for example a single-room combustion system. If necessary, people from this group can also carry out an evaluation and adjust the conditions and/or design of the fireplace based on this.
  • sensor data is determined, for example by monitoring the firing conditions, it is possible to react in real time to the conditions in the combustion chamber and, for example, to react to them using an appropriate controller and/or installations and to readjust and, if necessary, optimize the firing conditions.
  • Data collection is preferably carried out using real-time data collection, digital evaluation and subsequent provision of the data in a database and/or a network. Based on this data, a user and/or a control device can readjust the firing conditions (on site or via remote maintenance).
  • Table 1 shows the results of fine dust measurements on a single pellet stove, manufacturer ANSELMO COLA, type URBAN, NWL 1.99-7.10kw. If a composition according to the invention (referred to as “additive” in the table) was added to the fuel, it was used in a mixing ratio of pellet (fuel) to composition of 4kg to 20g.
  • Table 1 Measurement time fuel Description Fine dust [mg/m 3 ] 1 9:15-9:30 pellet Measurement at full load without additive 13.7 2 9:45-10:00 pellet Measurement at full load without additive 14.8 3 10:15-10:30 pellet Measurement at full load without additive 15.2 9 12:20-12:35 pellet Measurement at full load with additive 0.5% 6.4 10 12:40-12:55 pellet Measurement at full load with additive 0.5% 5.6
  • Table 2 shows the results of fine dust measurements on a single fireplace for logs, manufacturer Austroflamm, type CLOU Xtra, NWL 8kw. If a composition according to the invention (referred to as "additive” in the table) was added to the firewood, it was added in a mixing ratio of approximately 1.2 - 1.4 kg of firewood to 10 g of additive.
  • the Fig. 1 - 4 each show different dosage forms of a composition 1 according to the invention.
  • the examples shown each contain kaolin and kaolin-containing clay as the first component.
  • the ones in the Figures 1 - 4 The compositions 1 shown differ at least in the dosage form, the particle size and/or the water content.
  • a scale 5 is shown in each case.
  • the composition 1 is arranged on a grid, with the distance between two adjacent lines (horizontal and vertical) being 5 mm.
  • Dosage forms as in Fig. 1 shown are particularly advantageous for large combustion systems in which a reduction in the formation of fine dust is desired with only infrequent supply of the composition 1 over a long period of time. Due to the low surface-to-volume ratio of the comparatively large particles, when heat is applied in the combustion chamber, initially only the outer layers are activated. Internal areas are only exposed later when outer layers have broken down or fall off or flake off due to exposure to temperature. Only at this point are previously internal areas available to reduce fine dust formation.
  • Fig. 2 A particularly preferred dosage form for single-room fireplaces and boiler systems is shown.
  • the example of the composition 1 according to the invention shown is designed as granules.
  • larger surface-to-volume ratio With the same amount applied, a comparable surface area is quickly available on which the composition 1 can contribute to the desired reduction in the formation of fine dust.
  • the residence time in a fireplace is comparatively long, so granules only have to be added again at reasonable time intervals in order to maintain the reduction in fine dust formation. This can be done, for example, together with the supply of fuel.
  • the embodiment shown is particularly preferred for pellet heating systems, since the composition 1 according to the invention can be introduced together with the fuel pellets. This configuration is also advantageous regardless of the supply of the fuel pellets, since the same feed device can be used as for the fuel pellets.
  • dosage form as pellets is that it is easy to handle (for example, scooping is easy) and the low tendency to form dust.
  • compositions 1 each show a dosage form of composition 1 with a very small average particle size. A difference in the illustrations is difficult or impossible to see with the naked eye. Even if this cannot be seen based on the selected scale 5, both compositions 1 still differ in the average particle size, which is the case for the ground composition 1 Fig. 4 is slightly larger than the spray-dried composition 1, as shown in Fig. 3 is shown.
  • Such dosage forms of composition 1 have the advantage that they are particularly reactive and quickly develop their effect. They can be distributed particularly homogeneously in a combustion chamber. This allows the formation of fine dust to be reduced particularly efficiently and evenly.
  • the 5 and 6 each show different dosage forms of a composition 1 according to the invention, which is arranged in a casing of a combustible material 3. This makes it possible to portion certain amounts of the composition 1 and feed it to the combustion process as one portion. Due to the loose form of the composition 1 as granules ( Fig. 5 ) or powder ( Fig. 6 ), dosing is very simple and yet it can be ensured that the composition 1 becomes active quickly and can be distributed in the combustion chamber.
  • the distribution in the combustion chamber can be achieved, for example, by distributing the powder exposed after combustion of the casing 3 within the combustion chamber by inflow and/or exhaust gas flows.
  • the particles or granules evaporate, in particular fizzle out, due to what they contain and when exposed to temperature during combustion Water can be moved suddenly within the combustion chamber. This is particularly preferred when presented as granules.
  • the water vapor that forms can also cause granular bodies to break open and thus break down into smaller fragments that have a more favorable surface-to-volume ratio and therefore greater reactivity.
  • the size of the casing 3 can be selected in a comparatively large range according to the requirements. Volumes between 10 ml and 5 liters have proven to be advantageous.
  • the volume of the casing 3 is ⁇ 20 ml, preferably ⁇ 30 ml, preferably ⁇ 50 ml and particularly preferably ⁇ 100 ml.
  • the volume of the casing 3 is preferably ⁇ 3 l, preferably ⁇ 2 l, more preferably ⁇ 1 l and particularly preferably ⁇ 500 ml.
  • Fig. 7 shows a suspension of a composition 1 according to the invention together with a spray device 8 for its application.
  • a suspension is particularly suitable for wetting the fuel with the composition 1 and thus preparing it for combustion.
  • Supplying the composition 1 as a suspension is also suitable for the combustion of liquid fuels.
  • the composition 1 is preferably not an aqueous suspension (although this is of course possible in some embodiments) but itself a suspension of a solid in a liquid fuel.
  • a suspension could be used for exhaust gas aftertreatment.
  • such a suspension could, for example, be sprayed into an exhaust gas stream and ignited.
  • Fig. 8 shows a graphic comparing the amounts of solids in the exhaust gas measured in a test system when burning a fuel with various additives.
  • the curves shown in the graphic reflect the measured values as shown in Table 3: Table 3: Measurement results of fine dust in the exhaust gas when various additives were added.
  • the graphic shows a general trend that after a longer burning time, the amount of fine dust produced per time interval decreases.
  • the fine dust levels in the exhaust gas were measured after 15 minutes.
  • the individual measured values given represent the fine dust pollution as TPM (total particulate matter) in mg per m 3 .
  • the graphic shows that without additive (line 10) and with the addition of 0.3 mass percent (Ma-%) kaolin (line 30) as a second component, the fine dust pollution is significantly higher than with the other additives shown, even after a longer burning time.
  • compositions shown also show a reduction in particulate matter just 15 minutes after the start of combustion, but this is lower than in those compositions (lines 50 and 60) that contain the same amount of one at 400 ° C or 600 °C thermally activated kaolin.
  • thermal activation drives crystal water out of the kaolin, so that the proportion of reactive species per unit of weight increases.
  • thermal activation can prevent the crystal water contained in combustion from having to be expelled first, which can lead to a reduction in the combustion temperature and thus poorer combustion.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zusammensetzung zur Reduzierung der Feinstaubbildung bei der Verbrennung von Feststoff, umfassend mindestens eine erste die Feinstaubbildung reduzierende Komponente, welche ausgewählt ist aus einer Gruppe, die Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, Al(OH)<sub>3</sub>, Bauxit, Talkum, Kaolin, Kaolinit und kaolinhaltige Tone umfasst, wobei die Zusammensetzung eine zweite, die Feinstaubbildung reduzierende Komponente umfasst, welche ausgewählt ist aus einer Gruppe, die Kaolin, Metakaolin, thermisch aktivierte Dreischichtsilikate, Flugasche und Mikrosilica und/oder Kombinationen dieser Substanzen umfasst. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Verbrennung eines festen Brennstoffs in einer Feuerstätte unter Zusatz einer solchen Zusammensetzung.The invention relates to a composition for reducing the formation of fine dust during the combustion of solids, comprising at least a first component that reduces the formation of fine dust, which is selected from a group consisting of Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> , Al(OH)<sub>3</sub>, bauxite, talc, kaolin, kaolinite and kaolin-containing clays, the composition comprising a second component which reduces particulate matter formation and which is selected from a group consisting of kaolin, metakaolin, thermally activated three-layer silicates, fly ash and microsilica and / or combinations of these substances. The invention further relates to a method for burning a solid fuel in a fireplace with the addition of such a composition.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Feinstaubreduzierung in einer Feuerstätte und/oder Kesselanlage sowie eine feinstaubreduzierende Zusammensetzung und deren Verwendung. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Zusammensetzung.The present invention relates to a method for reducing fine dust in a fireplace and/or boiler system as well as a fine dust-reducing composition and its use. The invention further relates to a method for producing such a composition.

Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass einige Al-haltige Verbindungen wie beispielsweise Al2O3, Al(OH)3, Bauxit, Talkum und/oder Kaolin bzw. Kaolinit (aber auch kaolinhaltige Tone) bei der Verbrennung von Feststoffen als Additive zugesetzt werden können und die Bildung von Feinstaub reduzierenIt is known from the prior art that some Al-containing compounds such as Al 2 O 3 , Al(OH) 3 , bauxite, talc and/or kaolin or kaolinite (but also kaolin-containing clays) act as additives in the combustion of solids can be added and reduce the formation of fine dust

So ist beispielsweise aus DE 10 2020 128 231 A1 eine Verbrennungsanlage bekannt, welche einen Kaolinitspeicher und Dosierer zur Abgabe von Kaolinit in den Verbrennungsprozess umfasst.For example, this is off DE 10 2020 128 231 A1 an incineration system is known, which includes a kaolinite storage and dosing device for releasing kaolinite into the combustion process.

Aus DE 10 2014 210 614 B4 sind Pellets aus einer gepressten Biomasse bekannt, welche als asche- und/oder feinstaubverminderndes Additiv eine aluminiumhaltige anorganische Verbindung, Ton und/oder ein Tonmineral enthält. Durch dieses Additiv soll ermöglicht werden, auch zu Brennholz alternative Rohstoffe wie zum Beispiel Schnitzel aus Kurzumtriebsplantagen (KUP), Stroh, Getreide und dergleichen für die Herstellung von Pellets für Heizzwecke in Kleinfeuerungsanlagen nutzbar zu machen.Out of DE 10 2014 210 614 B4 Pellets made from a pressed biomass are known which contain an aluminum-containing inorganic compound, clay and/or a clay mineral as an ash and/or fine dust reducing additive. This additive is intended to make it possible to use raw materials alternative to firewood, such as chips from short rotation plantations (SRC), straw, grain and the like, for the production of pellets for heating purposes in small combustion systems.

Auch wissenschaftliche Untersuchungen zum Einfluss von Kaolinit auf die Verbrennung und die dabei entstehenden Feinstäube wurden durchgeführt. Besonders erwähnenswert sind Untersuchungen, die an der TU Hamburg (TUHH), insbesondere am Institut für Umwelttechnik und Energiewirtschaft, durchgeführt wurden. So sind beispielsweise in dem Artikel Huelsmann, T., Mack, R., Kaltschmitt, M. et al. Influence of kaolinite on the PM emissions from small-scale combustion. Biomass Conv. Bioref. 9, 55-70 (2019) https://doi.org/10.1007/s13399-018-0316-8 Untersuchungen zum Einfluss von Kaolinit auf die Feinstaubemission beschrieben. Diese Untersuchungen zeigen, dass ein höherer Gewichtsanteil des Zusatzes von Kaolinit nicht zwangsläufig zu einer Reduzierung der Feinstaubemission führt. So wurde beispielsweise an dem Teststand in Hamburg bei einem Zusatz von 1 Gewichtsprozent (Gew.-%) Kaolinit in Pellets mit durchschnittlich 94 mg/Nm3 eine nahezu gleich große Feinstaubemission im Abgas detektiert wie ohne Zusatz von Kaolinit (durchschnittlich 98 mg/Nm3). Demgegenüber konnte bei einem Zusatz von lediglich 0,5 Gew.-% Kaolinit in Pellets eine im Durchschnitt deutlich verringerte Feinstaubbelastung im Abgas von lediglich 53 mg/Nm3 gemessen werden. Eine analoge Vergleichsmessung am Technologie- und Förderzentrum im Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe in Straubing führte zu davon verschiedenen Ergebnissen, bei denen die Feinstaubemission im Abgas bei einem Zusatz von 1 Gew.-% Kaolinit in Pellets gegenüber der Feinstaubemission im Abgas der Verbrennung von Pellets mit einem Zusatz von lediglich 0,5 Gew.-% Kaolinit nochmals reduziert werden konnte.Scientific studies on the influence of kaolinite on combustion and the resulting fine dust were also carried out. Particularly worth mentioning are studies carried out at the TU Hamburg (TUHH), especially at the Institute for Environmental Technology and Energy Economics. For example, in the article Huelsmann, T., Mack, R., Kaltschmitt, M. et al. Influence of kaolinite on the PM emissions from small-scale combustion. Biomass Conv. Bioref. 9, 55-70 (2019) https://doi.org/10.1007/s13399-018-0316-8 Studies on the influence of kaolinite on particulate matter emissions are described. These studies show that a higher proportion by weight of the addition of kaolinite does not necessarily lead to a reduction in particulate matter emissions. For example, at the test stand in Hamburg, with an addition of 1 percent by weight (wt.%) of kaolinite in pellets with an average of 94 mg/Nm 3 , almost the same level of fine dust emissions in the exhaust gas were detected as without the addition of kaolinite (average of 98 mg/Nm 3 ). In contrast, with the addition of only 0.5% by weight of kaolinite in pellets, an average significantly reduced fine dust load in the exhaust gas of only 53 mg/Nm 3 could be measured. An analog comparative measurement at the Technology and Support Center in the Competence Center for Renewable Raw Materials in Straubing led to different results, in which the fine dust emissions in the exhaust gas when 1% by weight of kaolinite was added to pellets compared to the fine dust emissions in the exhaust gas from burning pellets with a Addition of just 0.5% by weight of kaolinite could be reduced further.

Wie aus dem oben genannten Stand der Technik hervorgeht, ist für die Reduzierung des Feinstaubs bei der Verbrennung von Feststoffen die Auswahl des Additivs nicht alleine entscheidend. Es scheint insbesondere bei kaolin- bzw. kaolinithaltigen Additiven andere Faktoren zu geben, die den Grad der Feinstaubreduzierung maßgeblich beeinflussen.As can be seen from the above-mentioned prior art, the selection of the additive is not the only decisive factor in reducing fine dust when burning solids. There seem to be other factors, particularly with additives containing kaolin or kaolinite, that significantly influence the degree of fine dust reduction.

Es besteht daher der Bedarf, eine Zusammensetzung bereitzustellen, die besonders wirksam ist. Außerdem besteht ein Bedarf darin, ein Verfahren bereitzustellen, mit welchem die Bildung von Feinstaub bei der Verbrennung von (insbesondere organischen) Feststoffen besonders effizient reduziert werden kann.There is therefore a need to provide a composition that is particularly effective. There is also a need to provide a method with which the formation of fine dust during the combustion of (particularly organic) solids can be reduced particularly efficiently.

Diese Aufgabe kann durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst werden. Bevorzugte Ausführungsformen sind im Folgenden als solche beschrieben und/oder Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This task can be solved by the subject matter of the independent patent claims. Preferred embodiments are described below as such and/or are the subject of the dependent claims.

Die Erfindung betrifft somit eine Zusammensetzung zur Reduzierung der Feinstaubbildung bei der Verbrennung von Feststoff, umfassend mindestens eine erste die Feinstaubbildung reduzierende Komponente, welche ausgewählt ist aus einer Gruppe, die Al2O3, Al(OH)3, Bauxit, Talkum, Kaolin, Kaolinit und kaolinhaltige Tone umfasst. Außerdem umfasst eine erfindungsgemäße Zusammensetzung eine zweite, die Feinstaubbildung reduzierende Komponente, welche ausgewählt ist aus einer Gruppe, die Kaolin, Metakaolin, thermisch aktivierte Dreischichtsilikate, Flugasche und Mikrosilica und/oder Kombinationen dieser Substanzen umfasst. Es hat sich gezeigt, dass durch das Vorhandensein der zweiten, die Feinstaubbildung reduzierenden Komponente (im Folgenden auch als "zweite Komponente" bezeichnet) die Reduzierung der Feinstaubbildung bereits bei sehr geringen Verbrennungstemperaturen, beispielsweise ≤ 650°C, ≤ 600°C, ≤ 550°C oder sogar bereits ≤ 500°C und/oder bei unvollständiger Verbrennung, beispielsweise durch geringe Sauerstoffzufuhr, deutlich reduziert werden kann. Auch bei hoher Verbrennungstemperatur und ausreichender Sauerstoffzufuhr hat sich die erfindungsgemäße Zusammensetzung als vorteilhaft erwiesen, da sie die Aschebildung verbessert und durch die Vermeidung des Zusammenklumpens oder zumindest die Verringerung der Neigung der Asche zum Zusammenklumpen eine langfristig gute Sauerstoffzufuhr durch den Brennstoff und den Brennraum ermöglicht.The invention therefore relates to a composition for reducing the formation of fine dust during the combustion of solids, comprising at least one first component that reduces the formation of fine dust, which is selected from a group consisting of Al 2 O 3 , Al(OH) 3 , bauxite, talc, kaolin, Includes kaolinite and clays containing kaolin. In addition, a composition according to the invention comprises a second component that reduces particulate matter formation, which is selected from a group that includes kaolin, metakaolin, thermally activated three-layer silicates, fly ash and microsilica and / or combinations of these substances. It has been shown that the presence of the second component that reduces the formation of fine dust (hereinafter also referred to as the "second component") reduces the formation of fine dust even at very low combustion temperatures, for example ≤ 650 ° C, ≤ 600 ° C, ≤ 550 °C or even ≤ 500°C and/or in the event of incomplete combustion, for example due to low oxygen supply, can be significantly reduced. Even at high combustion temperatures and sufficient oxygen supply, the composition according to the invention has proven to be advantageous because it improves ash formation and, by avoiding clumping or at least reducing the tendency of the ash to clump together, enables a good long-term supply of oxygen through the fuel and the combustion chamber.

Die zweite Komponente unterscheidet sich vorzugsweise zumindest in einer Eigenschaft von der ersten Komponente. Die erste und die zweite Komponente können sich durch eine verschiedene chemische Zusammensetzung bei Auswahl verschiedener Verbindungen aus der jeweils oben definierten Gruppe chemischer Verbindungen unterscheiden. Es besteht jedoch alternativ oder ergänzend dazu auch die Möglichkeit, dass sich die erste und die zweite Komponente in mindestens einer anderen Eigenschaft voneinander unterscheidet. Dies könnte beispielsweise ein unterschiedlicher (Kristall-) Wassergehalt sein. Ein anderer beispielhafter Unterschied zwischen der ersten und der zweiten Komponente könne die (mittlere) Partikelgröße (vorzugsweise d50 (Sedigraph)) darstellen. Derartige Unterschiede zwischen der ersten und der zweiten Komponente führen bevorzugt dazu, dass sie während deren Verwendung als Zusatz zu einem Verbrennungsprozess zu verschiedenen Zeiten ihr Aktivitätsmaximum erreichen. Für die oben genannten Beispiele konnte gezeigt werden, dass Partikel mit höherem (Kristall-) Wassergehalt und/oder Partikel mit einer größeren (mittleren) Partikelgröße ihr Aktivitätsmaximum bei höherer Temperatur im Verbrennungsraum und/oder zu späteren Zeiten während eines Verbrennungsprozesses erreichen.The second component preferably differs from the first component in at least one property. The first and second components can differ in a different chemical composition when different compounds are selected from the group of chemical compounds defined above. However, as an alternative or in addition to this, there is also the possibility that the first and second components differ from each other in at least one other property. This could be, for example, a different (crystal) water content. Another exemplary difference between the first and second components could be the (average) particle size (preferably d 50 (Sedigraph)). Such differences between the first and second components preferably result in them reaching their maximum activity at different times during their use as an additive to a combustion process. For the examples mentioned above, it was shown that particles with a higher (crystalline) water content and/or particles with a larger (average) particle size reach their maximum activity at higher temperatures in the combustion chamber and/or at later times during a combustion process.

Aus den oben dargelegten Gründen ist es besonders bevorzugt, dass die zweite Komponente zur Bindung von feinstaubbildenden Na- und/oder K-Salzen bei Verbrennungstemperaturen ≤ 650°C geeignet ist. Dadurch wird die gesamte Zusammensetzung in die Lage versetzt, bereits bei so geringen Verbrennungstemperaturen die Feinstaubbildung zu reduzieren. Wie bereits ein Zusatz der zweiten Komponente zu einer Verbesserung der Reduzierung der Feinstaubbildung führen kann, die im Wesentlichen der Reduzierung eines ähnlichen Mengenanteils der ersten Komponente bei hoher Verbrennungstemperatur entspricht, konnte bisher nicht aufgeklärt werden, es wird jedoch vermutet, dass durch die Anwesenheit der zweiten Komponente die Bindung von Feinstaub einsetzt und die dabei gebildeten größeren Partikel gegebenenfalls in Zusammenspiel mit der ersten Komponente die weitere Bindung und somit Reduzierung von Feinstaub katalysiert.For the reasons explained above, it is particularly preferred that the second component is suitable for binding fine dust-forming Na and/or K salts at combustion temperatures ≤ 650 ° C. This enables the entire composition to reduce the formation of fine dust even at such low combustion temperatures. How an addition of the second component can lead to an improvement in the reduction of fine dust formation, which essentially corresponds to the reduction of a similar proportion of the first component at high combustion temperatures, has not yet been clarified, but it is assumed that due to the presence of the second Component uses the binding of fine dust and the larger particles formed, if necessary in interaction with the first component, catalyzes the further binding and thus reduction of fine dust.

Bei der Verbrennung von organischen Brennstoffen, beispielsweise Biomasse, entstehende Feinstäube enthalten insbesondere Alkalimetallverbindungen, beispielsweise Natrium- oder Kaliumverbindungen. Von besonderer Bedeutung sind beispielsweise Alkalimetallhydroxide, -chloride und -sulfate. Auch wenn einige der bei der Verbrennung entstehenden Substanzen zum Zeitpunkt der Verbrennung gasförmig sind, können sie während der Abkühlung der Verbrennungsgase kondensieren oder als Feststoff ausfallen, sich zu größeren Partikeln zusammenlagern und so als Feinstaubemission austreten.Fine dust produced during the combustion of organic fuels, for example biomass, contains in particular alkali metal compounds, for example sodium or potassium compounds. For example, alkali metal hydroxides, chlorides and sulfates are of particular importance. Even if some of the substances formed during combustion are gaseous at the time of combustion, they can condense or precipitate as a solid during the cooling of the combustion gases, aggregate into larger particles and thus emerge as particulate matter emissions.

Dieser Prozess kann durch den Zusatz einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung verhindert oder zumindest reduziert werden. Dies kann insbesondere damit erklärt werden, dass bei der Verbrennung entstehende Alkaliverbindungen, wie im Folgenden beispielshaft an einer Reaktion von Metakaolin mit KOH dargelegt ist, aus dem Abgas abgefangen und in schwerflüchtige Komponenten umgesetzt werden können.This process can be prevented or at least reduced by adding a composition according to the invention. This can be explained in particular by the fact that alkali compounds formed during combustion, as shown below using the example of a reaction of metakaolin with KOH, can be captured from the exhaust gas and converted into low-volatility components.

Im erwähnten Beispiel reagiert Metakaolin mit KOH gemäß der folgenden Reaktionsgleichung zu einem schwerflüchtigen Kaliumaluminiumsilikat und Wasser: Al2Si2O7 + 2 KOH → 2 KAlSiO4 + H2OIn the example mentioned, metakaolin reacts with KOH according to the following reaction equation to form a low-volatility potassium aluminum silicate and water: Al 2 Si 2 O 7 + 2 KOH → 2 KAlSiO 4 + H 2 O

Das Kaliumaluminiumsilikat ist bis zu sehr hohen Temperaturen stabil und kann so als Asche aus der Brennkammer entfernt werden. Desweitern begünstigt ein gebildeter Kaliumaluminiumsilikatpartikel - insbesondere während der Abkühlung des Abgases, beispielsweise in einem Schornstein oder einem Wärmetauscher - die Anlagerung weiterer Substanzen aus dem Abgas, beispielsweise weiterer Kaliumaluminiumsilikatpartikel, so dass die Partikel wachsen und aus dem Abgas ausfallen oder leicht daraus abgetrennt werden können (beispielsweise durch Zentrifugation).The potassium aluminum silicate is stable up to very high temperatures and can therefore be removed from the combustion chamber as ash. Furthermore, a formed potassium aluminum silicate particle - especially during the cooling of the exhaust gas, for example in a chimney or a heat exchanger - promotes the accumulation of further substances from the exhaust gas, for example further potassium aluminum silicate particles, so that the particles grow and precipitate out of the exhaust gas or can be easily separated from it (for example by centrifugation).

Auch andere Substanzen wie beispielsweise Kaliumsulfat oder -chlorid können so in hochtemperaturstabile Substanzen umgewandelt und somit gebunden werden: 3 Al2Si2O7 + 3 K2SO4 + 6 KOH → (K2Al2/3SiO4)6 • Al2(SO4)3 + 3 H2OOther substances such as potassium sulfate or potassium chloride can also be converted into high-temperature stable substances and thus bound: 3 Al 2 Si 2 O 7 + 3 K 2 SO 4 + 6 KOH → (K 2 Al 2/3 SiO 4 ) 6 • Al 2 (SO 4 ) 3 + 3 H 2 O

Die oben genannten Reaktionen sind am Beispiel von Metakaolin gezeigt. Die Bindung der Feinstaubbildenden Substanzen ist jedoch mit allen Substanzen möglich, die ausreichend hochtemperaturbeständige und leicht aus dem Abgas ausfallende oder abtrennbare Reaktionsprodukte ausbilden. Silikate, Aluminosilikate und silikathaltige Komponenten haben sich als besonders geeignet gezeigt.The above reactions are shown using metakaolin as an example. However, the binding of the fine dust-forming substances is possible with all substances that form reaction products that are sufficiently resistant to high temperatures and can easily precipitate or be separated from the exhaust gas. Silicates, aluminosilicates and silicate-containing components have proven to be particularly suitable.

Vorzugsweise umfasst die zweite Komponente eine oder mehrere Substanzen aus einer Gruppe, die Kaolin, Halloysit, Dickit und Nakrit umfasst, wobei mindestens eine dieser Substanzen thermisch aktiviert ist. Die thermische Aktivierung hat sich bei diesen Substanzen als vorteilhaft gezeigt, da dabei eine Umsetzung beispielsweise von Kaolin zu Metakaolin erfolgt, welcher besonders zur Bindung von Feinstaub bei geringer Temperatur geeignet ist. Es wird davon ausgegangen, dass auch bei den bekannten Zusammensetzungen während des Verbrennungsprozesses eine zumindest teilweise thermische Aktivierung stattfindet. Diese erfolgt jedoch erst bei vergleichsweise hohen Verbrennungstemperaturen, die in einigen Bereichen des Brennraums und/oder der Flamme beziehungsweise des Feuers nicht erreicht werden. Bei Zusammensetzungen ohne zweite Komponente kann daher die Feinstaubbildung in Abhängigkeit von der Flammentemperatur und dem Ort der Zuführung in der Brennkammer nicht sicher reduziert werdenPreferably, the second component comprises one or more substances from a group including kaolin, halloysite, dickite and nacrite, at least one of these substances being thermally activated. Thermal activation has proven to be advantageous for these substances, as this results in the conversion of kaolin to metakaolin, for example, which is particularly suitable for binding fine dust at low temperatures. It is assumed that at least partial thermal activation also takes place during the combustion process in the known compositions. However, this only occurs at comparatively high combustion temperatures, which are not reached in some areas of the combustion chamber and/or the flame or fire. In the case of compositions without a second component, the formation of fine dust cannot be reliably reduced depending on the flame temperature and the location of the feed in the combustion chamber

Als besonders geeignet hat sich eine Zusammensetzung herausgestellt, bei der die zweite Komponente als partikulärer Feststoff vorliegt. Durch diese Ausgestaltung kann ein großes Oberfläche-zu-Volumen-Verhältnis realisiert werden. Es wird vermutet, dass ein solches Verhältnis positiv für das Erreichen einer zur Reduzierung des Feinstaubs notwendigen Reaktivität vorteilhaft ist. Außerdem könnte durch die vergleichsweise große Oberfläche die Anlagerung und damit Bindung von Feinstaub begünstigt sein. Die genaue Wirkungsweise ist jedoch noch nicht vollständig analysiert.A composition in which the second component is present as a particulate solid has proven to be particularly suitable. This configuration allows a large surface-to-volume ratio to be achieved. It is believed that such a ratio is beneficial in achieving the reactivity necessary to reduce particulate matter. In addition, the comparatively large surface area could promote the accumulation and thus binding of fine dust. However, the exact mode of action has not yet been fully analyzed.

Vorzugsweise ist die zweite Komponente thermisch behandelt. Vorzugsweise ist sie bei einer Temperatur im Bereich von etwa 600 - 900°C bevorzugt 650 - 800°C behandelt. Bei dieser Temperatur erfolgt beispielsweise bei Kaolin eine Umsetzung zu Metakaolin. Vorzugsweise wird während dieser thermischen Behandlung eine Umsetzung hervorgerufen, bei der eine Freisetzung von zuvor gebundenem Kristallwasser stattfindet. Ergänzend oder alternativ zu der Behandlung bei der oben genannten Temperatur erfolgt die thermische Behandlung vorzugsweise über einen Zeitraum von 1 - 90 Minuten, bevorzugt 5 - 75 Minuten, insbesondere bevorzugt 10 - 60 Minuten. Wie an diesen Werten zu erkennen ist, benötigt es einige Zeit, bis eine ausreichende oder (nahezu) vollständige Umsetzung zu der reaktiven Komponente erfolgt ist, die besonders wirkungsvoll den bei einer Verbrennung entstehenden Feinstaub binden und/oder reduzieren kann.Preferably the second component is thermally treated. It is preferably treated at a temperature in the range of approximately 600 - 900°C, preferably 650 - 800°C. At this Temperature, for example, kaolin converts to metakaolin. During this thermal treatment, a reaction is preferably brought about in which previously bound crystal water is released. In addition to or as an alternative to the treatment at the above-mentioned temperature, the thermal treatment preferably takes place over a period of 1 - 90 minutes, preferably 5 - 75 minutes, particularly preferably 10 - 60 minutes. As can be seen from these values, it takes some time until there is sufficient or (almost) complete conversion to the reactive component, which can bind and/or reduce the fine dust produced during combustion particularly effectively.

Daraus folgt unweigerlich, dass ohne den Zusatz einer solchen zweiten Komponente zu bestimmten Zeiten (beispielsweise am Beginn eines Verbrennungsprozesses und unmittelbar nach Zugabe der einer aus dem Stand der Technik bekannten feinstaubreduzierenden Komponente zu einer laufenden Verbrennung) nicht genügend der reaktiven Komponente vorhanden ist, um die Bildung von Feinstaub wirksam zu reduzieren.It inevitably follows that without the addition of such a second component at certain times (for example at the beginning of a combustion process and immediately after adding the fine dust reducing component known from the prior art to an ongoing combustion) there is not enough of the reactive component to be present Effectively reduce the formation of fine dust.

Erfahrungen zeigen, dass bei unkontrolliert ablaufenden Verbrennungen in einer Brennkammer Temperaturen eines sehr großen Temperaturbereichs auftreten können. Dieser Temperaturbereich umfasst üblicherweise Temperaturen von etwa 100 - 1000°C. In diesem Temperaturbereich kann lokal die Temperatur zur Bildung der besonders zur Reduzierung des Feinstaubs geeigneten reaktiven Komponente (beispielsweise Metakaolin) nicht ausreichend sein, oder aber lokal zu hoch sein und so eine weitere Umsetzung zu Silikaten mit verringerter Reaktivität erfolgen. Die Verteilung der Temperatur in einer Brennkammer ist - falls überhaupt - nur in begrenztem Maße steuerbar, so dass beispielsweise die Bildung von Metakaolin während der Verbrennung nicht kontrolliert oder gesteuert werden kann. Analog gilt dies oftmals auch für die Verweildauer, die während einer Verbrennung von wenigen Sekunden bis zu mehreren Stunden dauern kann. Während einer zu kurzen Verweildauer kann oftmals nicht genügend der reaktiven Komponente gebildet werden, während bei zu langer Verweildauer eine Deaktivierung der reaktiven Komponente (beispielsweise des Metakaolins) erfolgen kann.Experience shows that uncontrolled combustion in a combustion chamber can result in temperatures in a very wide temperature range. This temperature range usually includes temperatures of around 100 - 1000°C. In this temperature range, the temperature for forming the reactive component (for example metakaolin) which is particularly suitable for reducing fine dust may not be sufficient locally, or it may be locally too high and thus a further conversion to silicates with reduced reactivity takes place. The distribution of temperature in a combustion chamber can only be controlled to a limited extent, if at all, so that, for example, the formation of metakaolin during combustion cannot be controlled or controlled. Analogously, this often also applies to the residence time, which can last from a few seconds to several hours during a combustion. If the residence time is too short, often not enough of the reactive component can be formed, while if the residence time is too long, the reactive component (for example the metakaolin) can be deactivated.

Diesen Nachteilen kann durch die vorherige Herstellung der zweiten Komponente und deren Einsatz in einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung entgegengewirkt werden.These disadvantages can be counteracted by the prior production of the second component and its use in a composition according to the invention.

Als besonders bevorzugt hat sich eine Ausführungsform gezeigt, bei der die Partikel der zweiten Komponente eine Partikelgröße (Sedigraph) d95 ≤ 100 µm, bevorzugt ≤ 50 µm, weiter bevorzugt ≤ 20 µm und insbesondere bevorzugt ≤ 10 µm aufweisen. Ergänzend oder alternativ dazu sind Partikelgrößen d95 ≤ 1 µm, bevorzugt ≥ 2 µm, weiter bevorzugt ≥ 3 µm und insbesondere bevorzugt ≥ 5 µm bevorzugt. Durch diese Mindestgrößen kann die Handhabbarkeit verbessert werden und insbesondere vermieden werden, dass diese Partikel selbst bei der Handhabung als Feinstaub in die Umgebung gelangen.An embodiment has proven to be particularly preferred in which the particles of the second component have a particle size (Sedigraph) d 95 ≤ 100 µm, preferably ≤ 50 µm, more preferably ≤ 20 µm and particularly preferably ≤ 10 µm. Additionally or alternatively, particle sizes d 95 ≤ 1 µm, preferably ≥ 2 µm, more preferably ≥ 3 µm and particularly preferably ≥ 5 µm are preferred. These minimum sizes can improve handling and, in particular, prevent these particles from entering the environment as fine dust even during handling.

Bevorzugt wird die Partikelgröße durch Mahlung und gegebenenfalls nachfolgende Siebung und/oder Sichtung eingestellt.The particle size is preferably adjusted by grinding and, if necessary, subsequent sieving and/or sifting.

Das Verhältnis der ersten Komponente zu der zweiten Komponente kann in einem vergleichsweise breiten Rahmen variiert und somit an die bei der Verbrennung auftretenden Bedingungen angepasst werden. So kann beispielsweise bei einer bevorzugten Zusammensetzung ein Verhältnis der ersten die Feinstaubbildung reduzierenden Komponente zu der zweiten die Feinstaubbildung reduzierende Komponente im Bereich von 1:99 - 99:1 vorliegen. Als bevorzugt hat sich jedoch ein Verhältnis der ersten Komponente zu der zweiten Komponente im Bereich von 50:50 - 98:2, weiter bevorzugt 60:40 - 95:5 und insbesondere bevorzugt 75:25 - 90:10 erwiesen. In diesem Verhältnis kann die Reduzierung des bei der Verbrennung entstehenden Feinstaubs bereits bei vergleichsweise geringen Temperaturen effektiv einsetzen, ohne die Kosten der Zusammensetzung durch die - beispielsweise aufgrund der thermischen Aktivierung und/oder Mahlung oftmals teurere - zweite Komponente unverhältnismäßig zu erhöhen.The ratio of the first component to the second component can be varied within a comparatively wide range and thus adapted to the conditions occurring during combustion. For example, in a preferred composition there may be a ratio of the first component that reduces fine dust formation to the second component that reduces fine dust formation in the range of 1:99 - 99:1. However, a ratio of the first component to the second component in the range of 50:50 - 98:2, more preferably 60:40 - 95:5 and particularly preferably 75:25 - 90:10 has proven to be preferred. In this ratio, the reduction of the fine dust produced during combustion can begin effectively at comparatively low temperatures, without disproportionately increasing the cost of the composition due to the second component - which is often more expensive, for example due to thermal activation and / or grinding.

Um die Kosten für die zweite Komponente gering zu halten, hat sich insbesondere die Verwendung von Reststoffen aus anderen Verfahren als vorteilhaft erwiesen. So ist bevorzugt, dass bei der Verwendung von Flugasche diese beispielsweise aus großtechnischen Prozessen wie beispielsweise der Stromerzeugung in Kohlekraftwerken stammt. Wird dagegen Mikrosilica als Bestandteil oder Basis der zweiten Komponente verwendet, entstammt die vorzugsweise dem bei der Si-Metall-Herstellung entstehenden Feinstaub.In order to keep the costs for the second component low, the use of residues from other processes has proven to be particularly advantageous. When using fly ash, it is preferred that it comes from large-scale industrial processes such as electricity generation in coal-fired power plants. If, on the other hand, microsilica is used as a component or basis of the second component, it preferably comes from the fine dust produced during the production of Si metal.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Zusammensetzung eine brennbare Substanz. Diese ist vorzugsweise ausgewählt ist aus einer Gruppe, die Holz, Stroh, Spelzen, Gras, Kleie, Hefezellen, Getreide, Hanf, Obst- und/oder Gemüsekernen oder -schalen, Braunkohle, Braunkohlekoks, Braunkohlepulver, Trockenschlempe (DDGS), Steinkohle, Steinkohlekoks, Steinkohlepulver, Holzkohle, Holzkohlepulver, Pflanzenfasern, Cellulosefasern, Papier und Petrolkoks umfasst. Diese brennbare Substanz kann der Zusammensetzung in einer Brennkammer zugesetzt werden oder bereits außerhalb einer Brennkammer mit den übrigen Bestandteilen der Zusammensetzung vermengt werden.In a preferred embodiment, the composition comprises a combustible substance. This is preferably selected from a group that includes wood, straw, husks, grass, bran, yeast cells, grain, hemp, fruit and/or vegetable seeds or peels, lignite, lignite coke, lignite powder, dry stillage (DDGS), hard coal, Hard coal coke, hard coal powder, charcoal, charcoal powder, plant fibers, cellulose fibers, paper and petroleum coke. This combustible substance can be added to the composition in a combustion chamber or mixed with the other components of the composition outside of a combustion chamber.

Denkbar ist in diesem Zusammenhang beispielsweise ein Verpressen eines Brennstoffs mit anderen Bestandteilen der Zusammensetzung, beispielsweise zu Scheiten, Briketts, Pellets, Ofenanzündern, Grillanzündern oder ähnlichen einfach (und vorzugsweise ohne übermäßige Staubbildung) handhabbaren Formen.In this context, it is conceivable, for example, to press a fuel with other components of the composition, for example into logs, briquettes, pellets, oven lighters, grill lighters or similar forms that are easy to handle (and preferably without excessive dust formation).

Alternativ oder ergänzend dazu ist auch denkbar, dass ein Brennstoff einen Träger und/oder eine Umhüllung für andere Bestandteile der Zusammensetzung bildet. Beispielsweise können andere Bestandteile der Zusammensetzung auf den Brennstoff aufgesprüht sein. Bevorzugt ist, dass der Brennstoff eine Umhüllung für die anderen Bestandteile bildet. So kann beispielsweise durch einen besonders schnell und/oder heiß brennenden Brennstoff erreicht werden, dass andere Bestandteile der Zusammensetzung besonderes früh im Verbrennungsprozess freigesetzt und/oder thermisch aktiviert werden. Auch zur Zuführung der Zusammensetzung in eine Brennkammer und/oder Feuerstätte ist diese Ausführungsform bevorzugt. Der Brennstoff kann beispielsweise als Beutel ausgebildet sein, in dem eine definierte Menge der übrigen Bestandteile der Zusammensetzung enthalten sind. So können auch lose Bestandteile in dosierter Weise der Verbrennung zugeführt werden. Beispielsweise kann die Zusammensetzung in Form von Beuteln aus Pflanzenfasern wie beispielsweise Cellulose oder Papier zugegeben werden. Die Umhüllung beziehungsweise der Beutel verbrennt schnell, so dass die zuvor darin enthaltene Menge der Feinstaubbildung reduzierenden Komponenten freigegeben werden kann.Alternatively or additionally, it is also conceivable that a fuel forms a carrier and/or a coating for other components of the composition. For example, other components of the composition may be sprayed onto the fuel. It is preferred that the fuel forms a casing for the other components. For example, a fuel that burns particularly quickly and/or hot can ensure that other components of the composition are released and/or thermally activated particularly early in the combustion process. This embodiment is also preferred for supplying the composition into a combustion chamber and/or fireplace. The fuel can, for example, be designed as a bag in which a defined amount of the other components of the composition are contained. This means that even loose components can be fed into the combustion process in a metered manner. For example, the composition can be added in the form of bags made from plant fibers such as cellulose or paper. The covering or the bag burns quickly, so that the amount of components that previously contained it can be released.

Als bevorzugte Darreichungsform der Zusammensetzung haben sich pure Darreichungsvarianten sowie Darreichungsvarianten in Verbindung mit weiteren Substanzen wie beispielsweise Trägermaterialien als vorteilhaft erwiesen. Bei puren Darreichungsvarianten hat sich die Form als Pulver oder Granulat als besonders geeignet gezeigt. Eine besonders geeignete Variante einer Darreichung in Verbindung mit weiteren Substanzen ist die Verwendung einer Suspension.Pure dosage variants as well as dosage variants in conjunction with other substances such as carrier materials have proven to be advantageous as the preferred dosage form of the composition. For pure dosage variants, the powder or granulate form has proven to be particularly suitable. A particularly suitable variant of administration in conjunction with other substances is the use of a suspension.

Daneben hat sich eine Darreichungsform als kompaktierte Presslinge als besonders geeignet gezeigt. Ein solcher kompaktierter Pressling kann beispielsweise in Form eines Pellets, Briketts, und/oder Press-Scheits vorliegen. Dabei können die erste und zweite Komponente der Zusammensetzung mit sich selbst verpresst sein oder weitere Substanzen wie beispielsweise Hilfsstoffe zugesetzt werden. Als Hilfsstoffe sind sowohl organische als auch anorganische Hilfsstoffe denkbar. Diese können beispielsweise dafür sorgen, dass bei erhöhter Temperatur wie sie in einer Brennkammer vorliegt, ein Pressling zerfällt oder auseinandergesprengt wird und somit eine besonders große reaktive Oberfläche zur Bindung feinstaubbegünstigender Substanzen an der Oberfläche der Partikel der ersten und zweiten Komponente zur Verfügung steht.In addition, a dosage form in the form of compacted tablets has proven to be particularly suitable. Such a compacted compact can be in the form of a pellet, briquette and/or pressed log, for example. The first and second components can The composition can be pressed with itself or other substances such as auxiliary substances can be added. Both organic and inorganic auxiliary materials are conceivable as auxiliary materials. These can, for example, ensure that at elevated temperatures such as those in a combustion chamber, a compact disintegrates or is blown apart and thus a particularly large reactive surface is available for binding fine dust-promoting substances to the surface of the particles of the first and second components.

Je nach Anwendung kann der (Gewichts-) Anteil der Hilfsstoffe in der Zusammensetzung in einem sehr großen Bereich von 99,9 - 0,1 vorzugsweise 99-1 weiter bevorzugt 75 - 25 ausgewählt werden. Insbesondere wenn ein Hilfsstoff ein Brennstoff ist, kann dieser deutlich über 75 %, beispielsweise über 90 %, ≥ 95 % oder sogar ≥ 98 % sein und insbesondere in sehr großem Überschuss gegenüber der ersten und/oder zweiten Komponente vorliegen.Depending on the application, the (weight) proportion of the auxiliary substances in the composition can be selected in a very large range of 99.9 - 0.1, preferably 99-1, more preferably 75 - 25. In particular, if an auxiliary substance is a fuel, it can be well over 75%, for example over 90%, ≥ 95% or even ≥ 98% and in particular be present in a very large excess compared to the first and / or second component.

Vorzugsweise weist die Zusammensetzung ein Bindemittel auf. Ein solches Bindemittel kann ein wie oben erwähnter Hilfsstoff sein. Dass die Zusammensetzung ein Bindemittel aufweist, ist insbesondere dann bevorzugt, wenn die Zusammensetzung als Pellet, Brikett, Granulat, Ofenanzünder, Grillanzünder und/oder Press-Scheit vorliegt. Das Bindemittel ist vorzugsweise ausgewählt aus einer Gruppe, die kohlenwasserstoffbasierte Materialien, Öl, Wachs, Kleister und Mehl umfasst. Diese haben sich als besonders geeignet gezeigt, um bei der Verbrennung die erste und zweite Komponente der Zusammensetzung freizugeben und bei der Verbrennung keine oder lediglich äußerst geringe Mengen schädlicher Substanzen, beispielsweise im Abgas oder der Asche, freizusetzen. Der Begriff "Wachs" steht dabei stellvertretend für alle organischen Materialien, die zur Anzündunterstützung eingesetzt werden können. Beispiele für derartige Wachse sind Öl, Petroleum und niedrigkettige flüssige Kohlenwasserstoffe.Preferably the composition comprises a binder. Such a binder can be an auxiliary substance as mentioned above. It is particularly preferred that the composition has a binder if the composition is in the form of a pellet, briquette, granulate, oven lighter, grill lighter and/or pressed log. The binder is preferably selected from a group including hydrocarbon-based materials, oil, wax, paste and flour. These have proven to be particularly suitable for releasing the first and second components of the composition during combustion and for releasing no or only extremely small amounts of harmful substances during combustion, for example in the exhaust gas or the ash. The term “wax” represents all organic materials that can be used to support ignition. Examples of such waxes include oil, petroleum and low chain liquid hydrocarbons.

Wachse können beispielsweise auch genutzt werden, wenn die Zusammensetzung in Form von oder zusammen mit einem Wachspapier, einem Wachspapierbeutel, einem Wachs-Holzwolle-Anzünder, einem verdichteten Holzfaser-Wachs-Würfel, einem wachshaltigen Anzündriegel, einem wachshaltigen Anzündwürfel, einem wachshaltigen Pellet und/oder einer wachshaltigen Fackel eingesetzt wird.Waxes can also be used, for example, if the composition is in the form of or together with a wax paper, a wax paper bag, a wax-wood wool lighter, a compacted wood fiber-wax cube, a wax-containing lighter bar, a wax-containing lighter cube, a wax-containing pellet and/or or a wax-containing torch is used.

Die Zusammensetzung umfasst vorzugsweise einen Brennstoff. Insbesondere ist bevorzugt, dass die Zusammensetzung mehrere voneinander verschiedene Brennstoffe umfasst. Vorzugsweise ist ein Brennstoff der Zusammensetzung ohne oder unter äußerst geringer Feinstaubbildung verbrennbar. Ergänzend oder alternativ dazu ist bevorzugt ein Brennstoff unter Feinstaubbildung verbrennbar. Bei diesem unter Feinstaubbildung verbrennbaren Brennstoff handelt es sich vorzugsweise um denjenigen Brennstoff, dessen Feinstaubbildung reduziert werden soll. Wie oben dargelegt ist, ist dieser (feinstaubbildende Brennstoff) bevorzugt ausgewählt aus einer Gruppe, die Holz (beispielsweise als Pellets, Scheitholz, Hackschnitzel, Späne, Pressholz), Stroh, Spelzen, Gras, Mulch, Kleie, Hefezellen, Getreide, Hanf, Obst- und/oder Gemüsekernen oder -schalen, Braunkohle, Braunkohlekoks, Braunkohlepulver, Trockenschlempe (DDGS), Steinkohle, Steinkohlekoks, Steinkohlepulver, Holzkohle, Holzkohlepulver Pflanzenfasern, Cellulosefasern, Papier und Petrolkoks umfasst. Der Brennstoff ist jedoch nicht auf die genannten Substanzen beschränkt.The composition preferably comprises a fuel. In particular, it is preferred that the composition comprises several different fuels. Preferably a fuel of the composition is zero or extremely low Fine dust formation is combustible. In addition or as an alternative to this, a fuel can preferably be burned with the formation of fine dust. This fuel, which can be burned with the formation of fine dust, is preferably the fuel whose formation of fine dust is to be reduced. As explained above, this (fine dust-forming fuel) is preferably selected from a group that includes wood (for example as pellets, logs, wood chips, shavings, pressed wood), straw, husks, grass, mulch, bran, yeast cells, grain, hemp, fruit - and/or vegetable kernels or peels, lignite, lignite coke, lignite powder, dry stillage (DDGS), hard coal, hard coal coke, hard coal powder, charcoal, charcoal powder, plant fibers, cellulose fibers, paper and petroleum coke. However, the fuel is not limited to the substances mentioned.

Unabhängig von der Auswahl des Brennstoffs ist bevorzugt, dass der Anteil der zweiten Komponente bezogen auf den Brennstoff im Bereich von 0,05 - 5 Gew.-%. Es hat sich gezeigt, dass bei diesem Anteil die Menge des sonst bei der Verbrennung des Brennstoffs üblicherweise entstehenden Feinstaubs besonders effizient reduziert werden kann. Als besonders effizient und damit bevorzugt hat sich ein Anteil von 0,1 - 4 Gew.-%, weiter bevorzugt 0,15 - 3 Gew.-% und besonders bevorzugt 0,2 - 2,5 Gew.-% gezeigt.Regardless of the choice of fuel, it is preferred that the proportion of the second component, based on the fuel, be in the range of 0.05 - 5% by weight. It has been shown that with this proportion the amount of fine dust that would normally be produced when the fuel is burned can be reduced particularly efficiently. A proportion of 0.1 - 4% by weight, more preferably 0.15 - 3% by weight and particularly preferably 0.2 - 2.5% by weight has proven to be particularly efficient and therefore preferred.

Als besonders bevorzugt haben sich Mischungsverhältnisse von der ersten zu der zweiten Komponente der Zusammensetzung im Bereich von 10 : 1 - 3 : 10, bevorzugt 9 : 1 - 4 : 10, insbesondere bevorzugt 8 : 1 - 5 : 10 gezeigt. Größere Mischungsverhältnisse können kostengünstiger sein, wohingegen geringere Mischungsverhältnisse bereits einen größeren Anteil der zweiten Komponente aufweisen und daher unabhängig von einer chemischen Umwandung durch die Feuerung selbst bereits aktiv sein können.Mixing ratios of the first to the second component of the composition in the range of 10:1 - 3:10, preferably 9:1 - 4:10, particularly preferably 8:1 - 5:10 have proven to be particularly preferred. Larger mixing ratios can be more cost-effective, whereas smaller mixing ratios already contain a larger proportion of the second component and can therefore already be active independently of any chemical conversion caused by the combustion itself.

Eine wie oben beschriebene Mischung wird vorzugsweise gemeinsam mit mindestens einem Hilfsstoff z.B. mit einem Bindemittel und einer brennbaren Substanz als Pressling (beispielsweise als Brikett oder Pellet) konfektioniert. Vorzugsweise weist eine Zusammensetzung in Form eines solchen Presslings die erste und zweite Komponente in einer Gesamtmenge von 30 - 95 %, vorzugsweise 40 - 90 %, insbesondere bevorzugt 50 - 80 % auf.A mixture as described above is preferably prepared together with at least one auxiliary substance, for example with a binder and a combustible substance, as a compact (for example as a briquette or pellet). A composition in the form of such a compact preferably has the first and second components in a total amount of 30 - 95%, preferably 40 - 90%, particularly preferably 50 - 80%.

Wird ein solcher Pressling (beispielsweise Pellet oder Brikett) in einem Ofen zusammen mit einem zusätzlichen (beispielsweise wie oben beschriebenen) Brennstoff verbrannt, wird der Pressling vorzugsweise in einer Menge zugesetzt, so dass die Summe der (Gewichts-) Anteile der ersten und zweiten Komponente bezogen auf die gesamte zur Feuerung eingesetzte Masse (also einschließlich des Brennstoff) vorzugsweise im Bereich von 0,05 - 5 Gew.-% liegt, da bei diesem Anteil die Menge des sonst bei der Verbrennung des Brennstoffs üblicherweise entstehenden Feinstaubs besonders effizient reduziert werden kann. Insbesondere hat sich ein Anteil von 0,1 - 4 Gew.-%, weiter bevorzugt 0,15 - 3 Gew.- % und besonders bevorzugt 0,2 - 2,5 Gew.-% als besonders effizient erwiesen. Am Beispiel eines wie oben beschriebenen Pellets mit beispielsweise 60 Gew.-% der ersten und zweiten Komponente bedeutet dies, dass etwa 1 g pro 20 kg Brennstoff eingesetzt werden sollte, um zu einer Summe der (Gewichts-) Anteile der ersten und zweiten Komponente bezogen auf die gesamte zur Feuerung eingesetzte Masse von 2,9 Gew.-% zu gelangen.If such a pellet (for example pellet or briquette) is burned in a furnace together with an additional (for example as described above) fuel, the pellet is preferably added in an amount such that the sum of the (weight) proportions of the first and second components based on the total mass used for combustion (i.e. including the fuel), preferably in the range of 0.05 - 5% by weight, since with this proportion the amount of fine dust that would otherwise be produced when the fuel is burned can be reduced particularly efficiently. In particular, a proportion of 0.1 - 4% by weight, more preferably 0.15 - 3% by weight and particularly preferably 0.2 - 2.5% by weight has proven to be particularly efficient. Using the example of a pellet as described above with, for example, 60% by weight of the first and second components, this means that approximately 1 g per 20 kg of fuel should be used in order to obtain a sum of the (weight) proportions of the first and second components to reach the total mass used for firing of 2.9% by weight.

Die zuvor genannte bevorzugte Summe der (Gewichts-) Anteile der ersten und zweiten Komponente bezogen auf die gesamte zur Feuerung eingesetzte Masse haben sich unabhängig von der Konfektionierung der Zusammensetzung als vorteilhaft erwiesen. Beispielsweise auch beim Einsatz der Zusammensetzung als Pulver oder Granulat sind Anteile im oben genannten Bereich vorteilhaft.The aforementioned preferred sum of the (weight) proportions of the first and second components based on the total mass used for firing have proven to be advantageous regardless of the packaging of the composition. For example, when using the composition as a powder or granulate, proportions in the above-mentioned range are advantageous.

Vorzugsweise kann durch die Wahl der Rezeptur (insbesondere der Auswahl der ersten und/oder zweiten Komponente sowie dem Einsatz optionaler Hilfsstoffe) und/oder der Konfektionierung (Zugabeform) und/oder Häufigkeit deren Zugabe zu dem Brennraum des Ofens / der Heizstelle und der jeweils empfohlenen nachzulegenden Brennstoffmenge der Anteil der Summe der (Gewichts-) Anteile der ersten und zweiten Komponente während des gesamten Brennvorgangs in dem oben genannten Rahmen gehalten werden.Preferably, through the choice of the recipe (in particular the selection of the first and/or second component as well as the use of optional auxiliary materials) and/or the packaging (form of addition) and/or frequency, their addition to the combustion chamber of the oven/heating point and the respectively recommended The amount of fuel to be added, the proportion of the sum of the (weight) proportions of the first and second components, is kept within the above-mentioned framework throughout the entire combustion process.

Ein weiterer wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Verbrennung eines festen Brennstoffs in einer Feuerstätte. Bei diesem wird dem Brennstoff eine Zusammensetzung zur Reduzierung der Feinstaubbildung zugesetzt. Diese Zusammensetzung umfasst

  • mindestens eine erste die Feinstaubbildung reduzierende Komponente, welche ausgewählt ist aus einer Gruppe, die Al2O3, Al(OH)3, Bauxit, Talkum, Kaolin, Kaolinit und kaolinhaltige Tone umfasst, und
  • eine zweite, die Feinstaubbildung reduzierende Komponente, welche ausgewählt ist aus einer Gruppe, die Kaolin, Metakaolin, thermisch aktivierte Dreischichtsilikate, Flugasche und Mikrosilica und/oder Kombinationen dieser Substanzen umfasst.
Another essential aspect of the present invention is a method for burning a solid fuel in a fireplace. In this case, a composition is added to the fuel to reduce the formation of fine dust. This composition includes
  • at least one first component that reduces particulate matter formation, which is selected from a group that includes Al 2 O 3 , Al(OH) 3 , bauxite, talc, kaolin, kaolinite and kaolin-containing clays, and
  • a second component that reduces particulate matter formation and is selected from a group that includes kaolin, metakaolin, thermally activated trilayer silicates, fly ash and microsilica and/or combinations of these substances.

Durch dieses Verfahren kann die Bildung von Feinstaub bei der Verbrennung (fester) Brennstoffe wirksam reduziert werden.This process can effectively reduce the formation of fine dust when burning (solid) fuels.

Das Zusetzen der Zusammensetzung zur Reduzierung der Feinstaubbildung zu dem Brennstoff kann vor oder während der Verbrennung des Brennstoffs erfolgen und kann getrennt von dem Brennstoff oder zusammen mit Brennstoff erfolgen. Beispielsweise kann die Zugabe beim Anzünden und/oder beim Nachlegen von Brennstoff erfolgen. Ergänzend oder alternativ dazu kann die Zugabe außerhalb oder in Brennkammer beziehungsweise Feuerungszone erfolgen.Adding the particulate matter reduction composition to the fuel may occur before or during combustion of the fuel and may occur separately from the fuel or together with fuel. For example, the addition can take place when lighting and/or adding fuel. In addition or alternatively, the addition can take place outside or in the combustion chamber or combustion zone.

In einer bevorzugten Variante des Verfahrens wird eine Zusammensetzung verwendet, wie sie oben produktseitig beschrieben wurde.In a preferred variant of the process, a composition is used as described above on the product side.

In einer bevorzugten Verfahrensvariante wird dem Brennstoff die Zusammensetzung in einer Menge zugesetzt, bei der der Anteil der zweiten, die Feinstaubbildung reduzierenden Komponente bezogen auf den Brennstoff im Bereich von 0,05 - 5 Gew.-%, bevorzugt 0,1 - 4 Gew.-%, weiter bevorzugt 0,15 - 3 Gew.-% und besonders bevorzugt 0,2 - 2,5 Gew.- % liegt. Es hat sich gezeigt, dass bei einem Anteil aus diesem Bereich eine besonders effiziente Reduzierung des Feinstaubs möglich ist. Gleichzeitig können die Kosten der Zusammensetzung gering gehalten werden.In a preferred process variant, the composition is added to the fuel in an amount in which the proportion of the second component that reduces fine dust formation, based on the fuel, is in the range of 0.05 - 5% by weight, preferably 0.1 - 4% by weight. -%, more preferably 0.15 - 3% by weight and particularly preferably 0.2 - 2.5% by weight. It has been shown that a particularly efficient reduction in fine dust is possible with a proportion from this range. At the same time, the costs of the composition can be kept low.

Bezüglich der Feuerstätte bestehen bei der Verwendung einer wie oben beschriebenen Zusammensetzung und/oder der Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens keine Einschränkungen. Die Zusammensetzung ist äußerst flexibel einsetzbar. Sie ist beispielsweise in Einzelfeuerstätten, Einzelraumfeuersanlagen (z.B. einem Kamin im Wohnzimmer) oder Kesselanlagen jeder Größe (beispielsweise Zentralheizung von Ein- oder Mehrfamilienhäusern) und in größeren Heiz- oder Heizkraftwerken verwendbar. Auch die Anwendung bei Feuerstätten im Außenbereich, wie insbesondere mit Holz, Kohle, Briketts, Pellets oder anderen (bevorzugt festen) Brennstoffen betriebenen, ist eine solche Zusammensetzung anwendbar und vorteilhaft. Bei einer solchen Feuerstätte kann es sich beispielsweise um eine Feuerstätte aus einer Gruppe handeln, die eine Grill-Feuerstellen jeder Art, eine Feuerschale, eine Lagerfeuerstelle, einen Feuerkorb, einen Feuertisch und einen Außenkamin umfasst.With regard to the fireplace, there are no restrictions on using a composition as described above and/or carrying out the method described above. The composition can be used extremely flexibly. It can be used, for example, in individual fireplaces, individual room fire systems (e.g. a fireplace in the living room) or boiler systems of any size (e.g. central heating in single or multi-family houses) and in larger heating or cogeneration plants. Such a composition is also applicable and advantageous for use in outdoor fireplaces, in particular those powered by wood, coal, briquettes, pellets or other (preferably solid) fuels. Such a fireplace can, for example, be a fireplace from a group that includes a barbecue fireplace of any kind, a fire bowl, a campfire pit, a fire basket, a fire table and an outdoor fireplace.

Auch bezüglich der Art, des Zeitpunkts und des Ortes der Zugabe der Zusammensetzung zu dem Brennmaterial besteht große Flexibilität. Insbesondere ist jedoch ein Verfahren bevorzugt, bei dem eine wie oben beschriebene Zusammensetzung in einer Einzelraumfeuerstätte verwendet wird. Die Zusammensetzung ist in allen im Folgenden beschriebenen Darreichungsformen in Einzelraumfeuerungsanlagen verwendbar.There is also great flexibility in the manner, timing and location of adding the composition to the fuel. In particular, however, a method is preferred in which a composition as described above is used in a single-room fireplace. The composition can be used in all dosage forms described below in single-room combustion systems.

Durch ein, wie oben beschriebenes Verfahren und/oder eine, wie oben beschriebene Zusammensetzung ist es möglich, die Menge an Feinstaub bei einer Verbrennung eines Feststoffs um mindestens 10 %, bevorzugt mindestens 25 %, weiter bevorzugt mindestens 50 % und in vielen Fällen, die besonders bevorzugt sind, sogar um 75 % oder mehr zu reduzieren. Die diesbezüglich genannten Prozentangaben beziehen sich (wie auch alle anderen im Rahmen dieser Offenbarung genannten Prozentangeben, soweit nicht etwas anderes definiert ist) jeweils auf Gewichtsprozent. Als Basisgröße dient in diesem Fall die Menge gebildeten Feinstaubs ohne Zusatz der erfindungsgemäßen Zusammensetzung.By means of a method as described above and/or a composition as described above, it is possible to reduce the amount of fine dust when a solid is burned by at least 10%, preferably at least 25%, more preferably at least 50% and in many cases are particularly preferred, even reduced by 75% or more. The percentages mentioned in this regard (like all other percentages mentioned in the context of this disclosure, unless otherwise defined) refer to percent by weight. In this case, the basic size is the amount of fine dust formed without the addition of the composition according to the invention.

Vorzugsweise umfasst das Verfahren weiterhin die Schritte der

  • eine Ermittlung mindestens einer Eigenschaft einer Feuerstätte und
  • einer Berechnung einer Menge der ersten die Feinstaubbildung reduzierende Komponente und/oder der zweiten, die Feinstaubbildung reduzierende Komponente. In die die Berechnung der Menge fließt vorzugsweise mindestens eine ermittelte Eigenschaft der Feuerstätte ein. Die berechnete Menge ist insbesondere eine Menge, der ersten die Feinstaubbildung reduzierende Komponente und/oder der zweiten, die Feinstaubbildung reduzierende Komponente, bei deren Zugabe zu einer Verbrennung in dieser Feuerstätte die Feinstaubbildung besonders effektiv reduziert ist.
The method preferably further comprises the steps of
  • a determination of at least one property of a fireplace and
  • a calculation of an amount of the first component that reduces the formation of fine dust and / or the second component that reduces the formation of fine dust. At least one determined property of the fireplace is preferably taken into account when calculating the quantity. The calculated amount is in particular an amount of the first component that reduces the formation of fine dust and / or the second component that reduces the formation of fine dust, when added to a combustion in this fireplace, the formation of fine dust is particularly effectively reduced.

Es hat sich gezeigt, dass bestimmte Eigenschaften besonders geeignet sind, um auf deren Basis eine besonders effektive Menge der ersten die Feinstaubbildung reduzierende Komponente und/oder der zweiten die Feinstaubbildung reduzierende Komponente zu berechnen. Bevorzugt ist mindestens eine ermittelte Eigenschaft der Feuerstätte ausgewählt aus einer Gruppe, die eine Abmessung der Feuerstätte, eine Abmessung einer Brennkammer, ein Volumen der Brennkammer, eine Masse der Feuerstätte, ein Material der Feuerstätte, ein Material der Brennkammerauskleidung, ein Volumenstrom einer der Brennkammer zuführbaren Zuluft, ein Volumenstrom einer von der Brennkammer abführbaren Abluft, eine Zusammensetzung eines Zuluftstroms, ein Luftdruck, ein Druckunterschied zwischen Zu- und Abluftstrom, eine Höhe der Feuerstätte über einem Referenzpunkt (vorzugsweise einem normierten Referenzpunkt wie beispielsweise "Normalhöhennull" (Deutschland, DHHN2016), "mètres au-dessus du niveau de la mer" (Frankreich, NGF-IGN69) oder "metres above sea level" (Vereinigtes Königreich, ODN)), ein Strömungsverlauf innerhalb der Brennkammer, eine Temperaturverteilung innerhalb der Brennkammer, eine Art eines einzusetzenden Brennmaterials, ein Mischungsverhältnis verschiedener Brennmaterialien, ein Brennwert eines eingesetzten Brennstoffs, einen (Brennkammer) Füllstand, eine Temperatur der Verbrennung, eine Temperaturverteilung innerhalb der Brennkammer und ein (Brenn-) Materialfluss während einer Verbrennung umfasst.It has been shown that certain properties are particularly suitable for calculating, on the basis of these properties, a particularly effective amount of the first component that reduces the formation of fine dust and/or the second component that reduces the formation of fine dust. Preferably, at least one determined property of the fireplace is selected from a group that includes a dimension of the fireplace, a dimension of a combustion chamber, a volume of the combustion chamber, a mass of the fireplace, a material of the fireplace, a material of the combustion chamber lining, a volume flow that can be fed to the combustion chamber Supply air, a volume flow of exhaust air that can be removed from the combustion chamber, a composition of a supply air flow, an air pressure, a pressure difference between supply and exhaust air flow, a height of the fireplace above a reference point (preferably a standardized reference point such as "Normalhöhenzero" (Germany, DHHN2016), "mètres au-dessus du ebene de la mer" (France, NGF-IGN69) or "metres above sea level" (United Kingdom, ODN)), a flow pattern within the combustion chamber, a temperature distribution within the combustion chamber, a type of fuel to be used , a mixing ratio of different fuel materials, a calorific value of one fuel used, a (combustion chamber) fill level, a temperature of combustion, a temperature distribution within the combustion chamber and a (combustion) material flow during combustion.

Insbesondere ist bevorzugt, dass mehrere Eigenschaften aus der oben definierten Gruppe zur Berechnung der Menge der ersten die Feinstaubbildung reduzierende Komponente und/oder der zweiten, die Feinstaubbildung reduzierende Komponente herangezogen werden. Vorzugsweise werden ≥ 2, vorzugsweise ≥ 3, bevorzugt ≥ 4, weiter bevorzugt ≥ 5, mehr bevorzugt ≥ 8, meist bevorzugt ≥ 10 Eigenschaften aus der oben definierten Gruppe zur Berechnung der Menge der ersten die Feinstaubbildung reduzierende Komponente und/oder der zweiten, die Feinstaubbildung reduzierende Komponente herangezogen.In particular, it is preferred that several properties from the group defined above are used to calculate the amount of the first component that reduces the formation of fine dust and / or the second component that reduces the formation of fine dust. Preferably ≥ 2, preferably ≥ 3, preferably ≥ 4, more preferably ≥ 5, more preferably ≥ 8, most preferably ≥ 10 properties from the group defined above are used to calculate the amount of the first component that reduces fine dust formation and / or the second Component that reduces fine dust formation is used.

In einer bevorzugten Variante erfolgt die Ermittlung mindestens einer Eigenschaft der Feuerstätte mittels eines Sensors der Feuerstätte. Bei einer solchen Eigenschaft kann es sich beispielsweise um eine Eigenschaft handeln, die aus einer Gruppe ausgewählt ist, die eine Temperatur, eine Temperaturverteilung, eine Abgaszusammensetzung, eine Zuluftzusammensetzung, ein Volumenstrom einer der Brennkammer zuführbaren Zuluft, ein Volumenstrom einer von der Brennkammer abführbaren Abluft, einen Massetransport, ein Strömungsverlauf innerhalb der Brennkammer, einen (Brennkammer-) Füllstand, einen Luftdruck und einen Druckunterschied zwischen Zu- und Abluftstrom umfasst.In a preferred variant, at least one property of the fireplace is determined using a sensor of the fireplace. Such a property can, for example, be a property that is selected from a group that includes a temperature, a temperature distribution, an exhaust gas composition, a supply air composition, a volume flow of supply air that can be supplied to the combustion chamber, a volume flow of exhaust air that can be removed from the combustion chamber, a mass transport, a flow pattern within the combustion chamber, a (combustion chamber) fill level, an air pressure and a pressure difference between the supply and exhaust air flow.

Andere Eigenschaften können natürlich auch mittels eines Sensors bestimmt werden, jedoch ändern sich einige Eigenschaften nicht und/oder sind mit weit und/oder günstig verfügbaren Sensoren nicht oder nicht mit vertretbarem Aufwand ausreichend schnell bestimmbar. Insbesondere Eigenschaften die die Beschaffenheit der Brennkammer und/oder der Feuerstätte betreffen können oftmals einfacher von einem Hersteller bereitgestellt werden. Dementsprechend ist in einer bevorzugten Variante vorgesehen, dass die Ermittlung mindestens einer Eigenschaft der Feuerstätte durch Auslesen aus einer Datenbank erfolgt. Bei einer solchen Eigenschaft kann es sich beispielsweise um eine Eigenschaft handeln, die aus einer Gruppe ausgewählt ist, die eine Abmessung der Feuerstätte, eine Abmessung einer Brennkammer, ein Volumen der Brennkammer, eine Masse der Feuerstätte, ein Material der Feuerstätte, ein Material der Brennkammerauskleidung, eine Zusammensetzung eines Zuluftstroms, ein Luftdruck, eine Höhe der Feuerstätte über einem Referenzpunkt (vorzugsweise einem normierten Referenzpunkt wie beispielsweise "Normalhöhennull" (Deutschland, DHHN2016), "mètres au-dessus du niveau de la mer" (Frankreich, NGF-IGN69) oder "metres above sea level" (Vereinigtes Königreich, ODN)), eine Art eines einzusetzenden Brennmaterials, ein Mischungsverhältnis verschiedener Brennmaterialien, ein Brennwert eines eingesetzten Brennstoffs und ein Wetterdatum umfasst.Other properties can of course also be determined using a sensor, but some properties do not change and/or cannot be determined sufficiently quickly with widely and/or inexpensively available sensors or cannot be determined sufficiently quickly with reasonable effort. In particular, properties that relate to the nature of the combustion chamber and/or the fireplace can often be provided more easily by a manufacturer. Accordingly, in a preferred variant it is provided that at least one property of the fireplace is determined by reading it from a database. Such a property can be, for example, a property selected from a group that includes a dimension of the fireplace, a dimension of a combustion chamber, a volume of the combustion chamber, a mass of the fireplace, a material of the fireplace, a material of the combustion chamber lining , a composition of a supply air flow, an air pressure, a height of the fireplace above a reference point (preferably a standardized reference point such as "Normalhöhennull" (Germany, DHHN2016), "mètres au-dessus du ebene de la mer" (France, NGF-IGN69) or "meters above sea level" (United Kingdom, ODN)), a type of fuel to be used, a mixing ratio of different fuel materials, a calorific value of a fuel used and a weather date.

Zumindest einige dieser Daten könnten beispielsweise durch Fachpersonal / Dienstleister, z.B. den Kaminkehrer und/oder durch den Hersteller der (Einzelraum-) Feuerungsanlage beziehungsweise -stätte oder mehrere dieser gemeinsam erfasst und in der Datenbank bereitgestellt werden. Dort stehen sie dann für eine spätere Nutzung und/oder Auswertung bereit, und können beispielsweise in eine Handlungs und/oder Dosierempfehlung einfließen.At least some of this data could, for example, be recorded by specialist personnel/service providers, e.g. the chimney sweep and/or by the manufacturer of the (individual room) combustion system or facility, or several of them together, and made available in the database. There they are then available for later use and/or evaluation and can, for example, be incorporated into an action and/or dosage recommendation.

Eine Datenbank, die ein Wetterdatum umfasst, ist bevorzugt, insbesondere da vorhergesagte Wetterdaten bereits frühzeitig zur Verfügung stehen und somit auch zukünftige Verbrennungsprozesse vorherberechnet werden können. Insbesondere mit Wetterdaten verbundene Parameter wie (Luft- (und damit evtl. auch Brennmaterial-)) Feuchtigkeit, Luftdruck (und damit gegebenenfalls auch Gasstromvolumina in der Feuerstätte) oder Temperatur (beispielsweise der Zuluft) lassen sich aus diesen Daten berechnen oder zumindest näherungsweise ableiten.A database that includes a weather date is preferred, especially since predicted weather data is available at an early stage and future combustion processes can therefore also be predicted. In particular, parameters associated with weather data such as (air (and thus possibly also fuel)) humidity, air pressure (and thus possibly also gas flow volumes in the fireplace) or temperature (for example of the supply air) can be calculated or at least approximately derived from this data.

Vorzugsweise kann auch die Menge des bei der Verbrennung entstehenden Gesamtstaubs verringert werden. Vorzugsweise ist eine Reduzierung um mindestens 10 %, bevorzugt mindestens 25 %, weiter bevorzugt mindestens 50 % und insbesondere bevorzugt mindestens 75 % möglich.Preferably, the amount of total dust produced during combustion can also be reduced. Preferably, a reduction of at least 10%, preferably at least 25%, more preferably at least 50% and particularly preferably at least 75% is possible.

Neben der Verringerung des bei der Verbrennung entstehenden Feinstaubs kann eine erfindungsgemäße Zusammensetzung in vielen Fällen auch das Ascheversinterungsverhalten verbessern, insbesondere das Versintern der Asche zu vermeiden oder zumindest zu reduzieren.In addition to reducing the fine dust produced during combustion, a composition according to the invention can in many cases also improve the ash sintering behavior, in particular avoiding or at least reducing the sintering of the ash.

In vielen Fällen führt der Zusatz einer wie oben beschriebenen Zusammensetzung auch zu einer Reduzierung des CO-Gehalts in der Abluft. Dies kann unter anderem auf das verbesserte Ascheversinterungsverhalten und die damit einhergehende bessere Versorgung mit Frischluft und/oder Sauerstoff und die damit einhergehende vollständigere Verbrennung zurückgeführt werden.In many cases, the addition of a composition as described above also leads to a reduction in the CO content in the exhaust air. This can be attributed, among other things, to the improved ash sintering behavior and the associated better supply of fresh air and/or oxygen and the associated more complete combustion.

In einer bevorzugten Variante des Verfahrens erfolgt das Berechnen der Menge der ersten die Feinstaubbildung reduzierende Komponente und/oder der zweiten, die Feinstaubbildung reduzierende Komponente in einem Computer-implementierten Verfahrensschritt. Dabei wird vorzugsweise die zuvor ermittelte Eigenschaft der Feuerstätte einer insbesondere Prozessor-basierten Berechnungseinrichtung zugeführt. Die zuvor ermittelte Eigenschaft wird dann vorzugsweise unter Verwendung eines, insbesondere trainierbaren, Modells maschinellen Lernens zur Berechnung der Berechnung zugrunde gelegt. Zur Erzeugung des Modells maschinellen Lernens wird vorzugsweise eine Vielzahl von Datensätzen herangezogen, welche an verschiedenen Feuerstätten erzeugt wurden. Zur Erzeugung der Datensätze wurde mindestens eine Menge der ersten die Feinstaubbildung reduzierende Komponente und/oder der zweiten die Feinstaubbildung reduzierende Komponente sowie ein ermittelter Abgaswert berücksichtigt. Insbesondere bevorzugt enthält jeder Datensatz mindestens ein für eine Menge der ersten die Feinstaubbildung reduzierende Komponente charakteristisches Datum und/oder ein für die Menge der zweiten die Feinstaubbildung reduzierende Komponente charakteristisches Datum sowie für einen Abgaswert charakteristisches Datum.In a preferred variant of the method, the amount of the first component that reduces the formation of fine dust and/or the second component that reduces the formation of fine dust is calculated reducing component in a computer-implemented process step. The previously determined property of the fireplace is preferably fed to a particularly processor-based calculation device. The previously determined property is then preferably used as a basis for calculating the calculation using a machine learning model, in particular a trainable one. To generate the machine learning model, a large number of data sets that were generated at different fireplaces are preferably used. To generate the data sets, at least a quantity of the first component that reduces fine dust formation and/or the second component that reduces fine dust formation and a determined exhaust gas value were taken into account. Particularly preferably, each data set contains at least one date characteristic of a quantity of the first component reducing fine dust formation and/or a date characteristic of the quantity of the second component reducing fine dust formation and a date characteristic of an exhaust gas value.

Dabei umfasst das Modell bevorzugt einen Satz, insbesondere trainierbarer, Parameter, welche auf werte eingestellt sind, die als Ergebnis eines Trainingsprozesses gelernt wurden. Weiterhin wird (hierdurch bzw. durch das Verarbeiten) wenigstens eine Ausgabegröße ermittelt, welche für eine Menge der ersten die Feinstaubbildung reduzierende Komponente und/oder der zweiten die Feinstaubbildung reduzierende Komponente, insbesondere für deren Auswirkung in Bezug auf die Feinstaubbildung während eines Verbrennungsprozesses, charakteristisch ist. Bevorzugt werden für die Berechnung und/oder die Entwicklung des Modells Parameter zugrunde gelegt, die zu einer Eigenschaft der Feuerstätte charakteristisch. Insbesondere handelt es sich um von der wenigstens einen Sensoreinrichtung ermittelten und/oder erzeugten (Roh-)Sensordaten und/oder hiervon abgeleiteten Daten.The model preferably comprises a set of, in particular trainable, parameters which are set to values that were learned as a result of a training process. Furthermore, at least one output variable is determined (through this or through the processing), which is characteristic of a quantity of the first component reducing the formation of fine dust and/or the second component reducing the formation of fine dust, in particular for their effect in relation to the formation of fine dust during a combustion process . The calculation and/or development of the model is preferably based on parameters that are characteristic of a property of the fireplace. In particular, these are (raw) sensor data determined and/or generated by the at least one sensor device and/or data derived therefrom.

Vorzugsweise kann durch eine wie oben beschriebene Zusammensetzung und/oder das oben beschriebene Verfahren eine Kostenersparnis erreicht werden, da auf eine Abgasnachbehandlung beziehungsweise Abgasreinigung verzichtet werden kann oder die dazu notwendigen Anlagen und Einrichtungen kleiner beziehungsweise weniger aufwändig ausgelegt sein müssen.Preferably, a cost saving can be achieved by a composition as described above and/or the method described above, since exhaust gas aftertreatment or exhaust gas purification can be dispensed with or the systems and equipment necessary for this must be designed to be smaller or less complex.

Bevorzugt ist die Zusammensetzung dazu eingerichtet, geeignet und/oder bestimmt, ein wie oben beschriebenes Verfahren sowie alle im Zusammenhang mit dem Verfahren beschriebene Verfahrensschritte einzeln oder in Kombination miteinander oder einzelne Verfahrensschritte unter der Verwendung der oben beschriebenen Zusammensetzung auszuführen.Preferably, the composition is designed, suitable and/or intended to carry out a method as described above as well as all method steps described in connection with the method individually or in combination with one another or individual method steps using the composition described above.

Umgekehrt kann das Verfahren mit allen im Rahmen der Zusammensetzung beschriebenen Merkmalen einzeln oder in Kombination miteinander durchgeführt werden.Conversely, the method can be carried out individually or in combination with all the features described in the context of the composition.

Die vorliegende Erfindung ist weiterhin gerichtet auf eine Feuerstätte, in welcher zumindest einige der und bevorzugt alle Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens und bevorzugt eine der beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen ausführbar ist. Vorzugsweise weist eine solche Feuerstätte eine Einrichtung zur Zuführung einer wie oben beschriebenen Zusammensetzung eine Brennkammer oder eine Mischkammer auf.The present invention is further directed to a fireplace in which at least some and preferably all of the method steps of the method according to the invention and preferably one of the preferred embodiments described can be carried out. Such a fireplace preferably has a device for supplying a composition as described above to a combustion chamber or a mixing chamber.

Vorzugsweise weist eine solche mindestens einen Sensor auf, mittels welchem ein Parameter bestimmbar ist, der zur Berechnung einer besonders effizienten Menge der oben beschriebenen Zusammensetzung genutzt werden kann.Such a sensor preferably has at least one sensor, by means of which a parameter can be determined which can be used to calculate a particularly efficient amount of the composition described above.

Die vorliegende Erfindung ist weiterhin gerichtet auf eine Steuereinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, eine Anlage (beispielsweise eine Feuerstätte) so zu steuern, dass diese das wie oben beschriebene Verfahren oder Teile davon ausführt.The present invention is further directed to a control device which is designed to control a system (for example a fireplace) so that it carries out the method or parts thereof as described above.

Eine solche Steuereinrichtung weist vorzugsweise eine Netzwerkverbindung auf, mittels welcher sie auf Daten aus einer Datenbank und/oder auf Daten eines Sensors der zu steuernden Feuerstätte zugreifen kann. Die in der Datenbank gespeicherten Daten können Daten zu der Ausgestaltung der Feuerstätte und bevorzugt auch zu Umgebungsbedingungen der Feuerstätte. Diese Daten könnten von Dienstleistungsunternehmen oder einem Hersteller der Feuerstätte, beispielsweise einer Einzelraumfeuerungsanlage bereitgestellt, ermittelt werden. Gegebenenfalls kann durch Personen aus diesem Personenkreis auch eine Auswertung erfolgen und die Bedingungen in und/oder die Ausgestaltung der Feuerstätte darauf basierend abgestimmt werden.Such a control device preferably has a network connection by means of which it can access data from a database and/or data from a sensor of the fireplace to be controlled. The data stored in the database can contain data on the design of the fireplace and preferably also on the ambient conditions of the fireplace. This data could be provided by service companies or a manufacturer of the fireplace, for example a single-room combustion system. If necessary, people from this group can also carry out an evaluation and adjust the conditions and/or design of the fireplace based on this.

Werden alternativ oder ergänzend dazu Sensordaten ermittelt, beispielsweise durch Überwachung der Feuerungsbedingungen, ist es möglich, in Echtzeit auf die Bedingungen in der Brennkammer zu reagieren und beispielsweise durch einen entsprechenden Regler und/oder Einbauten darauf zu reagieren und die Feuerungsbedingungen nachzuregeln und gegebenenfalls zu optimieren. Die Datenerfassung erfolgt vorzugsweise mittels Echtzeit-Datenerfassung, digitaler Auswertung und anschließender Bereitstellung der Daten in einer Datenbank und/oder einem Netzwerk. Basierend auf diesen Daten kann ein Nutzer und/oder eine Steuereinrichtung die Feuerungsbedingungen (vor Ort oder per Fernwartung) nachregeln.If, alternatively or in addition, sensor data is determined, for example by monitoring the firing conditions, it is possible to react in real time to the conditions in the combustion chamber and, for example, to react to them using an appropriate controller and/or installations and to readjust and, if necessary, optimize the firing conditions. Data collection is preferably carried out using real-time data collection, digital evaluation and subsequent provision of the data in a database and/or a network. Based on this data, a user and/or a control device can readjust the firing conditions (on site or via remote maintenance).

Fließen Wetterdaten beziehungsweise mindestens ein für ein zukünftiges Wetter am Ort der Feuerstätte charakteristisches Datum in die Berechnung einer Menge der ersten die Feinstaubbildung reduzierende Komponente und/oder der zweiten die Feinstaubbildung reduzierende Komponente und/oder einer anderen für die Feuerung relevanten Stellgröße ein, ergibt sich die Möglichkeit, die Feuerungsbedingungen bereits auf Basis vorhergesagter Wetterdaten zu planen. Dadurch kann die Effizienz gesteigert werden und frühzeitig auf veränderte Wetterbedingungen reagiert werden.If weather data or at least one date characteristic of future weather at the location of the fireplace flow into the calculation of an amount of the first component that reduces the formation of fine dust and / or the second component that reduces the formation of fine dust and / or another manipulated variable relevant to the combustion, this results Possibility of planning the firing conditions based on predicted weather data. This allows efficiency to be increased and early response to changing weather conditions.

Ergebnisse vergleichender Studien sind in den folgenden Tabellen dargestellt.Results of comparative studies are presented in the following tables.

Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse von Feinstaubmessungen an einem Pellet-Einzelofen, Hersteller ANSELMO COLA, Typ URBAN, NWL 1,99-7,10kw. Sofern dem Brennstoff eine erfindungsgemäße Zusammensetzung (in der Tabelle als "Additiv" bezeichnet) zugegeben wurde, wurde diese im Mischungsverhältnis Pellet (Brennstoff) zu Zusammensetzung 4kg zu 20g eingesetzt. Tabelle 1 Messung Uhrzeit Brennstoff Beschreibung Feinstaub [mg/m3] 1 9:15-9:30 Pellet Messung in Volllast ohne Additiv 13,7 2 9:45-10:00 Pellet Messung in Volllast ohne Additiv 14,8 3 10:15-10:30 Pellet Messung in Volllast ohne Additiv 15,2 9 12:20-12:35 Pellet Messung in Volllast mit Additiv 0,5 % 6,4 10 12:40-12:55 Pellet Messung in Volllast mit Additiv 0,5 % 5,6 Table 1 shows the results of fine dust measurements on a single pellet stove, manufacturer ANSELMO COLA, type URBAN, NWL 1.99-7.10kw. If a composition according to the invention (referred to as “additive” in the table) was added to the fuel, it was used in a mixing ratio of pellet (fuel) to composition of 4kg to 20g. Table 1 Measurement time fuel Description Fine dust [mg/m 3 ] 1 9:15-9:30 pellet Measurement at full load without additive 13.7 2 9:45-10:00 pellet Measurement at full load without additive 14.8 3 10:15-10:30 pellet Measurement at full load without additive 15.2 9 12:20-12:35 pellet Measurement at full load with additive 0.5% 6.4 10 12:40-12:55 pellet Measurement at full load with additive 0.5% 5.6

Diese Ergebnisse zeigen deutlich, dass bereits bei einem Zusatz von 0,5 Gew.-% des Additivs (einer pulverförmigen Variante der erfindungsgemäßen Zusammensetzung) eine deutliche Reduzierung des entstehenden Feinstaubs gemessen werden konnte. Die Menge Feinstaub konnte auf unter 50 % bezogen auf den Mittelwert der Vergleichsmessungen 1 - 3 reduziert werden.These results clearly show that even with the addition of 0.5% by weight of the additive (a powdered variant of the composition according to the invention), a significant reduction in the fine dust produced could be measured. The amount of fine dust could be reduced to less than 50% based on the mean value of comparative measurements 1 - 3.

Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse von Feinstaubmessungen an einer Einzelfeuerstätte für Scheitholz, Hersteller Austroflamm, Typ CLOU Xtra, NWL 8kw. Sofern dem Brennholz eine erfindungsgemäße Zusammensetzung (in der Tabelle als "Additiv" bezeichnet) zugegeben wurde, wurde diese im Mischungsverhältnis von etwa 1,2 - 1,4 kg Brennholz zu 10 g Additiv zugesetzt. Tabelle 2 Messung Uhrzeit Brennstoff Beschreibung Feinstaub [mg/m3] 4 10:40-10:55 Scheitholz 1,3 kg ohne Additiv 38,2 5 11:00-11:15 Scheitholz 1,4 kg ohne Additiv 34,2 6 11:20-11:35 Scheitholz 1,4 kg ohne Additiv 36,8 7 11:40-11:55 Scheitholz 1,3 kg mit 10 g Additiv (Pellet) 20,5 8 12:00-12:15 1,4 kg mit 10 g Additiv (Pellet) 22,3 Table 2 shows the results of fine dust measurements on a single fireplace for logs, manufacturer Austroflamm, type CLOU Xtra, NWL 8kw. If a composition according to the invention (referred to as "additive" in the table) was added to the firewood, it was added in a mixing ratio of approximately 1.2 - 1.4 kg of firewood to 10 g of additive. Table 2 Measurement time fuel Description Fine dust [mg/m 3 ] 4 10:40-10:55 logs 1.3 kg without additive 38.2 5 11:00-11:15 logs 1.4 kg without additive 34.2 6 11:20-11:35 logs 1.4 kg without additive 36.8 7 11:40-11:55 logs 1.3 kg with 10 g additive (pellet) 20.5 8th 12:00-12:15 1.4 kg with 10 g additive (pellet) 22.3

Anders als bei den in Tabelle 1 dargestellten Messungen wurde bei den in Tabelle 2 dargestellten Messungen das Additiv in einer zu einem Pellet gepressten Form eingesetzt. Auch bei diesen Messungen zeigen die Ergebnisse deutlich, dass bereits bei einem Zusatz von etwa 0,7 - 0,8 Gew.-% des Additivs (einer zu Pellets gepressten Variante der erfindungsgemäßen Zusammensetzung) eine deutliche Reduzierung des entstehenden Feinstaubs gemessen werden konnte. Die Menge an Feinstaub konnte zwar - anders als bei den Messungen gemäß Tabelle 1 - nicht auf unter 50 % bezogen auf den Mittelwert der Vergleichsmessungen 4 - 6 reduziert werden, jedoch wurde auch hier eine Reduzierung auf deutlich unter 60 % erreicht. Die geringere Wirksamkeit des Additivs bei den Versuchen gemäß Tabelle 3 kann mit der verringerten Oberfläche des zu Pellets gepressten Additivs erklärt werden.Unlike the measurements shown in Table 1, in the measurements shown in Table 2 the additive was used in a form pressed into a pellet. The results of these measurements also clearly show that a significant reduction in the fine dust produced could be measured with the addition of approximately 0.7 - 0.8% by weight of the additive (a variant of the composition according to the invention pressed into pellets). Although the amount of fine dust - unlike the measurements according to Table 1 - could not be reduced to less than 50% based on the mean value of comparative measurements 4 - 6, here too a reduction to well under 60% was achieved. The lower effectiveness of the additive in the tests according to Table 3 can be explained by the reduced surface area of the additive pressed into pellets.

Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Figuren:
Darin zeigen:

  • Fig. 1 eine Darstellung eines großformatigen Stücks einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung;
  • Fig. 2 eine Darstellung einer grob granulierten Form einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung;
  • Fig. 3 eine Darstellung einer sprühgetrockneten Form einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung;
  • Fig. 4 eine Darstellung einer pulverisierten Form einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung;
  • Fig. 5 eine Darstellung der granulierten Form einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung aus Fig. 2 in einem Beutel brennbaren Materials;
  • Fig. 6 eine Darstellung der pulverisierten Form einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung aus Fig. 4 in einem Beutel brennbaren Materials;
  • Fig. 7 eine Darstellung einer Suspension einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung zusammen mit einer Sprühvorrichtung zu dessen Auftrag;
  • Fig. 8 eine Grafik zum Vergleich der in einem Testsystem gemessenen Feinstaubmengen im Abgas bei einer Verbrennung eines Brennstoffs mit verschiedenen Zusätzen einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung.
Further advantages and embodiments result from the attached figures:
Show in it:
  • Fig. 1 a representation of a large-format piece of a composition according to the invention;
  • Fig. 2 a representation of a coarsely granulated form of a composition according to the invention;
  • Fig. 3 a representation of a spray-dried form of a composition according to the invention;
  • Fig. 4 a representation of a powdered form of a composition according to the invention;
  • Fig. 5 a representation of the granulated form of a composition according to the invention Fig. 2 in a bag of combustible material;
  • Fig. 6 a representation of the powdered form of a composition according to the invention Fig. 4 in a bag of combustible material;
  • Fig. 7 a representation of a suspension of a composition according to the invention together with a spray device for its application;
  • Fig. 8 a graphic for comparing the amounts of fine dust in the exhaust gas measured in a test system when a fuel is burned with various additives of a composition according to the invention.

Die Fig. 1 - 4 zeigen jeweils verschiedene Darreichungsformen einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung 1. Die gezeigten Beispiele enthalten jeweils Kaolin und kaolinhaltigen Ton als erste Komponente. Die in den Figuren 1 - 4 dargestellten Zusammensetzungen 1 unterscheiden sich zumindest in der Darreichungsform, der Partikelgröße und/oder dem Wassergehalt. Um eine Einschätzung bezüglich der Größe einzelner Partikel geben zu können, ist jeweils ein Maßstab 5 dargestellt. Außerdem ist die Zusammensetzung 1 auf einem Raster angeordnet, wobei der Abstand zwischen jeweils zwei benachbarten Linien (horizontal als auch vertikal) 5 mm beträgt.The Fig. 1 - 4 each show different dosage forms of a composition 1 according to the invention. The examples shown each contain kaolin and kaolin-containing clay as the first component. The ones in the Figures 1 - 4 The compositions 1 shown differ at least in the dosage form, the particle size and/or the water content. In order to be able to give an assessment of the size of individual particles, a scale 5 is shown in each case. In addition, the composition 1 is arranged on a grid, with the distance between two adjacent lines (horizontal and vertical) being 5 mm.

Darreichungsformen wie in Fig. 1 gezeigt sind insbesondere für Großfeuerungsanlagen vorteilhaft, in der bei lediglich seltener Zufuhr der Zusammensetzung 1 über einen langen Zeitraum eine Reduzierung der Feinstaubbildung gewünscht ist. Durch das geringe Oberfläche-zu-Volumen-Verhältnis der vergleichsweise großen Partikel erfolgt bei Hitzebeaufschlagung in der Brennkammer zunächst lediglich eine Aktivierung der äußeren Schichten. Innenliegende Bereiche werden erst später freigelegt, wenn äußere Schichten abgebaut sind oder durch die Temperaturbeaufschlagung abfallen oder abplatzen. Erst zu diesem Zeitpunkt stehen zuvor innenliegende Bereiche zur Reduzierung der Feinstaubbildung zur Verfügung.Dosage forms as in Fig. 1 shown are particularly advantageous for large combustion systems in which a reduction in the formation of fine dust is desired with only infrequent supply of the composition 1 over a long period of time. Due to the low surface-to-volume ratio of the comparatively large particles, when heat is applied in the combustion chamber, initially only the outer layers are activated. Internal areas are only exposed later when outer layers have broken down or fall off or flake off due to exposure to temperature. Only at this point are previously internal areas available to reduce fine dust formation.

In Fig. 2 ist eine besonders bevorzugte Darreichungsform für Einzelraumfeuerstätten und Kesselanlagen gezeigt. Das Beispiel der gezeigten erfindungsgemäßen Zusammensetzung 1 ist als Granulat ausgeführt. In dieser Ausführungsform steht aufgrund des im Vergleich zu der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform größeren Oberfläche-zu-Volumen-Verhältnisses bei gleicher Aufgabemenge schnell eine vergleichbar große Oberfläche zur Verfügung, an der die Zusammensetzung 1 zur gewünschten Reduzierung der Feinstaubbildung beitragen kann. Die Verweilzeit in einer Feuerstätte ist vergleichsweise lang, so dass nur in vertretbaren Zeitintervallen erneut Granulat zugeführt werden muss, um die Reduzierung der Feinstaubbildung beizubehalten. Dies kann beispielsweise zusammen mit der Zufuhr des Brennmaterials erfolgen. Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform ist insbesondere bei Pelletheizungen bevorzugt, da dabei das Einbringen der erfindungsgemäßen Zusammensetzung 1 zusammen mit den Brennstoffpellets erfolgen kann. Auch unabhängig von der Zufuhr der Brennstoffpellets ist diese Ausgestaltung vorteilhaft, da die selbe Zuführeinrichtung wie für die Brennstoffpellets genutzt werden kann.In Fig. 2 A particularly preferred dosage form for single-room fireplaces and boiler systems is shown. The example of the composition 1 according to the invention shown is designed as granules. In this embodiment, due to the comparison to that in Fig. 1 illustrated embodiment larger surface-to-volume ratio With the same amount applied, a comparable surface area is quickly available on which the composition 1 can contribute to the desired reduction in the formation of fine dust. The residence time in a fireplace is comparatively long, so granules only have to be added again at reasonable time intervals in order to maintain the reduction in fine dust formation. This can be done, for example, together with the supply of fuel. In the Fig. 2 The embodiment shown is particularly preferred for pellet heating systems, since the composition 1 according to the invention can be introduced together with the fuel pellets. This configuration is also advantageous regardless of the supply of the fuel pellets, since the same feed device can be used as for the fuel pellets.

Ein weiterer Vorteil der Darreichungsform als Pellets ist die leichte Handhabbarkeit (beispielsweise ist Schaufeln leicht möglich) und die geringe Neigung zur Staubbildung.Another advantage of the dosage form as pellets is that it is easy to handle (for example, scooping is easy) and the low tendency to form dust.

Fig. 3 und 4 zeigen jeweils eine Darreichungsform der Zusammensetzung 1 mit sehr geringer mittlerer Partikelgröße. Ein Unterschied ist in den Abbildungen mit bloßem Auge nicht oder nur schwer zu erkennen. Auch wenn dies anhand des gewählten Maßstabs 5 nicht erkennbar ist, unterscheiden sich beide Zusammensetzungen 1 dennoch in der mittleren Partikelgröße, die bei der gemahlenen Zusammensetzung 1 aus Fig. 4 etwas größer ist als bei der sprühgetrockneten Zusammensetzung 1, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist. Derartige Darreichungsformen der Zusammensetzung 1 haben den Vorteil, dass sie besonders reaktiv sind und schnell ihre Wirkung entfalten. Sie können besonders homogen in einer Brennkammer verteilt werden. Dadurch lässt sich die Feinstaubbildung besonders effizient und gleichmäßig reduzieren. 3 and 4 each show a dosage form of composition 1 with a very small average particle size. A difference in the illustrations is difficult or impossible to see with the naked eye. Even if this cannot be seen based on the selected scale 5, both compositions 1 still differ in the average particle size, which is the case for the ground composition 1 Fig. 4 is slightly larger than the spray-dried composition 1, as shown in Fig. 3 is shown. Such dosage forms of composition 1 have the advantage that they are particularly reactive and quickly develop their effect. They can be distributed particularly homogeneously in a combustion chamber. This allows the formation of fine dust to be reduced particularly efficiently and evenly.

Die Fig. 5 und 6 zeigen jeweils verschiedene Darreichungsformen einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung 1, welche in einer Umhüllung eines brennbaren Materials 3 angeordnet ist. Dadurch ist es möglich, bestimmte Mengen der Zusammensetzung 1 zu portionieren und als eine Portion dem Verbrennungsprozess zuzuführen. Durch die lose Form der Zusammensetzung 1 als Granulat (Fig. 5) oder Pulver (Fig. 6) ist das Dosieren sehr einfach und dennoch kann gewährleistet werden, dass die Zusammensetzung 1 schnell aktiv wird und in der Brennkammer verteilt werden kann. Die Verteilung in der Brennkammer kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass das nach Verbrennung der Umhüllung 3 freigelegte Pulver durch Zu- und/oder Abgasströme innerhalb der Brennkammer verteilt wird. Denkbar wäre auch, dass die Partikel oder das Granulat aufgrund von enthaltenem und bei Temperaturbeaufschlagung während der Verbrennung verdunstendes, insbesondere verpuffendes Wasser sprungartig innerhalb der Brennkammer bewegt werden. Dies ist insbesondere bei einer Darreichung als Granulat bevorzugt. Der sich bildende Wasserdampf kann auch dazu führen, dass Granulatkörper aufgesprengt werden und so in kleinere Fragmente zerfallen, die ein günstigeres Oberfläche-zu-Volumen-Verhältnis und damit eine größere Reaktivität aufweisen. Wie anhand des Maßstabs 5 zu erkennen ist, kann die Größe der Umhüllung 3 den Anforderungen entsprechend in einem vergleichsweise großen Bereich ausgewählt werden. Als vorteilhaft haben sich Volumina zwischen 10 ml und 5 I gezeigt. Vorzugsweise ist das Volumen der Umhüllung 3 ≥ 20 ml, vorzugsweise ≥ 30 ml, bevorzugt ≥ 50 ml und insbesondere bevorzugt ≥ 100 ml. Ergänzend oder alternativ dazu ist das Volumen der Umhüllung 3 vorzugsweise ≤ 3 l, bevorzugt ≤ 2 l, weiter bevorzugt ≤ 1 l und insbesondere bevorzugt ≤ 500 ml.The 5 and 6 each show different dosage forms of a composition 1 according to the invention, which is arranged in a casing of a combustible material 3. This makes it possible to portion certain amounts of the composition 1 and feed it to the combustion process as one portion. Due to the loose form of the composition 1 as granules ( Fig. 5 ) or powder ( Fig. 6 ), dosing is very simple and yet it can be ensured that the composition 1 becomes active quickly and can be distributed in the combustion chamber. The distribution in the combustion chamber can be achieved, for example, by distributing the powder exposed after combustion of the casing 3 within the combustion chamber by inflow and/or exhaust gas flows. It would also be conceivable that the particles or granules evaporate, in particular fizzle out, due to what they contain and when exposed to temperature during combustion Water can be moved suddenly within the combustion chamber. This is particularly preferred when presented as granules. The water vapor that forms can also cause granular bodies to break open and thus break down into smaller fragments that have a more favorable surface-to-volume ratio and therefore greater reactivity. As can be seen from the scale 5, the size of the casing 3 can be selected in a comparatively large range according to the requirements. Volumes between 10 ml and 5 liters have proven to be advantageous. Preferably, the volume of the casing 3 is ≥ 20 ml, preferably ≥ 30 ml, preferably ≥ 50 ml and particularly preferably ≥ 100 ml. In addition or alternatively, the volume of the casing 3 is preferably ≤ 3 l, preferably ≤ 2 l, more preferably ≤ 1 l and particularly preferably ≤ 500 ml.

Fig. 7 zeigt eine Suspension einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung 1 zusammen mit einer Sprühvorrichtung 8 zu dessen Auftrag. Eine solche Suspension eignet sich insbesondere dafür, den Brennstoff mit der Zusammensetzung 1 zu benetzen und so für die Verbrennung vorzubereiten. Auch bei der Verbrennung flüssiger Brennstoffe eignet sich die Zuführung der Zusammensetzung 1 als Suspension. Die Zusammensetzung 1 ist dabei vorzugsweise keine wässrige Suspension (auch wenn dies natürlich in einigen Ausführungsformen möglich ist) sondern selbst eine Suspension eines Feststoffs in einem flüssigen Brennstoff. Denkbar ist in diesem Zusammenhang beispielsweise, dass eine solche Suspension zur Abgasnachbehandlung genutzt wird. Dazu könnte beispielsweise eine solche Suspension in einen Abgasstrom eingesprüht und gezündet werden. Fig. 7 shows a suspension of a composition 1 according to the invention together with a spray device 8 for its application. Such a suspension is particularly suitable for wetting the fuel with the composition 1 and thus preparing it for combustion. Supplying the composition 1 as a suspension is also suitable for the combustion of liquid fuels. The composition 1 is preferably not an aqueous suspension (although this is of course possible in some embodiments) but itself a suspension of a solid in a liquid fuel. In this context, it is conceivable, for example, that such a suspension could be used for exhaust gas aftertreatment. For this purpose, such a suspension could, for example, be sprayed into an exhaust gas stream and ignited.

Fig. 8 zeigt eine Grafik zum Vergleich der in einem Testsystem gemessenen Feststoffmengen im Abgas bei einer Verbrennung eines Brennstoffs mit verschiedenen Zusätzen. Die in der Grafik dargestellten Verläufe spiegeln die Messwerte wider, wie Sie in Tabelle 3 dargestellt sind: Tabelle 3: Messergebnisse des Feinstaubs im Abgas bei Zusatz verschiedener Additive. Zeit [min] Linie 15 30 45 60 75 90 105 120 Einzelmesswerte TPM [mg/m3] Ø ohne Additiv 10 38 38 29 28 22 28 21 29 0,3 Ma% Kaolin FPK-KAF 20 29 27 25 23 16 17 16 15 21 0,3 Ma% Kaolin MMEF 30 26 22 24 26 27 23 27 21 25 0,3 Ma% Kaolinit 40 21 20 22 13 17 21 15 16 18 0,3 Ma% Kaolin, aktiviert 600°C 60 15 16 17 16 17 16 17 16 16 0,3 Ma% Kaolinit, aktiviert 400°C 50 16 17 17 17 18 18 16 16 17 Fig. 8 shows a graphic comparing the amounts of solids in the exhaust gas measured in a test system when burning a fuel with various additives. The curves shown in the graphic reflect the measured values as shown in Table 3: Table 3: Measurement results of fine dust in the exhaust gas when various additives were added. time [min] line 15 30 45 60 75 90 105 120 Individual measured values TPM [mg/m 3 ] O without additive 10 38 38 29 28 22 28 21 29 0.3% by mass kaolin FPK-KAF 20 29 27 25 23 16 17 16 15 21 0.3% by mass kaolin MMEF 30 26 22 24 26 27 23 27 21 25 0.3% by mass kaolinite 40 21 20 22 13 17 21 15 16 18 0.3% by mass kaolin, activated at 600°C 60 15 16 17 16 17 16 17 16 16 0.3% by mass kaolinite, activated at 400°C 50 16 17 17 17 18 18 16 16 17

Der Grafik ist ein allgemeiner Trend zu entnehmen, dass nach längerer Brenndauer die Menge des pro Zeitintervall entstehenden Feinstaubs geringer wird. Für diese Darstellung wurde jeweils nach 15 Minuten die Feinstaubbelastung des Abgases gemessen. Angegebenen Einzelmesswerte stellen die Feinstaubbelastung als TPM (total particulate matter) in mg pro m3 dar.The graphic shows a general trend that after a longer burning time, the amount of fine dust produced per time interval decreases. For this illustration, the fine dust levels in the exhaust gas were measured after 15 minutes. The individual measured values given represent the fine dust pollution as TPM (total particulate matter) in mg per m 3 .

Der Grafik ist zu entnehmen, dass ohne Additiv (Linie 10) und bei Zusatz von 0.3 Masseprozent (Ma-%) Kaolin (Linie 30) als zweiter Komponente auch bei längerer Brenndauer die Feinstaubbelastung deutlich höher ist als bei den anderen dargestellten Zusätzen.The graphic shows that without additive (line 10) and with the addition of 0.3 mass percent (Ma-%) kaolin (line 30) as a second component, the fine dust pollution is significantly higher than with the other additives shown, even after a longer burning time.

Weiterhin zeigt das Diagramm, dass nur bei Zusatz der Zusammensetzungen, die 0.3 Masseprozent (Ma-%) thermisch aktivierten Kaolin (bei 400°C aktivierter Kaolin Linie 50 und bei 600°C aktivierter Kaolin Linie 60) enthalten, bereits nach 15 Minuten Brenndauer ein TPM gemessen wird, welches in etwa demjenigen nach 120 Minuten entspricht. Diese Zusammensetzungen 1 zeigen somit bereits bei geringerer Verbrennungstemperatur eine sehr gute Feinstaubreduzierung. Überraschenderweise zeigen die Messergebnisse, das Metakaolin, der durch Aktivierung aus Kaolin bei 800°C erhalten wurde (Linie 20) zu Beginn eines Verbrennungsprozesses eine deutlich geringere Reduzierung der Feinstaubbildung bewirkt. Erst nach einer Zeit von etwas über einer Stunde konnte auch bei der Verwendung von bei 800°C aktiviertem Metakaolin eine ähnliche Feinstaubreduzierung gemessen werden wie bei den Zusammensetzungen mit bei 400°C aktiviertem Kaolin (Linie 50) und bei 600°C aktiviertem Kaolin (Linie 60). Eine mögliche Erklärung für dieses Phänomen könnte sein, dass in den Zusammensetzungen mit dem bei 400°C aktiviertem Kaolin (Linie 50) und bei 600°C aktiviertem Kaolin (Linie 60) noch enthaltenes Kristallwasser während der Verbrennung ausgetrieben wird austretender Wasserdampf den Zerfall der Zusammensetzung 1 begünstigt, wodurch ein größeres Oberfläche-zu-Volumen-Verhältnis ausgebildet und damit auch die Aktivität erhöht wird.Furthermore, the diagram shows that only when adding compositions that contain 0.3 mass percent (Ma-%) of thermally activated kaolin (kaolin line 50 activated at 400 ° C and kaolin line 60 activated at 600 ° C) after just 15 minutes of burning time TPM is measured, which roughly corresponds to that after 120 minutes. These compositions 1 therefore show very good fine dust reduction even at lower combustion temperatures. Surprisingly, the measurement results show that metakaolin, which was obtained by activation of kaolin at 800 ° C (line 20), causes a significantly smaller reduction in the formation of fine dust at the beginning of a combustion process. Only after a time of just over an hour could a similar reduction in fine dust be measured when using metakaolin activated at 800 ° C as with the compositions with kaolin activated at 400 ° C (line 50) and kaolin activated at 600 ° C (line 60). A possible explanation for this phenomenon could be that crystal water still contained in the compositions with the kaolin activated at 400 ° C (line 50) and kaolin activated at 600 ° C (line 60) is expelled during combustion and escaping water vapor causes the composition to decompose 1 favors, which creates a larger surface-to-volume ratio and thus increases activity.

Eine Feinstaubreduzierung bereits 15 Minuten nach Beginn der Verbrennung zeigen auch alle anderen dargestellten Zusammensetzungen (Linien 20, 30 und 40), jedoch ist diese geringer als in denjenigen Zusammensetzungen (Linien 50 und 60), die eine gleiche Menge eines bei 400°C oder 600°C thermisch aktivierten Kaolins enthalten.All other compositions shown (lines 20, 30 and 40) also show a reduction in particulate matter just 15 minutes after the start of combustion, but this is lower than in those compositions (lines 50 and 60) that contain the same amount of one at 400 ° C or 600 °C thermally activated kaolin.

Zu diesem positiven Effekt können mehrere Eigenschaften beitragen: einerseits wird durch die thermische Aktivierung Kristallwasser aus dem Kaolin ausgetrieben, so dass der Anteil reaktiver Spezies pro Gewichtseinheit steigt. Andererseits kann durch die thermische Aktivierung verhindert werden, dass bei einer Verbrennung zunächst das enthaltene Kristallwasser ausgetrieben werden muss, was zu einer Reduzierung der Brenntemperatur und damit schlechterer Verbrennung führen kann.Several properties can contribute to this positive effect: on the one hand, thermal activation drives crystal water out of the kaolin, so that the proportion of reactive species per unit of weight increases. On the other hand, thermal activation can prevent the crystal water contained in combustion from having to be expelled first, which can lead to a reduction in the combustion temperature and thus poorer combustion.

Die Anmelderin behält sich vor, sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale als erfindungswesentlich zu beanspruchen, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.The applicant reserves the right to claim all features disclosed in the application documents as essential to the invention, provided that they, individually or in combination, are new compared to the prior art.

Claims (15)

Zusammensetzung zur Reduzierung der Feinstaubbildung bei der Verbrennung von Feststoff, umfassend mindestens eine erste die Feinstaubbildung reduzierende Komponente, welche ausgewählt ist aus einer Gruppe, die Al2O3, Al(OH)3, Bauxit, Talkum, Kaolin, Kaolinit und kaolinhaltige Tone umfasst,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Zusammensetzung eine zweite, die Feinstaubbildung reduzierende Komponente umfasst, welche ausgewählt ist aus einer Gruppe, die Kaolin, Metakaolin, thermisch aktivierte Dreischichtsilikate, Flugasche und Mikrosilica und/oder Kombinationen dieser Substanzen umfasst.
Composition for reducing the formation of particulate matter during the combustion of solid matter, comprising at least a first component that reduces the formation of particulate matter, which is selected from a group that includes Al 2 O 3 , Al(OH) 3 , bauxite, talc, kaolin, kaolinite and kaolin-containing clays ,
characterized in that
the composition comprises a second component that reduces particulate matter formation, which is selected from a group that includes kaolin, metakaolin, thermally activated three-layer silicates, fly ash and microsilica and / or combinations of these substances.
Zusammensetzung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die zweite, die Feinstaubbildung reduzierende Komponente zur Bindung von feinstaubbildenden Na- und/oder K-Salzen bei Verbrennungstemperaturen ≤ 650°C geeignet ist und vorzugsweise eine oder mehrere Substanzen aus einer Gruppe umfasst, die Kaolin, Halloysit, Dickit und Nakrit umfasst, wobei mindestens eine dieser Substanzen thermisch aktiviert ist.
Composition according to claim 1,
characterized in that
the second component, which reduces fine dust formation, is suitable for binding fine dust-forming Na and/or K salts at combustion temperatures ≤ 650 ° C and preferably comprises one or more substances from a group that includes kaolin, halloysite, dickite and nacrite, wherein at least one of these substances is thermally activated.
Zusammensetzung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die zweite, die Feinstaubbildung reduzierende Komponente als Partikulärer Feststoff vorliegt, welcher vorzugsweise eine Partikelgröße (Sedigraph) d95 ≤ 100 µm, bevorzugt ≤ 50 µm, weiter bevorzugt ≤ 20 µm, insbesondere bevorzugt ≤ 10 µm aufweist.
Composition according to one of the preceding claims,
characterized in that
the second component that reduces the formation of fine dust is present as a particulate solid, which preferably has a particle size (Sedigraph) d 95 ≤ 100 µm, preferably ≤ 50 µm, more preferably ≤ 20 µm, particularly preferably ≤ 10 µm.
Zusammensetzung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Verhältnis der ersten die Feinstaubbildung reduzierenden Komponente zu der zweiten die Feinstaubbildung reduzierende Komponente im Bereich von 1:99 - 99:1, bevorzugt 50:50 - 98:2, weiter bevorzugt 60:40 - 95:5 und insbesondere bevorzugt 75:25 - 90:10 liegt.
Composition according to one of the preceding claims,
characterized in that
a ratio of the first component that reduces fine dust formation to the second component that reduces fine dust formation in the range of 1:99 - 99:1, preferably 50:50 - 98:2, more preferably 60:40 - 95:5 and particularly preferably 75:25 - 90:10.
Zusammensetzung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
sie eine brennbare Substanz umfasst, welche vorzugsweise ausgewählt ist aus einer Gruppe, die Holz, Stroh, Spelzen, Gras, Kleie, Hefezellen, Getreide, Hanf, Obst- und/oder Gemüsekerne, Braunkohle, Braunkohlekoks, Braunkohlepulver, Trockenschlempe (DDGS), Steinkohle, Steinkohlekoks, Steinkohlepulver, Holzkohle, Holzkohlepulver, Pflanzenfasern, Cellulosefasern, Papier und Petrolkoks umfasst.
Composition according to one of the preceding claims,
characterized in that
it comprises a combustible substance, which is preferably selected from a group that includes wood, straw, husks, grass, bran, yeast cells, grain, hemp, fruit and / or vegetable seeds, lignite, lignite coke, lignite powder, dry stillage (DDGS), hard coal , hard coal coke, hard coal powder, charcoal, charcoal powder, plant fibers, cellulose fibers, paper and petroleum coke.
Zusammensetzung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Zusammensetzung ein Bindemittel umfasst und vorzugsweise als Pellet, Brikett, Granulat, Ofenanzünder, Grillanzünder und/oder Press-Scheit vorliegt, wobei das Bindemittel vorzugsweise ausgewählt ist aus einer Gruppe, die kohlenwasserstoffbasierte Materialien, Öl, Wachs, Kleister und Mehl umfasst.
Composition according to one of the preceding claims,
characterized in that
the composition comprises a binder and is preferably present as a pellet, briquette, granulate, oven lighter, grill lighter and/or pressed log, wherein the binder is preferably selected from a group that includes hydrocarbon-based materials, oil, wax, paste and flour.
Zusammensetzung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
sie einen Brennstoff umfasst, welcher unter Feinstaubbildung verbrennbar ist, wobei vorzugsweise der Anteil der zweiten, die Feinstaubbildung reduzierenden Komponente bezogen auf den Brennstoff im Bereich von 0,05 - 5 Gew.-%, bevorzugt 0,1 - 4 Gew.- %, weiter bevorzugt 0,15 - 3 Gew.-% und besonders bevorzugt 0,2 - 2.5 Gew.-% liegt.
Composition according to one of the preceding claims,
characterized in that
it comprises a fuel which can be burned with the formation of fine dust, preferably the proportion of the second component which reduces the formation of fine dust, based on the fuel, in the range of 0.05 - 5% by weight, preferably 0.1 - 4% by weight, more preferably 0.15 - 3% by weight and particularly preferably 0.2 - 2.5% by weight.
Verfahren zur Verbrennung eines festen Brennstoffs in einer Feuerstätte,
dadurch gekennzeichnet, dass
dem Brennstoff eine Zusammensetzung zur Reduzierung der Feinstaubbildung zugesetzt wird, wobei diese Zusammensetzung - mindestens eine erste die Feinstaubbildung reduzierende Komponente, welche ausgewählt ist aus einer Gruppe, die Al2O3, Al(OH)3, Bauxit, Talkum, Kaolin, Kaolinit und kaolinhaltige Tone umfasst, und - eine zweite, die Feinstaubbildung reduzierende Komponente, welche ausgewählt ist aus einer Gruppe, die Kaolin, Metakaolin, thermisch aktivierte Dreischichtsilikate, Flugasche und Mikrosilica und/oder Kombinationen dieser Substanzen umfasst.
Method for burning a solid fuel in a fireplace,
characterized in that
a composition to reduce the formation of fine dust is added to the fuel, this composition - at least one first component that reduces fine dust formation, which is selected from a group that includes Al 2 O 3 , Al (OH) 3 , bauxite, talc, kaolin, kaolinite and kaolin-containing clays, and - a second component that reduces fine dust formation, which is selected from a group that includes kaolin, metakaolin, thermally activated three-layer silicates, fly ash and microsilica and / or combinations of these substances.
Verfahren zur Verbrennung eines festen Brennstoffs in einer Feuerstätte nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Zusammensetzung eine Zusammensetzung nach einem der der Ansprüche 1 - 7 ist oder eine solche Zusammensetzung umfasst.
Method for burning a solid fuel in a fireplace according to claim 8,
characterized in that
the composition is a composition according to any one of claims 1-7 or comprises such a composition.
Verfahren zur Verbrennung eines festen Brennstoffs in einer Feuerstätte nach einem der Ansprüche 8 - 9,
gekennzeichnet durch eine Ermittlung mindestens einer Eigenschaft einer Feuerstätte und eine Berechnung einer Menge der ersten die Feinstaubbildung reduzierende Komponente und/oder der zweiten, die Feinstaubbildung reduzierende Komponente, wobei in die Berechnung der Menge die mindestens eine ermittelte Eigenschaft der Feuerstätte einfließt und bei Zugabe der berechneten Menge zu einer Verbrennung in dieser Feuerstätte die Feinstaubbildung besonders effektiv reduziert ist.
Method for burning a solid fuel in a fireplace according to one of claims 8 - 9,
marked by a determination of at least one property of a fireplace and a calculation of an amount of the first component that reduces the formation of fine dust and / or the second component that reduces the formation of fine dust, the at least one determined property of the fireplace being included in the calculation of the amount and when the calculated amount is added to a combustion in this fireplace, the formation of fine dust in particular is effectively reduced.
Verfahren zur Verbrennung eines festen Brennstoffs in einer Feuerstätte nach Anspruch 10,
gekennzeichnet dadurch, dass
mindestens eine ermittelte Eigenschaft der Feuerstätte ausgewählt ist aus einer Gruppe, die eine Abmessung der Feuerstätte, eine Abmessung einer Brennkammer, ein Volumen der Brennkammer, eine Masse der Feuerstätte, ein Material der Feuerstätte, ein Material der Brennkammerauskleidung, ein Volumenstrom einer der Brennkammer zuführbaren Zuluft, ein Volumenstrom einer von der Brennkammer abführbaren Abluft, eine Zusammensetzung eines Zuluftstroms, ein Luftdruck, ein Druckunterschied zwischen Zu- und Abluftstrom, eine Höhe der Feuerstätte über einem Referenzpunkt (vorzugsweise einem normierten Referenzpunkt wie beispielsweise "Normalhöhennull" (Deutschland, DHHN2016), "metres au-dessus du niveau de la mer" (Frankreich, NGF-IGN69) oder "metres above sea level" (Vereinigtes Königreich, ODN)), ein Strömungsverlauf innerhalb der Brennkammer, eine Temperaturverteilung innerhalb der Brennkammer, eine Art eines einzusetzenden Brennmaterials, ein Mischungsverhältnis verschiedener Brennmaterialien, ein Brennwert eines eingesetzten Brennstoffs, eine Temperatur der Verbrennung, eine Temperaturverteilung innerhalb der Brennkammer und ein (Brenn-) Materialfluss während einer Verbrennung umfasst.
Method for burning a solid fuel in a fireplace according to claim 10,
characterized by that
at least one determined property of the fireplace is selected from a group that includes a dimension of the fireplace, a dimension of a combustion chamber, a volume of the combustion chamber, a mass of the fireplace, a material of the fireplace, a material of the combustion chamber lining, a volume flow of supply air that can be supplied to the combustion chamber , a volume flow of exhaust air that can be removed from the combustion chamber, a composition of a supply air flow, an air pressure, a pressure difference between supply and exhaust air flow, a height of the fireplace above a reference point (preferably a standardized reference point such as "Normalhöhennull" (Germany, DHHN2016), " meters au-dessus du ebene de la mer" (France, NGF-IGN69) or "metres above sea level" (United Kingdom, ODN)), a flow pattern within the combustion chamber, a temperature distribution within the combustion chamber, a type of fuel to be used, a mixing ratio of different fuel materials, a calorific value of a fuel used, a temperature of the combustion, a temperature distribution within the combustion chamber and a (combustion) material flow during combustion.
Verfahren zur Verbrennung eines festen Brennstoffs in einer Feuerstätte nach einem der Ansprüche 10 oder 11,
gekennzeichnet durch
die Ermittlung mindestens einer Eigenschaft der Feuerstätte mittels eines Sensors der Feuerstätte erfolgt und/oder mindestens eine Eigenschaft aus einer Datenbank ausgelesen wird, welche vorzugsweise ein Wetterdatum umfasst.
Method for burning a solid fuel in a fireplace according to one of claims 10 or 11,
marked by
at least one property of the fireplace is determined by means of a sensor of the fireplace and/or at least one property is read from a database, which preferably includes a weather date.
Verfahren zur Verbrennung eines festen Brennstoffs in einer Feuerstätte nach einem der Ansprüche 8 - 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
dem Brennstoff die Zusammensetzung in einer Menge zugesetzt wird, sodass der Anteil der zweiten, die Feinstaubbildung reduzierenden Komponente bezogen auf den Brennstoff im Bereich von 0,05 - 5 Gew.-%, bevorzugt 0,1 - 4 Gew.-%, weiter bevorzugt 0,15 - 3 Gew.-% und besonders bevorzugt 0,2 - 2,5 Gew.-% liegt.
Method for burning a solid fuel in a fireplace according to one of claims 8 - 12,
characterized in that
the composition is added to the fuel in an amount so that the proportion of the second component that reduces fine dust formation, based on the fuel, is in the range of 0.05 - 5% by weight, preferably 0.1 - 4% by weight, more preferably 0.15 - 3% by weight and particularly preferably 0.2 - 2.5% by weight.
Verfahren zur Verbrennung eines festen Brennstoffs in einer Feuerstätte nach einem der Ansprüche 8 - 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Feuerstätte eine Einzelraumfeuerstätte ist.
Method for burning a solid fuel in a fireplace according to one of claims 8 - 13,
characterized in that
the fireplace is a single-room fireplace.
Verfahren zur Verbrennung eines festen Brennstoffs in einer Feuerstätte nach einem der Ansprüche 8 - 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Berechnen der Menge der ersten die Feinstaubbildung reduzierende Komponente und/oder der zweiten, die Feinstaubbildung reduzierende Komponente in einem Computer-implementierten Verfahrensschritt erfolgt, wobei die zuvor ermittelte Eigenschaft der Feuerstätte einer insbesondere Prozessor-basierten Berechnungseinrichtung zugeführt wird und unter Verwendung eines, insbesondere trainierbaren, Modells maschinellen Lernens herangezogen wird, wobei zur Erzeugung des Modells maschinellen Lernens eine Vielzahl von Datensätzen herangezogen wird, welche an verschiedenen Feuerstätten unter Berücksichtigung mindestens einer Menge der ersten die Feinstaubbildung reduzierende Komponente und/oder der zweiten, die Feinstaubbildung reduzierende Komponente sowie eines Abgaswertes erzeugt wurden.
Method for burning a solid fuel in a fireplace according to one of claims 8 - 13,
characterized in that
the calculation of the amount of the first component that reduces the formation of fine dust and / or the second component that reduces the formation of fine dust is carried out in a computer-implemented method step, the previously determined property of the fireplace being fed to a particular processor-based calculation device and using a, in particular, trainable one , machine learning model is used, wherein a large number of data sets are used to generate the machine learning model, which are generated at different fireplaces taking into account at least a quantity of the first component that reduces the formation of fine dust and / or the second component that reduces the formation of fine dust and an exhaust gas value became.
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