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News vom 09.09.2019

Themenserie "Feinstaub" - 4 Teil

Welche Arten von Feinstaubfiltern gibt es? Teil 1: aktive, elektrostatische Filter

Nachdem bereit beschrieben wurde, was Feinstaub ist, wie er entsteht und wie man ihn auch von vornherein vermindern kann, geht es nun darum, wie man ihn aus dem Schornstein bekommt. Generell gibt es vier Verfahren. Massenkraft- und nassarbeitende Abscheider sind für Kaminöfen eher nicht interessant, weil sie meist in großtechnischen Anlagen zum Einsatz kommen. Für kleinere Feuerstätten werden entweder filternde oder elektrische Abscheider genutzt. Um letztere soll es uns heute gehen.

Die Feinstaubpartikel werden bei der elektrostatischen Filterung aufgeladen, bilden größere Einheiten und bleiben an der Wand haften. <br />Bild: Kutzner+Weber
Die Feinstaubpartikel werden bei der elektrostatischen Filterung aufgeladen, bilden größere Einheiten und bleiben an der Wand haften.
Bild: Kutzner+Weber

Elektrische Abscheider arbeiten, der Name verrät es schon, nach dem elektrostatischen Prinzip. Deswegen werden sie auch aktive Filter genannt, da für sie ein gewisser (wenn auch minimaler) Aufwand an elektrischer Arbeit notwendig ist, während passive Filter nur durch ihre Beschaffenheit Feinstaub abscheiden.

Das elektrostatische Prinzip kennt jeder, der schon mal einen synthetischen Pullover über den Kopf gezogen und sich anschließend über seine Haarpracht gewundert hat. Kleine Teilchen, und so auch Feinstaub, werden durch bestimmte physikalische Vorgänge aufgeladen und bleiben dann an verschiedenen Materialien haften. Im Falle der Haare ist es das Streben nach dem Pullover, das sie sich aufrichten lässt.

Regelmäßige Reinigung wichtig

Der Prozess läuft wie folgt ab: Zuerst werden die Teilchen, also der Feinstaub, nach dem oben beschriebenen Prinzip mittels eines Gleichspannungsfeldes bei einer Spannung zwischen 20.000 und 100.000 Volt aufgeladen. Danach streben sie zu einer sogenannten Niederschlagselektrode, an der sie anhaften und ihre Ladung wieder abgeben. Diese Elektrode muss ab und an gereinigt werden, denn sonst könnte man sie vor lauter Feinstaub gar nicht mehr erkennen und sie würde auch keinen Staub mehr aufnehmen.

Für die Niederschlagselektrode kommen zwei Formen in Frage. Das sind zum einen Rohrelektrofilter. Sie werden aus mehreren parallel verlaufenden Röhren zusammengesetzt. Durch sie strömt die Verbrennungsluft mit dem Feinstaub. Das Rohr wird wie beschrieben aufgeladen und das Gas immer vertikal hindurch geleitet. Ein sogenannter Sprühdraht im Inneren der Rohre sorgt für eine Rotationsbewegung des Gases und dadurch für eine gleichmäßige Anhaftung des Feinstaubs in den Röhren. Dieser Abscheider arbeitet nach dem Prinzip der Nassentstaubung, die etwas aufwendiger ist als die Trockenentstaubung. Bei Kaminöfen kommt sie daher kaum zum Einsatz.

Trockenentstaubung bei Kaminöfen

Deswegen sind hier die nach dem Prinzip der Trockenentstaubung arbeitenden Plattenelektrofilter weit verbreitet – auch als Nachrüstsätze für schon bestehende Anlagen. Bei ihnen werden als Elektrode Platten genutzt, die ebenfalls vertikal angeordnet werden. Auch hier strömen die Abgase aus dem Kaminofen mit einer Geschwindigkeit von ein bis vier Metern je Sekunde hindurch – allerdings in horizontaler Richtung. Sowohl bei Filtern mit Nass- als auch mit Trockenentstaubung handelt sich um Hochspannungseinrichtungen. Deswegen müssen sie entsprechend isoliert sein.

Der große Vorteil dieser Lösung: Innerhalb des Schornsteins kommt es kaum zu Druckverlusten, der Brennvorgang wird also durch elektrostatische Filter nicht behindert. Dafür nimmt man den (wenn auch nur minimalen) Energiebedarf in Kauf. Beschrieben sind die Elektroabscheider in der VDI-Richtlinie 3678.

Im nächsten Teil unserer Serie am 11.09.2019 werden passive Filter beschrieben, die etwa mit katalytischen Prozessen arbeiten.

Bisher erschienen:
1: Was ist Feinstaub und wie entsteht er? 
2. Welche Normen und Gesetze sind beim Feinstaub einzuhalten?
3. Welche Rolle spielen die Brennstoffe in einem Gebäude bei der Feinstaubbildung?
4. Welche Arten von Feinstaubfiltern gibt es? Teil 1: aktive, elektrostatische Filter   

Demnächst erscheinen:
5. Welche Arten von Feinstaubfiltern gibt es? Teil 2: passive, katalytische Filter 
6. Welche Arten von Feinstaubfiltern gibt es? Teil 3: alternative Lösungen 
7. Wie und mit welchen Filtern lassen sich Kaminöfen am besten nachrüsten? 
8. Praktische Beispiele von Filtern bei neuen Öfen und in der Nachrüstung

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