FEINSTAUBREDUZIERENDE ZUSAMMENSETZUNG SOWIE VERFAHREN ZUR FEINSTAUBREDUZIERUNG IN EINER FEUERSTÄTTE

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 Al₂O₃, Al(OH)₃, 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.

Beschreibung

[0001] 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.

[0002] 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 reduzieren

[0003] 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.

[0004] 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.

[0005] 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.

[0006] 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.

[0007] 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.

[0008] 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.

[0009] 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.

[0010] 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.

[0011] 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.

[0012] 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.

[0013] 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.

[0014] Im erwähnten Beispiel reagiert Metakaolin mit KOH gemäß der folgenden Reaktionsgleichung zu einem schwerflüchtigen Kaliumaluminiumsilikat und Wasser: Al₂Si₂O₇ + 2 KOH → 2 KAlSiO₄ + H₂O

[0015] 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).

[0016] Auch andere Substanzen wie beispielsweise Kaliumsulfat oder -chlorid können so in hochtemperaturstabile Substanzen umgewandelt und somit gebunden werden: 3 Al₂Si₂O₇ + 3 K₂SO₄ + 6 KOH → (K₂Al_2/3SiO₄)₆ • Al₂(SO₄)₃ + 3 H₂O

[0017] 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.

[0018] 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 werden

[0019] 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.

[0020] 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.

[0021] 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.

[0022] 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.

[0023] Diesen Nachteilen kann durch die vorherige Herstellung der zweiten Komponente und deren Einsatz in einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung entgegengewirkt werden.

[0024] 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.

[0025] Bevorzugt wird die Partikelgröße durch Mahlung und gegebenenfalls nachfolgende Siebung und/oder Sichtung eingestellt.

[0026] 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.

[0027] 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.

[0028] 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.

[0029] 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.

[0030] 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.

[0031] 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.

[0032] 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.

[0033] 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.

[0034] 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.

[0035] 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.

[0036] 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.

[0037] 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.

[0038] 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.

[0039] 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.

[0040] 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.

[0041] 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.

[0042] 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.

[0043] 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.

[0044] Durch dieses Verfahren kann die Bildung von Feinstaub bei der Verbrennung (fester) Brennstoffe wirksam reduziert werden.

[0045] 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.

[0046] In einer bevorzugten Variante des Verfahrens wird eine Zusammensetzung verwendet, wie sie oben produktseitig beschrieben wurde.

[0047] 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.

[0048] 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.

[0049] 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.

[0050] 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.

[0051] 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.

[0052] 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.

[0053] 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.

[0054] 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.

[0055] 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.

[0056] 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.

[0057] 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.

[0058] 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.

[0059] 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.

[0060] 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.

[0061] 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.

[0062] 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.

[0063] 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.

[0064] 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.

[0065] Umgekehrt kann das Verfahren mit allen im Rahmen der Zusammensetzung beschriebenen Merkmalen einzeln oder in Kombination miteinander durchgeführt werden.

[0066] 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.

[0067] 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.

[0068] 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.

[0069] 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.

[0070] 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.

[0071] 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.

[0072] Ergebnisse vergleichender Studien sind in den folgenden Tabellen dargestellt.

[0073] 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

[0074] 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.

[0075] 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

[0076] 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.

[0077] 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.

[0078] 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.

[0079] 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.

[0080] 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.

[0081] Ein weiterer Vorteil der Darreichungsform als Pellets ist die leichte Handhabbarkeit (beispielsweise ist Schaufeln leicht möglich) und die geringe Neigung zur Staubbildung.

[0082] 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.

[0083] 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.

[0084] 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.

[0085] 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

[0086] 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.

[0087] 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.

[0088] 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.

[0089] 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.

[0090] 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.

[0091] 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.

Ansprüche

1. 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.

2. 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.

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. 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.

7. 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.

8. 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.

9. 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.

10. 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.

11. 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.

12. 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.

13. 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.

14. Verfahren zur Verbrennung eines festen Brennstoffs in einer Feuerstätte nach einem der Ansprüche 8 - 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Feuerstätte eine Einzelraumfeuerstätte ist.

15. 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.

Zeichnung