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09. Wie verbrennen Holz und Holzbriketts?

09. Wie verbrennen Holz und Holzbriketts? - Ein Artikel von Maria Hanisch.

Die drei Phasen der Holzverbrennung bei Holzbriketts

Zur optimalen Verbrennung und Energiefreisetzung benötigten Holz bzw. Holzbriketts zwei grundlegende Dinge: Sauerstoff und genügend Hitzeentwicklung. Der Verbrennungsprozess von Holz beginnt immer von außen durch Wärmeeinwirkung und läuft in drei Phasen nach innen ab:

1. Phase: Trocknung

Im ersten Schritt wird das Holz oder die Holzbriketts durch Anzünden erhitzt. Die Temperaturen betragen während  dieser Phase noch rund 100° bis 150° Celsius. Das Wasser, welches im Holz bzw. in den Holzbriketts gebunden vorliegt, wird erwärmt und anschließend als Wasserdampf kondensiert. Da für diesen Prozess viel Energie aufgewendet wird, ist es wichtig, Holz mit geringer Restfeuchte von unter 21 % zu verfeuern. Feuchtes Holz brennt nur schlecht an, verbrennt unvollständig und begünstigt die Bildung von gefährlichen Feinstaubemissionen wie Ruß oder Teer.

Wie verbrennt Holz

2. Phase: Entgasung / Pyrolyse

Nachdem die Restfeuchte fast vollständig verdampft ist, fängt nun das Holz bzw. die Holzbriketts an zu verbrennen. Im ersten Teil dieser Phase entwickeln sich Temperaturen zwischen 150° und 180° Celsius; die flüchtigen Holzbestanteile werden gasförmig.

Der als Pyrolyse oder Brenzen bezeichnete Teil der Zersetzung von Verbindungen im Holz beginnt bei ungefähr 250° Celsius. Das entstehende Gas besteht größtenteils aus organischen Stoffen, Kohlenstoffmonoxid (CO) sowie Wasserstoff (H). Nachdem die Pyrolyse bei 600° Celsius abgeschlossen ist, beträgt der Holzanteil nur noch rund 14 % seiner Ausgangsmasse. Die restlichen 85 % sind in Form von Wasserkondensat, Kohlenstoffdioxid (CO2) und weiteren brennbaren Gasen entwichen. Als Pyrolyseprodukt entsteht Holzkohle.

In der Phase der Entgasung werden knapp 70 % der gesamten Energieausbeute des Brennstoffs verbraucht. Im Kamin kann man nun ein besonders starkes Flammenspiel beobachten.

3. Phase: Oxidation

In der letzten Phase herrschen in der Heizanlage zu Beginn knapp 600° Celsius. Nun reagieren die brennbaren Gase der Holzkohle mit dem Sauerstoff und oxidieren. Es wird weitere Energie freigesetzt. Die Temperaturen können bis zum Ende der Oxidationsphase 1300° Celsius erreichen.

Als Verbrennungsprodukt der Holzbriketts bleibt Holzasche zurück, die 0,5 bis 1 % der gesamten Holzmasse ausmacht und sich aus den nichtbrennbaren Anteilen (unter anderem  Carbonate, Sulfate, Chloride) des Holzes zusammensetzt.

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