Rauchgaskondensation
Abscheidung von verflüssigten Rauchgasbestandteilen, insbesondere Wasser
Bei der Verbrennung von Stoffen, in denen Wasserstoff chemisch gebunden ist (z. B. Methan) oder Feuchtigkeit enthalten ist (z. B. feuchtes Holz) wird Wasser freigesetzt, das bei Unterschreitung des Taupunktes kondensiert und in der flüssigen Phase anfällt. Weitere Kondensate wie längerkettige organische Verbindungen können sich infolge einer unvollständigen Verbrennung bilden. Schwefelbestandteile im Rauchgas können in Verbindung mit dem Wasserkondensat Säuren (Kohlensäure, Salpetersäure, schwefelige bzw. Schwefelsäure) bilden.
Soweit der Wärmeträger, der bei der Verbrennung erhitzt wird, eine Vorlauftemperatur unterhalb des Taupunktes aufweist, kann die Kondensationsenthalpie genutzt werden, um den Wärmeträger oder die Verbrennungsluft vorzuwärmen. Für die Wärmeübertragung werden Abgaswärmetauscher und im zweiten Fall Luftvorwärmer 'LuVo' verwendet. Durch die Nutzung der Kondensationsenthalpie der Rauchgasbestandteile reduziert sich der Brennstoffeinsatz und damit auch Kohlenstoffdioxid-Emissionen (CO2), da der Wirkungsgrad der Verbrennung steigt. Während bei der Verbrennung mit hoher Abgastemperatur nur der Heizwert des Brennstoffes ausgenutzt wird, kann bei der Rauchgaskondensation im Grenzfall einer vollständigen Kondensation der Brennwert des Brennstoffes ausgenutzt werden.
Das entstehende Kondensat reagiert je nach Inhaltsstoffen im Rauchgas (Schwefeldioxid, Stickoxide, Kohlensäure, Salzsäuregas) mehr oder weniger sauer und muss gegebenenfalls neutralisiert und über eine Kondensathebeanlage abgeführt werden.
Beim Einsatz der Brennstoffe Erdgas und Heizöl wird in Heizkesseln nach dem Stand der Technik die Rauchgaskondensation angewandt, um das Heizungswasser aus dem Rücklauf vorzuwärmen. Solche Heizkessel werden als Brennwertkessel bezeichnet. Da der Wirkungsgrad der Kessel in der Regel auf den Heizwert bezogen ist, können Brennwertkessel Wirkungsgrade von über 100 % erreichen.
Bei der meist unvollständig ablaufenden Verbrennung von Biomasse (beispielsweise bei Stückholz-Heizungen, Pelletsheizungen, u. a. m.) sowie von Kohle und brennbaren Abfällen scheiden sich bei Abkühlung des Rauchgases Glanzruß, Flugasche, Flugstaub, Holzteer oder Teer und gegebenenfalls unverbrannte Kohlenwasserstoffe ab. Diese verunreinigen die Oberflächen des Wärmeübertragers und führen zu festen Belägen in dem Schornstein. Darum werden beispielsweise Kaminöfen und Kachelöfen ohne Rauchgaskondensationsanlage mit Abgastemperaturen größer 120 °C betrieben.