Katalysator
Beschrijving
De katalysator kan als retrofit geïnstalleerd worden in een bestaand toestel in de kachelpijp. Voor de algemene werking van een katalysator verwijzen we naar Ontwerp van nieuwe toestellen - secundaire maatregelen.
In Vlaanderen wordt de ABCAT (After Burning CATalyst) aangeboden, dewelke ingebouwd wordt als retrofit in de rookgasafvoer van een bestaande kachel.
Toepasbaarheid
Voor de algemene toepasbaarheid verwijzen we naar Ontwerp van nieuwe toestellen - secundaire maatregelen.
De toepasbaarheid van een katalysator in de kachelpijp heeft enkele bijkomende beperkingen:
- De activatietemperatuur kan minder snel bereikt worden in vergelijking met de installatie in de verbrandingskamer: vereiste temperatuurpieken van minimaal 300°C. De katalysator wordt dus best zo dicht mogelijk na de verbrandingskamer geplaatst, waar de rookgassen niet te sterk zijn afgekoeld.
- Een katalysator wordt best ingezet na het toepassen van de primaire maatregelen om tot een optimale verbranding te komen. Voor oude toestellen kan de levensduur van de katalysator korter zijn omwille van beschadiging door een te hoge concentratie aan vervuilende stoffen. (Mack R. , et al., 2017)
De retrofit ABCAT, afgebeeld op onderstaande Figuur, is reeds een aantal jaren op de markt, en hiervan zijn meerdere honderden reeds bij huishoudelijke stookinstallaties in gebruik. Er bestaan verschillende katalysator diameters en lengtes die afgestemd zijn op het vermogen van de kachel (5 kW tot 15 kW). Bij het aansteken van de kachel staat de katalysator in bypass en is hij dus niet actief. Direct na het aansteken en het sluiten van de kacheldeur wordt de katalysator in werkzame stand gedraaid. Tijdens deze opstartfase, als de katalysator in werkzame stand staat maar nog niet voldoende opgewarmd is, heeft hij enkel een filterende en nog geen katalytische werking.
Figuur: ABCAT katalysator ingebouwd als retrofit (Leveranciersinformatie katalysator, 2019)
Milieuvoordeel
Voor de algemene milieuvoordelen en cross media effecten van een katalysator verwijzen we naar Ontwerp van nieuwe toestellen - secundaire maatregelen. Volgens het grootschalig onderzoek Woodstoves2020 gaf de installatie van een retrofit keramische katalysator aan de uitlaat van de naverbrandingskamer onstabiele reducties, met een sterke daling van het verwijderingsrendement na verloop van tijd. De afnemende efficiëntie van de reductie wordt hoogstwaarschijnlijk veroorzaakt door de deactivatie van de katalysator. (Mack R. , et al., 2017).
Tijdens de bevraging van een vijftal metalen katalysator gebruikers werd onder meer gevraagd naar de aanleiding voor het laten plaatsen van een katalysator in hun kachel. Deze kwam er voornamelijk na klachten van buurtbewoners over de geurhinder. De klachten stopten dan ook na de plaatsing van de katalysator.
Volgens een test van de verdeler van metalen retrofit katalysatoren kunnen onderstaande resultaten behaald worden met de ABCAT katalysator als retrofit[1]:
Tabel: resultaten katalysator als retrofit (Leveranciersinformatie katalysator, 2019)
|
Emissie parameter concentratie |
Zonder ABCAT katalysator |
Met ABCAT katalysator |
Verschil |
|
CO (mg/m³) |
875 |
375 |
-57% |
|
Fijn stof (mg/m³) |
39 |
14 |
-64% |
|
NOx (mg/m³) |
123 |
142 |
+14% |
|
OGC (mg/m³) |
104 |
51 |
-51% |
|
PAK’s (ug/g) |
2.538 |
624,7 |
-75% |
Langetermijn metingen, alsook metingen op de volledige verbrandingscyclus, geven wellicht een beter zicht op de effectieve efficiëntie van deze maatregelen, maar zijn op dit moment (nog) niet beschikbaar.
Voor oude, vervuilende toestellen moet in elk geval een afweging gebeuren tussen de aankoop van een nieuw performanter toestel (met niet alleen lagere emissies, maar ook een hogere energie-efficiëntie) en het plaatsen van een katalysator.
Financiële aspecten
Metalen katalysatoren zijn beschikbaar vanaf €370, exclusief installatie. De installatie betreft het vervangen van het eerste segment kachelpijp na de kachel (Leveranciersinformatie katalysator, 2019)
Keramische katalysatoren zijn beschikbaar vanaf €700 exclusief installatie (Chimcat, 2019).
Bij heel hoge temperaturen zijn niet edelmetalen (zoals Ni, Cu, en Mg) ook geschikt als katalysator. Door de lagere temperatuur bij een constructie op de schouw is enkel het gebruik van edelmetalen (Pt, Rh, en/of Pd) mogelijk (lagere activatietemperatuur) waardoor de kosten hoger kunnen liggen tov geïntegreerde katalysatoren. (Mack R. , et al., 2017)
| Milieuvriendelijke techniek | Technische aspecten | Milieuaspecten | BBT | |||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Bewezen | Algemeen toepasbaar | Interne veiligheid | Kwaliteit | Globaal - technisch | Afvalwater | Stof | Geur | VOS+PAK | CO | Afval | Energie - rendement | Energie - elektriciteitsverbruik | Globaal - milieu | Economisch | ||
- Legende
1 Het plaatsen van een katalysator is technisch toepasbaar indien er een gesloten en goed bereikbaar rookgaskanaal is vlakbij de verbrandingsruimte, en het verbrandingstoestel correct werkt (zonder gebreken). De goede werking van de techniek is sterk afhankelijk van gebruikersgedrag (bv. regelmatig onderhoud, een correct stookgedrag), en daarom enkel geschikt voor gebruikers die bereid zijn de nodige inspanningen hiervoor te leveren.
2 Het gebruik van een katalysator kan mogelijk wel de emissies van schadelijke stoffen (chloorfenol en dioxines) verhogen. Een studie uit Finland (Kaivosoja, et al., 2012) gaf verhogingen van een factor 4,3 en 8,7 voor chlorofenol en dioxines, respectievelijk. De reden hiervoor is het katalytisch effect van Pt en Pd op de vorming van deze gevaarlijke stoffen. Deze test werd uitgevoerd op een slecht werkende saunakachel; het is dus onduidelijk of de vorming van gevaarlijke stoffen een risico is bij goed werkende verbrandingstoestellen.
3 De techniek heeft een significante meerkost (vanaf €370, exclusief installatie), die afhankelijk van het profiel van de gebruiker (bv. aantal uren dat men het toestel wil gebruiken, tijd/moeite die men wil investeren in correct stookgedrag, onderhoud enzoverder) en van het type (ketel, haard of kachel) en de leeftijd/milieuprestaties van het toestel, wel of niet in een redelijke verhouding staat tegenover de verbeterde milieuprestaties. Voor oude, vervuilende toestellen moet in elk geval een afweging gebeuren tussen de aankoop van een nieuw performanter toestel (met niet alleen lagere emissies, maar ook een hogere energie-efficiëntie) en het plaatsen van een katalysator (zie bespreking onder paragraaf 5.2.5).