Publikation

Characterization of fly ashes from biomass combustion with focus on their utilization

Outline:

C. Lanzerstorfer - Characterization of fly ashes from biomass combustion with focus on their utilization - Phd Thesis, Universität für Bodenkultur Wien, Österreich, 2016, pp. 1-111

Abstract:

Flugaschen aus mehreren Verbrennungsanlagen welche unterschiedliche Biomasse als Brennstoff einsetzten, wurde in mehreren Studien untersucht. In drei Studien lag der Schwerpunkt auf der chemischen Zusammensetzung und den physikalischen Eigenschaften der Flugaschen. In einer weiteren Studie wurde die Fließfähigkeit von Flugaschen aus der Verbrennung von Waldhackgut genauer untersucht. Die Abhängigkeit der Konzentration von verschiedenen Stoffen von der Korngröße wurde für eine Flugasche untersucht. Weiters wurde ein zweistufiger Laugungsprozess zur Entfernung von Schwermetallen aus der Flugasche in einem größeren Laborversuch getestet. In der Fachliteratur sind nur wenige Daten über die physikalischen Eigenschaften von Biomasseflugasche vorhanden. Die in den Studien gemessenen Daten stellen daher eine verbreiterte Basis für die Auslegung von Förder- und Lagereinrichtungen für Flugasche zur Verfügung. Die Ergebnisse zeigten auch, dass belastbare Ergebnisse zur Fließfähigkeit von Flugaschen nur mittels Scherversuchen erhalten werden können. Mit der Messung des Schüttwinkels, der oft als Indikator für die Fließfähigkeit verwendet wird, wurde in mehreren Fällen die Fließfähigkeit überschätzt. Als der Parameter mit dem größten Einfluss auf die Fließfähigkeit wurde die Partikelgröße identifiziert. Anhand einer Zyklonasche einer Waldhackgutverbrennungsanlage wurde die Abhängigkeit der Konzentration verschiedenster Komponenten von der Partikelgröße gezeigt. Mehrere Schwermetalle (Bi, Cd, Cu, Hg, Pb und Zn) und Nährstoffe (K und NO3-) waren in den Feinfraktionen angereichert während andere Komponenten (Fe, Al, Si, Ti, As, Ba und V) abgereichert waren. Für eine Reihe von weiteren Komponenten wurde keine ausgeprägte Abhängigkeit festgestellt. Bei den meisten Flugaschen aus der Verbrennung von Waldhackgut war die Konzentration eines oder mehrerer Schwermetalle über dem Grenzwert für die Ausbringung auf land- und forstwirtschaftlich genutzten Flächen. Daher wäre für eine Ausbringung eine Behandlung dieser Asche zur Verringerung der Schwermetallkonzentrationen erforderlich. Im Gegensatz dazu waren die Flugaschen aus der Verbrennung von Stroh und Miscanthus nur geringfügig mit Schwermetallen belastet. Diese können daher ohne Vorbehandlung ausgebracht werden. Ein zweistufiger Laugungsprozess zur Reduktion des Schwermetallgehalts von Biomasse-flugaschen wurde untersucht. Die Ergebnisse bestätigten das Potential des Verfahrens, den Schwermetallgehalt bei gleichzeitig akzeptablen Verlusten an Nährstoffen zu reduzieren. Die Möglichkeiten zur Verwendung von Biomasseverbrennungsflugaschen in Baustoffen scheinen sehr limitiert. Unter Berücksichtigung des Chloridgehalts der verschiedenen Biomasseverbrennungsflugaschen könnte dies nur für Zyklonasche aus der Verbrennung von Waldhackgute eine sinnvolle Option zu sein.