Charakterisierung von Holzasche aus Biomassefernheizwerken

Zusammenfassung

Umfangreiche Analysen von Aschen aus Biomasseheizwerken und Untersuchungen zu deren Verwertbarkeit zeigten, daß im Normalfall eine Mischung aus Grob- und Zyklonflugasche im heizwerks-spezifischen Mengenverhältnis als Düngemittel kreislaufwirtschaftlich verwertet werden kann. Von Interesse ist in diesem Zusammenhang, inwieweit in der Biomasse enthaltene mineralische Verunreinigungen (Sand, Erde, Steine) für Schmelzpunktserniedrigungen und die damit besonders in Rindenfeuerungen beobachtete Schlackenbildung am Rost verantwortlich sind, da verschlackte und versinterte Aschenteile mit einer Größe über 2 cm vor einer Aschenausbringung auf Agrar-oder Forstflächen abgesiebt bzw. zerkleinert werden müssen. Weiters ist der Einfluß dieser Verunreinigungen auf die Homogenität der Asche von Bedeutung für die Analysenprobenahme.

Da in Biomasseheizwerken meist nur eine volumsmäßige Erfassung des Aschenanfalles möglich ist, ist für die Ermittlung der tatsächlich auftretenden Massenströme sowie für die Mengendosierung bei Aschenausbringung auch die Schüttdichte der einzelnen Aschefraktionen in Abhängigkeit vom eingesetzten Brennstoff und der auftretenden Korngröße von Interesse.

Schließlich können bei Kenntnis der Oberflächenbeschaffenheit der Flugaschepartikel die für eine Schwermetallanlagerung vom Rauchgas an die Asche wesentlichen Einflußgrößen abgeschätzt werden, wodurch die basis für eine gezielte Schwermetallabscheidung gegeben ist — die Schwermetalle sollen verstärkt in die Feinstflugaschenfraktion eingebunden werden, die aus dem Kreislauf ausgeschleust und deponiert wird.

In der beschriebenen Arbeit wurden die anfallenden Aschefraktionen in Rinden- und Holzfeuerungen hinsichtlich dieser Fragestellungen untersucht. Die gewonnenen Daten und Erkenntnisse liefern wichtige Grundlagen für verfahrenstechnische Maßnahmen zur Verbesserung einer Kreislaufwirtschaft mit Holzasche.

Abstract

Analyses of ashes from wood chips and bark combustion and research work about possibilities of utilization of these ashes showed that in general a mixture of bottom ash and cyclon fly-ash in the ratio as they occur in the plant can be used as a fertilizer and liming material. An important question is whether mineral impurities (sand, earth, stones) in the biomass are responsible for slagging on the grate (by lowering the melting point) because sintered and slagged ash with a particle size larger than 2 cm has to be sieved or milled before utilized. Furthermore, the influence of these impurities on the homogeneity of wood ash is important for taking and preparing samples for analysis.

Usually, the occurring ash fractions in biomass district heating plants can only be volumetrically measured. In order to determine the actual mass flow and to proportion the ash-amounts for fertilization properly, it is necessary to know the bulk densities of the different ash fractions in dependence on the particle size and the biomass used. Moreover, the knowledge of the surface properties of fly-ash particles enables to evaluate the influencing variables on the process of heavy metal deposition from the flue gas to the fly-ash particles. This information represents the basis for a fractionated desublimation/condensation of heavy metals. The aim is to concentrate them in the filter fly-ash, because this smallest and finest ash fraction is cut off from the ash cycle and is disposed of.

Conforming to these open questions, ashes from biomass district heating plants were examined. The facts and findings obtained represent the basis for technological measures in order to improve a closed cycle economy with wood ash.