Massestrømsanalyse af chrom og chromforbindelser

4 Chrom som følgestof

4.1 Kul og olie
4.2 Cement
4.3 Sammenfatning

Chrom forekommer som følgestof i en lang række råstoffer og produkter, hvoraf de væsentligste er:
Fossile brændsler - kul og olie
Aluminium - se afsnit 2.2
Kobber - se afsnit 2.3
Cement

Herunder er der foretaget en opgørelse af chrom som følgestof i kul og i cement.

4.1 Kul og olie

Fossile brændsler som olie og kul indeholder en række tungmetaller, herunder chrom. Det gennemsnitlige indhold er vist i Tabel 4.1. Med udgangspunkt i et årligt forbrug af olie og kul i 1999 på henholdsvis 182 PJ/år og 386 PJ/år samt restproduktmængder fra danske kraftværker kan der opstilles en balance for chrom som følgestof i brændsler; se Tabel 4.1. De angivne brændselsmængder er bruttoenergiforbrug, og de dækker alle former for kul og olieprodukter. Kul anvendes dog primært på kraftværkerne, og de angivne restproduktmængder hidrører således primært fra forbrænding af kul.

Tabel 4.1
Balance for chrom som følgestof i brændsler.

 

Mængde5
(ton)

Mængde anvendt
(GJ)

Chrom-
koncentration
(mg Cr/ton)

Emissions-
faktor6
(mg Cr/GJ)

Chrom-
mængde
(ton chrom)

Kul1

-

182 x 106

32

802

146

Olie2

-

386 x 106

0,055

2,21

0,85

Røggas3

-

-

-

4,33/4,017
0,72/0,668
0,809

3,510

Flyveaske11

795 x 103

-

78.000-230.000

-

62-183

TASP4

50 x 103

-

-

-

-

Gips

366 x 103

-

-

-

-

Slagger m.v.11

72 x 103

-

15.000-21.000

-

1,1-1,5

    
1. Mængden angiver den samlede mængde kul, der anvendes i Danmark.
2. Mængden angiver den samlede mængde olie, der anvendes i Danmark.
3. Forbruget af kul og olie til energikonvertering (produktion af el og varme) er opgjort til 185 x 106 GJ kul og 48 x 106 GJ olieprodukter (Energistyrelsen, 2000); herudover bruges 12 x 106 GJ kul direkte i produktionserhverv, dvs. uden særlige røggasrensningforanstaltninger, og 318 x 106 GJ olieprodukter direkte i husholdninger og erhverv eller til transport.
4. Tørt afsvovlingsprodukt.
5. De anførte restproduktmængder udgør 99% af den producerede mængde (Miljøstyrelsen, 2000)
6. Illerup et al. (1999).
7. Emissionsfaktorer efter elektrofilter og afsvovlingsanlæg for kul (semitør/våd røggasrensning).
8. Emissionsfaktorer efter elektrofilter og afsvovlingsanlæg for olie (semitør/våd røggasrensning).
9. Emissionsfaktor efter SNOX-anlæg for kul.
10. For anden forbrænding af olie antages 50% af chromindholdet at blive emitteret til luft, og for anden forbrænding af kul antages 25% af chromindholdet at blive emitteret til luft.
11. Chromindhold i flyveaske og slagge (ELSAM, 2002).


99% af de dannede restprodukter genanvendes i en lang række produkter f.eks. cement, beton, porebeton, asfalt mv., og den resterende del deponeres.

4.2 Cement

Det er velkendt, at cement kan indeholde en del chrom, og der er regler for indholdet af Cr(VI) af hensyn til arbejdsmiljøet. Chrom i cement stammer antageligt fra råvarer fra bestemte områder, fra kul, der anvendes til brændingen, og fra flyveaske, der indgår i cementen. Hos Ålborg Portland blev der i perioden 1998-2000 i gennemsnit anvendt 225.171 ton kul/år og 187.350 ton petroleumskoks/år (Aalborg Portland, 2001a). Chromindholdet i kullene varierer, men er ofte 32 mg Cr/ton (ELSAM, 2002). Antages det, at chromindholdet i kul og petroleumskoks er det samme, giver det et Cr-input på 0,013 ton Cr/år.

Der blev i perioden i gennemsnit anvendt 204.819 ton flyveaske/år. Indholdet af Cr i flyveaske fra kraftværker er 78-230 mg/kg (ELSAM, 2002), hvilket svarer til et bidrag på 16-47 ton/år af chrom til cementen.

De andre råstoffer kridt og sand, som indgår i cementproduktionen, forventes ikke at have noget større indhold af Cr. Analyser hos Ålborg Portland viser, at der i deres Basis cement er 32 ppm Cr-total, heraf 5-6 ppm chromat Cr(VI). I andre cementtyper, hvid cement og lav alkali cement, er der ofte et lavere indhold af Cr(VI) << 2 ppm, men man regner med, at der er samme forhold mellem total Cr og Cr(VI) (Cementfabrikkernes tekniske Oplysningskontor, 2002a).

Der forbruges omkring 1,5 mio. ton cement i Danmark om året, heraf har Ålborg Portland et salg til det danske marked på 1,3 mio. ton, og man har en eksport på 5-600.000 ton, især til USA (Cementfabrikkernes tekniske Oplysningskontor, 2002a).

Der blev på fabrikken i Aalborg i perioden 1998-2000 i gennemsnit produceret: 2.487.123 ton cement/år, 145.963 ton klinker/år og 3.450 ton filler/år (Aalborg Portland, 2001a). Den samlede mængde cement, der ifølge Danmarks Statistik blev produceret i Danmark i denne periode, var i gennemsnit 2.622.168 ton/år. Stort set al cement blev således produceret hos Aalborg Portland, hvorfor deres tal for chromindhold anvendes generelt.

Den samlede mængde cement produceret fordeler sig på grå cement og anden cement. Da Aalborg Portland i 2001 producerede 2,1 mio. ton grå cement (Aalborg Portland, 2001b), og da totalproduktionen i 1999 og 2001 stort set var den samme, skønnes det, at de 2,1 mio. ton/år er grå cement i 1999. Resten (2.622.168-2.100.000 = 522.168 ton) antages at være af de typer, der har et lavere indhold af chrom (hvid cement, lav alkali cement). Det faktiske chromindhold kendes ikke, men indholdet af Cr(VI) er langt under 2 mg/kg. Sættes indholdet til 0,2-1 mg Cr(VI)/kg, giver det en chrommængde med på 0,10-0,52 ton Cr (VI)/år og en mængde på 0,6-3,0 ton Cr(III)/år.

En produktion på 2.100.000 ton grå cement/år med 32 mg Cr/kg giver 67,2 ton Cr/år. Heraf er 10,5-12,6 ton Cr(VI). Cr(VI) reduceres så vidt muligt til Cr(III) ved tilsætning af Fe(II), så koncentrationen af Cr(VI) falder til under 2 ppm. Produktionen af 2.100.000 ton grå cement/år med et indhold på 1-2 mg Cr(VI)/kg giver således en produktion på 2,1-4,2 ton Cr(VI)/år og 63,0-65,1 ton Cr(III)/år.

Tabel 4.2
Forsyningen med cement (1998-2000) ifølge Danmarks Statistik.

KN uh

Vare

Import
ton/år

Eksport
ton/år

Produktion
ton/år

Forsyning
ton/år

25232900

Portland cement

221.581

530.696

1.951.783

1.642.668

25231000

Portland cement, klinker (cementklinker)

127

106.326

111.367

5.168

25232100

Portland cement, Hvid cement

8.150

527.244

550.178

31.084

25233000

Portland cement, Aluminat cement

3.010

15

0

2.994

25239010

Slagge cement

1

11

0

-10

25239090

Hydraulisk cement

17.799

47.837

27

-30.012

 

Sum af cement

250.667

1.212.130

2.613.345

1.651.883

4.3 Sammenfatning

Chrom forekommer bl.a. som følgestof i fossile brændsler, kul og olie, samt i cement som følge af anvendelse af kul og restprodukter fra energiproduktion i cementproduktionen. Skønnet forbrug og spredning af chrom er vist i Tabel 4.3.

Tabel 4.3
Skønnet forbrug og spredning af chrom fra anvendelse af chrom som følgestof i Danmark.

Anvendelse

Forbrug
ton Cr/år

Luft

Vand

Jord

Genan-
vendelse

Farligt affald

Affalds-
behandling

Kul og olie

147

3,5

-

-

62-1852

-

-

Cement

671

??

-

-

-

-

-

I alt

214

3,5

-

-

62-185

-

-

   
1. Heraf forekommer 2-4 ton som Cr(VI).
2. Ca. 20% af flyveasken og slaggen, der nyttiggøres, anvendes til fyld iht. bekg. 568 og fyld iht. kapitel 5 godkendelser (Miljøstyrelsen, 2000).