| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Pyrolyse af CCA-imprægneret træ

3 Resultater

• 3.1 Pyrolyseforsøgene
  • 3.1.1 Visuel bedømmelse af koksen
  • 3.1.2 Indhold i pyrolysegassen
  • 3.1.3 Indhold i koksen
• 3.2 Efterbehandling af koksen
  • 3.2.1 Undersøgelser udført af DTU-BYG
  • 3.2.2 Undersøgelser udført af Kommunekemi

3.1 Pyrolyseforsøgene

3.1.1 Visuel bedømmelse af koksen

Efter pyrolysen er den dannede koks bedømt visuelt for at undersøge om pyrolysen er forløbet fuldstændig. Der kunne ikke konstateres upyrolyseret træ i koksen, og koksen var sort og lignede ganske almindelig trækul.

3.1.2 Indhold i pyrolysegassen

3.1.2.1 Gasser

Under forsøgene er brugt en nitrogenmængde på 40 Nm³/time til opvarmning af træflisen. Efter pyrolysen er den totale gasmængde (Nitrogen + pyrolysegas) målt ved hjælp af et Pitotrør og gassens indhold af CO, CO₂, H₂ og O₂ er målt. På baggrund heraf kan den producerede mængde pyrolysegas og dennes indhold af CO, CO₂ og H₂ beregnes.

Resultaterne fremgår af tabel 2.

Tabel 2 Produceret mængde pyrolysegas og dennes indhold af CO, CO₂ og H₂

Det ses af tabel 2, at pyrolysegassens indhold af CO ligger mellem 2-8 %, CO₂ ligger mellem 3-13 % og H₂ ligger mellem 0-2 %.

3.1.2.2 Metaller

Ved hjælp af den målte gasmængde og dennes indhold af metaller kan den mængde metaller der via gassen er fjernet fra træet beregnes. Resultaterne heraf fremgår af tabel 3.

Tabel 3 Gassens indhold af metaller samt den procentvise afdampning set i forhold til det oprindelige indhold i træet

Af tabel 3 fremgår det, at mellem 1,3 og 4,3 % af arsenet genfindes i gassen i forhold til metalindholdet i træflisen før pyrolysen. Med andre ord er det kun denne mængde der fordamper fra træet under pyrolysen. For kobber er det mindre end 0,8 % og for chrom er det under 0,4 %.

3.1.3 Indhold i koksen

Efter pyrolysen udgør koksen vægtmæssigt 31,8 % af den foreliggende vægt af træet.

Tørstofindholdet i træet er bestemt til 91 % og koksen udgør således 34,9 % af træets tørstofindhold.

Efter pyrolysen er koksen analyseret for indhold af As, Cu og Cr. Resultaterne fremgår af tabel 4.

Tabel 4 Metalindhold i den anvendte træflis og i koksen efter pyrolyse. Resultaterne for koksen er gennemsnit af 3 analyser.

Det ses at træets vægt ved omdannelse til koks reduceres til ca. 1/3, mens metalindholdet i koksen rundt regnet fordobles i koksen.

3.2 Efterbehandling af koksen

3.2.1 Undersøgelser udført af DTU-BYG

Til de undersøgelser som DTU-BYG har gennemført er anvendt koks fra de indledende forsøg i forbindelse med konstruktion og modifikation af pyrolyseanlægget. Koksen kan derfor afvige fra den koks der er fremstillet efter at anlægget var færdigkonstrueret. Det vurderes dog ikke at der er afgørende forskel på koksen fremstillet under indkøringsperioden og efter indkøringsperioden.

3.2.1.1 SEM/EDX-undersøgelser

Ved hjælp af scanning elektron mikroskopi (SEM) og røntgenanalyse (EDX) har DTU-BYG undersøgt koksen. Disse undersøgelser viste, at ikke alle kokspartikler indeholdt Cu, Cr eller As, hvilket underbygger at ikke alt det anvendte træ har været imprægneret. I flere partikler blev Cu, Cr eller As identificeret. As og Cr blev ofte identificeret i partikler sammen mens Cu blev fundet i partikler for sig selv. I imprægneret træ vil As ofte være bundet til Cr, mens det meste Cu ligger for sig selv bundet til ligning og cellulose. Det ser ud til at disse bindingsforhold stadig i høj grad er gældende i koksen.

Langs kanten af nogle af koksstykkerne kan det ses at træstrukturen er nedbrudt og der ses mange små korn. Analyse af kornene viser at de indeholder en del As og P, der er udfældet efter at have været på dampform.

De observerede metalpartikler ligger i størrelsesordnen fra ca. 1 til 5 µm.

3.2.1.2 Kemisk ekstraktion af metaller

DTU-BYG har gennemført forsøg med kemisk ekstraktion af metallerne. Ved benyttelse af H₂SO₄ og HNO₃. Den største ekstraktion fundet ved pH under 1, hvor ekstraktionen var: As 15-30 %, Cu 12-30%, Cr 2-10%. Der var ikke forskel på effektiviteten af henholdsvis H₂SO₄ og HNO₃.

Der er desuden undersøgt ekstraktionseffektiviteten ved anvendelse af oxalsyre. 2,5 % oxalsyre gav ved pH ca. 2,5 følgende ekstraktionsprocenter: As 14 %, Cu 5 % og Cr 10 %.

3.2.1.3 Elektrodialytisk behandling

DTU-BYG har gennemført forsøg med ekstraktion af metallerne ved hjælp af elektrodialyse, hvor koksen blev behandlet med postevand og påtrykt en elektrisk spænding.

Med hensyn til As var resultaterne ikke entydige, idet de viste højere indhold af As i koksen efter elektrodialysen. For Cr blev fundet en ekstraktion på 2 % mens den for Cu var 28 %.

3.2.2 Undersøgelser udført af Kommunekemi

Der er udført forsøg med adskillelse af koks og metaller i cyklon og i væske.

Til forsøgene er anvendt koks neddelt i kuglemølle. Herefter var partikelstørrelses-fordelingen som det fremgår af tabel 5.

Tabel 5 Partikelstørrelsesfordeling for den koks der er anvendt til separationsforsøg.

3.2.2.1 Adskillelse af koks og metaller i cyklon

Efter en række indledende forsøg med en primitiv cyklon, blev gennemført forsøg med en laboratoriecyklon udlånt af Teknologisk Institut.

Princippet i cyklonen er, at partikler separeres efter vægt, idet de tungeste partikler vil falde ned i bunden af cyklonen, mens de letteste vil suges ud gennem cyklonen. Det kunne derfor forventes at kokspartikler med metaller, der er de tungeste, kan udtages gennem bunden, mens kokspartikler uden metal fortsætter gennem cyklonen.

Der er lavet forsøg ved 5 forskellige flowhastigheder, og efter hvert forsøg er lavet en massebalance, for hvor meget kulstøv der er faldet til bunds i cyklonen, og hvor meget der er suget gennem cyklonen.

Resultaterne fremgår af tabel 6.

Tabel 6 Resultater af forsøg med cyklon. Tabellen viser fordelingen af kokspartikler ved forskellige flowhastigheder. Massen ud gennem toppen er beregnet ud fra massen ind og massen ud gennem bunden.

Det fremgår af tabel 6, at 94-96 % af kokspartiklerne ender i bunden af cyklonen uanset flowhastighed.

Der er ikke lavet analyser af den koks der er udtaget gennem bunden, da det på baggrund af mængden ikke forventes, at den vil adskille sig nævneværdigt fra den koks der føres ind.

3.2.2.2 Adskillelse af koks og metaller i væske

Der er gennemført en række sedimentationsforsøg i vand med de knuste kokspartikler, idet kokspartikler med metaller vil have højere vægtfylde, og derfor falde hurtigere i vand, forudsat at de har samme form.

5 gram neddelte kokspartikler blev tilsat 2 liter vand i en skilletragt.

Det kunne iagttages at enkelte partikler faldt meget hurtigere end de øvrige partikler. Efter henstand til næste dag blev der udtaget tre prøver fra bunden af de nedsunkne kokspartikler, der hver især blev analyseret for arsen, kobber og chrom. Resultaterne fremgår af tabel 7.

Tabel 7 Resultater af forsøg med sedimentation i vand. Analyseresultater af forskellige udtag fra bunden. 1. udtag er nederst.

Der ses af resultaterne en tendens til at der er stigende metalindhold op gennem de bundfældede kokspartikler. Dette er en modsat tendens end den der var forventet.

| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top |

Version 1.0 September 2007, © Miljøstyrelsen.