Miljøprojekt Nr. 1185 – Pyrolyse af CCA-imprægneret træ

Pyrolyse af CCA-imprægneret træ

Sammendrag

Formålet med projektet har været at undersøge og udvikle en behandlings-teknik til CCA-imprægneret affaldstræ ved hjælp af lavtemperatur-pyrolyse, således at energiindholdet i træet nyttiggøres og metallerne oparbejdes.

CCA-imprægneret træ indeholder tungmetallerne kobber, chrom og arsen. Kobber og chrom er dels giftige tungmetaller i miljøet dels vigtige ressourcer, som bør genvindes. Arsen er giftigt i miljøet, men har ikke betydning som ressource i dag, da det generelt er forbudt at anvende. Arsen bør derfor stabiliseres og deponeres sikkert.

Mængden af CCA-imprægneret træ til bortskaffelse forventes i regeringens affaldsstrategi 2005-2008 at stige til omkring 100.000 tons pr. år i 2010.

Kommunekemi a/s har udviklet en metode til forgasning af CCA-imprægneret affaldstræ. Ved metoden dannes der en gas, der indeholder ca. 80 % af det arsen der er i træet, mens den resterende del sammen med kobber og chrom bliver i den uorganiske restaske. De 80 % arsen kan renses fra gassen, men det ville være ønskeligt hvis en fordampning af arsen til gassen helt kunne undgås.

Laboratorieforsøg udført i udlandet indikerede, at det ved lavtemperatur-pyrolyse skulle være muligt at tilbageholde alle metallerne i den koks der bliver tilbage ved en pyrolyse. Pyrolyse er en opvarmning uden ilt, hvorved træet omsættes til koks (trækul), tjære og gas. En stor del af energimængden fra træet findes derfor i koksen, og det er nødvendigt efterfølgende at adskille metaller og koks, således at koksen kan anvendes i anlæg uden særlige foranstaltninger til røggasrensning.

Pilotanlæg til lavtemperatur-pyrolyse

I nærværende projekt er udviklet og afprøvet et pilotanlæg til kontinuer pyrolyse af træflis ved ca. 300 °C. Anlægget består af et ø300 mm reaktions-kammer, der opvarmes ved hjælp af gennemstrømning med varmt nitrogen. I starten blev anvendt varm røggas, men dette viste sig at være for svært at styre. Pyrolysatoren er forsynet med et lufttæt fødesystem til træflis og udtagssystem til koks, således at det er muligt at indføde træflis og udtage koks kontinuert under drift. Den dannede gas ledes til et scrubbersystem, og herefter til Kommunekemi’s forbrændingsanlæg.

Anlægget er forsynet med en række temperaturfølere i reaktoren og andre steder i systemet. Desuden måles og logges gassens indhold af O₂, H₂, CO og CO₂ direkte i en gasanalysator, og der er etableret prøvetagningsudstyr til gasprøver i afgangsrøret fra pyrolysatoren. Desuden er indsat et type S Pitot-rør i afgangsrøret, således at gasflowet kan beregnes.

Der er udtaget gasprøver, hvor gassens indhold af metaller er opsamlet i vaskeflasker, hvor indholdet efterfølgende er analyseret for Cu, Cr og As, og på basis heraf er gassens indhold af disse metaller beregnet.

Efter en del udviklingsarbejde, er det lykkedes at konstruere et pilotanlæg der kontinuert kan pyrolysere CCA-imprægneret træflis ved lav temperatur.

De efterfølgende forsøg med CCA-imprægneret træ viste at kun 1-5 % af træets arsen findes i gassen. For kobber er det under 1 % og for chrom under 0,5 %.

Efterbehandling af koksen

Den dannede koks er undersøgt ved forskellige metoder:

DTU-BYG har undersøgt om elektrodialyse kunne anvendes til at adskille koks og metaller, men det var kun muligt ved denne metode at ekstrahere 28 % kobber og 2 % chrom. For arsen var resultaterne ikke entydige.

I samme forbindelse har DTU-BYG undersøgt koksen ved elektron-mikroskopi, og undersøgt mulighederne for kemisk ekstraktion. Ved den kemiske ekstraktion var effektiviteten for kobber og arsen højst 30 % mens den for chrom højst var 10 %.

Kommunekemi har undersøgt mulighederne for adskillelse af metaller og koks i en cyklon, men dette viste sig ikke muligt med den anvendte type cyklon. Ligeledes var det heller ikke muligt at adskille metaller og koks ved sedimentation i væske.

Konklusioner

Det er lykkedes at udvikle og konstruere et pilotanlæg til lavtemperatur-pyrolyse af CCA-imprægneret træ.
Ved pyrolysen er muligt at tilbageholde over 95 % af træets indhold af arsen i koksen.
Det har ikke været muligt at eftervise en metode, hvorved metaller og koks kan adskilles effektivt.