Separation og genanvendelse af aske fra biobrændselsanlæg

6 Kemisk analyse af udvalgte biomasseasker

6.1 Udtagning af askeprøver
   6.1.1 Prøvetagning og instruktion
   6.1.2 Udvalgte værker
   6.1.3 Prøveudtagningsprocedurer
6.2 Analyseresultater for udtagne askeprøver
   6.2.1 Analyser
   6.2.2 Analyseresultater
6.3 Vurdering af askeanalyser
   6.3.1 Halmasker (Høng og Rødby)
   6.3.2 Flisasker (Hurup og Græsted)
6.4 PAH-analyser
   6.4.1 Vurdering af PAH-analyser

Før biomasseaske kan nyttiggøres i skovbrug og landbrug, er det nødvendigt at vurdere askefraktionernes indhold af tungmetaller og deres gødningsmæssige værdi. Projektet omfatter indsamling og analyse af asker fra to halmfyrede fjernvarmeværker og to træflisfyrede værker. Prøverne er analyseret for indhold af plantenæringsstoffer og tungmetaller. Askeanalyserne er gennemført på dk-TEKNIKs laboratorium.

Udtagning, analyse og vurdering af askerne er beskrevet i dette afsnit. Analyseresultaterne er formidlet til Forskningscentret for Skov & Landskab og Landbrugets Rådgivningscenter, der har gennemført en vurdering af askernes gødningsmæssige værdi. Disse vurderinger fremgår af afsnit 8 og 9.

6.1 Udtagning af askeprøver

6.1.1 Prøvetagning og instruktion

På de to halmfyrede anlæg er der over en periode på 10-12 uger udtaget én ugentlig delprøve af hver af de tre askefraktioner: Bund-, cyklon- og filteraske. Prøverne er udtaget i perioden 2001-04-04 til 2001-06-20.

På de to træflisfyrede anlæg er der over en periode på 9-10 uger udtaget én ugentlig delprøve af hver af de tre fraktioner: Bundaske, cyklonaske og kondensatslam. Prøverne er udtaget i perioden 2001-05-28 til 2001-08-06.

Som det fremgår af beskrivelserne ovenfor, har prøvetagningen fundet sted på et tidspunkt på året, hvor værkerne har kørt på dellast. Halmværkerne har først i perioden dog oplevet kolde dage, hvor høj last har været nødvendig. Når værkerne kører på lav last, kan der forventes en relativt større andel bundaske, mens der ved fuld last kan forventes en relativt større andel flyveaske samt en større andel bortglødeligt i asken. Der har i projektet ikke været mulighed for at udtage askeprøver i den koldeste del af året.

Prøverne er udtaget på samme ugedag i hver uge og i dagtimerne, da værkerne brænder de mest repræsentative halmtyper om dagen.

Alle delprøver for hver asketype blev blandet til en råprøve før forbehandling og analyse i laboratoriet.

For at opnå så repræsentative resultater som muligt har værkerne fulgt en prøveudtagningsprocedure, der er blevet gennemgået og aftalt ved besøg på værkerne. Der er lagt vægt på, at askeprøverne er udtaget direkte i askestrømmen. Den nærmere prøveudtagningsprocedure på hvert værk beskrives kort herunder.

6.1.2 Udvalgte værker

Fjernvarmeværkerne er udvalgt ud fra oplysninger om mulighederne for at udtage separate askeprøver, som værkerne har angivet i spørgeskemaerne.

6.1.2.1 Høng Varmeværk

Høng Varmeværk er et 6,3 MW halmfyret fjernvarmeværk. Værket er idriftsat 1990 og forsyner ca. 1.560 forbrugere. Værket har i 1998-2000 årligt brugt omkring 9.500 t halm, hvilket har resulteret i en askeproduktion på 900 - 1.100 t aske med et vandindhold på omkring 45%. Bundasken udtages vådt, mens cyklon- og filterasker udtages tørt, blandes og transporteres til container, hvor det blandes med den våde bundaskefraktion.

6.1.2.2 Rødby Varmeværk

Rødby Varmeværk er et 5 MW halmfyret fjernvarmeværk, der forsyner ca. 765 forbrugere. Værket er idriftsat i 1985 og har i 1998-2000 årligt brugt mellem 5.800 og 6.400 t halm, hvilket har resulteret i en askeproduktion på 500 - 600 t fugtig aske. Alle tre askefraktioner udtages tørt. Askefraktionerne ledes til samme transportsnegl, hvor asken transporteres til container. Asken befugtes i containeren.

6.1.2.3 Hurup Fjernvarmeværk

Hurup Fjernvarmeværk er et 6,8 MW flisfyret fjernvarmeværk med røggaskondensering. Værkets fliskedel er idriftsat i 1986. Den forsyner ca. 1.300 forbrugere og har i 1998-2000 årligt brugt mellem 10.500 og 11.000 t træflis, hvilket har resulteret i en askeproduktion på 65 - 70 t tør aske. Bundaske og cyklonaske udtages tørt og ledes til samme lange transportsnegl, der leder asken til container, hvor den befugtes. Kondensatslammet udtages ikke, men tørres og genindfødes i kedlen.

Figur 6.1. Hurup Fjernvarmeværk.

Figur 6.1. Hurup Fjernvarmeværk.

6.1.2.4 Græsted Fjernvarme

Græsted Fjernvarmeværk er et 5 MW flisfyret fjernvarmeværk med røggaskondensering. Værket er idriftsat i 1995 og forsyner ca. 540 forbrugere. Det har i 1998-2000 årligt brugt mellem 5.400 og 6.200 t træflis, hvilket har resulteret i en askeproduktion på 40 - 55 t fugtig aske. Bundaske og cyklonaske udtages tørt og ledes til samme transportsnegl, der transporterer asken til container, hvor den blandes med det våde kondensatslam og befugtes yderligere.

Figur 6.2. Græsted Fjernvarme.

Figur 6.2. Græsted Fjernvarme.

6.1.3 Prøveudtagningsprocedurer

6.1.3.1 Høng Varmeværk

Et sæt prøver er blevet udtaget hver uge fra og med uge 14 til uge 23 2001, dvs. 10 sæt prøver i alt. Der blev taget prøver af bund-, cyklon- og filterasken.

Cyklonaskeprøver blev udtaget i inspektionslem direkte under cyklonen, mens filteraskeprøver blev udtaget i inspektionslem direkte under filteret. Bundaskeprøver blev udtaget fra frembringerne på udmaderen fra det våde askeudtag. Billederne i Figur 6.3 - Figur 6.5 illustrerer hvor prøverne blev udtaget.

Figur 6.3. Cyklonaske blev udtaget under cyklon på Høng Varmeværk.

Figur 6.3. Cyklonaske blev udtaget under cyklon på Høng Varmeværk.

Figur 6.4.Filteraske blev udtaget under posefilter på Høng Varmeværk.

Figur 6.4.Filteraske blev udtaget under posefilter på Høng Varmeværk.

Figur 6.5. Bundasken blev udtaget fra det våde askeudtag på Høng Varmeværk.

Figur 6.5. Bundasken blev udtaget fra det våde askeudtag på Høng Varmeværk.

6.1.3.2 Rødby Varmeværk

Et sæt prøver er blevet udtaget hver uge fra og med uge 14 til uge 25 2001, dvs. 12 sæt prøver i alt. Der blev taget prøver af bund-, cyklon- og filterasken.

Før prøvetagningen blev sluserne under cyklonen og filteret stoppet, mens askesneglen fortsat kørte. Efter ca. 1 time blev sneglen og kedlen stoppet (stop af risten). Slusen under cyklonen blev så startet, og sneglen blev kørt manuelt, indtil en askeprøve kunne udtages for enden af sneglen. Slusen under cyklonen blev stoppet, slusen under filteret blev startet, og sneglen blev kørt manuelt, indtil en askeprøve kunne udtages for enden af sneglen. Bundaskeprøven blev udtaget direkte fra risten i hele dens bredde og ca. 10 cm fra bagkanten. Endelig blev kedlen startet igen. Asketransporten på Rødby Varmeværk er illustreret med billederne i Figur 6.6 og Figur 6.7.

Figur 6.6. Filter- og cyklonaske blev udtaget for enden af denne askesnegl på Rødby Varmeværk.

Figur 6.6. Filter- og cyklonaske blev udtaget for enden af denne askesnegl på Rødby Varmeværk.

Figur 6.7. Bundasken blev udtaget gennem denne lem direkte fra risten på Rødby Varmeværk.

Figur 6.7. Bundasken blev udtaget gennem denne lem direkte fra risten på Rødby Varmeværk.

6.1.3.3 Hurup Fjernvarmeværk

Et sæt delprøver er blevet udtaget hver uge fra og med uge 22 til og med uge 31 2001, dvs. 9 sæt prøver i alt. Der blev taget prøver af bund- og cyklonasken.

Sneglen under cyklonen blev stoppet i en periode for at akkumulere en mængde cyklonaske og holde asken fra sneglen, hvor askerne blandes. Bundaskeprøver blev udtaget fra inspektionslem i hovedsnegl, hvor bundasken normalt blandes med cyklonasken. Asken blev opsamlet ved hjælp af en bakke eller lignende, der gennem inspektionslem kan passes ind under faldet. Cyklonaskeprøver udtages i inspektionslem i sneglen under cyklonen. Askehåndteringssystemet er illustreret på billederne i Figur 6.8 og Figur 6.9.

Figur 6.8. Bundaskeudtaget i kælder under kedel på Hurup Fjernvarmeværk.

Figur 6.8. Bundaskeudtaget i kælder under kedel på Hurup Fjernvarmeværk.

Figur 6.9. Cyklonasken ledes til transportsnegl på Hurup Fjernvarmeværk

Figur 6.9. Cyklonasken ledes til transportsnegl på Hurup Fjernvarmeværk

6.1.3.4 Græsted Fjernvarme

Et sæt delprøver er blev udtaget ugentligt fra og med uge 24 til og med uge 32 2001, dvs. 10 sæt prøver i alt. Der blev taget prøver af bund- og cyklonasken samt af kondensatslam.

Askeprøver blev udtaget hver mandag i forbindelse med den faste servicerutine. Bundaskeprøven blev udtaget direkte fra risten i hele dens bredde lige før askefaldet. Cyklonaskeprøver blev udtaget i inspektionslem i askefaldet, som er placeret efter sneglen fra cyklonen, inden asken falder ned til transportør i kælder. Kondensatslam blev opsamlet fra båndfilter i hele båndets bredde, lige inden slammet skrabes af. Billederne i Figur 6.10, Figur 6.11 og Figur 6.12 illustrerer prøvetagningen.

Figur 6.10. Bundasken blev udtaget direkte fra risten på Græsted Fjernvarme.

Figur 6.10. Bundasken blev udtaget direkte fra risten på Græsted Fjernvarme.

Figur 6.11. Cyklonasken blev udtaget i toppen af askefaldet på Græsted Fjernvarme.

Figur 6.11. Cyklonasken blev udtaget i toppen af askefaldet på Græsted Fjernvarme.

Figur 6.12. Prøver af kondensatslam blev udtaget fra båndfilteret på Græsted Fjernvarme.

Figur 6.12. Prøver af kondensatslam blev udtaget fra båndfilteret på Græsted Fjernvarme.

6.2 Analyseresultater for udtagne askeprøver

dk-TEKNIK har stået for indsamling af de udtagne askeprøver, forbehandling og forsendelse til diverse laboratorier.

6.2.1 Analyser

Der er foretaget følgende analyser af de i alt 11 råprøver:

Klik her for at se tabel

I Bilag C findes beskrivelser af de anvendte analysemetoder (som bilag til analyserapporter).

En mere dybgående vurdering af gødningsværdien af askerne ville have krævet analyser for calcium (Ca), magnesium (Mg), jern (Fe), natrium (Na) og mangan (Mn). Disse analyser er blevet udeladt. Til gengæld er der udtaget prøver fra fire værker mod planlagt tre værker.

6.2.2 Analyseresultater

Analyseresultater for de indsamlede askeprøver er præsenteret i Tabel 6.1, Tabel 6.2, Tabel 6.3 og Tabel 6.4 herunder, og de vurderes i afsnit 6.3. Analyserapporterne findes i Bilag C Analyserapporter.

6.2.2.1 Halmasker
Indhold Enhed Høng Høng Høng Rødby Rødby Rødby
    Bundaske Cyklonaske Filteraske Bundaske Cyklonaske Filteraske
Brændsel   Halm Halm Halm Halm Halm Halm
Vand % af indleveret prøve 64,1 1,8 0,8 0,9 1,5 0,8
Aske % af tør prøve 95,2 91,8 97,6 98,0 93,6 96,0
Bortglødeligt % af tør prøve 4,8 8,3 2,4 2,0 6,4 3,2
Cl- % af tør prøve 0,82 14 32 0,72 8,2 36
P (vandopl.) mg/kg tør prøve 24 11 2300 41 33 710
P (citratopl.) mg/kg tør prøve 4.600 6.900 6.000 5.400 5.700 4.300
P (total) mg/kg tør prøve 9.100 12.000 6.700 9.700 8.700 6.400
Pb mg/kg tør prøve 4,9 15 36 1,3 5,0 16
Cd mg/kg tør prøve 0,34 4,8 10 0,13 2,6 10
Cr mg/kg tør prøve 3 6,2 1,7 2,7 7,3 4,2
K mg/kg tør prøve 99.000 230.000 400.000 120.000 180.000 420.000
Hg mg/kg tør prøve 0,14 0,51 1,1 0,23 0,17 1,0
Ni mg/kg tør prøve 4,0 5,0 1,4 2,4 5,9 1,9
pH   11,1 11,4 9,4 11,4 11,3 10,1

Tabel 6.1. Indhold af næringsstoffer og tungmetaller i forskellige askefraktioner fra to halmfyrede varmeværker.

Størrelse Høng Høng Høng Rødby Rødby Rødby
  Bundaske Cyklonaske Filteraske Bundaske Cyklonaske Filteraske
< 45 mm - - - - - -
< 31,5 mm - - - 85% - -
< 10 mm - - - 65% - -
< 6 mm - - - 58% - -
< 4 mm 93% - - - - -
< 2 mm 85% - - 44% - -
< 1 mm 74% 99% - - - -
< 0,5 mm 53% 96% - - 96% -
< 0,25 mm 33% 90% - - 90% -
< 0,125 mm 18% 71% - - 74% -

Tabel 6.2. Størrelsesfordeling af partikler i forskellige askefraktioner fra to halmfyrede varmeværker.

6.2.2.2 Træflisasker
Indhold Enhed Hurup Hurup Græsted Græsted Græsted
    Bundaske Cyklonaske Bundaske Cyklonaske Kondensatslam
Vand % af indleveret prøve 0,5 1,4 0,3 0,9 91,1
Aske % af tør prøve 98,9 92,3 98,6 89,8 73,3
Bortglødeligt % af tør prøve 1,1 7,7 1,4 10,2 26,7
Cl- % af tør prøve 0,17 3,7 <0,05 2,9 0,63
P (vandopl.) mg/kg tør prøve <10 <10 <10 <10 <10
P (citratopl.) mg/kg tør prøve 9.500 <130 5.100 <130 530
P (total) mg/kg tør prøve 25.000 30.000 10.000 17.000 8.600
Pb mg/kg tør prøve 8,6 120 3,4 71 120
Cd mg/kg tør prøve 2,7 48 0,12 59 84
Cr mg/kg tør prøve 20 47 27 22 6,3
K mg/kg tør prøve 82.000 93.000 58.000 87.000 8.700
Hg mg/kg tør prøve <0,04 0,84 <0,04 0,47 0,92
Ni mg/kg tør prøve 24 55 22 27 17
pH   11,6 11,9 11,8 12,5 9,5

Tabel 6.3. Indhold af næringsstoffer og tungmetaller i forskellige askefraktioner fra to træflisfyrede varmeværker.

Størrelse Hurup Hurup Græsted Græsted Græsted
  Bundaske Cyklonaske Bundaske Cyklonaske Kondensatslam
< 45 mm 94% - - - -
< 31,5 mm 80% - 93% - -
< 10 mm 52% - 49% - -
< 6 mm - - - - -
< 4 mm 46% - 37% - -
< 2 mm 40% - 31% - -
< 1 mm - - 25% - -
< 0,5 mm - 98,3% 16% 99,7% -
< 0,25 mm - 95,9% 5,7% 99,2% -
< 0,125 mm - 90,2% - 96,4% -

Tabel 6.4. Størrelsesfordeling af partikler i forskellige askefraktioner fra to træflisfyrede varmeværker.

6.3 Vurdering af askeanalyser

Analyseværdierne for de indsamlede bioasker er herunder beskrevet i relation til bekendtgørelsens grænseværdier samt forventede værdier. De analyserede asker antages at være repræsentative for typiske asker fra fjernvarme og kraftvarmeanlæg. Analyseresultaterne anvendes derfor ved vurdering af askernes værdi og anvendelsesmuligheder i de efterfølgende afsnit (7, 8 og 9). For de større, halmfyrede kraftvarmeværker viste analyser af askens indhold af tungmetaller og gødningsværdi, at der er ganske stor variation af værdierne for de enkelte asker. Sammenlignes analyseresultaterne for kalium, fosfor og cadmium for kraftvarmeværkerne med de analyseresultater, som er præsenteret ovenfor for de fire fjernvarmeværker, er der dog ganske god overensstemmelse. Det virker derfor rimeligt at antage, at analyseresultaterne præsenteret i dette afsnit er repræsentative for henholdsvis halm- og træasker.

6.3.1 Halmasker (Høng og Rødby)

6.3.1.1 Generelle forhold for halmasker

Både bundasker og cyklonasker er ret basiske (pH 11,1 - 11,4), hvilket skyldes et forholdsvist højt indhold af calciumoxid (CaO) i askerne. Filteraskerne er mindre basiske (pH 9,4 og 10,1). Dette skyldes, at filteraskerne indeholder i størrelsesorden 70% KCl og tilsvarende mindre indhold af calciumoxid (og øvrige ikke kondenserede forbindelser).

Med hensyn til bundaskerne, er der stor forskel i kornstørrelsen for de to anlæg. Bundasken fra Høng har en ”Nominel Top Size” [1] omkring 5 mm, hvorimod bundasken fra Rødby er væsentlig grovere med en Nominel Top Size > 32 mm. Cyklonaskerne fra de to anlæg ligger begge med en Nominel Top Size omkring 0,5 mm.

Med hensyn til indhold af ”restkulstof” (bortglødeligt ved 550°C) er dette forholdsvist lavt for alle askefraktionerne fra de 2 anlæg: bundaske 2 - 5% i TS, cyklonaske 6 - 8% i TS og filteraske 2 - 3% i TS. Eksempelvis er der i Videnblad nr. 146 fra Videncenter for Halm- og Flisfyring angivet følgende niveauer (fra undersøgelser udført på 5 forskellige halmværker) for indholdet af bortglødeligt: bundaske 0,8 - 7% i TS, cyklonaske 13 - 34% i TS og filteraske 0,8 - 13% i TS.

For de flygtige komponenter chlorid, kalium, cadmium, bly og kviksølv ses en betydelig opkoncentrering ”i røggasretningen”: bundaske -> cyklonaske -> filteraske.

6.3.1.2 Krav til halmasker i henhold til Bioaskebekendtgørelsen

Grænseværdierne for genanvendelse af halmasker til jordbrugsformål i henhold til Bioaskebekendtgørelsen er beskrevet i afsnit 3.1. Grænseværdierne vedrører indholdet af ”syreopløselige metaller” (bestemt i henhold til DS 259).

Bundaskerne fra Høng og Rødby overholder begge disse grænseværdier. Begge bundasker hører endvidere under kategori H3, idet indholdet af cadmium i askerne er mindre end 0,5 mg/kg TS.

Bundaskerne fra Høng og Rødby bekræfter således de foreliggende erfaringer: bundasker fra de halmfyrede anlæg vil generelt kunne overholde Bioaskebekendtgørelsens grænseværdier. Alle bundasker vil dog ikke kunne overholde cadmiumkravet for kategori H3. For bundasker fra nogle halmanlæg er set indhold af cadmium på 0,5 – 2,5 mg/kg TS, svarende til kategori H2. I henhold til Bioaskebekendtgørelsen kan udbringes væsentlige større mængder af H3-asker end af H2-asker.

Også cyklonaskerne fra både Høng og Rødby overholder de ovenfor anførte grænseværdier. Med et indhold af cadmium på henholdsvis 4,8 og 2,6 mg/kg TS hører cyklonaskerne dog under kategori H1, hvoraf der kun kan udbringes en begrænset mængde aske.

For filteraskerne er grænseværdien for både cadmium og for kviksølv overskredet, idet indholdene er henholdsvis 10 mg Cd/kg TS og 1 mg Hg/kg TS.

De samlede, totale asker (bundaske + cyklonaske + filteraske) vil generelt kunne overholde de ovenstående grænseværdier. Såfremt der for halm antages at være et indhold af cadmium på 0,1 mg/kg TS og et indhold af aske på 5% i TS, vil den samlede aske teoretisk have et indhold af cadmium på 2 mg/kg TS. Dette niveau svarer til kategori H2 (0,5 – 2,5 mg cadmium/kg TS).

For de fundne indhold af cadmium i henholdsvis bundaske, cyklonaske og filteraske for de to anlæg kan et indhold af cadmium på 2 mg/kg TS i den samlede aske opnås ved en fordeling mellem de tre askefraktioner på 75% bundaske, 10% cyklonaske og 15% filteraske. Denne teoretiske fordeling svarer rimeligt til de generelle praktiske erfaringer for halmværker: bundaske 70 – 80%, cyklonaske 5 – 10% og filteraske 10 – 15%.

Ved en teoretisk fordeling på 75% bundaske, 10% cykloncyklonaske og 15% filteraske vil en sammenblanding af bundaske og cyklonaske fraktionerne medføre et indhold af cadmium i blandingen på 0,66 mg Cd/kg TS for Høng og 0,41 mg Cd/kg TS for Rødby. En sammenblanding af bund- og cyklonaskefraktionerne medfører således i det ene tilfælde, at blandingen er i den gode kategori H3 og i det andet tilfælde, at indholdet af cadmium overskrider de 0,5 mg/kg TS og dermed lander i kategori H2.

6.3.1.3 Næringsstoffer i halmasker

Som tidligere anført ses en betydelig opkoncentrering af (syreopløseligt) kalium i ”røggasretningen”: bundaske -> cyklonaske -> filteraske. Dette skyldes, at indholdet af kalium i halm foreligger som letopløselige salte med lave kogepunkter. Over halvdelen af kaliumindholdet i halm foreligger f.eks. som kaliumchlorid (KCl).

Indholdet af kalium i halm og dermed i de producerede asker er meget varierende. For ikke vejret halm (ingen udvaskning på marken) ses indhold af kalium på over 1% af halmtørstoffet, hvor der for godt vejret halm (meget udvasket) ses indhold af kalium på omkring 0,2% af halmtørstoffet. Hvis indholdet af aske i halmtørstoffet ligger på 5%, så vil der teoretisk kunne være op til over 20% kalium i den samlede aske.

Ved en teoretisk fordeling mellem askefraktionerne på 75% bundaske, 10% cyklonaske og 15% filteraske vil den samlede aske fra henholdsvis Høng og Rødby indeholde 16 – 17% kalium. For indhold af kalium ligger askerne fra Høng og Rødby således i den høje ende. Endvidere kan beregnes at kun 50% af den samlede mængde af kalium i askerne findes i bundaskefraktionen. En sammenblanding af bund- og cyklonaskefraktionerne vil øge andelen til omkring 60%.

Indholdet af total fosfor ligger omkring 0,9 – 1,2% i TS for bund- og cyklonaskefraktionerne og noget lavere, 0,6 – 0,7% i TS, for filteraskerne. Det lavere indhold i filteraskerne skyldes det store indhold af kondenserede forbindelser (KCl). Disse værdier er i overensstemmelse med den generelle erfaring om, at indholdet af total fosfor i halmaske (samlet aske) normalt ligger omkring 1% i TS.

I modsætning til flisaskerne ses dels et betydeligt indhold af vandopløseligt fosfor i filteraskerne (omkring 40% af det totale indhold) og dels et betydeligt indhold af citratopløseligt fosfor i alle askefraktionerne (fra 50 – 90% af de totale indhold). Dette forhold er ikke umiddelbart forklarligt. Hvis for eksempel en stor del af fosforforbindelserne i halmaskerne foreligger som kaliumfosfater, burde disse indgå i både vandopløselig og citratopløselig fosfor.

6.3.2 Flisasker (Hurup og Græsted)

6.3.2.1 Generelle forhold for flisasker

Både bundasker og cyklonasker er meget basiske (pH 11,6 – 12,5), hvilket skyldes det generelt høje indhold af calciumoxid (CaO) i træasker. Kondensatslammet (Græsted) er mindre basisk, hvilket blandt andet skyldes hydratisering og carbonatisering af calciumoxid i den vandige opslemning. Erfaringer fra andre analyser viser, at kondensatslam fra træfyrede fjernvarmeværker ofte er surt.

Bundaskerne er et forholdsvist groft materiale, med en Nominel Top Size på omkring 45 mm. Cyklonaskerne er et noget mere finkornet materiale, med en Nominel Top Size på 0,1 – 0,2 mm.

Med hensyn til indhold af ”restkulstof” (bortglødeligt ved 550°C) er dette som regel lavt for bundasker fra flisfyring. Det vil sige < 2% i TS (hvilket også gælder for de undersøgelser, der er refereret i Videnblad nr. 147 fra Videncenter fra Halm- og Flisfyring). Det gælder også for bundaskerne fra Hurup og Græsted. Indholdet af ”Restkulstof” i cyklonasker og kondensatslam er normalt væsentligt højere, for cyklonasker op til 20% i TS og for kondensatslam op til 70% i TS (jf. Videnblad nr. 147). Indholdet af ”restkulstof” på 8 – 10% i TS for cyklonaskerne fra Hurup og Græsted og på 27% i TS for kondensatslam fra Græsted er derfor forholdsvist lavt. For kondensatslam skal specielt anføres, at en stor del af ”restkulstof” udgøres af ”hydrat-vand”, det vil sige kemisk bundet vand som afgives ved opvarmningen til de 550°C.

For cyklonaskerne ses en betydelig opkoncentrering (i forhold til bundaskerne) af de flygtige komponenter chlorid, cadmium, bly og kviksølv. Og for kondensatslammet fra Græsted ses en yderligere opkoncentrering (i forhold til cyklonasken) for de flygtige og ikke vandopløselige komponenter cadmium, bly og kviksølv.

For cyklonaskerne ses endvidere en mindre opkoncentrering (i forhold til bundaskerne) af kalium og total-fosfor. For kondensatslammet (Græsted) er indholdet af disse stoffer betydeligt lavere end for bundasken. Dette skyldes formentlig at disse opløses og udvaskes.

6.3.2.2 Krav til flisaske i henhold til Bioaskebekendtgørelsen

Grænseværdierne for genanvendelse af træasker til jordbrugsformål i henhold til Bioaskebekendtgørelsen er beskrevet i afsnit 3.1. Grænseværdierne vedrører indholdet af ”Syreopløselige metaller” (bestemt i henhold til DS 259).

Bundaskerne fra Hurup og Græsted overholder begge de ovenfor anførte grænseværdier. Bundasken fra Græsted er en kategori T3 aske, hvor indholdet af cadmium maksimalt må være 0,5 mg/kg TS. Bundasken fra Hurup er derimod kun en kategori T2 aske, hvor indholdet af cadmium er 0,5 – 8 mg/kg TS. I henhold til Bioaskebekendtgørelsen kan der udbringes væsentlige større mængder af T3-asker end af T2-asker.

Bundaskerne fra Hurup og Græsted bekræfter således de foreliggende erfaringer: bundasker fra de træflisfyrede anlæg vil generelt kunne overholde Bioaskebekendtgørelsens grænseværdier – men ikke alle bundasker vil kunne overholde cadmiumkravet for kategori T3.

For både cyklonaskerne fra Hurup og Græsted og for kondensatslammet fra Græsted er grænseværdien for cadmium overskredet. Herudover overskrider cyklonasken fra Hurup og kondensatslammet fra Græsted yderligere grænseværdien for kviksølv.

De samlede, totale asker (bundaske + cyklonaske + kondensatslam) vil formentlig også overskride grænseværdien for cadmium. Såfremt der for træflis antages at være et indhold af cadmium på 0,1 mg/kg TS og et indhold af aske på 1% i TS, vil den samlede aske teoretisk have et indhold af cadmium på 10 mg/kg TS.

Ved et indhold af cadmium i den samlede aske på 10 mg/kg TS kan ud fra de fundne indhold af cadmium i henholdsvis bundaske og cyklonaske beregnes en teoretisk fordeling mellem mængde af bundaske og mængde af cyklonaske. Såfremt andelen af kondensatslam (Græsted) i forhold til den totale mængde af aske sættes til nul, findes for de 2 anlæg at bundaskeandelen udgør 80 – 85% (og cyklonaskeandelen 15 – 20%).

6.3.2.3 Næringsstoffer i flisasker

Indholdet af (syreopløseligt) kalium ligger på 6 – 8% i TS for bundaskerne og omkring 9% i TS for cyklonaskerne. Der er således ikke den helt store forskel på indholdet af kalium i bundaske og cyklonaske. Det fundne niveau på 6 – 9% kalium i TS svarer endvidere til tidligere undersøgelser (f.eks. undersøgelsen refereret i Videnblad nr. 147).

Indholdet af total fosfor ligger på 1 – 2,5% i TS for bundaskerne og på 1,7 – 3% i TS for cyklonaskerne. Et niveau på 1 – 3% i TS for indholdet af total fosfor i træasker er normalt. Det er derimod ikke umiddelbart forklarligt, at der skulle ske en opkoncentrering af fosfor i cyklonaskerne. I en tidligere undersøgelse (Videnblad nr. 147) fandtes for både bundasker og cyklonasker et indhold af total fosfor på 2 – 3% i TS.

Fosforindholdet i askerne er ikke vandopløseligt (< 10 mg/kg TS som vandopløseligt). Dette kan skyldes, at indholdet af fosfor foreligger som calciumfosfat eller calciumpyrofosfat, som er ikke vandopløselige forbindelser. Det er derimod ikke umiddelbart forklarligt, at 40 – 50% af indholdet af total fosfor i bundaskerne er citrat-opløselige og mindre end 1% af indholdet af total fosfor i cyklonaskerne er citrat-opløselige.

6.4 PAH-analyser

Projektet omfatter en analyse og vurdering af askernes indhold af PAH. Analyserne er udført af DMU og benyttes desuden i DMU's arbejde med at fastlægge den bedst egnede analysemetode til PAH. Til analyse for PAH er der til dette projekt benyttet en analysemetode, der anvender Soxhlet ekstraktion med toluen i 48 timer.

De samlede analyseresultater kan ses i Bilag D PAH analyserapport. En vurdering af resultaterne foretages i afsnit 6.4.1.

6.4.1 Vurdering af PAH-analyser

I Tabel 6.5 er de væsentlige dele af analyseresultaterne for PAH blevet uddraget. Resultaterne illustreres ligeledes i Figur 6.13.

Anlæg, askefraktion SUM af PAH-forbindelser, mg/kg TS Bort-glødeligt
(550 °C)
vægt%
16 EPA¹ 10 EPA –
de ”lette”
6 EPA –
de ”tunge”
15 EPA
(excl. naftalen)
Hurup, bundaske 0,72 0,64 (89 %) 0,08 (11 %) 0,52 (72 %) 1,1
Hurup, cyklonaske 6,3 5,6 (89 %) 0,74 (11 %) 4,3 (68 %) 7,7
Græsted, bundaske 0,10 0,10 (100 %) 0,002 (0 %) 0,06 (60 %) 1,4
Græsted, cyklonaske 10,9 10,6 (97 %) 0,35 (3 %) 5,2 (48 %) 10,2
Græsted, kondensatslam 11,3 10,0 (88 %) 1,3 (12 %) 10,6 (94 %) (26,7)²
Høng, bundaske 1,2 1,1 (92 %) 0,10 (8 %) 0,86 (72 %) 4,8
Høng, cyklonaske 14,2 13,6 (96 %) 0,57 (4 %) 8,3 (58 %) 8,3
Høng, filteraske 11,0 10,1 (92 %) 0,90 (8 %) 8,6 (78 %) 2,4
Rødby, bundaske 0,29 0,29 (100 %) 0,003 (0%) 0,14 (48 %) 2,0
Rødby, cyklonaske 5,5 5,4 (98 %) 0,074 (2 %) 2,1 (38 %) 6,4
Rødby, filteraske 15,7 15,1 (96 %) 0,60 (4 %) 11,5 (73 %) 3,2

Tabel 6.5. PAH analyseresultater.

1 De ”16 EPA” omfatter følgende PAH'er:
”Lette”: Naphtalen, acenaphtylen, acenaphten, fluoren, phenanthren, anthracen, fluoranthen, pyren, benz(a)anthracen, chrysen.
“Tunge”: Benz(b+k)fluoranthen, benz(a)pyren, indeno(1,2,3-cd)pyren, dibenz(a,h)anthracen, benz(ghi)perylen.
2 For kondensatslam vil kemisk bundet vand kunne udgøre en stor del af glødetabet

Bundaskerne ses generelt at have lave PAH-indhold, SUM af ”16 EPA” på 0,1 – 1,2 mg/kg TS.

For de 2 bundasker med lavest PAH-indhold, Græsted (0,1 mg/kg TS) og Rødby (0,3 mg/kg TS) udgøres indholdet stort set udelukkende af de ”lette” PAH, hvoraf omkring halvdelen udgøres af naphthalen.

Generelt er andelen af de ”lette” PAH dominerende, 88 % - 100 %. Der er derimod stor forskel på andelen af naphthalen. For kondensatslammet fra Græsted er der en meget lille andel af napthalen (6 %), hvorimod der i både bund- og cyklonaske fra Rødby og cyklonaske fra Græsted ses en stor andel af napthalen, 50 – 60 % af SUM ”16 EPA”.

Hvis man ser på kolonnen ”15 EPA”, hvor naphthalen ikke medtages i summen (naphthalen anses af mange for ikke at være en ”ægte” PAH, da forbindelsen kun har to aromat-ringe) ses, at indholdet af PAH er stigende i ”røggasretningen” bundaske -> cyklonaske -> filteraske/kondensatslam. Dette forhold gælder derimod ikke for indholdet af bortglødeligt, da indholdet heraf i filteraskerne fra de to halmværker er betydeligeligt lavere end i cyklonaskerne. Der er således ingen umiddelbar sammenhæng mellem indholdet af PAH og indholdet af bortglødeligt i askerne.

Figur 6.13. Indhold af PAH i askeprøver.

Figur 6.13. Indhold af PAH i askeprøver.


Fodnoter

[1] ”Nominel Top Size” er defineret ved kantlængden af hullerne i den sigte, som 95% af materialet netop kan passere.

 



Version 1.0 Oktober 2004, © Miljøstyrelsen.