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

Separation og genanvendelse af aske fra biobrændselsanlæg

11 Mulighed for samarbejde mellem store og små værker

11.1 Status for laboratorie- og fuldskalaforsøg på Enstedværket
11.2 Vurdering af samarbejdsmuligheder mellem små og store værker

Som led i projektet er der udført en vurdering af samarbejdsmulighederne mellem store og mindre halmfyrede værker med henblik på at forøge nyttiggørelsen af forskellige bioaskefraktioner.

Der tænkes i denne sammenhæng især på separat udtag af bundaske og flyveaske efterfulgt af udvinding af flydende kaliumgødning fra flyveasken. Denne proces er afprøvet på Enstedværket med positivt resultat. Herunder gives en kort redegørelse for de udførte laboratorie- og fuldskalaforsøg på Enstedværket og på basis heraf vurderes mulighederne for samarbejde mellem store og mindre værker.

11.1 Status for laboratorie- og fuldskalaforsøg på Enstedværket

Flyveaske fra halmfyrede kedler er karakteriseret ved et højt indhold af gødningsstoffet kalium i form af kaliumklorid og kaliumsulfat. Samtidigt har halmflyveaske et højt indhold af tungmetallet cadmium, hvilket indebærer, at udskilt flyveaske ikke direkte kan udspredes på landbrugsjord. På nogle halmfyrede kraftvarmeværker bliver en vis andel af asken udspredt via tilbageblanding i bundasken, men herudover må asken deponeres med tab af værdifuld gødning til følge, samt omkostninger til deponering.

På denne baggrund har Elsam med PSO-støtte gennemført et udviklingsprojekt med henblik på etablering af en proces til udvinding af flydende kaliumgødning fra flyveasken. Princippet for processen er meget enkelt, som illustreret i Figur 11.1.

Aske og vand tilføres en blandebeholder med omrøring, således at kalium bringes på opløst form. For at minimere opløsning af tungmetaller i gødningsvæsken foretages samtidigt en pH-justering. Opslemningen føres til et to-trinsfilter. I første trin separeres kaliumgødningen fra remansen, der består af de uopløselige askebestanddele. Gødningsproduktet føres til en produkttank og er herefter klar til nyttiggørelse. For at sikre maksimalt kaliumudbytte skylles filterkagen i filterets andet trin med råvand. Det kaliumholdige skyllevand føres til en mellembeholder, hvorfra det recirkuleres til blandebeholderen.

Figur 11.1. Processkema for udvinding af flydende kaliumgødning fra halmflyveaske.

Indledningsvis blev der på Enstedværkets laboratorium udført en række laboratorieforsøg med det formål at fastlægge optimale blandingsforhold med hensyn til kaliumudbytte og optimal pH-værdi for tilbageholdelse af tungmetaller.

Blandingsforholdet mellem aske og vand blev varieret mellem 1:20 og 1:1,5. I hele dette blandingsområde opnås en fuldstændig opløsning af askens indhold af kaliumklorid. Derimod ses et faldende udbytte af kaliumsulfat ved stigende faststof/væske-forhold, hvilket kan tilskrives opløselighedsbegrænsninger for kaliumsulfat. Laboratorieforsøgene viste endvidere at justering af pH-værdien til omkring 9 kan sikre minimal opløsning af tungmetaller i gødningsvæsken. En økonomisk evaluering viste, at det optimale forhold mellem flyveaske og vand er omkring 1:2.

På grundlag af de positive laboratorieresultater blev der medio 2000 etableret et forsøgsanlæg, hvor der kan udføres fuldskalaforsøg med udvinding af flydende gødning fra bioflyveaske. Anlægget er placeret på Enstedværket i tilknytning til den halm- og flisfyrede biokedel. Forsøgsanlægget omfatter blandetank med vejecelle, Larox trykfilter og opsamlingstanke til filtrat og skyllevand.

Flyveasken opslemmes i vand i en lukket blandebeholder med omrører. Blandebeholderen står på vejeceller. Opblanding foregår ved først at afveje den ønskede mængde vand for derefter at dosere flyveaskemængden til det ønskede blandingsforhold. Efter opblanding indstilles slurryens pH til mellem 9 og 10 med NaOH/HCl. Slurryen pumpes til trykfilteret, hvis arbejdscyklus består af følgende trin: Filtrering, membranpresning, kageskylning, membranpresning, lufttørring og tømning. Filtrets optimale driftsforhold er fastlagt ved laboratorieforsøg med opslemmet bioflyveaske hos Larox. Filterkagen falder ned i en dertil indrettet container. Filtrat og skyllevand ledes til hver sin rustfrie ståltank.

Der er udført forsøg med flyveaske fra fem forskellige aske big-bags fra Enstedværkets biokedel. Alle forsøg er udført med et forhold mellem aske og vand på 1:2. Forsøg er udført med og uden pH-justering og med og uden recirkulation af skyllevand. Analyseomfanget omfatter pH, ledningsevne, densitet, klor, svovl, kalium og fosfor samt tungmetaller. Produktmængder er afvejet med henblik på opstilling af massestrømsfordeling.

Koncentrationen af kalium i filtraterne varierer fra 92 kg/m³ til 130 kg/m³. Dette forholdsvis store variationsområde må tilskrives forskelle i de tre anvendte flyveaskers kemiske sammensætning – herunder specielt indholdet af KCl og K2SO4. Som i laboratorieforsøgene kan der konstateres en reduceret opløselighed af sulfat ved forøget indhold af kalium i filtratet. Dette medfører at recirkulation af skyllevand vil medføre et lidt lavere kaliumudbytte.

I praksis vil anvendelse af et fast aske/vand-forhold indebære varierende kaliumkoncentration i gødningsvæsken. Et konstant kaliumniveau kan sikres ved at styre blandingsforholdet efter en ledningsevnemåling, da der observeres en entydig korrelation mellem kaliumkoncentration og ledningsevne.

Faststofremansen er målt til at udgøre mellem 34 og 43% af askemængden på tørstofbasis. Fugtindholdet udgør omkring 20%, således at der kan regnes med en fugtig filterkagemængde til deponering på omkring 50% af askemængden.

For kobber, kviksølv, nikkel, bly og zink opløses mindre end 1% af indholdet i asken i filtratet. Opløseligheden af cadmium og chrom er højere og mere afhængig af pH-værdien. Optimal pH-værdi er i området 9,5-10, hvor maksimalt 5% af askens indhold af disse tungmetaller overføres til gødningsvæsken. Dette må anses for at være miljømæssigt acceptabelt.

Det kan på basis af de udførte forsøg konkluderes, at resultaterne fra laboratorieforsøgene er blevet bekræftet, at anlægget mekanisk fungerer tilfredsstillende, at skylning og afvanding af filterkagen er effektiv, at der kan fremstilles et gødningsprodukt med 10% kalium og minimalt indhold af tungmetaller, at kaliumudbyttet udgør omkring 75% og at filterkagemængden til deponering udgør omkring 50% af flyveaskemængden.

Der er således skabt et teknisk grundlag for etablering af et anlæg til kontinuerlig drift. Som grundlag for en eventuel beslutning herom er der foretaget undersøgelser af mulighederne for at afsætte produktet til gødningsindustrien. Undersøgelsen har givet positivt resultat for såvel de tekniske som økonomiske aspekter af denne løsning. En anden mulighed kan være afsætning direkte til landmænd med henblik på tilblanding i svinegylle, hvor der er underskud af kalium.

11.2 Vurdering af samarbejdsmuligheder mellem små og store værker

Ved etablering af et askebehandlingsanlæg for halmflyveaske på et af de større halmfyrede værker vil det være muligt at aftage udskilt flyveaske fra mindre værker, enten ved at udnytte en eventuel overskudskapacitet eller ved en udbygning.

Halmforbruget på halmfyrede fjernvarmeværker udgør som omtalt tidligere i afsnit 4 omkring 250.000 t på årsbasis, hvilket giver anledning til en flyveaskemængde på i størrelsesordenen 2.000 t om året. I Tabel 11.1 er der opstillet et groft skøn over driftsbudgettet for behandling af 1.000 t halmflyveaske på årsbasis.

Tabel 11.1. Driftsbudget for central behandling af 1.000 t halmflyveaske på årsbasis.

Driftsudgifterne svarer til en behandlingspris for asken på knap 400 DKK/t. Hertil skal lægges transport af asken til behandlingsanlægget samt forrentning af anlægsomkostningerne, i alt i størrelsesordenen 250 DKK/t. For et fjernvarmeværk vil de samlede omkostninger til bortskaffelse af halmflyveasken via et behandlingsanlæg således udgøre i størrelsesordenen 650 DKK/t. Ved et årligt halmforbrug på 10.000 t svarer dette til en årlig udgift på omkring 60.000 DKK. Behandlingsudgifterne er således af en betragtelig størrelse, men dog noget lavere end omkostningerne til deponering af den tilsvarende mængde aske.

Det må derfor konkluderes, at muligheden for at få behandlet asken ikke giver de halmfyrede varmeværker noget afgørende incitament til separation af bundaske og flyveaske. For værker, der kan udbringe blandet bundaske og flyveaske, vil dette fortsat være den billigste løsning, og besparelsen ved en eventuel fritagelse for analyse af bundaske ved separation er ikke tilstrækkeligt stor til at ændre dette. For værker, der i forvejen separerer bundaske og flyveaske med henblik på deponering af flyveaske, vil det være økonomisk attraktivt at få oparbejdet asken til flydende gødning.

Gennem projektet er andre muligheder for at gennemføre vask af aske og håndtering af produkterne løseligt blevet diskuteret. I stedet for at transportere asken til et centralt anlæg, kunne askevasken foregå decentralt på fjernvarmeværkerne. Med en kammerfilterpresse som benyttet i den ovennævnte proces, bliver askevask imidlertid for investeringstung. Bruges i stedet et båndfilter, kan investeringen holdes nede. Prisen er et højere vandindhold i remanensen, som dog kunne tørres noget ned med overskudsvarme, der ofte er til stede på værkerne. En decentral askevask vil muligvis ikke kunne overholde kvalitetskrav for leverance til gødningsindustrien. Men gødningsproduktet vil givetvis være tilstrækkelig ensartet til lokal distribution og opblanding med svinegylle.

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

Version 1.0 Oktober 2004, © Miljøstyrelsen.