Trinopdelt forgasning af imprægneret affaldstræ
3 Laboratorieforsøg
3.1 Baggrund
Der er udført en række laboratorieforsøg, som har til formål eksperimentelt at påvise, hvorledes kobber, krom og arsen opfører sig ved forskellige temperaturforhold.
Forsøgene blev udført som følger:
Prøver af 100 g tørt affaldstræ blev placeret i en forvarmet keramisk ovn. Efter indføring af prøver blev temperaturen øget til den ønskede sluttemperatur på mellem ca. 950°C og 1400°C. Ved endt forsøg blev askerne analyseret for tungmetaller, således at koncentrationen af metaller i asken kan analyseres som funktion af temperaturen.
Der blev udført forsøg ved 4 forskellige sluttemperaturer, og ved hvert forsøg blev 4-5 affaldstræprøver benyttet. Efter endt forsøg blev i alt 11 asker analyseret.
3.2 Præsentation af resultater
Nedenstående graf viser hovedresultatet fra laboratorieforsøgene. På y-aksen ses indholdet af tungmetal i asken i mg/kg tør aske. X-aksen er sluttemperaturen i ovnen.
Figur 1. Indhold af tungmetaller i asker fra laboratorieforsøg
På Figur 1 ses, at kobberindholdet ved en temperatur på 960°C ligger i området 100.000-180.000 mg/kg aske. Ved temperaturer over 1200°C falder kobberindholdet til 30.000 mg/kg aske eller derunder.
Indholdet af krom i asken holder sig nogenlunde konstant på omkring 30.000 mg/kg aske i hele temperaturområdet.
Arsen-indholdet udviser en vis spredning. For eksempel svinger koncentrationen i 1200°C-prøverne fra 3.000 mg/kg til 110.000 mg/kg. Alligevel vurderer vi, at forsøgene viser, at arsen binder sig hårdere i asken jo højere temperaturen er. I affaldsforbrændingsanlæg fordeler arsen sig typisk med mest i flyveasken, men stadig med en anseelig andel (5-15%) i aske/slagge. Arsens kemi er meget kompliceret, og arsen kan optræde i et stort antal kemiske forbindelser. Hvilke forbindelser arsen ender i (i en forgasningsproces) afhænger af forhold som temperatur/tid, om atmosfæren er reducerende eller oxiderende og selvfølgelig af, hvilke andre stoffer som er til stede. Litteraturstudiet har ikke kunnet finde undersøgelser af arsens opførsel ved meget høje temperaturer (> 1000°C ).
Resultatet af laboratorieforsøgene viser den modsatte effekt af den forventede, og laboratorieforsøgene kan derfor ikke underbygge teorien om, at TKE forgasseren kan producere en aske, der ikke er kontamineret med As.
3.3 Delkonklusion
Laboratorieforsøget har ikke givet øget sandsynlighed for, at arsen fra affaldstræ ikke kontaminerer bundaske og flyveaske ved forgasning i trinopdelte forgassere. Tværtimod stiger indholdet af arsen ved højere temperaturer, og idet partiel-forbrændingszonen i TKE forgasseren netop opererer ved høj temperatur kan ovenstående resultater ikke underbygge dette koncept.
Version 1.0 August 2007, © Miljøstyrelsen.