[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Popiół ze spalania biomasy i jego wykorzystanie – konspekt
Zanieczyszczenia powstające w procesie spalania paliw stałych
Ø Nieorganiczne:
• gazy: NOx, CO2, CO, SO2;
• pyły: metale – Fe, Si, Ca, Mg, K, Na, Cd, Hg, Co; frakcje PM10 i PM2,5;
Ø Organiczne:
v TZO – trwałe zanieczyszczenia organiczne,
v VOCs – lotne związki organiczne,
v SVOCs – półlotne zanieczyszczenia organiczne,
v WWA – wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne.
Podczas spalania biopaliw stałych powstają odpady stałe w postaci żużlu i popiołu (pod paleniskiem), lotnego popiołu (zbierane przez urządzenia odpylające) oraz stałe produkty odsiarczania spalin. Największe ilości żużlu powstają w paleniskach rusztowych i fluidalnych. Popioły gromadzą się pod paleniskiem w formie tzw. popiołu dennego lub żużelu oraz pod urządzeniami odpylającymi, jako lotny popiół spod cyklonów i filtrów (elektrofiltrów lub filtrów workowych). Udział poszczególnych form popiołu i ich właściwości zależą od rodzaju biomasy i typu paleniska. Na przykład , w czasie spalania kory drzewnej i zrębków udział żużlu w całej ilości popiołu wynosił 60—90%, lotnego popiołu spod cyklonów 10—30% i spod filtrów 2— 10%. Podczas spalania słomy te proporcje odpowiednio wynosiły: 80—90%, 2—5% i 5—15%. W paleniskach fluidalnych udział popiołu dennego stanowił 20—30%, natomiast pozostała część przypadała na lotny popiół. Ilość popiołu, która jest produkowana w czasie spalania jest często przedstawiana jako procent suchej masy paliwa (0% wilgoci). W przypadku biopaliw tzw. „czysty popiół” powinien być odróżniany od „popiołu wyjściowego”. Przez czysty popiół rozumiany jest popiół bez domieszek piasku, niespalonych cząstek biomasy i innych substancji obecnych pierwotnie w paliwie. Na przykład przeciętna zawartość czystego popiołu większości paliw drzewnych jest szacowana na 2,5%, natomiast ilość popiołu wyjściowego, w zależności od poziomu zanieczyszczeń, zmienia się bardzo, wynosząc przeciętnie dla drewna około 5%. Na rysunku przedstawiono przykład rozdziału ilości generowanych stałych odpadów w czasie spalania w paleniskach fluidalnych.
Charakterystyka popiołu ze spalania biomasy
Występuje on w mniejszych ilościach niż w przypadku spalania węgla – od 0,5 do 12,5 % mas. (węgiel 22,2 %). Popiół z biomasy jest niskotopliwy ze względu na znaczną zawartość CaO i K2O – topi się już w temperaturze 800 oC i może osadzać się na powierzchni grzewczej kotłów zaburzając wymianę ciepła. Różnice w składzie chemicznym popiołów z różnych rodzajów biomasy oraz w zawartości mikroelementów wymuszają systematyczne badania analityczne. Popiół z biomasy nie zawiera substancji szkodliwych.
Zastosowanie popiołu ze spalania biomasy
Rolnictwo
Popiół z biomasy może być stosowany jako nawóz powyżej 5 lat na terenach rolnych, a na obszarach leśnych ponad 10 lat. Bogaty w K2O popiół ze spalania słomy używany jest na obszarach rolnych, natomiast zawierający duże ilości CaO popiół ze spalania drewna na terenach leśnych.
Ogrodnictwo
Z popiołu można także otrzymać drobno uziarnione higroskopijne kruszywo regulujące ilość wody podczas wzrostu roślin ogrodniczych. Zdolność do absorpcji wody można także wykorzystać na podłożach kortów tenisowych lub boisk piłkarskich.
Budowa dróg
Popiół sprawdza się także jako utwardzacz nawierzchni, gdy jest wymieszany z gruntem i sprasowany odpowiednim walcem. Do utwardzania gruntu najlepiej nadają się popioły o niskiej zawartości SiO2 i CaO, ale zawierające dużo Al2O3.
Produkcja cementu
Podczas produkcji cementu popioły mieli się wspólnie z klinkierem cementowym. Dodatek popiołowy wynosi od 6 do 20 % mas. cementu.
Produkcja betonu
W niektórych technologiach wykorzystuje się popiół jako składnik spoiwa lub wypełniacz. Może on także pełnić obie funkcje. Przy produkcji gazobetonu stosuje się niemielone popioły lotne. W betonach kruszywowych mogą pełnić rolę frakcji kruszyw i być zamiennikiem cementu.
Produkcja farb i lakierów
Nadziarno (powyżej 20 mm) jest z powodzeniem stosowane jako wypełniacz do takich produktów jak: pianki polimerowe, polimerobetony, kity termoizolacyjne, farby odporne na ścieranie i korozję. Popiół jest stosowany w materiałach, dla których nie wymaga się odpowiedniego stopnia białości.
Ceramika
Popiół stosowany jest przy produkcji cegieł pełnych i kratkówek, dziurawek oraz pustaków szczelinowych.
[ Pobierz całość w formacie PDF ]