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Wirbelschichtaschen

Wirbelschichtaschen entstehen in Wirbel- schichtfeuerungsanlagen als Filter- und Bettasche bei der Verbrennung von Steinkohle, Braunkohle und anderen, z. T. heizwertarmen Stoffen, wie Papier/Holz und Klärschlamm. Bei der kohlestämmigen Verbrennung enthalten die Wirbelschicht- aschen zusätzlich unterschiedliche Mengen an Entschwefelungsprodukten und nicht reagiertem Absorbens. Aufgrund der unterschiedlichen Zusam- mensetzungen werden Wirbelschicht- aschen vielfältig verwendet, so z. B. als Roh- und Zusatzstoff bei der Zement- und Mörtelproduktion, bei der Herstellung von Mauersteinen, im Bergbau, im Straßen- und Landschaftsbau sowie als Düngemittel.

Anwendung

Aufgrund der unterschiedlichen Eigenschaften ergeben sich vielfältige Einsatzmöglichkeiten. Wirbelschichtasche kann z. B. als Roh- oder Zusatzstoff bei der Zement- und Mörtelproduktion sowie zur Herstellung von Mauersteinen und Ziegelprodukten eingesetzt werden. Im Bergbau können Wirbelschichtaschen aufgrund der hydraulisch wirksamen Komponenten als Bindemittelkomponente bei der Herstellung von Bergbaumörtel und als Versatz- und Verfüllmaterial einge- setzt werden. Das Eigenverfestigungs- und Wasserbindevermögen von Wirbel-schichtasche wird auch bei der Konditionierung von Schlamm ausgenutzt.

Wirbelschichtasche mit ausreichend ho- hem Gehalt an basisch wirksamen Be- standteilen aus Braunkohle ist ein anerkanntes, zugelassenes Düngemittel für die Forstwirtschaft. Die Tabelle auf der folgenden Seite gibt eine Übersicht über Anwendungen von Wirbelschichtaschen.
Bei den Anbietern von Wirbelschichtaschen liegen praktische Erfahrung über die wirtschaftlichen und umweltverträglichen Anwendungen vor, die in jedem Fall abgefragt und genutzt werden sollten.

Herstellung

Das Grundprinzip der Wirbelschichtfeuerungen besteht darin, dass der Brennstoff über einen Düsenboden mit definierter Luftzufuhr in einem wirbelnden Zustand gehalten wird. Der daraus resultierende hohe Stoffaustausch und die gute Wärmeübertragung ermöglichen auch den Einsatz heizwertarmer Brennstoffe.

Aufgrund der Feuerungstechnik ist durch Zugabe von Kalkstein eine Direktentschwefelung in der Feuerung möglich.

Verfahrensbedingt fällt im Wirbelbett körnige Bettasche und bei der Entstaubung der Rauchgase staubfeine Wirbelschicht-Filterasche an.

Eigenschaften

Wirbelschichtaschen stellen eine Mischung von Brennstoffasche und Unverbranntem dar. Bei der kohlestämmigen Verbrennung können sie zusätzlich Entschwefelungsprodukt (CaSO4) und nicht reagiertes Absorbens (CaO) enthalten.

Bedingt durch die relativ niedrige Feuerungstemperatur von ca. 850 °C sind die Aschen nicht aufgeschmolzen. Die durch den Mahlprozeß und die mit der Verwachsung der Kohle entstandene mineralogische Struktur bleibt somit erhalten. Das Fehlen von Sinter- und Aufschmelzvorgängen führt zu einem überwiegend feinkörnigen, kristallinen (nicht verglasten) Material.

Die Aschen werden an verschiedenen Stellen aus dem System abgezogen. Die Aschetypen unterscheiden sich aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften und ihrer chemischen Zusammensetzung. Es fällt die sogenannte Bettasche, die aus dem Wirbelbett direkt ausgetragen wird, und die Filterasche, die durch Elektro- oder Gewebefilter aus den Rauchgasen abgeschieden wird, an. Bei Zusammenführen von Bett- und Filterasche werden die Verwertungsmöglichkeiten in vielen Fällen eingeschränkt. Typisch für Wirbelschichtasche ist der hohe Anteil an Anhydrit (CaSO4) und Freikalk (CaO), die ein hohes Eigenverfestigungspotential und gutes Wasserbindevermögen bewirken.

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