Żużel (pozostałość po spalaniu)
Ponieważ żużel jest w technologii wypalania , popiół nazywany jest, gdy został podgrzany powyżej punktu mięknienia, nie jest to stan bardziej drobnoziarnisty lub proszkowy , ale ciastowaty lub nawet (zäh-) płyn .
Żużel
Ponieważ popiół jest bezpostaciową, podobną do ceramiki mieszanką materiału, nie ma on ostro określonej temperatury topnienia , ale raczej mięknięcie zachodzi w sposób ciągły w szerokim zakresie temperatur. Lepkości zmniejsza się wraz ze wzrostem temperatury popiołu staje się lepka, drobny popiół ziarna aglomeratu i spiekania z utworzeniem większych fragmentów, popiół zaczyna przesuwać i wreszcie jeszcze płynąć.
Podobnie jak w przypadku innych substancji amorficznych , takich jak temperatura przejścia szkła , temperatura mięknienia bitumu czy temperatura mięknienia tworzyw sztucznych , również dla popiołu można określić inne wartości temperatury:
- Temperatura spiekania
- Temperatura mięknienia
- Półkula / temperatura topnienia / płynięcia
Pomiar różnych temperatur jest znormalizowany, na przykład dla węgla w DIN 51730 lub ISO 540 .
W zależności od składu popiołu, temperatura mięknienia wynosi od około 900 do 1400 ° C, temperatura spiekania około 100 do 200 K poniżej, temperatura krzepnięcia około 100 do 200 K powyżej.
Teoretycznie wspomniane powyżej temperatury można przewidzieć tylko bardzo niedokładnie, ponieważ topnienie mieszaniny substancji jest niezwykle złożone. Nawet najmniejsze zmiany w proporcjach substancji mogą mieć silny wpływ na temperaturę mięknienia, jeśli mieszanina tworzy eutektykę . Generalnie temperatury rosną wraz ze wzrostem zwęglenia . Wiadomo, że niektóre substancje (takie jak niektóre związki potasu, glinu, sodu, magnezu i krzemu) znacznie obniżają temperaturę mięknienia. Jest to szczególnie widoczne w przypadku biomas łodygowych (słoma i trawa), które zawierają takie substancje w dużych stężeniach i należą do paliw o najniższych temperaturach mięknienia popiołu.
Żużlowe problemy i środki zaradcze
W miarę stygnięcia żużel krzepnie i spieka się, tworząc stałą, podobną do skały masę. W zależności od maksymalnej temperatury i szybkości chłodzenia może być porowata / krucha / krucha lub twarda jak szkło .
Chłodzenie i krzepnięcie żużla zachodzi podczas przejścia z gorącej strefy pieca do obszarów zimnych krawędzi lub do dowolnego znajdującego się dalej wymiennika ciepła . Tutaj zbrylanie się, że przenoszenie ciepła z formy blokuje i degraduje i zwiększa spadek ciśnienia w piecu po stronie spalin. Mówi się o „żużlowaniu” pieca. W skrajnych przypadkach mogą powstać duże, niebezpieczne gzymsy, które w ostatecznym rozerwaniu i upadku mogą spowodować znaczne uszkodzenia.
W paleniskach rusztowych żużel może blokować ruch rusztu lub też otwory na wiatr od dołu, czyli powietrze do spalania przepływające przez ruszt od dołu może utknąć. Urządzenia do odprowadzania i przenoszenia popiołu mogą być blokowane przez duże, twarde bloki żużlowe, tak że należy przewidzieć kruszarki do kruszenia bloków żużla . W szczególności w spalarniach odpadów pozostałości spalania zawierają nie tylko rzeczywisty popiół, ale także dużą ilość obojętnych substancji obcych, takich jak złom metalowy, odłamki szkła i ceramiki, kamienie itp., Które mieszają się z żużlem.
Aby zapobiec nadmiernemu zabrudzeniu pieca przez zbrylanie się popiołu i żużla, piece przemysłowe i kotły parowe są zwykle wyposażone w urządzenia czyszczące ( zdmuchiwacze sadzy , lance dmuchaw parowych lub wodnych, kołatki / wibratory , ...), za pomocą których można usunąć zbrylenie podczas pracy. To pokazuje, że żużel jest znacznie trudniejszy w obróbce niż popiół w proszku. Jeżeli zbrylenie jest na tyle mocne i twarde, że nie da się go już usunąć firmowym sprzętem czyszczącym, piec należy wyłączyć w celu ręcznego usunięcia osadu („metodami górniczymi”) .
Ze względu na problemy ze zbrylaniem, tworzenie się żużla podczas wypalania jest zwykle niepożądane i podejmuje się próby utrzymania temperatury w piecu poniżej temperatury mięknienia popiołu za pomocą odpowiednich środków (np. Recyrkulacji gazów spalinowych ).
W piecu temperatura jest celowo bardzo wysoka, powyżej punktu przepływu żużla, a żużel spływa po ścianach pieca, skąd ścieka do kąpieli wodnej. Ze względu na wysokie temperatury powstają jednak bardziej szkodliwe dla środowiska tlenki azotu , przez co ten typ pieców w ostatnim czasie był rzadko stosowany.
Odzysk / unieszkodliwianie
Sposób wykorzystania czy utylizacji żużla zależy przede wszystkim od jego składu chemicznego, w szczególności od zawartości substancji trujących i szkodliwych . Szczególnie niebezpieczne są te składniki, które nie są bezpiecznie wprowadzane, ale które odgazowują (→ zanieczyszczenie powietrza ) lub mogą zostać wypłukane („eluowane”) przez deszcz lub wody gruntowe (→ zanieczyszczenie wody ).
Niektóre zanieczyszczenia pochodzące z paliwa lub jego spalania ( metale ciężkie , dioksyny , PCB , WWA , ...) mają tendencję do przyczepiania się do ciał stałych, takich jak popiół / żużel. Chociaż zanieczyszczenia organiczne znajdują się głównie w popiele lotnym , metale ciężkie w coraz większym stopniu pozostają w popiele z pieca, a tym samym w żużlu.
- Zgodnie z normą DIN EN 450 żużel o niskiej zawartości zanieczyszczeń może być stosowany jako kruszywo ( kruszywo sztuczne ) do niemetaliczno-nieorganicznych materiałów budowlanych, takich jak cement, asfalt itp. W tym celu żużel musi mieć również określone właściwości mechaniczne.
- Żużel o dużej zawartości zanieczyszczeń należy utylizować , przy czym udział zanieczyszczeń decyduje o klasie składowiska (od I do IV).
Zobacz też
Indywidualne dowody
- ↑ a b Technical University of Munich - Chair of Energy Systems: Ash Melting Microscope (dostęp 2 lutego 2016 r.).
- ↑ Hans Oechsner: Właściwości paliwowe biomasy (PDF; 1,2 MB), wykład na warsztatach „Bioenergy Use in Baden-Württemberg - Heating with Grain” , 9 i 22 listopada 2006 (PDF; 1,2 MB).
- ↑ a b Zwahr, Heiner (Hanseatisches Schlackenkontor GmbH, Hamburg): Strona nie jest już dostępna , wyszukiwanie w archiwach internetowych: właściwości odpadów mineralnych, stan technologii przetwarzania i metody badań żużla ze spalania