Αξιοποίηση τέφρας από την καύση της φυτικής βιομάζας

Η καύση της φυτικής βιομάζας αποτελεί μία από τις πιο διαδεδομένες και ταχέως αναπτυσσόμενες μεθόδους αξιοποίησης ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Ως εκ τούτου, παράγονται ολοένα και μεγαλύτερες ποσότητες τέφρας βιομάζας, η οποία χρήζει αξιοποίησης. Παρά τη χρησιμότητα των διαφόρων συστατικών που περιέχονται στην τέφρα βιομάζας, σήμερα, η πιο συνηθισμένη πρακτική είναι η διάθεσή της σε χώρους διάθεσης απορριμμάτων (ΧΑΔΑ, ΧΥΤΑ). Το γεγονός αυτό αυξάνει το κόστος λειτουργίας μίας μονάδας ενεργειακής αξιοποίησης της βιομάζας. Παρόλ’ αυτά, η τέφρα της βιομάζας δύναται να αξιοποιηθεί σε σημαντικές εμπορικές εφαρμογές.

Χαρακτηριστικά τέφρας

Κατά την καύση του ξύλου και άλλων ειδών φυτικής βιομάζας σχηματίζεται στερεό υπόλειμμα (τέφρα), η ποσότητα του οποίου μπορεί να κυμαίνεται, περίπου, από 2% (π.χ. στην περίπτωση του ξύλου ιτιάς) έως και 20% (π.χ. στην περίπτωση των φλοιών ρυζιού) πρώτης ύλης. Η ποσότητα της τέφρας που παράγεται κατά την καύση της φυτικής βιομάζας διαφέρει σημαντικά αναλόγως του είδους της φυτικής βιομάζας, των αξιοποιηθέντων τμημάτων των φυτών, των παραμέτρων της διαδικασίας της καύσης και των συνθηκών αποθήκευσής της. Αυτές οι παράμετροι καθορίζουν σημαντικά τα ποιοτικά χαρακτηριστικά της παραγόμενης τέφρας και τη δυνατότητα για αξιοποίησή της σε περαιτέρω εφαρμογές.

Σύσταση τέφρας ξύλου

Κατά την καύση του ξύλου (και των παραγώγων καυσίμων, όπως τα pellets ξύλου) ο περιεχόμενος άνθρακας (C), ως επί το πλείστον, οξειδώνεται και το άζωτο (Ν) εκπέμπεται με τη μορφή των αέριων ενώσεών του (ΝΟχ). Σχεδόν όλα τα υπόλοιπα συστατικά που υπάρχουν στο ξύλο διατηρούνται. Έτσι η τέφρα από την καύση του ξύλου αποτελείται κυρίως από ασβέστιο, κάλιο, μαγνήσιο, πυρίτιο, αλουμίνιο, φώσφορο, νάτριο, μαγγάνιο και θείο και είναι ελλιπής σε άζωτο (Ν). Σε πολύ μικρές ποσότητες (ιχνοστοιχεία) είναι δυνατόν να  περιέχονται επίσης τα εξής στοιχεία: σίδηρος, ψευδάργυρος, αρσενικό, νικέλιο, χρώμιο, μόλυβδος, υδράργυρος, χαλκός, βόριο, μολυβδαίνιο, βανάδιο, βάριο, κάδμιο και χαλκός.

Ορισμένα από τα προαναφερθέντα στοιχεία, μερικώς ή πλήρως, εξαερώνονται κατά την καύση, ενώ άλλα διατηρούνται σε μεγάλο βαθμό. Στην περίπτωση της ατελούς καύσης βιομάζας, στην τέφρα είναι δυνατόν να περιέχεται ποσότητα άκαυστου άνθρακα (C). H ποσότητα των K, S, B, Cu και Na μειώνεται με τη αύξηση της θερμοκρασίας του κλιβάνου, ενώ η ποσότητα των Mg, P, Mn, Al, Fe, Si και Ca δεν επηρεάζεται ιδιαίτερα από τη θερμοκρασία. Ωστόσο, οι διαπιστώσεις αυτές εξαρτώνται και από το είδος του δέντρου από το οποίο προέρχεται το ξύλο. Επίσης, η έλλειψη τυποποίησης σχετικά με τις μεθόδους που χρησιμοποιούνται για την αξιολόγηση της περιεκτικότητας της τέφρας οδηγεί σε περαιτέρω αποκλίσεις.

Πεδία αξιοποίησης τέφρας ξύλου

Τα πεδία αξιοποίησης της τέφρας ξύλου μπορούν να συνοψιστούν στα ακόλουθα:

Εφαρμογή σε δασικά οικοσυστήματα

Η τέφρα ξύλου μπορεί να αξιοποιηθεί για την επαναφορά δασικών οικοσυστημάτων που έχουν πληγεί λόγω της αποψίλωσης και της οξίνισης των εδαφών τους.

Εφαρμογή ως λίπασμα (ή συμπλήρωμα λιπάσματος) σε γεωργικά οικοσυστήματα

Η τέφρα ξύλου, η οποία είναι πλούσια σε θρεπτικά συστατικά, ενώ παράλληλα παρουσιάζει χαμηλή συγκέντρωση σε βαρέα μέταλλα και οργανικούς ρυπαντές, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως λίπασμα (ή ως συμπλήρωμα λιπάσματος) για γεωργικές και κηπευτικές δραστηριότητες.

Εφαρμογή σε γεωτεχνικές κατασκευές και βιομηχανικές διεργασίες

Τυπικές εφαρμογές στον τομέα αυτό αποτελούν η κατασκευή δρόμων και χώρων στάθμευσης, η χρησιμοποίηση της τέφρας ως επιφανειακό στρώμα σε χώρους υγειονομικής ταφής και η πρόσμιξη της τέφρας για την παραγωγή οικοδομικών υλικών (π.χ. μπετόν, τούβλων ή τσιμέντου).

//www.biomassenergy.gr