AP 4 Verwendung der anorganischen Fraktion

Da minderwertige Inputströme für die Pyrolyse genutzt werden, wird sich die Menge anorganischer Fraktionen von 1-2 % – oder noch weniger – für holzartige Biomasseströme möglicherweise bis auf 40-50 % erhöhen, sollten getrocknete Gärreste genutzt werden. Mit einem solch großen Strom ist es notwendig, dass neben dem Pyrolyse-Öl auch die anorganische Fraktion als vollwertiges Produkt abgesetzt werden kann.

Um dies erreichen zu können, werden in diesem Arbeitspaket die Möglichkeiten, anorganische Fraktionen (die Asche) zu einem Produkt mit Mehrwert aufzuwerten, geprüft. Die Komposition von Verbrennungsasche ist theoretisch als Mittel zur Bodenverbesserung/Kunstdünger geeignet (wie nach einem Waldbrand). Die minderwertigen Biomasserohstoffe, auf die sich das Projekt konzentriert, werden aller Wahrscheinlichkeit nach signifikante Mengen N, P und K beinhalten. Auf Grund der hohen Temperaturen, die während der Vorbehandlung und Pyrolyse erreicht werden, wird der Ammoniak nicht mehr in der Asche vorhanden sein und daher bleiben P und K über. Es ist jedoch wichtig anzumerken, dass das vorhandene Kalzium und Magnesium nützlich sind, um den Boden-Ph-Wert konstant zu halten.

Eine andere mögliche Anwendung ist die Nutzung der anorganischen Fraktion als Beigemisch für Zement und/oder Beton. Hier wurden bereits viele Erfahrungen mit Aschen und Steinkohle gesammelt. Daten über gewünschte Kompositionen, Einschränkungen etc. werden bestimmt, und man wird untersuchen, ob und auf welche Weise man die anorganischen Fraktionen hierfür in einen geeigneten Zustand bringen kann.

Für jede Anwendung ist es wichtig, dass man Schwermetalle berücksichtigt. Abhängig von der Quelle können diese in größerem oder geringerem Umfang vorhanden sein. Die Verschmutzung der Schwermetalle wird pro Quelle mithilfe von X-raydiffraction (XRD) und Atomic Absorption Spectra (AAS) analysiert. Im Anschluss muss eine Strategie gewählt werden, um diese zu entfernen. Hierfür kann man Methoden betrachten, die man gegenwärtig in der extractivhydrometallurgy einsetzt, bei denen zunächst mittels organischer oder Schwefel-Säure das gesamte „ore“ aufgelöst werden muss. Es ist möglich, dies mit Mikroorganismen zu tun, dem sogenannten Bio-Leaching. Danach müssen alle relevanten aufgelösten Mineralien mittels Solventextraktion, Membranfiltration oder chemischer Präzipitation entfernt werden. Auch kann man elektrochemische Präzipitation nutzen, wobei die Kathode als Elektronenspender dient. Falls vorhanden, kann Kupfer auf diese Weise als separates Nebenprodukt produziert werden.