Kurze Antwort: Flugasche- und Bodenasche-Schlämme entwässern in einer Filterpresse gut, weil die Feststoffe mineralisch, nicht kompressibel und weitgehend frei von Organik sind. Der Haken sind Abrasion und Feinteile: Flugasche ist ein feines, silikatreiches Pulver, das Speisepumpen und Tuch verschleißt, und die feinste Fraktion verstopft das Tuch, wenn Tuch und Zyklus nicht darauf abgestimmt sind. Anlagen, die von nassen Ascheteichen auf Trockenhandhabung umstellen, nutzen Pressen, um einen stapelbaren Kuchen zu erzeugen, der deponiert oder verkauft werden kann.
Warum Kraftwerke überhaupt Asche entwässern
Jahrzehntelang spülten kohlebefeuerte Kraftwerke Asche in Teiche und ließen sie sich absetzen. Damit ist jetzt Schluss. In den Vereinigten Staaten legte die im April 2015 veröffentlichte Regelung für Verbrennungsrückstände aus Kohle Anforderungen für oberirdische Asche-Absetzbecken fest, und die nachfolgenden Änderungen verlangten, dass ungesicherte Absetzbecken, die die Kriterien für Grundwasser oder Standort nicht erfüllen, die Abfallannahme einstellen und mit der Stilllegung beginnen müssen, mit einer Frist bis zum 11. April 2021 gemäß der Part-A-Regelung von 2020. Die Dampf-Elektrizitäts-Regelung von 2024 ging noch weiter und führte eine Null-Einleitungs-Grenze für Wasser zum Transport von Rostasche und für Sickerwasser aus Verbrennungsrückständen ein. Das Ergebnis ist überall dort dasselbe, wo die Vorschriften verschärft werden: Asche, die früher in einen Teich gepumpt wurde, muss nun als entwässerter Feststoff behandelt werden.
Flugasche wird von der US EPA als ein sehr feines, pulverartiges Material beschrieben, das hauptsächlich aus Siliziumdioxid besteht, mit dem Rauchgas nach oben getragen und in den Elektrofiltern oder im Schlauchfilter abgeschieden wird. Rostasche ist das grobe, kantige Material, das zu schwer ist, um nach oben getragen zu werden, und am Ofenboden gesammelt wird. Die beiden verhalten sich in einer Presse unterschiedlich und werden üblicherweise getrennt gehalten.
Woher die Aufschlämmung kommt
- Restwasser aus der Nassentschlackung — das Schleusenwasser, das die Bettasche aus dem Kesseltrichter transportiert. Grobe, schnell absinkende Feststoffe; das Wasser wird in einem geschlossenen Kreislauf recycelt, sobald die Asche entfernt ist.
- Flugasche aus Nassabscheidung oder Teichentschlammung – entweder aus Nasswäschern und Nassabscheidern oder aus der Sanierung alter Ascheteiche, in denen die Asche jahrelang unter Wasser stand und fein und gesättigt ist.
- Ascheteichstilllegung — die größten Mengen. Teichsediment wird als Schlamm ausgehoben und muss entwässert werden, bevor es auf eine abgedichtete Deponie verbracht oder einer Verwertung zugeführt werden kann.
- FGD-Gips — nicht Asche, sondern wird von denselben Anlagen behandelt: die Calciumsulfat-Aufschlämmung aus der nassen Rauchgasentschwefelung, die sich leicht filtrieren lässt und oft an Gipskartonhersteller verkauft wird.
Wie sich Asche in einer Filterpresse verhält
Asche ist ein günstiger Beschickungsstoff für eine Presse. Die Partikel sind hart, inkompressibel und inert, sodass der Kuchen nicht wie bei biologischem oder Hydroxidschlamm zu einer undurchlässigen Schicht verdichtet wird und die Filtrationsraten hoch sind. Rostasche und REA-Gips bilden in kurzen Zyklen dicke, poröse Kuchen. Eine Kuchenfeuchte von 15–25 % ist typisch für grobe Asche und Gips, und ein Membranpressen senkt sie weiter.
Flugasche ist der schwierigere Fall. Ihre Partikelgröße reicht von einigen Mikrometern bis etwa 100 Mikrometern, mit einem Anteil sehr feiner glasiger Kugeln und unverbranntem Kohlenstoff. Daraus ergeben sich drei Konsequenzen:
- Verstopfung des Gewebes durch Feinteile. Die feinste Fraktion setzt sich im Gewebe fest. Ein kalandriertes Monofilament-Polypropylen-Gewebe widersteht dem am besten, und einige Anlagen fügen Rostasche oder eine Vorschicht hinzu, um den Kuchen aufzulockern.
- Abrieb. Silica- und Aluminiumoxidpartikel verschleißen die Speisepumpe, die Krümmer der Speiseleitung und das Gewebe am Speiseauge. Schlammpumpen mit Nassenden aus Hartmetall oder mit Gummiauskleidung oder eine luftbetriebene Membranpumpe Für kleinere Einheiten halten sie weitaus länger als eine Standard-Kreiselpumpe.
- Einlaufen in die Zufuhrleitung. Asche setzt sich schnell ab. Die Zufuhrleitungen sind auf Geschwindigkeit ausgelegt, die Presse wird aus einem gerührten Tank gespeist, und die Leitung wird am Ende jedes Zyklus gespült, damit sie nicht verstopft.
Unverbrannter Kohlenstoff ist erwähnenswert. Flugasche mit hohem Kohlenstoffgehalt (aus älteren Kesseln oder Low-NOx-Brennern) filtert langsamer und hält mehr Wasser zurück, und sie kann den Filterkuchen für die Zementverwendung ungeeignet machen. Eine Angabe zum Glühverlust in der Anfrage sagt uns, welcher Fall vorliegt.
Dimensionierung der Presse für Asche
Ausgehend von Trockentonnen pro Tag, wie bei jeder Suspension. Da Aschekuchen dicht sind – Schüttdichte im Bereich von 1.200–1.600 kg/m³ je nach Art und Feuchtigkeit –, enthält ein gegebenes Kammervolumen weit mehr Trockenfeststoffe als es bei Schlamm der Fall wäre, und die Zykluszeiten sind kurz. Eine Presse, die 5 Tonnen trockenen biologischen Schlamm pro Tag verarbeiten würde, verarbeitet ein Mehrfaches davon an Asche. Was die Presse begrenzt, ist üblicherweise das Beschickungssystem und die Kuchenhandhabung, nicht die Filtration.
Punkte, die die Spezifikation prägen:
- Plattenmaterial. Polypropylen-Platten sind Standard; sie widerstehen dem alkalischen pH-Wert der meisten Ascheschlämme. Verstärkte Platten werden spezifiziert, wenn der Zufuhrdruck hoch ist, um die Zyklen zu verkürzen.
- Speisedruck. Ascheschlamm filtert schnell bei mäßigem Druck; eine zweistufige Beschickung, die bei niedrigem Druck füllt und bei hohem Druck abschließt, ergibt die beste Zykluszeit und Kuchenrestfeuchte.
- Automatischer Betrieb. Asche ist ein kontinuierlicher, hochvolumiger Strom. Automatische Plattenverschiebung, Tuchwäsche und Kuchenaustrag auf ein Förderband sind die Norm; siehe die Kammerfilterpresse Bereich.
- Kuchen-Trockenheitsziel. Für Deponien reicht ein Filterkuchen, der einen Farbfiltertest besteht und gestapelt werden kann. Für die Verwertung in Zement oder Beton setzen Käufer eine Feuchtigkeitsobergrenze, und eine Membranfilterpresse ist der Weg, ihm konsequent zu begegnen.
- Filtrieren. Das Filtrat der Asche ist alkalisch und kann Bor, Selen oder andere Spurenelemente enthalten; es wird zurück in den Transportwasserkreislauf oder zur Aufbereitung geführt, nicht in die Ableitung.
Filterpresse versus die Alternativen
| Filterpresse | Bandpresse | Zentrifuge | Geotextilrohre | |
|---|---|---|---|---|
| Kuchenfeuchtigkeit, Flugasche | Niedrigste | Hoch | Moderat | Hoch, langsam |
| Verschleiß durch abrasiven Asche | Tuch- und Speisepumpe nur | Riemen und Rollen | Scroll und Schüssel, teuer | Niedrig |
| Bußgelder erfassen | Hoch | Niedrig | Moderat | Moderat |
| Fußabdruck | Moderat | Moderat | Klein | Sehr groß |
| Beste Passung | Permanente Trockenhandhabungssysteme; Teichschließung mit sinnvoller Nutzung | Selten für Asche verwendet | Platzbegrenzte Nachrüstungen | Vorübergehende Schließung des Teichs mit verfügbarem Land |
Was für ein Angebot zur Entwässerung von Asche gesendet werden sollte
Der Aschetyp (Flugasche, Bodenasche, Teichsediment, REA-Gips), Trockentonnen pro Tag, Feststoffkonzentration der Aufschlämmung, Partikelgrößenverteilung falls verfügbar, Glühverlust, pH-Wert, die Zielkuchenfeuchte und deren Grund (Deponierung oder Verkauf) sowie die Art und Weise, wie der Kuchen bewegt wird. Eine Ein-Liter-Probe der Aufschlämmung ermöglicht es uns, einen Filtrationstest durchzuführen und die Zykluszeit und Kuchenfeuchte aus Daten statt aus Annahmen zu ermitteln.
Verwandt: Filterpressen für Energie und neue Energien, Filtertuch-Auswahlleitfaden für Filterpressen, Filterpresse vs. Zentrifuge vs. Bandpresse.
Häufig gestellte Fragen
Kann Flugasche mit einer Filterpresse entwässert werden?
Ja. Asche ist mineralisch, inkompressibel und filtert schnell. Die Konstruktionsmerkmale sind verschleißfeste Speisepumpen, ein kalandriertes Monofilamentgewebe, das gegen Verstopfung durch Feinteile beständig ist, und ein Speisesystem, das die schnell absinkenden Feststoffe in Suspension hält.
Welche Kuchenfeuchte kann eine Filterpresse bei Asche erreichen?
Typischerweise 15–25 % für Rostasche und REA-Gips, etwas höher für feine Flugasche mit unverbranntem Kohlenstoff. Eine Membranpresse reduziert dies weiter und liefert gleichbleibende Feuchtigkeit für Zement- oder Gipskartonplattenkäufer.
Warum ist Flugasche schwieriger zu filtern als Rostasche?
Er ist viel feiner, mit einem Bruchteil glasiger Kügelchen von einigen Mikrometern, die sich im Stoff festsetzen, und er kann unverbrannten Kohlenstoff enthalten, der Wasser bindet. Rostasche ist grob und kantig und bildet einen offenen, schnell abfließenden Kuchen.
Was ist der Unterschied zwischen Flugasche und Rostasche?
Flugasche ist das feine Pulver, das mit dem Rauchgas mitgeführt und in Elektrofiltern oder Schlauchfiltern abgeschieden wird; Rostasche ist das grobe Material, das auf den Boden des Ofens fällt. Beide sind Rückstände aus der Kohleverbrennung, werden jedoch getrennt behandelt und entwässert.
Was passiert mit dem Filtrat der Filterpresse aus der Asche?
Es kehrt in den Aschetransportwasserkreislauf zurück oder gelangt in die Abwasserbehandlung des Kraftwerks. Es ist alkalisch und kann Spurenelemente wie Bor und Selen enthalten, daher wird es nicht direkt eingeleitet.
Ist eine Filterpresse für die Stilllegung von Ascheteichen geeignet?
Ja, wo die entwässerte Asche in einer abgedichteten Zelle deponiert oder verkauft wird und die Stilllegung lange genug dauert, um eine dauerhafte Installation zu rechtfertigen. Bei kurzen Stilllegungen mit verfügbarem Land werden stattdessen manchmal Geotextilschläuche verwendet, auf Kosten eines feuchteren Produkts.
Senden Sie den Aschetyp, die Tonnage und die Zielrestfeuchte, dann dimensionieren wir die Presse, die Beschickungspumpe und das Tuch dafür: Angebot für die Entwässerung von Asche anfordern.
Referenzen: US EPA — Entsorgung von Verbrennungsrückständen aus Kohle von Elektrizitätsversorgungsunternehmen (CCR-Regel), US EPA — Grundlagen der Kohlenasche, US EPA — Dampf-Elektrizität Abwasserrichtlinien, Endgültige Regelung 2024.
Dieser Artikel ist Teil unseres Leitfadens zu Industrielle Filterpressen-Anwendungen.