Flugasche

Gehäufte Flugasche

Flugasche ist der feste, disperse (teilchenförmige, partikelförmige, staubförmige) Rückstand von Verbrennungen, der auf Grund seiner hohen Dispersität (Feinheit) mit den Rauchgasen ausgetragen wird. Flugasche entsteht in großen Mengen in Wärmekraftwerken und Müllverbrennungsanlagen und muss dort durch Filter aus den Rauchgasen abgeschieden werden. Die Teilchengröße reicht von etwa 1 µm bis 1 mm. An Teilchenformen treten sowohl glatte, massive Kugeln als auch Hohlkugeln (so genannte Cenosphären), Plättchen, Fasern und Agglomerate auf. Die Dichte beträgt 2,2 bis 2,4 Kilogramm je Kubikdezimeter, die Schüttdichte liegt zwischen 0,9 bis 1,1 Kilogramm je Kubikdezimeter.

Die Zusammensetzung der Flugasche hängt stark vom Brennmaterial (Braunkohle oder Steinkohle) ab und erstreckt sich von Restkohlenstoff und Mineralien (Quarz, Aluminiumsilikat) bis hin zu toxischen Stoffen wie Schwermetallen (Arsen bis Zink) und Dioxinen. Dabei wirkt die Flugasche auch als Träger adsorbierter Schadstoffe. Während reine, einheitliche, gleichbleibende Brennstoffe wie Steinkohle eine gut verwertbare Flugasche ergeben, setzt sich die Braunkohlenflugasche (BFA) aus vielen verschiedenen Stoffen zusammen.

Geschichte

Früher wurden die Abgase der ortsfesten Verbrennung von fossilen Brennstoffen ungefiltert in die Atmosphäre emittiert – auch die der Verbrennung in großen Anlagen wie Kraftwerken und Industrieöfen. Bei Gas tut man dies auch heute noch (Gas verbrennt schadstoffärmer als die anderen Stoffe, da dieser Brennstoff weniger Verunreinigungen aufweist). Dies hatte gerade in dicht besiedelten bzw. stark industrialisierten Regionen sichtbare Umweltverschmutzungen zur Folge: die Schornsteine stießen grauen Rauch aus; zum Trocknen aufgehängte Wäsche war nach kurzer Zeit schmutzig; je nach Wetterlage und Entfernung zum Emittenten lagerten sich sichtbare Staubschichten ab. 1964 trat die erste TA Luft in Kraft; 1974 das Bundes-Immissionsschutzgesetz; 1988 die Erste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes.

Die Filterung von Abgasen im großtechnischen Maßstab wurde vorangetrieben. In den 1980er Jahren veranlasste das Waldsterben eine Intensivierung der Bemühungen; die zunächst vorhandene Dioxinbelastung in der Umgebung von Müllverbrennungsanlagen war ein weiterer Anlass, die Filtertechnik weiter zu verbessern. Je höher der Wirkungsgrad der Filter und je höher ihr Verbreitungsgrad, desto höher wurde die jährlich gesammelte Feinstaubmenge. Nicht in der Industrie oder im Bauwesen verwendbare Flugasche wird deponiert.

Braunkohle ergibt pro erzeugter Kilowattstunde etwa dreimal mehr Asche (nämlich etwa 63 Gramm) als Steinkohle (20 Gramm).

In den USA fallen jährlich 61 Millionen Tonnen an, 10 Millionen Tonnen sind es in der Türkei.

Weiterverwendung

Aufgrund ihrer chemischen und physikalischen Eigenschaften, wie der puzzolanischen Reaktivität, der kugeligen Kornform und der Kornverteilung, ist insbesondere die Steinkohlenflugasche (SFA) ein hochwertiger Sekundärrohstoff und findet im Bauwesen eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten.

Schadstofffreie Flugasche wird in der Baustoffindustrie gemäß DIN EN 450 als Zusatzstoff in Zement und Beton eingesetzt. Des Weiteren kann die Flugasche zur Herstellung von Mauersteinen aus Kalksandstein oder Porenbeton dienen. Im Straßen- und Erdbau wird die Flugasche zusammen mit Gesteinskörnung als Baustoff für ungebundene Tragschichten verwendet.

Inzwischen werden auch Verfahren zum Trennen der Flugasche in ihre Bestandteile und damit zu höherwertigen Produkten kommerziell angewendet. Die Kugeln und Hohlkugeln aus Aluminiumsilikat finden als Füllstoffe in der Gummi- und Kunststoffindustrie Verwendung, der Restkohlenstoff als Brennstoff in Kraftwerken.

Emission radioaktiver Metalle

Über die Flugasche können natürlich in der Kohle vorkommende, radioaktive Metalle aus dem Kraftwerk emittiert werden. Durch die Verbrennung der brennbaren Bestandteile kommt es hierbei zu einer Aufkonzentrierung der Metalle. Dies bedeutet eine höhere spezifische Radioaktivität der Flugasche im Vergleich zum verwendeten Brennstoff. Der BUND fordert die emittierte Radioaktivität in immissionsschutzrechtlichen Genehmigungsverfahren zu berücksichtigen.

Siehe auch

• Flugasche als Reycling-Baustoff im Straßenbau
• Hausmüllverbrennungsasche

Literatur

• Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen e.V. -FGSV-, Arbeitsgruppe Gesteinskörnungen, Ungebundene Bauweisen (Hrsg.): M KNP – Merkblatt über die Verwendung von Kraftwerksnebenprodukten im Straßenbau. FGSV Verlag, Köln 2009, ISBN 978-3-941790-16-2.

• Bundesministerium für Verkehr -BMV-, Abteilung Straßenbau, Bonn (Hrsg); Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen e.V. -FGSV-, Arbeitsgruppe Mineralstoffe im Straßenbau, Köln (Hrsg.): Merkblatt über die Verwendung von Steinkohleflugasche im Straßenbau. Selbstverlag, Bonn 1993.

Weblinks

• Bauchemie Webverzeichnis – Flugasche
• Innovativer Geopolymerbeton basierend auf Flugasche
• Anwendungsmöglichkeiten von Flugasche im Bauwesen