Aska

Från Wikipedia
Version från den 20 oktober 2017 kl. 10.01 av Disembodied Soul (Diskussion | Bidrag) (Rullade tillbaka redigeringar av 90.229.150.63 (diskussion) till senaste version av Deryni)
Aska
Aska efter en lägereld.
  • Beskrivning: De fasta oorganiska restprodukterna vid förbränning.
  • Typer: Naturlig aska, föroreningsaska
  • Färger: Vanligtvis rödbrun, grå eller vit. Färgen beroende av vilka mineraler som dominerar i askan.
För andra betydelser, se Aska (olika betydelser).

Aska kallas de fasta oorganiska restprodukterna efter förbränning av organiska ämnen. Sammansättningen är beroende av utgångsmaterialet och består oftast av fosfater, karbonater, klorider, silikater och sulfater av kalcium, magnesium, kalium och natrium. Färgen är i regel rödbrun, grå eller vit. En rödfärgad aska tyder på hög järnhalt.

Aska skiljer sig från det fasta organiska material som kan bli återstod vid förbränning, det vill säga oförbränt organiskt material, även om aska också kan innehålla kol. En organisk återstod som följer med rökgaserna kallas istället sot medan en organisk bottenåterstod kallas kol eller koks. Vulkanisk aska är också ett etablerat begrepp, trots att det inte rör sig om en återstod efter förbränning.

Cigarettaska.
Flygaska från en lägereld.
Stenkolsaska.

Olika typer av aska

Allt organiskt som bränns lämnar aska efter sig. Några vanliga asktyper:

Vedaska

Ett stort antal forskningsstudier har genomförts beträffande den kemiska sammansättningen av vedaska, eller träaska. Resultaten varierar stort, eftersom ett flertal faktorer, som tidigare nämnts, påverkar sammansättning. I vissa studier är kalciumkarbonat (kolsyrad kalk CaCO3) en viktig beståndsdel[2], i andra studier förekommer ytterst lite kalciumkarbonat, däremot stora mängder kalciumoxid (bränd kalk CaO).[3]

Några studier påvisar så höga halter som 12 procent av järnoxider[3] medan andra inte påvisar några halter alls[4], och järnoxider ofta är resultatet av föroreningar, dvs. föroreningsaska.

Innehållet av tungmetaller beror huvudsakligen det trädens ståndort. Energiskog (Salix) som odlas på åkermark ger ofta aska med förhöjda halter av kadmium och zink. Kadmium härrör från kadmiumhaltiga gödselmedel som tidigare tillförts jordbruksmarken.[5]

I träaska kan också radionuklider förekomma, t.ex. kalium-40 och cesium- 137. Kalium-40 förekommer naturligt medan cesium-137 härrör från kärnvapensprängningar och Tjernobylolyckan (1986).[5]

En grundlig studie med träaska från ett antal olika trädarter genomfördes på 1870-talet av den tyske lantbrukskemisten Emil von Wolff.[6]

Förutom den påverkan trädslag, trädets ålder, växtplats och genetiska faktorer kan ha, har även följande faktorer betydelse för träaskans sammansättning:

  • Flygaska: När större mängder flygaska uppstår, förändras sammansättningen av den bottenaska som blir kvar.
  • Förbränningstemperaturen[7] leder till två direkta effekter:
    • Dissociation: Vid högre temperatur förbränns karbonater, sulfider m.m. till oxider. En del metalloxider, t.ex. kvicksilveroxid kan till och med delas upp i sina beståndsdelar och därefter förångas fullständigt.
    • Förångning: När flygaskan inte mäts, kommer en del beståndsdelar att saknas i summeringen.
  • Experimentmiljön: När askan utsätts för miljöpåverkan mellan förbränning och analys kan beståndsdelar i träaskan hinna reagera med luftens koldioxid.

Kolaska

Vid kolets förbränning bildar de oorganiska huvudkomponenterna oxider och karbonater. Det är framför allt aluminium, järn, kalcium, kisel och magnesium och de huvudsakliga beståndsdelarna är således Al2O3, Fe2O3,CaO, SiO2, och MgO. Dessutom förekommer oxider av kalium, natrium (Na2O,) svavel (SO3).[8]

Torvaska

Torvaska innehåller framför allt oxider av aluminium, järn, kalcium och kisel. Den innehåller också lägre halter av fosfor, kalium, magnesium, natrium, svavel, titan och olika spårämnen. Den uppvisar stora likheter med kolaska. Det som skiljer torvaskans sammansättning från träaska är högre halter av järn och lägre halter av mangan och kalium.[9]

Gräsaskor

Aska av eldat gräs har stor variation även inom en och samma art, beroende på växtförhållanden. Ett bra exempel är rörflen som har hög avkastning och därför är intressant som energigräs. Det har ingått i flera forskningsstudier. Askhalten varierar mycket beroende på var rörflenen odlats. De lägsta askhalterna, 2 procent, har gräs på mullhaltig jord, medan halterna för rörflen som växt på styva lerjordar kan vara så höga som 10 procent. Rörflen är intressant som bränsle eftersom arten har enrelativt hög asksmältpunkt, vilket minskar problemen med sintring i värmepannan.

Rörflen innehåller påtagligt högre halter av svavel, kväve och klor än vedbränsle. Askan består framför allt av kisel men den innehåller också kalium, kalcium, magnesium, fosfor och spårämnen. Dess flygaska innehåller höga halter av tungmetaller.[10]

Benaska

Benaska är den aska som återstår efter förbränning av ben. Den består av ungefär 85 procent kalciumfosfater, framför allt trikalciumdifosfat, ett salt av kalcium och fosforsyra med formeln Ca3(PO4)2, och 12 procent kalciumkarbonat (CaO).[11][12]

2012 uppmärksammades de höga metallhalter som ingår i kremeringsaska, cirka 20 ton per år, bland annat titan från operationer.[13][14]

Benaska användes tidigare för framställning av fosfor och fosforsyra, mjölkglas, glasyrer, keramiskt material i drivugnar och muffelugnar och som polerings- och putsmedel.[12]

Komponenter

Askan kan delas in i två komponenter, aska från bränslets naturliga obrännbara mineraler och föroreningsaska.[15]

Naturlig aska

Den naturliga askan består av mineralämnen som träden har tagit upp ur marken och från regnvattnet som tagits upp av barr och löv. Mineralerna finns främst i bastbarken och i barr och löv, dvs. i de delar där trädens livsfunktioner är. Här finns mer än hälften av mängderna kalcium (Ca), fosfor (P), kalium (K) och kväve (N) och också magnesium (Mg) och kisel (Si). Askhalten varierar starkt beroende på trädslag, trädets ålder och växtplats, men även på genetiska faktorer.

Generellt har svenska skogsträd en naturlig askhalt i stamved av 0,4 – 0,7 procent, där gran har högst askhalt. Tallbarr har 2,5 procents askhalt, granbarr och löv 5 – 6 procent. Björk- och tallbark innehåller 1,5 – 2,5 procent aska och granbark upp till 4 procent.[16]

Föroreningsaska

Vedhanteringen har en avgörande betydelse för hur mycket föroreningsaska bränslet får. Bränsle kan förorenas på grund av släpning eller lunning. Ibland följer metallföremål med från avverkningen, t.ex. verktyg. Vid transporten till virkesterminal kan oorganiskt damm öka den kommande föroreningsaskan. En av de viktigaste orsakerna till föroreningsaska är dock oasfalterade lagringsytor. Bark från oasfalterade ytor kan innehålla 10 – 15 procent aska. Lagring av bränsle bör med andra ord alltid ske på asfalt- eller betongytor, eller åtminstone på en hårdgjord yta med flis eller bark som bädd.[17]

Behandlat virke, till exempel när byggavfall, returträflis, lastpallar, formvirke, möbler, emballage eldas kan innehålla höga halter av även de oorganiska ämnena arsenik (As), bly (Pb) och koppar (Cu).[17]

Föroreningsaska i bränslet utgör en barlast och deltar inte i förbränningen. Negativa effekter av denna aska är bland annat att den:[15]

  • minskar energiinnehållet per massenhet bränsle
  • sliter på mekaniska transportanordningar
  • kan medföra slaggningsproblem
  • ökar transport-, hanterings- och deponikostnaderna

Askhalter

Askhalter i träd

Askhalten anges i procent av bränslets torra massa. Askhaltsbestämningarna kan göras enligt Svensk Standard SS 18 71 71.[1]

Den uppmätta andelen aska i ved från olika trädarter varierar från 0,43 procent till 1,82 procent. Av praktiska skäl räknar man ofta med genomsnittsvärdet 1 procent. Som jämförelse kan askinnehållet i antracitkol nämnas; det ligger vanligtvis på 10–20 procent.[18]

Askhalt i procent[19]
Del av träd Björk Tall Gran
Stamved 0,4 0,4 0,6
Bark 2,2 2,6 3,2
Grenar 1,2 1,0 1,9
Barr och löv 5,5 2,4 5,1
Hela träd m barr/ löv 1,0 0,9 1,6
Hela träd u barr/ löv 0,8 0,8 1,3

Om askhalterna ska anges i kg/m3 flis ska ovanstående värden multipliceras med fyra. En kubikmeter helträdsflis i gran med barr innehåller drygt 6 kg aska.[16]

Askhalter i kol och olja

Generellt sett har kol höga askhalter och olja låga. Stenkol har en genomsnittlig askhalt av 10 procent och råolja 0,005 procent.[20]

Användningsområden för aska

Aska användes för olika ändamål, såsom benaska för framställning av fosfor och fosforsyra, eller aska efter olika tångarter för framställning av jod och alkalisalter. Träaska kan användas för tillverkning av pottaska (kaliumkarbonat), som förr var en viktig produkt som användes som råvara för framställning av såpa, glas, krut, färgämnen och läkemedel.[21] Liksom tvål är aska ett alkaliskt desinfektionsmedel[22]

På grund av sin halt av växtnäringsämnen i lättlöslig form har växtaska tidigare tillvaratagits i jordbruket för gödsling. [23]

Världshälsoorganisationen (WHO) rekommenderar aska eller sand som alternativ när tvål inte är tillgängligt.[24]

Vedaska som gödningsmedel

Vedaska, framför allt från lövträ, är rik på kalium och kalcium och innehåller litet fosfor och mikronäringsämnen och en del mineraler som jorden behöver. Aska från tall är sämre eftersom tallen med sin pålrot suger upp ämnen från större djup än gran och björk. Tallaskan kan dock användas som gödning till växter som inte äts.[25]

Vedaskan innehåller inget kväve, så den behöver kompletteras med ett kväverikt gödselmedel - till exempel välbrunnen stallgödsel eller färskt gräsklipp. Kompletteringsgödningen ska dock inte ske samtidigt! Askans basiska egenskaper medför nämligen att gödselmedlets kväve, omvandlas till ammoniak och försvinner upp i luften. Därmed försvinner också en stor del av gödselverkan. Aska därför först under vintern och senare på våren, kan kompletteringsgödning genomföras.[25]

Lagring av aska

För aska som inte kan komma till direkt användning finns flera metoder för lagring. De industriella metoderna är i huvudsak härdning och sintring.[26]

Härdning

Många typer av aska härdar vid tillsättning av vatten och en mer stabil produkt erhålls. Olika bindemedel, exempelvis cement, kan tillsättas för att uppnå en snabbare härdning och för att stabilisera aska som har dåliga bindningsegenskaper.

Några viktiga komponenter:

  • CaO bildar vid hydratisering Ca(OH) 2, som sedan omvandlas till CaCO3 tillsammans med luftens CO2.
  • CaSiO4 bildar med vatten ett nästan fast gel.
  • Ca3Al2O6 bildar med vatten olika fasta hydrater.
  • CaSO4 bildar tillsammans med Ca3Al2O6 och vatten ettringit[a] som bildar en fast men porös gel.

Faktorer som påverkar härdningen[27]

Faktorer som påverkar härdning av aska är:

  1. Kolinnehåll: Hur väl utbränd askan är, det vill säga hur mycket kol som återstår påverkar härdningen. Ju mer organiskt kol desto sämre härdning. Optimal härdning sker vid 2-3 procent.
  2. Saltinnehåll: Vilka typer av salter som ingår påverkar härdningen i positiv och negativ grad.
  3. Vattenhalt: En hög vattenhalt underlättar härdningen.
  4. Temperatur: Varmt och torrt härdar en väl utbränd aska på några veckor, medan svalt och fuktigt kräver månader eller förhindrar härdningen.
  5. Koldioxid: Utbytet av koldioxid har betydelse för karbonatbildning under härdningen. Därför sker härdningen bäst vid ytan i en askhög, där utbytet med luftens koldioxid är god. Ytskiktet kan därför hårdna och hindra koldioxidutbytet med kärnan av askhögen.
  6. Kompaktering: Närheten mellan askpartiklarna. Sammanpressad, fuktig aska härdar snabbare.

Metoder för härdning[27]

Förutom självhärdning i hög eller som spridningsaska förekommer följande metoder för härdning:

  • Granulering
  • Kompaktering
  • Pelletering

Vanlig är också att tillsätta bindemedel för att underlätta härdningen. Bland bindemedlen kan nämnas: vatten, kalk, dolomit, grönlutslam, rötslam, stärkelse, lignosulfat, mesakalk och cement.

Fotnot

  1. ^ Med summaformeln Ca6Al2(SO4)3(OH)12·26H2O

Sintring

Om askpulver får rekristallisera, leder kristallbildningen vid kontaktytorna mellan kornen till att dessa binds mer eller mindre starkt till varandra – askan sintrar. Är pulvret från början sammanpressat, kan sintring vid en tillräcklig temperatur ge ett mycket hållbart material. Träaska innehåller mer kalium och natrium än kolaska av olika typer. Vid sintring ger sådan aska alkalisilikater som ger ett lättlösligt glas.[28]

Etymologi

Sedan fornnordiskan aska, från urgermanska *askōn och därmed med samma ursprung som för engelska ash, frisiska jiske, nederländska as och tyska Asche.

Kan vara en avledning från den indoeuropeiska roten as, 'vara het',[29] som förekommer i ässja. Svenska Akademiens ordbok: Aska

Har även spårats till urindoeuropeiska *h2éhxōs – hettitiska ḫašša 'pottaska, aska', klassisk grekiska áxa 'torr jord', armeniska ačiwn 'aska', sanskrit āsa 'aska, damm'.[30]

Se även

Referenser

Noter

  1. ^ [a b] ”Karaktärisering av utlakning från bottenaska; lysimeter- och modelleringsstudie”. Svenska EnergiAskor. 6 juli 2010. http://www.energiaskor.se/nyhet_6%20jul%2010_karaktarisering%20av%20utlakning%20fran%20bottenaska.html. Läst 5 mars 2017. 
  2. ^ E. Hume (11 april 2006). ”Wood Ashes: How to use them in the Garden” (på engelska). Ed Hume Seeds. http://www.humeseeds.com/ashes.htm. Läst 6 mars 2017. 
  3. ^ [a b] Tarun R. Naik, Rudolph N. Kraus, Rakesh Kumar (2001) (på engelska). Wood Ash: A New Source of Pozzolanic Material. Department of Civil Engineering and Mechanics, College of Engineering and Applied Science, The University of Wisconsin – Milwaukee 
  4. ^ L. Etiegni, A. G. Campbell (1991). ”Physical and chemical characteristics of wood ash” (på engelska). Bioresource Technology 37 (2): sid. 173. doi:10.1016/0960-8524(91)90207-Z. 
  5. ^ [a b] Hjalmarsson 1999, s. 19.
  6. ^ Wolff, Emil (1871) (på tyska). Aschen-Analysen. Wiegandt und Hempel, Berlin 
  7. ^ M. K. Misra, K. W. Ragland, A. J. Baker (1993). ”Wood Ash Composition as a Function of Furnace Temperature” (på engelska). Biomass and Bioenergy 4 (2): sid. 103. doi:10.1016/0961-9534(93)90032-Y. http://www.fpl.fs.fed.us/documnts/pdf1993/misra93a.pdf. Läst 6 mars 2017. 
  8. ^ Hjalmarsson 1999, s. 21.
  9. ^ Hjalmarsson 1999, s. 18.
  10. ^ ”Förbränning av rörflen”. Bioenergiportalen. JTI – Institutet för jordbruks- och miljöteknik. http://www.bioenergiportalen.se/?p=1512. Läst 8 mars 2017. 
  11. ^ ”Benaska”. Nationalencyklopedin. Bokförlaget Bra böcker AB, Höganäs. http://www.ne.se/uppslagsverk/encyklopedi/l%C3%A5ng/benaska. Läst 7 mars 2017. 
  12. ^ [a b] Carlquist 1939, s. 527.
  13. ^ ”Metaller i kremeringsaska utreds”. 28 maj 2012. https://www.svd.se/metaller-i-kremeringsaska-utreds. Läst 7 mars 2017. 
  14. ^ P O Lindström (28 maj 2012). ”Kremeringsaska kan vara miljöhot”. http://www.dn.se/nyheter/sverige/kremeringsaska-kan-vara-miljohot/. Läst 7 mars 2017. 
  15. ^ [a b] Lehtikangas 1999, s. 42.
  16. ^ [a b] Lehtikangas 1999, s. 43.
  17. ^ [a b] Lehtikangas 1999, s. 44.
  18. ^ Thurkettle 2013, s. 197.
  19. ^ Hakkila 1986.
  20. ^ ”Bioenergihandboken”. Bioenergitidskriften (Svenska Bioenergiföreningen): sid. 4. http://www.novator.se/bioenergy/facts/fuelinvest.pdf. Läst 9 mars 2017. 
  21. ^ Meyers varulexikon, Forum, 1952
  22. ^ Guy Howard, Claus Bogh, Annette Prüss, Greg Goldstein, Rod Shaw, Joy Morgan, Joanna Teuton (2002). ”8 Personal, domestic and community hygiene” (på engelska). Healthy Villages A guide for communities and community health workers. WHO. ISBN 92-4-154553-4. http://www.who.int/water_sanitation_health/hygiene/settings/hvchap8.pdf. Läst 5 mars 2017 
  23. ^ Juhlin-Dannfelt 1923, s. 52.
  24. ^ ”WHO 2014: Water Sanitation Health. How can personal hygiene be maintained in difficult circumstances?” (på engelska). http://www.who.int/water_sanitation_health/emergencies/qa/emergencies_qa17/en/. Läst 5 mars 2017. 
  25. ^ [a b] ”Vedaska som gödselmedel”. odla.nu. http://www.odla.nu/fragor-svar/vedaska-som-godselmedel. Läst 7 mars 2017. 
  26. ^ Hjalmarsson 1999, s. 22.
  27. ^ [a b] Aska - innehåll och härdning. Skogsvårdsstyrelsen Västra Götaland. sid. 4-6. http://www.energiaskor.se/pdf-dokument/aska%20till%20skog%20och%20mark/Aska.pdf. Läst 9 mars 2017. 
  28. ^ Hjalmarsson 1999, s. 23.
  29. ^ Elof Hellquist (1922). SVENSK ETYMOLOGISK ORDBOK. sid. 20. http://runeberg.org/svetym/0108.html. Läst 8 mars 2017 
  30. ^ Ash. http://www.yourdictionary.com/ash. Läst 8 mars 2017 

Tryckta källor

Externa länkar


Hämtad från ”https://sv.wikipedia.org/w/index.php?title=Aska&oldid=41564127”