| 1. |
|
|
| 2. |
|
|
| 3. |
|
|
| 4. |
|
|
| 5. |
- Bäfver, Linda, et al.
(författare)
-
Kompakt elektrostatiskt filter vid småskalig förbränning av askrika bränslen
- 2009
-
Rapport (refereegranskat)abstract
- The increase of renewable energy by combustion of biofuel will likely lead to an increase in the use of biofuels with high ash content. These fuels are more demanding from a combustion perspective. To facilitate combustion of these fuels in small combustion devices (50 kW – a few MW), there is a need of inexpensive dust cleaning devices. This is urgent to facilitate increased biofuel combustion without counteraction with the Swedish environmental goal Clean Air (which contain goals for particles in the air). Electrostatic filters for dust cleaning at heat and power plants are well established. However, the cost of these filters is often expensive to bear for a small plant. A few electrostatic filters for residential applications are available, but the experience is limited. In the capacity-area in between, i.e. small district heating plants, it is of special importance to find new cheap alternatives for an improved dust cleaning. The Norwegian company Applied Plasma Physics (APP) have products for dust- and odour-cleaning. APP also has the electrostatic filter called R_ESP (Residential Electrostatic Precipitator) for combustion of wood close to commercially available. The purpose of this report is to evaluate the electrostatic filter R_ESP at combustion of biofuels rich in ash, and by this contribute to increased knowledge about electrostatic precipitation at small-scale applications. A sub-goal is to separate 85 % of the particles in the flue gas. Experimental tests were performed at SP’s Energy laboratory. R_ESP was mounted downstream of a chimney, which was mounted on a multi-stoker/boiler. The multi-stoker has a nominal heat output of 65 kW at combustion of wood pellets. In this project pellets of bark or reed canary grass were fired. Dust separation efficiency over the R_ESP with respect to number concentration and size distribution was tested for several powers of the filter, during combustion of the two fuels. Combustion of bark was selected for a longer time test with respect to separation efficiency by particle mass. Number concentration and size distribution were measured in real time using an electrical low pressure impactor (ELPI) and mass concentration was measured by filter sampling. The combustion conditions were favourable, with low concentrations of hydrocarbons and carbon monoxide. The number concentration of particles was 2.5 · 107 #/cmN3 and 1.9 · #/cmN3 (normalised to 10 % O2) at combustion of reed canary grass and bark respectively. The results show that the technique of R_ESP works well for cleaning of particles from efficient combustion of the ash-rich fuels reed canary grass and bark. The combustion device was run at 20 kW, which is a thermal output that may be present at a farm or a school. For such an application the existing R_ESP may be tested in field, but for larger plants a certain product development is needed. The objective to separate 85 % of the particles was reached at normal operation of the filter (60 W). Lowering the effect of the filter, a large part of the dust separation is maintained and at 20 W the separation was about 80 %. At combustion of bark a two-day test of dust separation with respect to mass was performed. It showed on a dust separation efficiency of 82 % at 30 W power of the electrostatic filter.
|
|
| 6. |
|
|
| 7. |
- Bäfver, Linda, et al.
(författare)
-
Partiklar från förbränning av askrika bränslen - Experimentell studie på rörflen och halm
- 2010
-
Rapport (refereegranskat)abstract
- Småskalig förbränning av fasta bränslen är jämte trafiken och industrin en av de största källorna till partiklar i luften. Ökad förbränning av biobränsle riskerar bidra till högre halter av partiklar i luften än vad våra miljömål anger. Partiklar är en hälsorisk och antalet fina partiklar eller innehållet i partiklarna anses viktiga för effekterna. Successivt blir nya biobränslen med höga askinnehåll och annorlunda asksammansättning aktuella. Högt askinnehåll betyder förhöjd risk för utsläpp av partiklar från askan och ny sammansättning påverkar förloppet för hur partiklar bildas. Målet med projektet är att bidra till att beskriva mekanismer för hur partiklar bildas vid förbränning av askrika biobränslen. Möjligheten att minska partikelemissionen med hjälp av att tillsätta additiv undersöks särskilt. Därigenom kan man minimera problem med partikelemissioner såväl som bildning av beläggningar med påföljande problem. Projektet består av två delprojekt. Det första handlar om partikelemissioner från förbränning av havrekärna och har rapporterats tidigare. I denna rapport redovisas det andra delprojektet. Förbränning av rörflen och halm studerades. För att minska partikelemissionen från förbränning av halm gjordes också försök med halm och additivet kaolin (lermineral). Bränslena var pelleterade och innehöll 4-5 % aska (torrt bränsle). Rörflen (ett perent gräs) valdes för att det är ett biobränsle med stor framtidspotential och det har studerats flitigt i Sverige på senare år. Halm valdes för att det är en råvara med god tillgänglighet som redan används som bränsle. Halm innehöll 2,6 ggr mer klor än rörflen. Rörflen har Si som dominerande askkomponent (79 %) och består därefter till största del av K (6 %), Ca (6 %) och P (3 %). Drygt hälften av halmaskan består av Si (55 %) och de därpå största elementen är K (23 %) och Ca (15 %). Pellets eldades kontinuerligt i en multi-Stoker från Sonnys Maskiner dockad till en panna från Centrometal. Partiklarnas masskoncentration mättes genom filterprovtagning och deras masstorleksfördelning med lågtrycksimpaktor. Folieproverna från impaktorn analyserades m.a.p. kemiskt innehåll. Antalskoncentration och -storleksfördelning för partiklar mättes med en elektrisk lågtrycksimpaktor. Förbränning av rörflen ledde till lägst koncentrationer av partiklar både med avseende på massa, 12 mg/MJ, och antal 8,2 ? 1012 st/MJ. Masskoncentration vid förbränning av halm var 64 mg/MJ och antalskoncentrationen i samma fall var 14 ? 1012 st/MJ. Driftsfallet med 3 % kaolin inblandat med halmpelletsen gav en minskning av masskoncentrationen av partiklar, men samtidigt fördubblades nästan emissionen avseende antal partiklar. Då 6 % kaolin var blandat med halmpelletsen ökade dock masskoncentrationen av partiklar, medan ungefär samma antalskoncentration som i andra additivfallet noterades. Följande slutsatser dras från arbetet: • Det gick bra att elda rörflenspellets i den använda multi-stokern, men långtidseffekter av askuppbyggnad bör undersökas noggrannare. • Halmpellets rekommenderas att ej elda i använda multistokern, p.g.a. slaggning. • Förbränning av halmpellets och additivet kaolin fungerade bra ur driftsynpunkt. • Förbränning av rörflen gav mycket låg emission av partiklar (massa). I huvudsak fina partiklar (< 1µm) släpptes ut och de bestod främst av kaliumsulfat. • Förbränning av halm gav betydligt högre utsläpp av partiklar än rörflensförbränning. Partiklarna var främst fina och de dominerades av KCl. • Antalskoncentrationen av partiklar var nästan dubbelt så hög vid halmförbränning som vid rörflensförbränning. Fina partiklar dominerade utsläppet • Hög askhalt i kombination med högt innehåll av klor och kalium i bränslet innebär risk för hög partikelemission. • Det finns en potential att minska utsläpp av partiklar genom att tillsätta kaolin till halmbränsle. Dock finns risk för överdosering och en förhöjning av utsläppet.
|
|
| 8. |
|
|
| 9. |
|
|
| 10. |
- Bäfver, Linda S, 1975, et al.
(författare)
-
Particle emission from combustion of oat grain and its potential reduction by addition
- 2009
-
Ingår i: Fuel Processing Technology. - 0378-3820. ; 90:3, s. 353-359
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- Second-rate cereals, unsuitable for food, can be used as fuel for small-scale production of heat and hot water.However, there are more problems related to cereals than to woody fuels. This work aims at characterisingthe particle emission from residential combustion of oat grain and its potential reduction by addition oflimestone or kaolin with the fuel. Then, to a large extent, the potassium supplied by the fuel is expected to befound in coarse particles, leaving the boiler as bottom ash, instead of being emitted to the air in the form ofsubmicron particles. Combustion experiments were performed on a residential boiler, using filter samplingand low-pressure impactors to measure the mass and number concentrations and size distributions of theemitted particles. The particles and the bottom ash were subsequently analysed for inorganic material. Tocheck the combustion conditions and basic emissions from combustion of cereals, the flue gas was analysedwith respect to gaseous O2, CO2, CO, NOx, TOC (total organic carbon), HCl and SO2. Furthermore,thermodynamic equilibrium analysis was used to support the experimental data. Finally, it is concluded thatthe particle emission can be lowered by supplying kaolin, while there was no effect of limestone.© 2008 Elsevier B.V. All rights reserved
|
|
