| 211. |
- Öhman, Marcus, et al.
(författare)
-
Effect of kaolin and limestone addition on slag formation during combustion of wood fuels
- 2004
-
Ingår i: Energy & Fuels. - Washington, D.C. : American Chemical Society (ACS). - 0887-0624 .- 1520-5029. ; 18:5, s. 1370-1376
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- Ash-related problems have more than occasionally been observed in wood-fuel-fired boilers and also recently in wood-pellet burners. These problems can lead to reduced accessibility of the combustion systems as well as bad publicity for the market. The objectives of the present work were, therefore, to determine the effects of kaolin and limestone addition on the slagging propensities of problematic and problem-free wood fuels during combustion in residential pellet appliances (burners), thus contributing to the understanding of the role of kaolin and limestone in preventing slagging on furnace grates. Pellets with additive-to-fuel ratios between 0 and 0.7 wt %d.s. were combusted in three different types of burner constructions (10 kW): over-, horizontal-, and under-feeding of the fuel. The collected slag deposits from the under-fed burner as well as the corresponding deposited fly ash in the boiler were characterized with X-ray diffraction (XRD) and inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy (ICP-AES). The initial sintering temperatures of the formed slags were also determined. By adding limestone with an additive-to-fuel ratio of 0.5 wt %d.s. to the problematic stemwood raw material (Si-enriched probably because of contamination of sand/soil), the severe slagging of the fuel could totally be eliminated. Adding kaolin to the problematic raw material gave a minor decrease in slagging tendency of the problematic raw material and a major increase in slagging tendency of the problem-free stemwood raw material. When adding limestone to the problematic raw material, the composition of the formed slag was changed from relatively low temperature melting silicates to high temperature melting silicates and oxides. On the other hand, kaolin addition to the problematic raw material changed the content of the slag from mainly Ca-Mg silicates to be dominated by K-Al silicates which have relatively low melting points. When introducing kaolin to the problem-free raw material, the high temperature melting Ca-Mg oxides react to form lower temperature melting Ca-Al-K silicates. Chemical equilibrium model calculations were used to interpret the experimental findings, and generally good qualitative agreements between modeling and experimental results were obtained. © 2004 American Chemical Society.
|
|
| 212. |
- Öhman, Marcus, et al.
(författare)
-
Minskade askrelaterade driftsproblem (beläggning, slaggning, högtemperaturkorrosion, bäddagglomerering) genom inblandning av torv i biobränslen
- 2006
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Projektet behandlar effekter av torvinblandning i problematiska biobränslen (grot, salix, halm) med avseende på uppkomsten av askrelaterade driftsproblem (beläggning, slaggning, högtemperatur-korrosion och bäddagglomerering). Studien visar att inblandning av torv i de problematiska biobränslen som studerats ger tydligt positiva effekter vad avser bäddagglomerering och beläggningsbildning/korrosion i pannans konvektionsdelar redan vid relativt låga inblandningsgrader (15-20 vikts-%) i salix och grot, samt vid inblandningsgrader upp mot 40 vikts-% i halm. Resultaten indikerar dock även att vissa torvslag i vissa bränslesammansättningar ger upphov till ökade slaggningstendenser på brännarrosters. De bakomliggande askkemiska och processmässiga mekanismerna till de observerade effekterna diskuteras i rapporten.
|
|
| 213. |
- Öhman, Marcus, et al.
(författare)
-
Minskade askrelaterade driftsproblem genom inblandning av torv i åkerbränslen
- 2010
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Torvbränslen används ofta i kombination med trädbränslen i värme- och kraftvärmeverk. Den kombinationen har visat sig ge förbränningstekniska fördelar kanske främst minskad risk för askrelaterade driftsproblem. Erfarenheter saknas dock vad gäller eventuella positiva sameldningseffekter/erfoderliga inblandningsgrader av torv i många kommande åkerbränslen såsom salix, rörflen och halm. Projektets mål har därför varit att: i) bestämma vilka typiska inblandningsgrader av torv i olika åkerbränslen (halm, salix och rörflen) som krävs för att uppnå positiva effekter m a p slaggning, beläggningsbildning/(högtemperaturkorrosion) och bäddagglomerering, samt ii) demonstrera möjligheterna att minska uppkomsten av askrelaterade driftsproblem i förbränningsanläggningar genom inblandning av torv till intressanta åkerbränslen. Termokemiska modellberäkningar utfördes för att bestämma effekter av torvinblandning till halm, salix och rörflen med hög och låg askhalt på reduktionen av slaggnings-, beläggningsbildnings-/(korrosion)- och bäddagglomereringsrisken vid förbränning. Dessa resultat och tidigare utförda försök i bänkskala låg sedan till grund för valda bränslekombinationer, torvinblandningsgrader och torvprov i de sedan utförda demonstrationsförsöken. Dessa demonstrationsförsök utfördes i en rosteranläggning på 4 MW (rörflen/rörflensmixar och salix/salixmixar) och i en pelletsbrännare/-panna i bänkskala (20 kW) (halm/halmmixar). Resultaten visar att inblandning av typisk starrbaserad bränntorv i salix och rörflen med låg askhalt ger positiva effekter vad avser bäddagglomerering och beläggningsbildning/(korrosion) i pannors konvektionsdelar redan vid relativt låga inblandningsgrader (15 vikts-% på TS basis). En starrbaserad bränntorv med relativt högt Ca/Si förhållande bör väljas för sameldning med salix i rosteranläggningar för att inte öka slaggningsrisken. Samma torvtyp kan också i rosteranläggningar nyttjas i sameldning med rörflen med låg askhalt (relativt låga inblandningsgrader räcker d v s 15 vikts-% på TS basis) och vetehalm (höga inblandningsgrader krävs d v s upp mot 40 vikts-% på TS basis) för att reducera slaggningsrisken. Vid val av torvslag för att maximera de ovanstående positiva effekterna vid förbränning kan därför en allmän rekommendation göras att torvar med hög askhalt (starrinnehållande torv), och gärna med högt inslag av svavel, ger de bästa sameldningsegenskaperna med det tilläget att vid rostereldning bör en torv med relativt högt Ca/Si förhållande väljas (gärna upp mot 1 på vikts-% basis). Rörflen med hög askhalt förväntas inte ge upphov till några större problem med beläggnings- och slaggnings-/bäddagglomereringsproblem och är därför i första hand inte intressant att samelda med torv utifrån ett askrelaterat driftsproblemperspektiv. För att reducera beläggningstendensen till låga nivåer vid sameldning med vetehalm krävs troligen så höga nivåer att detta inte är praktiskt intressant.
|
|
| 214. |
- Öhman, Marcus, et al.
(författare)
-
Minskade askrelaterade driftsproblem genom inblandning av torv i åkerbränslen
- 2010
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Resultaten visar att inblandning av typisk starrbaserad bränntorv i salix och rörflen med låg askhalt ger positiva effekter vad avser bäddagglomerering och beläggningsbildning/(korrosion) i pannors konvektionsdelar redan vid relativt låga inblandningsgrader (15 vikts-% på TS basis). En starrbaserad bränntorv med relativt högt Ca/Si förhållande bör väljas för sameldning med salix i rosteranläggningar för att inte öka slaggningsrisken. Samma torvtyp kan också i rosteranläggningar nyttjas i sameldning med rörflen med låg askhalt (relativt låga inblandningsgrader räcker) och vetehalm (höga inblandningsgrader krävs) för att reducera slaggningsrisken. Vid val av torvslag för att maximera de ovanstående positiva effekterna vid förbränning kan därför en allmän rekommendation göras att torvar med hög askhalt (starrinnehållande torv), och gärna med högt inslag av svavel, ger de bästa sameldningsegenskaperna med det tilläget att vid rostereldning bör en torv med relativt högt Ca/Si förhållande väljas (gärna upp mot 1 på vikts-% basis).
|
|
| 215. |
- Öhman, Marcus, et al.
(författare)
-
Slag formation during combustion of biomass fuels
- 2009
-
Konferensbidrag (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Slag and ash deposition problems have more than occasionally been observed in biomass fueled plants in general and especially in pellet fired plants. These problems could lead to reduced accessibility as well as performance of the combustion appliances. Slag formation including measures for prevention and prediction during combustion of biomass fuels has been studied by the research groups at Luleå University of Technology, Umeå University, Energy Technology Center and Swedish University of Agricultural Sciences for about one decade know. Several (about 40) different biomass fuels/fuel mixtures have been studies and many different fuel additives/co-combustion fuels have been used to combat slag formation. About 25 scientific papers and 10 technical reports have been published by the research groups within the topic of slag formation during combustion of biomass fuels. The general experiences and conclusions of our research within the area will be presented.
|
|
| 216. |
- Öhman, Marcus, et al.
(författare)
-
Slag formation during combustion of biomass fuels with low phosphorus content
- 2011
-
Ingår i: From research to industry and markets. - Florence : ETA - Renewable Energies. - 9788889407554 ; , s. 1267-1270
-
Konferensbidrag (refereegranskat)abstract
- Slag and ash deposition problems have more than occasionally been observed in biomass fueled plants in general and especially in pellet fired plants. These problems can lead to reduced accessibility as well as performance of the combustion appliances. Slag formation including ash transformation mechanisms, measures for prevention and prediction during combustion of biomass fuels has been studied by the research groups at Luleå University of Technology, Umeå University and Energy Technology Center for over one decade now. Several (about 40) different biomass fuels/fuel mixtures have been studied and many different fuel additives/co-combustion fuels have been used to combat slag formation. About 20 scientific papers and 10 technical reports have been published by the research groups within the topic of slag formation during combustion of biomass fuels with low phosphorus content. The objective of the present work was to summarize the general experiences and conclusions of our research within the area of slag formation during combustion of fuels with low phosphorus and varying silicon content. Silicon rich fuels, i.e. fuel ash dominated by silicate-alkali chemistry (e.g. straw fuels), generally shows relatively high slagging tendencies. Exceptions to these general trends exists i.e. fuels with very high Si/K-ratios. Wood derived fuels with a relatively low inherent silicon content shows low or relatively moderate slagging tendencies. However, severe contamination of sand material to woody biomass fuels may greatly enhance the slagging tendencies. Fuel additive addition to problematic woody biomass and straw significantly reduces the slagging tendencies. When adding limestone and kaolin to the problematic wood and straw fuels the composition of the formed slag is changed from relatively low temperature melting silicates to high temperature melting silicates and oxides. The standard ash fusion tests and chemical equilibrium calculations gives useful qualitatively information of the slagging tendencies. However, both methods must be further improved before quantitatively results can be used. The use of different fuel indexes to predict the slagging tendencies could be an interesting option. More research within this field is, however, needed.
|
|
| 217. |
|
|
| 218. |
- Örberg, Håkan, et al.
(författare)
-
Teknikutveckling för ökad etablering och nyttjande av rörflen : demonstrationsförsök i fullskala
- 2010
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Resultaten visar att energigräset rörflen kan utgöra ett kompletterande bränsle till det skogsbränsle och den torv som idag används i svenska värme- och kraftvärmeanläggningar. En inblandning av rörflen med ca 10 % på energibasis i en bränslemix som för övrigt består av 10-20 % carextorv och 70-80 % träbränsle har i demonstrationsförsök visat goda resultat. Denna bränslemix har vid fullskaliga förbränningsförsök i fluidiserande bädd (Hedensbyn,CFB 98 MW) under sammanlagt 4 dygn inte gett upphov till störningar eller negativa effekter på utrustning eller ökade utsläpp i rökgaserna i form av partiklar eller gasformiga emissioner. Vid simulerade påverkan på överhettare i form av kylda sonder har även konstaterats att beläggningstillväxten varit oförändrad och ej givit upphov till ökad korrosion. Inblandning i bränslemixen har skett med hackad rörflen (40-50 mm) i torvdelen för att en jämn inblandning kunde åstadkommas. Rörflensmaterialet har levererats i samband med skörden så att det hackats direkt på fältet med exakthack kopplad till vagn eller med containerhantering. Vid leverans under vår och försommar har rörflenen hållit mycket låg fukthalt med ett medel på 11,3 % fukt. Jämförande studier har gjorts med system där rörflen vid skörden under vår pressats till storbalar för vidare transport till terminal eller gårdscentrum. Detta system har visat sig mindre effektivt jämfört med direkthackning på fältet och transport av hackat material till värmeverk. En fördel med storbalssystemet är dock att det möjliggör mer kostnadseffektiv lagring utan att t.ex. fukthalten höjs under lagringstiden. Även vägtransport från terminal eller gårdscentrum till värmeverk har visat sig mer effektivt med storbalar jämfört med hackat material. Vid lastning av stora fyrkantsbalar (90x120x220 cm) på lastbil med släp uppnåddes i stort sett dubbla lastvikten jämfört med hackad rörflen (20,9 ton jmf. m. 11,0 ton). För de något mindre anläggningarna av typen rosterpannor som provats (0,6 och 4 MW) har den briketterade formen av rörflen använts för att uppnå en jämn och koncentrerad bränslematning. Även här har en blandning av rörflen och torv visat sig användbar och speciellt för rörflen med låg askhalt har torvinblandning på 15 vikts-% av gett minskad tendens till sintring av askan. Rörflen med hög askhalt (utan torvinblandning) har kunnat sameldas med träbränsle utan risk för sintrad aska i dessa anläggningar. Tillverkningen av briketter för försöken, sammanlagt ca 35 ton, varav hälften med inblandning av torv har genomförts utan störningar och med bra kvalité på briketterna.
|
|
