Om de kooldioxide-uitstoot van kalkovens te verminderen, is er een groeiende belangstelling voor de introductie van biogebaseerde brandstoffen als alternatief voor fossiele brandstoffen. Naresh Kumar Wagri, afdeling Toegepaste Natuurkunde en Elektronica, Universiteit van Umeå, laat in zijn proefschrift zien dat dit uitdagingen met zich meebrengt vanwege de verschillende chemische en fysische eigenschappen van biobrandstoffen.

"De infiltratie van asslak die zich in de beschermende binnenwanden van de oven nestelt, is groter bij biomassabrandstof dan bij kolenbrandstof, vanwege de verschillende chemie van de brandstoffen", legt hij uit.

In industriële ovens, ketels en verbrandingsovens waar processen bij hoge temperaturen plaatsvinden, is een interne schaal nodig om te beschermen tegen de hoge temperaturen en chemische aantasting. Deze bekledingen zijn meestal gemaakt van stenen van keramische materialen die bestand zijn tegen hoge temperaturen. Typische industrieën waar deze vuurvaste voeringen worden gebruikt zijn de metallurgie, de productie van ongebluste kalk, de cementproductie, de glasproductie en de aardolie- en energiesector.

Eén probleem is dat de hoge temperaturen en chemische interacties in sommige industriële processen ervoor zorgen dat de vuurvaste materialen worden afgebroken. Als gesmolten brandstofas ​​via poriën en kleine scheurtjes in de vuurvaste materialen terechtkomt, kan er corrosie optreden. Wanneer de vuurvaste materialen versleten zijn, moet de bekleding vervangen worden, waardoor het hele proces enkele dagen stil ligt. Deze stilstanden resulteren in productieverliezen en duur onderhoud, inclusief nieuwe bekledingsmaterialen.

Kalksteen wordt in kalkovens bij temperaturen boven de 1.000°C tot kalk gebrand. Naresh Kumar Wagri heeft in zijn afstudeerwerk onderzocht hoe de omzetting naar biobrandstoffen in kalkproductieovens het bekledingsmateriaal beïnvloedt. Het algemene doel van het onderzoek is om kennis te ontwikkelen over wat er gebeurt met vuurvaste materialen in kalkovens wanneer fossiele brandstoffen worden vervangen door hernieuwbare brandstoffen.

Biomassabrandstoffen kunnen afkomstig zijn uit biogebaseerde afvalstromen van industrieën of specifiek voor verbranding worden geteeld. Vanuit aschemieperspectief zijn het asgehalte en de eigenschappen van biobrandstoffen echter vaak problematisch. Daarom is het belangrijk om, voordat u een nieuwe brandstofbron introduceert, de potentiële effecten ervan op het materiaal van de ovenbekleding te onderzoeken.

De resultaten van Kumar Wagri laten zien dat infiltratie van asslakken in het bekledingsmateriaal de microstructuur van vuurvaste materialen verandert, waardoor afbraak ontstaat. Het probleem is wijdverspreider dan bij het gebruik van steenkoolbrandstof vanwege de verschillende chemie van de brandstoffen.

"De volgende stap zou kunnen worden uitgebreid naar andere soorten biomassabrandstoffen en andere kwaliteiten vuurvaste materialen", zegt hij.

Meer informatie: Beoordeling van de effecten van biogebaseerde brandstofas ​​op vuurvaste materialen uit magnesiumoxide in ovens voor de productie van ongebluste kalk. umu.diva-portal.org/smash/get/ … 12372/FULLTEXT01.pdf

Aangeboden door Umea Universiteit