Change search
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link
Investigation of the combustion behavior in a fluidized reactor with oxygen carriers as bed material
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Materials Science and Engineering, Energy and Furnace Technology. KTH.
2016 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

The behavior of using oxygen carriers as bed material in a fluidized bed combustion was investigated in this work when methane, air and carbon monoxide, air are used as fluidizing gases. More specifically, conversion rate, unsteadiness and gas composition was investigated and it was found that the conversion rate of carbon monoxide and methane are higher when oxygen carriers are used as bed material compared to silica sand and that the highest conversion rate was for oxygen carriers with high oxygen transport capacity and high reactivity towards the gaseous fuel. And it was also found that unsteady concentration profiles were present for all oxygen carries when methane was used but only for manganese when carbon monoxide was used which indicates that low reactivity towards a gaseous fuel triggers unsteadiness. In addition to this ilmenite and F6MZ1100 was defluidized when carbon monoxide was used and no decrease in reactivity between oxygen carrier and oxygen was observed. The experiment was performed in a laboratory scale fluidized bed reactor were 4 different bed materials was used, manganese ore, ilmenite, F6MZ1100, silica sand and each batch used 15g of particles, a particle size of 125-180µm, a total flowrate of 900ml/min and a changing Air-fuel equivalence ratio to simulate a fuel lean and a fuel rich mixture. And in addition to this the particles were exposed to an alternating reducing and oxidizing condition to test reactivity between oxygen carrier and the used gaseous fuels.

Abstract [sv]

Beteendet av syrebärare som bäddmaterial i en fluidiserad bäddförbränning har undersökts när en blandning av kolmonoxid,luft och metan,luft har använts som fluidiseringsgaser genom att utvärdera bränsle omvandlingsgraden, ostadigheter i rökgassammansättningen, rökgassammansättningen och arbetet visar att omvandlingsgraden av kolmonoxid och metan är högre när syrebärare används som bäddmaterial jämfört med när kiselsand används. Och högsta omvandlingsgraden var för syrebärare med hög syretransport kapacitet och hög reaktivitet med det gasformiga bränslet och det observerades även att ostadighet i rökgassammansättning är beroende av bränsletyp. När metangas användes fanns ostadigheter för samtliga bäddmaterial men endast för Mangan när kolmonoxid användes vilket indikerar att låg reaktivitet mellan flyktgaser och syrebärare utlöser ostadighet i rökgassammansättningen. Utöver detta uppstod fluidiseringsproblem för Ilmenit och F6MZ1100 när kolmonoxid användes vilket resulterade i partiell passering av fluidiseringsgaser genom reaktorn och utöver detta observerades inte någon minskad reaktivitet mellan syrebärarna och syre under experimentet. Experimentet utfördes i en fluidiserad bädd reaktor i laboratorieskala där 4 olika bäddmaterial testades, Manganmalm, Ilmenit, F6MZ1100 och Kiselsand och i varje experiment användes 15g partiklar med partikelstorleken 125-180μm och med ett total flödet på 900 ml/min. Och för att testa effekten vid olika blandningar av bränsle och luft ändrades luft-bränsle förhållandet så att bäddmaterialet exponerades för syreöverskott och syreunderskott och utöver detta exponerades även syrebärarna för omväxlande oxidation och reduktion för att utvärdera reaktiviteten mellan syrebärare och det gasformiga bränslet. 

Place, publisher, year, edition, pages
2016. , 32 p.
Keyword [en]
Bed materials, Fluidized bed combustion, Gaseous fuels, Oxygen carrier aided combustion, Oxygen carriers.
National Category
Energy Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-196894OAI: oai:DiVA.org:kth-196894DiVA: diva2:1049577
External cooperation
Chalmers, Avdelningen för Energi och material
Subject / course
Energy and Furnace Technology
Educational program
Master of Science in Engineering - Mechanical Engineering
Supervisors
Examiners
Available from: 2016-11-25 Created: 2016-11-25 Last updated: 2016-11-25Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(2295 kB)11 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2295 kBChecksum SHA-512
34ba5d8a42b3c67a27003577d3f6db5c7ae865ae8ba661c3dca776e909311e3abd91458957fa9e351e13f48bb9d6dbaf216b61ff85154634b96eef974003843e
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Energy and Furnace Technology
Energy Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 11 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

Total: 54 hits
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link