Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Effect of fuel quality on the bed agglomeration tendency in a biomass fired fluidised bed boiler
Åbo Akademi.
Åbo Akademi.
Åbo Akademi.
Show others and affiliations
2000 (English)Report (Other academic)
Abstract [en]

This report presents the results from a research project dealing with bed agglomeration problems in fluidised bed boilers firing forestry typed fuels. The project focused on how the bed agglomeration process proceeded in detail and on predicting the bed agglomeration temperature.Five fuels were tested on their bed agglomeration tendency with a controlled bed agglomeration test, performed in an externally heated lab scale fluidized bed reactor. Bed samples were taken from the reactor during the test and analysed with SEM/EDS. Thermodynamic multicomponent multiphase equilibrium estimations were used for determining the stickiness of the bed samples. The fuels were also analysed with a selective chemical leaching test on their ash forming elements in the fuel (Si, Al, Fe, Ca, Mg, P, Na, K, Cl, S). Based on these analyses, predictions were made on how the fuel would behave in a fluidized bed boiler with respect to bed agglomeration behavior. The work showed that all five tested fuels seemed to have a fairly high tendency to form bed agglomerates when fired in a fluidized bed boiler with silica sand as bed material. In all the studied cases the bed agglomeration seemed to proceed according to three steps. Firstly a coating was formed on the bed particles, secondly the coating became sticky as the temperature in the bed was raised and thirdly the sticky coating started to attract other bed particles, causing agglomerates to form and finally causing de-fluidization. In all the studied cases the composition of the coating was fairly similar. A correlation between the results from the selective chemical leaching test and thecomposition of the coatings was achieved when comparing the water and ammonium acetate leachable elements Ca, K and Na with the coating composition. These elements were always leached out from he fuel by water and ammonium acetate and always also found in the coatings. Sulfur and chlorine was also leached out in most of the cases but these two elements were not found in the coatings. The thermodynamic calculations suggest that these elements escaped the bed in a gaseous form, sulfur as sulfur dioxide (SO2) and chlorine as potassium or sodium chloride (KCl or NaCl). The practical implication from the results is that the fuel analysis is an essential part of a bed agglomeration prediction procedure but other aspects such as the furnace conditions and possible re-circulation processes of bed materials must also be included.

Abstract [sv]

Den här rapporten presenterar resultat från projektet "Inverkan av bränslesammansättningen på bäddagglomereringstendensen i en svävbäddspanna vid förbränning av biomassa". I projektet fokuserade man på hur bäddagglomereringen framskrider i en sandbädd då man eldar biomassa samt på hur man kunde prediktera processen innan den sker.Fem bränslen inkluderades i studien, bark, brun grot, grön grot, returflis och sågavfall (spån). Alla fem bränslen genomgick följande delstudier, i) avancerad bränsleanalys, bestående av s.k. kemisk fraktion-ering, ii) kontrollerat bäddagglomereringstest i en labrigg, iii) SEM/EDS analys av bäddmaterialet från det kontrollerade bädd-agglomereringstestet i labbriggen, iv) estimering av bäddmaterialets smältbeteende och v) estimering med hjälp av termodynamisk jämviktskalkyl av varje bränsleaskas termiska beteende (komponent- och fassammansättning som funktion av temperaturen).Resultaten från de kontrollerade bäddagglomereringstesten visade att alla fem testbränslen hade medelmåttig till hög tendens att bilda bäddagglomerat i en sandbädd. Alla bäddagglomererings-temperaturer låg mellan 930 och 980oC.För de fem studerade fallen verkade bäddagglomereringsprocessen framskrida i tre steg. Först bildades ett skal på bäddpartiklarna, bestående av valda askbildande element från bränslet, främst kalcium (Ca) och kalium (K) samt av huvudelementet i bäddmaterialet, kisel (Si). Då sedan temperaturen höjdes i bädden externt, bildades en smälta i skalet som gjorde partikeln "kladdig". Då slutligen tillräkligt stor andel smälta bildats, fastnade bäddpartiklarna ihop i varandra, agglomererade, och förorsakade störningar i fluidiseringen.I alla fem studerade fall hade bäddpartikelskalet i stort sett samma sammansättning trots att samman-sättningen av de askbildande elementena i bränslet varierade. En korrelation mellan vissa lättutlösliga askbildande element i bränslet och bäddpartikelskalets sammansättning kunde skönjas. Kalcium, kalium och natrium löstes ut, i alla situationer de återfanns i bränslet, som lättlösliga element med vatten och/eller ammoniumacetat som lösningsmedel. Dessa element återfanns också i alla situationer i bädd-partikelskal.Svavel och klor löstes också ut av vatten och ammoniumacetat. Dessa element återfanns dock inte i ett enda bäddpartikelskal i denna studie. Uppenbarligen binds dessa element inte upp i en kiselbaserad bädd utan passerar ut med rökgaserna som svaveldioxid- (SO2) och alkalikloridgas (KCl, NaCl).

Place, publisher, year, edition, pages
Stockholm: Värmeforsk , 2000. , 26 p.
Series
Värmeforsk, ISSN 0282-3772 ; 684
National Category
Energy Engineering
Research subject
Energy Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:ltu:diva-24899Local ID: cf31c3c0-4bd3-11dc-ac5f-000ea68e967bOAI: oai:DiVA.org:ltu-24899DiVA: diva2:997951
Note
Upprättat; 2000; Bibliografisk uppgift: Inverkan av bränslesammansättningen påbäddagglomereringstendensen i en svävbäddspanna vidförbränning av biomassa; 20070816 (ysko)Available from: 2016-09-29 Created: 2016-09-29 Last updated: 2017-11-24Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(1378 kB)50 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 1378 kBChecksum SHA-512
c89d09505c0ecfaa994c4e9c67645cfc8150aabba7bfd7ccc5a099ec09592a2886c987e527a9273eefd7fe68c08f298183d9029466935999f8666a22b6220b9c
Type fulltextMimetype application/pdf

Search in DiVA

By author/editor
Öhman, Marcus
Energy Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 50 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

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 107 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf