Vid kraftvärmeverk som eldar biobränslen och avfall begränsas ofta elutbytet av ångtemperaturen som sin tur begränsas av att överhettarna blir hårt ansatta av alkaliklorider vid höga materialtemperaturer. Alkalikloriderna kan ge upphov till såväl korrosionsangrepp som kraftig beläggningsbildning. Problemen ökar generellt med både temperatur och koncentration av alkaliklorider.

I detta projekt studeras i laboratorieskala möjligheten att genom en sänkning av temperaturen i en fluidiserad bädd (FB) minska mängden alkalimetaller (och zink) som lämnar bädden med förbränningsgaserna. Målet är att fastställa alkaliavgångens temperaturberoende för några utvalda avfalls- och biobränslen. Målgruppen är främst anläggningsägare samt panntillverkare.

Försöken genomfördes i en FB-reaktor som fluidiserades med olika gasblandningar av luft och kväve vid fastställda temperaturer mellan 550°C och 850°C. Enstaka bränslebitar tillfördes reaktorn varefter koncentrationer av olika ämnen (främst zink och alkalimetaller) i rökgasen uppmättes med hjälp av ICP-MS (Inductively Coupled Plasma – Mass Spectrometry). Avfallsbränslena som provades var från Borås Energi och Miljö (BEM) samt Renova. Därutöver provades även pellets av biobränslena salix och halm.

Resultaten visade, trots en ganska stor spridning, att alkaliavgången ökade med bäddtemperaturen och sjönk med syrekoncentrationen i fluidiseringsgasen. Exempelvis minskade alkaliavgången från avfallsbränslena med 36 % (BEM) respektive 74 % (Renova) när temperaturen sänktes från 850 till 650°C vid en syrekoncentration av 5 %. Vid avsaknad av syre var minskningen 96 % för samma temperatursänkning och bränslen. För biobränslena salix och halm var påverkan av bäddtemperaturen inte lika stor. Avgången av zink påverkades också av bäddtemperaturen men ännu kraftigare av syrekoncentrationen. Zinkmängderna i rökgasen ökade radikalt under reducerande förhållanden.

De småskaliga försöken kan inte fullt ut efterlikna de förbränningsförhållanden som råder i en kontinuerligt eldad kommersiell panna vad gäller gassammansättning och bäddmaterial, men resultaten visar ändå att bäddtemperaturen har en stor påverkan på alkaliavgången från avfallsbränslen. Frågan som återstår att besvara är om samma reduktion av alkaliavgången från bottenbädden erhålls i en fullskaleanläggning.

Utöver försöken med enstaka partiklar testades även agglomereringsegenskaperna för bäddsand från avfallsförbränningspannorna i Borås (2 x 20MWt). Sand från normaldrift jämfördes med sand som tagits ut från en driftperiod när en av pannorna körts med en bäddtemperatur lägre än 750°C under 30 timmar. Under agglomereringstesterna uppmättes även avgången av alkalimetaller och zink med ICP-MS instrumentet. Under uppvärmning av bäddmaterialen avgick det betydligt större mängder metaller från provet som tagits under drift med låg bäddtemperatur. Agglomereringstemperaturen var även något lägre för detta material. Uppmätta skillnader beror troligtvis främst på att bäddmaterialets klorinnehåll påverkats av bäddtemperaturen.

Det har visats i projektet att det går att använda ett ICP-MS instrument för att mäta bland annat alkalimängder i en rökgas on-line. Det finns dock en förbättringspotential vad gäller utformningen av gasutsugsystemet för att minska problem med igensättningar av tjära och alkaliklorid.