The role and corrosivity of lead in recycled wood combustion

G5 Doktorsavhandling (artikel)


Interna författare/redaktörer


Publikationens författare: Hanna Kinnunen
Förläggare: Åbo Akademi University
Publiceringsår: 2019
ISBN: 978-952-12-3847-5
eISBN: 978-952-12-3848-2


Abstrakt

Förbränning av avfall och återvinningsbränslen, såsom returträ, vid produktion av el och värme har ökat under de senaste decennierna, tack vare bland annat deras CO2-neutralitet jämfört med fossila bränslen. I detta arbete undersöktes blyets roll och dess korrosivitet vid förbränning av returträ. Forskningsresultaten kan användas i design av nya kraftverk, till exempel vid placering av överhettare och materialval.

Returträ är heterogent till sin natur och på grund av mekaniska och kemiska föroreningar, kan förhöjda koncentrationer av bly (Pb), zink (Zn), klor (Cl), natrium (Na) och kalium (K) existera. Alla dessa element har stor inverkan på korrosion och beläggningsbildning, som båda minskar pannans tillgänglighet och effektivitet. Resultaten från mätningar i befintliga kraftverk, laboratorieförsök och termodynamiska jämviktsberäkningar som gjorts i detta arbete, visade att merparten av blyet förekommer tillsammans med klor i eldstaden och i olika beläggningar på värmeytor vars materialtemperatur är under 440 °C.

Blyklorid konstaterades reagera med beläggningar innehållande kaliumklorid och/eller alkalisulfater vilket resulterade i korrosion redan under beläggningens smältpunkt. Existensen av en karakolit-liknande förening, K3Pb2(SO4)3Cl, påvisades för första gången. Beläggningar som innehåller K-Pb-Cl föreningar och som kommer i kontakt med stålet initierar korrosionen. I följande steg kan järnklorid, som är en korrosionsprodukt, bilda en smälta tillsammans med blyhaltiga partiklar i beläggningen och förorsaka en accelererad korrosionsprocess. I test med olegerat stål noterades korrosion redan vid 300 °C när beläggningen innehöll järnklorid. Korrosionsbeständigheten förbättrades med högre legerade stål. När beläggningen bestod av en blandning av blyklorid och kaliumsulfat så korroderade nickel-baserade stål ännu inte vid 375 °C, som var den högsta testtemperaturen.


Senast uppdaterad 2020-07-04 vid 05:32