Rapport 957.pdf - Pure

VÄRMEFORSKav luft liksom under pyrolys där koks (elementärt kol) är närvarande samt under förgasningsförhållandenmed luftfaktor 0,4–0,8. Jämviktsberäkningar visar att koncentrationernaav gasformiga aluminiumföreningar alltid är mycket låga, även i närvaro av kloroch svavel. De gasformiga föreningar som har de högsta koncentrationerna är Al(OH) 3 ,AlCl 2 OH, AlCl(OH) 2 och AlCl 3 . Koncentrationerna är så låga att de knappast har någonpraktiskt betydelse för transport av aluminium till askhanteringen. Inverkan av andraaskkomponenter är inte avgörande för aluminiumets reaktioner.4.7 Hur kan metalliskt aluminium överleva förbränningen?En möjlig förklaring till att metalliskt aluminium trots allt återfinns i askorna kan varaatt metalliskt aluminium mycket snabbt får ett skikt med fast aluminiumoxid på ytan avsmält metalliskt aluminium (smältpunkt 660ºC). Skiktet skyddar aluminiumet från vidareoxidation. Storleken av de bildade aluminiumdropparna är beroende av ursprungsmaterialetspartikelstorlek, specifika yta, ytspänningsfenomen samt pannförhållanden.De oxidbelagda partiklarna kan transporteras vidare med askan och förorsaka gasbildningsreaktionerom oxidskiktet förstörs av t.ex. mekanisk åverkan.En annan teori bakom kvarvarande metalliskt aluminium i askan kan vara att i jämviktsberäkningarnahar inte mekaniska blandningsförlopp beaktats. Om en smält aluminiumpartikelhamnar i ett område där det inte finns syre närvarande kan det naturligtvisinte bildas aluminiumoxid. Då skulle både aluminiumklorid och aluminiumnitrid kunnabildas. Sådana totalt syrefria områden måste identifieras experimentellt eller med hjälpav strömningsberäkningar. Hur långt in i rökgasdraget sådana ”metastabila” föreningaröverlever beror i sin tur på vilka gas- och temperaturzoner de går igenom. När temperaturensjunker under 700°C blir de flesta kemiska reaktioner långsamma även i en”reaktiv” miljö. Det betyder att det finns en möjlighet att gasformiga aluminiumföreningarkan bildas.Kinetiken kan också vara en bidragande orsak till att aluminium inte oxideras, dvs. attoxideringen av aluminium inte sker tillräckligt snabbt. Närvaro av koks vid aluminiumpartikelnkan påverka oxidationen. Koks kan då konsumera allt syre genom förgasningsochförbränningsreaktioner eftersom oxidation av kol är en snabbare reaktion än oxidationav aluminium. Detta skulle i sin tur kunna resultera i att det metalliska aluminiumetinte oxideras eftersom tillgång på oxidationsmedel saknas.SEM-analyserna visade att det metalliska aluminiumet som återfanns i cyklonaskan frånLidköping och vändschaktsaskan från Händelö P14 inte hade oxiderats nämnvärt. Detsåg inte heller ut som om aluminiumpartiklarna hade varit smälta. Detta innebär attaluminiumet troligtvis har passerat pannan mycket snabbt så att det inte har hunnit oxideraeller smälta nämnvärt.Resultat från Värmeforskprojektet ”Förbränning av utsorterade avfallsfraktioner” [32]talar också emot att aluminium skulle ha förekommit i gasfas. I det projektet undersöktesbl.a. submikrona partiklar i flygaska från förbränning av utsorterat avfall. Det är käntatt submikrona partiklar (< 1µm) en gång har varit i gasfas. Man kunde vid dessa mät-49