Biobränslen och alkalimätning
Den ökande växthuseffekten har gjort biobränslen till ett allt viktigare alternativ till fossila bränslen för värme- och elproduktion. Denna avhandling handlar om några av aspekterna på förbränning av biobränslen. Om man tittar noga på trä som brinner märker man att lågorna befinner sig en bit utanför träet. Det är gasformiga ämnen som genom reaktion med luftens syre ger upphov till vad vi kallar eld. Den process genom vilken gaserna bildas kallas pyrolys och är en förutsättning för att det ska bli någonlåga. De gasformiga ämnena, som utgörs av lätta gaser och tjära, bildas av träets beståndsdelar då det når en temperatur på ca 250 ºC. Att korrekt beskriva pyrolysen är en förutsättning för att kunna beskriva förbränning.Det i sin tur är en förutsättning för att utveckla pålitliga datormodeller av storskaliga anläggningar för förbränning av biobränsle. I denna avhandling studeras pyrolysen av träbitar i centimeterstorlek genom snabbupphettning i syrefri atmosfär. Träets viktminskning och gasproduktion studeras liksom morfologiska förändringar under pyrolysens gång.
Biobränsle i allmänhet, och särskilt stråbränslen, innehåller relativt stora mängder kalium. Under pyrolysen avgår en del av kaliumet från bränslet och kan i form av kaliumsalt fastna på partiklar och metallytor. I storskaliga
anläggningar är det problematiskt om partiklar, till följd av en klibbig beläggning av kalium, klumpar ihop sig och stör strömningsförhållandena. Beläggningar på metallytor kan orsaka korrosion, vilket småningom kan leda
till dyrbara reparationsarbeten. Vetskapen om vilka faktorer som avgör kaliumavgången från bränslet, är viktig för optimeringen av en storskalig anläggning. I denna avhandling studeras kaliumavgången från träpartiklar.
Även effekten av att tvätta bort kaliumet ur stråbränsle före pyrolysen studeras, liksom att variera ammansättningen av stråets gödningsmedel.
De ovan nämnda kaliummätningarna har skett i laboratoriet med principen ytjonisation, varvid kaliumatomer joniseras och kan mätas som en ström. Det är av vikt att kunna kontrollera koncentrationen av kalium i förbrännings-anläggningen och ibland vill man snabbt kunna agera om
koncentrationen stiger. I denna avhandling beskrivs därför också ett instrument som mäter koncentrationen av kalium genom ytjonisation. Instrumentet har använts i både trycksatta anläggningar och anläggningar vid atmosfärtryck. Som bränsle har kol, träflis, byggavfall och olja använts,
och instrumentet har visat sig uppfyllda högt ställda krav på känslighet och funktion.
Kent Davidsson, Institutionen för kemi, disputera för att avlägga filosofie, doktorsexamen i kemi, med inriktning mot fysikalisk kemi vid Göteborgs universitet med avhandlingen ”Biofuel pyrolysis and on-line alkali
measurements”. Disputationen äger rum fredagen den 1 februari 2002 kl. 10.15, i sal KB, Kemihuset, Chalmersområdet, Göteborg.
Kent Davidsson, Göteborgs universitet, Institutionen för kemi, Fysikalisk kemi, Telefon: 073-989 99 99, 031-772 31 16
E-post: kd@phc.gu.se
Tanja Thompson, Informatör, Göteborgs universtitet
Fakultetskansliet för naturvetenskap, Box 460, 405 30 Göteborg, Telefon: 031-773 4857, E-post: tanja.thompson@science.gu.se
