Biobränsle bildar besvärlig aska som biprodukt
Förnyelsebar biomassa från skog och åkrar kan omvandlas till olika former av bränslen, exempelvis etanol och biodiesel, men även värdefulla kemikalier. Hur biomassan omvandlas i en förgasningsreaktor avgör hur effektiv processen blir och askan i dessa bränslen är av central betydelse för att förstå förloppet.
Källor av koldioxidneutralt råmaterial förädlas genom förgasning. Hur man designar förgasningsreaktorer så att de fungerar effektivt och konkurrenskraftigt med biomassa som bränslekälla är en tuff utmaning.
Försöker förstå askan
– Min avhandling visar att det går att beskriva bränslets omvandlingsgrad i reaktor med hjälp av snabba kameror istället för att försöka plocka ut partiklar, vilket kan vara svårt då det är så hög temperatur i reaktorerna. Omvandlingsgraden och även andra egenskaper som hastighet, storlek och form går att implementera i datasimuleringar av nya reaktorer, vilket är ett väldigt mycket snabbare och billigare sätt än att bygga många testreaktorer, säger Per Holmgren.
Viktiga frågor som behöver besvaras gäller till exempel hur bränslet rör sig genom reaktorn, hur askan bildas och bygger upp i reaktorn, hur askan och bränslet påverkar varandra och hur askan påverkar insidan av reaktorn, menar Per Holmgren.
Askan är fortfarande ett problem
Ett av målen för framtiden är att kunna utnyttja växtdelar eller restprodukter som bränsle – biomassa som annars anses olönsamma eller tekniskt utmanande. Det som ofta ställer till huvudbry är askaproblematiken. Olika former av biomassa har också stor variation i sin kemiska sammansättning, speciellt när det gäller de askbildande grundämnena i bränslet. Denna sammansättning är också väldigt annorlunda mot kol och olja som är det vanligaste bränslet i dag.
– Det är önskvärt att bränslet omvandlas snabbt så att man inte behöver så lång reaktor, men ett problem med askan är att den bygger upp och sätter igenom reaktorn eller på olika sätt angriper innerväggarna av reaktorn så att den går sönder. Vanligtvis opererar reaktorerna vid så hög temperatur att askan smälter och rinner ut i botten, men många av de bränslen vi skulle vilja utnyttja bättre ger aska som har väldigt hög smältpunkt. Jag har bland annat undersökt hur man kan sänka den smältpunkten, säger Per Holmgren.
Avhandlingen:
Partikelomvandling och askbildning i pulverflammor
Kontakt:
Per Holmgren, 070-284 87 78, per.holmgren@umu.se
