Il Clinker nei gassificatori

[illo41100]

Mi e' stato riferito , che attorno alle pareti della zona di riduzione , si ha la formazione del "clinker"

Questo materiale , deve essere rimosso in tempo relativamente brevi. ( si parla di qualche centinaio di ore )

Si corre altrimenti il rischio che la zona di riduzione , riduca FISICAMENTE .
Quindi , si avrebbe una minore produzione di gas con tutti gli inconvenienti del caso.

Ora , di preciso cos'e' il "clinker" ?
Ci sono dei sistemi , delle tecniche per avitare la formazione di questo nella zona di riduzione del reattore ?

Dipende prevalentemente dal tipo di biomassa utilizzata ?

Che cosa sono gli "HOT SPOTS" che in qualche misura contribuiscono alla formazione del clinker ?


Ciao

 

[leptone]

Il clinker altro non è che il fenomeno della fusione delle ceneri ed esiste in tutti i processi di combustione di biomasse in quantità differenti.
Quando si scompone biomassa a mezzo di calore per ben completo che sia svolto il processo, è inevitabile ottenere un residuo solido che chiamiamo cenere. Essa è costituita dalla sostanza inorganica non combustibile come sali di varia natura, ferro, altri metalli pesanti, etc, intrecciati tra le fibre organiche combustibili come ad esempio la cellulosa; ovviamente le quantità di ceneri variano a seconda della biomassa utilizzata. Le piante assorbono queste sostanze dal terreno; a seconda della provenienza e della tipologia le piante contengono quantità differenti di metalli e sali.
Tra le cose più certe rimane comunque il fatto che ogni biomassa ha delle temperature di fusione differenti e i problemi sembrerebbero iniziare un po' per tutti a partire dai 650 C°.
Cercare di far rimanere meno cenere possibile e per meno tempo all'interno dell'impianto, oppure raffreddare il tutto di qualche grado ad intervalli ciclici potrebbe essere una soluzione oppure si possono utilizzare sistemi di pulizia meccanica o ventilatori secondari che "raffreddano" il processo.
Una volta ho visto che per evitare la formazione clinker e depositi nel reattore, la parte superiore è stata realizzata con piastrelle perforate di materiale ceramico dove attraverso i fori veniva soffiata una piccola parte dell'aria di raffreddamento creando così uno strato sottile di aria lungo le pareti impedendo il deposito di ceneri su di esse. Ma non so se funzioni o meno.
Gli hot spots, ovvero punti caldi, sono zone in cui la temperatura del reattore è maggiore rispetto alle altre. Concorrono alla formazione di clinker per quanto esposto sopra...
Riferendomi a una altra discussione, se ben ricordi, biomasse ricche di silice hanno maggiori problemi di questo tipo perchè si genera una strana formazione spugnosa, simile a pietra lavica o una sabbia agglomerata durissima da eliminare che, in alcuni casi, obbliga alla fermata e alla pulizia dell'impianto.

Ely

 

[illo41100]

Leptone,

Come al solito chiara e coincisa !

Quindi in biomasse con basso tenore di silice , come ad esempio il pioppo , si avra' una trascurabile produzione di clinker , o anche se in misura minore , sara' sempre sostanzioso ?

 

[leptone]

Io non sono in grado di quantificare quanto se ne possa formare. E' chiaro che alcune biomasse possono produrne in quantità maggiore perchè maggiormente ricche di inorganici non combustibili ma bisogna considerare anche le condizioni di utilizzo.

Ely

 

[viky69]

La problematicità della formazione delle fusioni è più o meno presente per qualsiasi tipo di biomassa.
Tuttavia a seconda della tecnologia di gassificazione può essere un problema trascurabile.
Per gassificatori a letto fisso può divenire un serio problema di conduzione.
Per i gassificatori a letto fluido sembra che non sia un fattore limitante anche se nel tentativo di aumentare il tempo di residenza nel gassificatore potrebbe innescarsi il fenomeno.
La formazione degli hot spot è spesso l'origine del fenomeno.
Sono fenomeni locali che spesso fungono da iniziatori del processo di fusione delle ceneri che in modo non controllato si propagano all'intero sistema.
Molto dipende anche dal rapporto biomassa/comburente, oltre che oviamente dalla temperatura di gassificazione.
Fare un residuo a 600°C della biomassa, analizzare la composizione elementare di queste ceneri può dare utili indicazioni sulla temperatura di fusione.

 

[illo41100]

Il clinker quindi nei gassificatori , oltre ad essere piu' o meno generato dalla biomassa stessa , puo' essere anche un'indice del corretto funzionamento del gassificatore stesso ?

Cioe' un gassificatore , a parita di biomassa , che produca poco clinker si puo' dire che e' un'ottimo gassificatore ?

Gli hot spots ,vengono generati dalla disomogenieta' della biomassa ?
O vi sono altri motivi particolari ?

Ciao

 

[viky69]

CITAZIONE (illo41100 @ 15/10/2007, 12:48)
Il clinker quindi nei gassificatori , oltre ad essere piu' o meno generato dalla biomassa stessa , puo' essere anche un'indice del corretto funzionamento del gassificatore stesso ?

Cioe' un gassificatore , a parita di biomassa , che produca poco clinker si puo' dire che e' un'ottimo gassificatore ?

Gli hot spots ,vengono generati dalla disomogenieta' della biomassa ?
O vi sono altri motivi particolari ?

Ciao​

Direi meglio...un gassificatore che soffre poco l'eventuale presenza di clinker (vuoi perchè non si forma, vuoi perchè viene rimosso)...è un buon gassificatore.

Il corretto funzionamento non direi...in fondo le prestazioni di un gassificatore vanno valutate nel complesso:
rendimento della gassificazione;
composizione del syngas;
concentrazione di char;
bassa produzione specifica di TAR;
Poi ci sono aspetti più di carattere gestionale come affidabilità, manutenzione, facilità di conduzione, ecc...

Ribadisco comunque che a mio parere è la biomassa che determina il problema del clinker...ho visto gassificatori che lavoravano lolla di riso egregiamente bene essere assolutamente non convincenti con altre biomasse..propio per l'aspetto formazione di clinker.

Hot spot. la disomogenità della biomassa è un fattore importante...anche la distribuzione dell'aria (o dell'O2) lo è altrettanto.
In ogni caso laddove si creano zone in cui non si riesce a diperdere efficacemente il calore...vuoi per l'uno o per l'altro motivo su esposto...li è più facile che si generino.