FTIR Analysis of Nitrogen Species in a Fluidized Bed Combustion Chamber

The present paper shows how the FTIR measurements in the combustion chamber of a commercial fluidized bed boiler was performed and evaluated. Problems with interfering compounds are discussed. It is concluded that the present instrument is not suitable for measurement of hydrogen cyanide. The influence of instrument resolution and the removal of the main interfering component, carbon dioxide are demonstrated. However, the problem with interfering species is much less severe for ammonia, and the present instrument can be used for the determination of this species

FTIR Analysis of Nitrogen Species in a Fluidized Bed Combustion Chamber

The present paper shows how the FTIR measurements in the combustion chamber of a commercial fluidized bed boiler was performed and evaluated. Problems with interfering compounds are discussed. It is concluded that the present instrument is not suitable for measurement of hydrogen cyanide. The influence of instrument resolution and the removal of the main interfering component, carbon dioxide are demonstrated. However, the problem with interfering species is much less severe for ammonia, and the present instrument can be used for the determination of this species

Omvandling av bränslekväve i en biobränslebädd

Användning av kväverika biobränslen som energiskog och energigrödor spås stiga i framtiden. Det kommer sannolikt att leda till ökade utsläpp av kväveoxider. I mindre pannor kommer utsläppen antagligen också att öka pga av den allmänna trenden att minska utsläpp av oförbränt på bekostnad av ökade kväveoxidutsläpp. Sekundär rening i mindre pannor är ekonomiskt ohållbart och för att inte utsläppen skall öka från detta segment krävs förändringar i själva förbränningsprocessen. Idag är kunskapen gällande kväveföreningarnas reaktioner i den brinnande gasfasen ovanför bädden relativt god, men vad som sker i själva bränslebädden är desto mer okänt. I detta arbete har därför omvandlingen av bränslekväve i en brinnande biobränslebädd studerats. Arbetet utförs i form av ett doktorandprojekt. Ett långsiktigt mål med projektet är att utveckla en modell som är kapabel att beskriva kvävets omvandling i en biobränslebädd. En sådan modell i kombination med en modell som beskriver kvävets reaktioner i den brinnande gasfasen ovanför bädden (idag existerande) vore ett ovärderligt verktyg vid design och driftoptimering av låg-NOx pannor. Idag är det dock inte möjligt att utveckla en sådan modell då det inte finns tillräckligt med kunskap gällande kväveomvandlingen i en brinnande bränslebädd. En ökad kunskap om de delprocesser som sker i bädden måste därför först byggas upp. I projektets första del studeras experimentellt förhållanden inuti en brinnande bränslebädd av pellets. Huvudämnen (O2, N2, H2O, CO2, CO, H2 och kolväten) och kväveföreningar (NH3, HCN, NO, N2O och NO2) mäts inuti bädden. Med sådana mätningar ökar förståelsen för kväveomvandlingen i bädden. Mätningarna är också viktiga för att validera matematiska modeller. I projektets andra del studeras avgången av flyktigt kväve. En delmodell som beskriver avgången av flyktigtkväve från en enstaka bränslepartikel är en nödvändig del av en bäddmodell

Omvandling av br\ue4nslekv\ue4ve i en biobr\ue4nsleb\ue4dd

Anv\ue4ndning av kv\ue4verika biobr\ue4nslen som energiskog och energigr\uf6dor sp\ue5s stiga i framtiden. Det kommer sannolikt att leda till \uf6kade utsl\ue4pp av kv\ue4veoxider. I mindre pannor kommer utsl\ue4ppen antagligen ocks\ue5 att \uf6ka pga av den allm\ue4nna trenden att minska utsl\ue4pp av of\uf6rbr\ue4nt p\ue5 bekostnad av \uf6kade kv\ue4veoxidutsl\ue4pp. Sekund\ue4r rening i mindre pannor \ue4r ekonomiskt oh\ue5llbart och f\uf6r att inte utsl\ue4ppen skall \uf6ka fr\ue5n detta segment kr\ue4vs f\uf6r\ue4ndringar i sj\ue4lva f\uf6rbr\ue4nningsprocessen. Idag \ue4r kunskapen g\ue4llande kv\ue4vef\uf6reningarnas reaktioner i den brinnande gasfasen ovanf\uf6r b\ue4dden relativt god, men vad som sker i sj\ue4lva br\ue4nsleb\ue4dden \ue4r desto mer ok\ue4nt. I detta arbete har d\ue4rf\uf6r omvandlingen av br\ue4nslekv\ue4ve i en brinnande biobr\ue4nsleb\ue4dd studerats. Arbetet utf\uf6rs i form av ett doktorandprojekt. Ett l\ue5ngsiktigt m\ue5l med projektet \ue4r att utveckla en modell som \ue4r kapabel att beskriva kv\ue4vets omvandling i en biobr\ue4nsleb\ue4dd. En s\ue5dan modell i kombination med en modell som beskriver kv\ue4vets reaktioner i den brinnande gasfasen ovanf\uf6r b\ue4dden (idag existerande) vore ett ov\ue4rderligt verktyg vid design och driftoptimering av l\ue5g-NOx pannor. Idag \ue4r det dock inte m\uf6jligt att utveckla en s\ue5dan modell d\ue5 det inte finns tillr\ue4ckligt med kunskap g\ue4llande kv\ue4veomvandlingen i en brinnande br\ue4nsleb\ue4dd. En \uf6kad kunskap om de delprocesser som sker i b\ue4dden m\ue5ste d\ue4rf\uf6r f\uf6rst byggas upp. I projektets f\uf6rsta del studeras experimentellt f\uf6rh\ue5llanden inuti en brinnande br\ue4nsleb\ue4dd av pellets. Huvud\ue4mnen (O2, N2, H2O, CO2, CO, H2 och kolv\ue4ten) och kv\ue4vef\uf6reningar (NH3, HCN, NO, N2O och NO2) m\ue4ts inuti b\ue4dden. Med s\ue5dana m\ue4tningar \uf6kar f\uf6rst\ue5elsen f\uf6r kv\ue4veomvandlingen i b\ue4dden. M\ue4tningarna \ue4r ocks\ue5 viktiga f\uf6r att validera matematiska modeller. I projektets andra del studeras avg\ue5ngen av flyktigt kv\ue4ve. En delmodell som beskriver avg\ue5ngen av flyktigtkv\ue4ve fr\ue5n en enstaka br\ue4nslepartikel \ue4r en n\uf6dv\ue4ndig del av en b\ue4ddmodell