Aska som bildas vid förbränning och förgasning av avfall kan klibba ihop sig och göra så att pannornas effektivitet blir lägre. Farzad Moradian, nybliven doktor vid Högskolan i Borås, har analyserat och testat hur detta problem kan minskas.
Avfall av olika slag förbränns och förgasas i pannor och förgasare, för att producera värme, elektricitet och bränslen. När askan börjar smälta blir pannans effekt sämre, och pannan kan till och med behöva stängas av. Farzad Moradians forskning visar att en lägre temperatur i bädden på pannan minskar problemen med smält aska utan att påverka förbränningens effekt.
– De pannor jag tittar på är fluidbäddar där sand och luft används för att få en bra blandning av bränsle och luft, säger han. Det är ganska svårt att styra temperaturen i olika delar av en panna, men det kan göras genom att vatten sprayas ut över pannans bädd, att delar av förbränningsluften byts ut mot rökgaser som återförs och genom att blanda in olika typer av avfall. Till exempel är slakteriavfall fuktigt och bidrar därför till att temperaturen sänks, säger Farzad Moradian.
Farzad Moradian har i samarbete med bland andra Borås Energi och Miljö och SP gjort tester i Ryaverket i Borås, där biobränsle och avfall förbränns för att sedan bli fjärrvärme och fjärrkyla. Där har han bland annat hämtat prover av bottenaskan från vanlig förbränning av hushålls- och industriavfall vid olika bäddtemperaturer, där vatten och rökgasåterföring har använts för att sänka temperaturen från cirka 870 till 750 grader celsius. Dessa prover har sedan analyserats, så att han har fått fram den exakta kemiska uppbyggnaden av askan.
Därefter har han gjort motsvarande analyser av aska från tillfällen när slakteriavfall har blandats i det torra avfallet för att sänka temperaturen.
– Resultaten var väldigt lika varandra, säger han. Det verkar alltså fungera lika bra att minska mängden aska genom att spraya vatten som genom att variera avfallsinnehållet.
Som regel brukar temperaturen i bädden ligga på mellan 800 och 900 grader celsius. Farzad Moradians analyser visar att askan blir klibbig vid omkring 815 grader i avfallspannorna i Borås.
– Då klibbar askan ihop sanden som används som bädd i pannan, vilket gör att det bildas klumpar. Detta i sin tur gör att förbränningen går sämre.
Han har kompletterat dessa experiment och analyser med termodynamiska jämviktsberäkningar, som är en stor del av hans arbete. Han har då gjort datormodeller på pannan, där det till exempel har gått att testa olika typer av avfallsblandningar samt hurdan och hur mycket aska som bildas.
– Tack vare den här modelleringen har jag kunnat förklara resultaten. Det är viktigt att minnas att askbildningen är olika i olika pannor och att kombinationen av ämnen i avfallet som förbränns i sin tur påverkar processen olika. Därför är det svårt att överföra resultat från ett ställe eller en panna till en annan. Modelleringen möjliggör tester för att få prognoser över hur resultatet blir i olika pannor och med olika bränslen.
Farzad Moradian är nöjd med de resultat han har kommit fram till och med att kunna bidra till att göra avfallshantering mer effektiv.
