JAK SLOŽENÍ BIOMASOVÉHO POPELA OVLIVŇUJE JEHO SPÉKÁNÍ

M. Míka O. Jankovský Ústav skla a keramiky, VŠCHT v Praze

P. Voláková

V. Verner VERNER, a.s., Červený Kostelec

Deposity ze slámy Převažující palivo - pšenice

Deposity ze slámy Převažující palivo - ječmen

Deposity ze slámy Převažující palivo – řepka

Deposity ze dřeva Palivo – hnědá štěpka

Složení skelné vrstvy hmot.% Pšenice Ječmen Směs Štěpka Na2O 0,38 1,86 1,06 1,03 K2O 19,72 24,90 11,41 5,04 MgO 3,42 1,78 4,41 CaO 16,18 15,05 30,71 15,59 MnO 0,14 0,04 0,12 1,15 Al2O3 2,57 1,54 3,66 12,74 Fe2O3 0,85 0,34 0,89 8,91 P2O5 2,23 3,13 3,28 1,38 TiO2 0,16 0,06 0,15 2,8 SiO2 54,05 49,41 43,9 47,39 Suma 99,70 98,11 99,59 99,45

Složení historických skel 14 století Sklárna Moldava, Krušné hory (hmot.%) Na2O 0.1 K2O 17,0 MgO 4,0 CaO 14,6 MnO 3,6 Al2O3 1,5 Fe2O3 0,4 P2O5 1,4 SiO2 57,5

Laboratorní testy popelů Spálení ~ 200g biomasy v korundovém kelímku Maximální teplota 1100°C Popelnatost 2 - 5 hmot.% Chemické složení rtg. fluorescenční analýzou

Popel ze slámy - laboratoř Pšenice Ječmen

Popel ze slámy - laboratoř Žito Řepka

Složení popela ze slámy hmot.% Pšenice Ječmen Žito Řepka Na2O 0,34 1,54 2,42 0,85 K2O 10,31 25,38 42,13 32,41 MgO 2,28 3,33 2,98 2,77 CaO 5,86 16,43 9,46 53,66 Al2O3 0,67 0,69 4,49 0,26 P2O5 1,46 4,98 8,45 4,61 SiO2 76,32 42,89 23,55 0,63 Suma 97,24 95,24 93,48 95,19 Zbytek SO3 ~ 4% Cl ~ 1% Fe2O3 ~ 0,2% MnO~ 0,1% ZnO ~ 0,02%

Popel ze sena a štěpky - laboratoř Seno Kartony

Složení popela ze sena a kartonů hmot. % Seno Karton Na2O 1.28 1.69 K2O 27.68 0.26 MgO 4.16 2.83 CaO 7.61 42.81 Al2O3 2.74 21.44 P2O5 11.95 0.42 SiO2 38.90 26.79 Sum 94.32 96.24 Zbytek SO3~ 4% Cl~ 0.5% Fe2O3~ 0.6% MnO~ 0.3% ZnO~ 0.07% pro seno

Popel ze štěpky - laboratoř Smrk Borovice

Složení popela ze štěpky – klestí hmot.% Smrk Borovice Bílá Hnědá Na2O 0,47 0,28 1,08 1,09 K2O 8,61 6,99 8,88 5,37 MgO 7,89 4,17 5,04 2,84 CaO 45,17 31,62 36,97 15,83 Al2O3 6,18 11,16 8,72 11,96 P2O5 10,59 4,74 2,31 2,43 SiO2 12,80 32,88 26,07 52,53 Suma 91,71 91,84 89,07 92,05 Zbytek SO3 ~ 2% Cl ~ 0,03% Fe2O3 ~ 4% MnO~ 1% ZnO ~ 0,06% TiO2 ~ 1%

Měření eutektické teploty Popel z biomasy Zjednodušené složení

Příčina vzniku skla Především vysoký obsah SiO2 [ SiO4/2 ] 2-

Skelná síť

Roztržení sítě - K2O K+ - - K+

Roztržení sítě - CaO Ca2+ - - K+

Diagram K2O-CaO-SiO2 CaO K2O SiO2

Zjednodušené složení K2O = K2O + Na2O CaO = CaO + MgO SiO2 = SiO2 + Al2O3

Složení popela v diagramu K2O-CaO-SiO2 CaO+MgO Pšenice Ječmen Žito Řepka Seno Štěpka K2O+Na2O SiO2+Al2O3

Oblast 1 - vysoký obsah SiO2 720°C

Oblast 2 – nižší obsah SiO2 740-950°C

Oblst 3 - nízký obsahSiO2 820-1000°C

Sloučeniny v soustavě K2O-CaO-SiO2 K2O.SiO2 976°C K2O.2SiO2 1036°C K2O.4SiO2 765°C K2O.CaO.SiO2 1530°C 4K2O.CaO.10SiO2 940°C CaO.SiO2 1530°C 3CaO.2SiO2 1550°C 2CaO.SiO2 1600°C

Složení popela v diagramu K2O-CaO-SiO2 CaO+MgO Pšenice Ječmen Žito Řepka Seno Štěpka A1 A2 K2O+Na2O SiO2+Al2O3

Vliv aditiv na TE A1 A2 DT = 48°C DT = 218°C 22°C / 1% 40°C / 1%

Vliv aditiva Pšenice Žito A1 A2

Popel v hořáku

Omezení spékání Složení popela v oblasti vysoké eutektické teploty co nejdále od eutektického bodu - málo taveniny co nejblíže složení krystalické fáze