Per ridurre le emissioni di anidride carbonica provenienti dai forni da calce, vi è un crescente interesse nell’introduzione di combustibili di origine biologica come alternativa ai combustibili fossili. Naresh Kumar Wagri, Dipartimento di fisica applicata ed elettronica, Università di Umeå, mostra nella sua tesi che ciò presenta sfide a causa delle diverse proprietà chimiche e fisiche dei biocarburanti.
"A causa della diversa chimica dei combustibili, l'infiltrazione di scorie di cenere che si depositano nelle pareti protettive interne del forno è più estesa nel caso del combustibile da biomassa che da quello del carbone," spiega.
Nei forni industriali, nelle caldaie e negli inceneritori dove avvengono processi ad alta temperatura, è necessario un involucro interno per proteggerlo dalle alte temperature e dagli attacchi chimici. Questi rivestimenti sono solitamente realizzati con mattoni di materiali ceramici in grado di resistere alle alte temperature. Le industrie tipiche in cui vengono utilizzati questi rivestimenti refrattari sono la metallurgia, la produzione di calce viva, la produzione di cemento, la produzione di vetro e i settori petrolifero ed energetico.
Un problema è che le alte temperature e le interazioni chimiche in alcuni processi industriali causano il degrado dei materiali refrattari. Se la cenere di combustibile fuso entra nei refrattari attraverso pori e piccole crepe, può verificarsi corrosione. Quando i materiali refrattari si usurano, il rivestimento deve essere sostituito, causando l'interruzione dell'intero processo per diversi giorni. Queste interruzioni comportano perdite di produzione e costose manutenzioni, compresi nuovi materiali di rivestimento.
Il calcare viene bruciato in forni da calce a temperature superiori a 1.000°C. Naresh Kumar Wagri ha studiato nel suo lavoro di tesi come la conversione ai biocarburanti nei forni per la produzione di calce influisce sul materiale di rivestimento. L'obiettivo generale della ricerca è sviluppare conoscenze su cosa succede ai materiali refrattari nei forni da calce quando i combustibili fossili vengono sostituiti da combustibili rinnovabili.
I combustibili da biomassa possono provenire da flussi di rifiuti a base biologica provenienti dalle industrie o essere coltivati appositamente per la combustione. Tuttavia, il contenuto di ceneri e le proprietà dei biocarburanti tendono a essere problematici dal punto di vista della chimica delle ceneri. Pertanto, prima di introdurre una nuova fonte di combustibile, è importante indagarne i potenziali effetti sul materiale di rivestimento del forno.
I risultati di Kumar Wagri mostrano che l'infiltrazione di scorie di cenere nel materiale di rivestimento modifica la microstruttura dei materiali refrattari, causandone il degrado. Il problema è più diffuso rispetto all'utilizzo del carbone a causa della diversa chimica dei combustibili.
"Il prossimo passo potrebbe essere esteso ad altri tipi di combustibili da biomassa e ad altre qualità di materiali refrattari", afferma.
Ulteriori informazioni: Valutazione degli effetti delle ceneri di combustibile di origine biologica sui materiali refrattari di magnesia nei forni per la produzione di calce viva. umu.diva-portal.org/smash/get/ … 12372/FULLTEXT01.pdf
Fornito dall'Università di Umea
