Järnsand som bäddmaterial för fluidbäddförbränning

Järnsand kan förbättra biomassaförbränning och undvika användning av jungfrulig kiselsand

Genom att ersätta kiselsand med metallindustrins biprodukt järnsand i fluidbäddförbränning av biomassa undviks inte bara uttag av en jungfrulig resurs, förbränningsresultatet förbättras dessutom av järnsandens syrebärande egenskaper.

Järnsand är en granulerad biprodukt från kopparframställning vars huvudkomponenter är järn- och kiseloxider. Redan idag produceras i storleksordningen 250 000 ton järnsand per år och denna siffra kommer att öka i framtiden. Järnsand är en biprodukt med lågt ekonomiskt värde.

När järnsand används vid förbränning fungerar den som en så kallad syrebärare. Med det avses att materialet har förmågan att absorbera och släppa ifrån sig syre och på så vis fungera som en slags syrebuffert, vilket är användbart vid fluidbäddförbränning av biomassa. Men för detta ändamål används idag uppemot 200 000 ton jungfrulig kiselsand som därefter deponeras.

Det här projektet har visat att järnsand från Boliden kan ersätta kiselsand som bäddmaterial vid fluidbäddförbränning av biomassa. Utöver att bidra till att undvika användningen av jungfrulig kiselsand bidrar järnoxiden i järnsand till att förbättra förbränningsresultatet via så kallad syrebärarstödd förbränning. Det syntes i en försökskampanj på två veckor i semi-industriell skala som inkluderades i projektet. Resultaten var mycket lovande och driften förflöt utan problem och med reducerade emissioner av CO och NO jämfört med kiselsand.

I projektet inkluderades också förberedande och avslutande experiment i labbmiljö, där faktorer som kalcinering av materialet, dess kemi tillsammans med kritiska askkomponenter såsom kalium, samt åldring i pannan undersöktes. Även dessa experiment utföll positivt och bekräftade att kalium binds in i materialet, istället för att bygga upp potentiellt klibbiga asklager på materialets yta, samt att materialet inte förlorade reaktivitet eller bröts ner nämnvärt i pannan.

Nästa logiska steg efter projektet är att utvärdera järnsand som bäddmaterial vid sopförbränning, utforma en affärsmodell för materialets introduktion i kommersiell skala, samt undersöka möjligheterna att valorisera den med askämnen mättade bottenaskan.

Läs mer om projektet i en intervju med Felicia Störner, Chalmers, en av forskarna i projektet: