Umeå universitets logga

umu.sePublikationer
Driftstörningar
Det förekommer återkommande driftstörningar på några av sök-portalerna på grund av hög belastning. Vi arbetar på att lösa problemet, ni kan tillfälligt mötas av ett felmeddelande.
Ändra sökning
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Oxy-fuel combustion of softwood in a pilot-scale down-fired pulverized combustor: fate of potassium
Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik. (Applied Optics Group)ORCID-id: 0000-0002-7892-8138
RISE, Piteå, Sweden.ORCID-id: 0000-0003-2253-6845
Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.ORCID-id: 0000-0003-1170-2203
RISE, Piteå, Sweden; Energy Engineering, Division of Energy Science, Luleå University of Technology, Luleå, Sweden.
Visa övriga samt affilieringar
2025 (Engelska)Ingår i: Fuel, ISSN 0016-2361, E-ISSN 1873-7153, Vol. 381, artikel-id 133485Artikel i tidskrift (Refereegranskat) Published
Abstract [en]

Oxy-fuel biomass combustion can facilitate carbon capture in heat and power plants and enable negative carbon dioxide (CO2) emissions. We demonstrate oxy-fuel combustion (OFC) of softwood powder in a 100-kW atmospheric down-fired pulverized combustor run at a global oxidizer-fuel equivalence ratio of around 1.25. The simulated oxidizer was varied between oxygen (O2)/CO2 mixtures of 23/77, 30/70, 40/60 and 54/46, and artificial air. The concentrations of the main gaseous potassium (K) species: atomic K, potassium hydroxide (KOH) and potassium chloride (KCl), were measured at two positions in the reactor core using photofragmentation tunable diode laser absorption spectroscopy (PF-TDLAS). Major species were quantified by TDLAS in the reactor core and with Fourier transform infrared spectroscopy and mass spectrometry at the exhaust. Flue gas particles were collected at the exhaust employing a low-pressure impactor and analyzed by X-ray powder diffraction and scanning electron microscopy. The measured individual K species concentrations in the reactor core agreed with predictions by thermodynamic equilibrium calculations (TEC) within one order of magnitude and the sum of K in the gas phase agreed within a factor of three for all cases. Atomic K was underpredicted, while the dominating KOH and KCl were slightly overpredicted. The ratios of measured to predicted total K were similar in artificial air and OFC, but the distributions of the individual species differed at the upper reactor position. The gaseous K species and fine particle concentrations in the flue gas were directly proportional to the O2 content in the oxidizer. The crystalline phase compositions of the coarse mode particles were rich in K- and calcium-containing species. The fine mode particles, which contained most of the K, consisted mainly of K2SO4 (94%) and K3Na(SO4)2, which is in excellent agreement with TECs of gas phase condensation. As supported by the solid phase analysis, complete sulfation of K species was achieved for all studied cases. A CO2 purity (dry) of up to 94% was achieved for OFC.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
Elsevier, 2025. Vol. 381, artikel-id 133485
Nyckelord [en]
Biomass Oxy-fuel combustion, Pulverized combustion, Potassium (K), Laser spectroscopy, Sulfation
Nationell ämneskategori
Energiteknik Atom- och molekylfysik och optik Kemiteknik
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:umu:diva-231289DOI: 10.1016/j.fuel.2024.133485ISI: 001348433100001Scopus ID: 2-s2.0-85207600325OAI: oai:DiVA.org:umu-231289DiVA, id: diva2:1909523
Forskningsfinansiär
Energimyndigheten, P2022-00189Kempestiftelserna, JCK- 1316Bio4EnergyTillgänglig från: 2024-10-31 Skapad: 2024-10-31 Senast uppdaterad: 2025-02-18Bibliografiskt granskad

Open Access i DiVA

fulltext(2175 kB)156 nedladdningar
Filinformation
Filnamn FULLTEXT01.pdfFilstorlek 2175 kBChecksumma SHA-512
fe712521b7b4d0b439ce2d09d98a5e7c20b635d4135996ab6bc0bb5a4440614ec6d34df223449c7ea95c79f894431260ea862eb7ac4f20d29857f98ffbea502b
Typ fulltextMimetyp application/pdf

Övriga länkar

Förlagets fulltextScopus

Person

Thorin, EmilCarlborg, MarkusSchmidt, Florian

Sök vidare i DiVA

Av författaren/redaktören
Thorin, EmilSepman, AlexeyCarlborg, MarkusSchmidt, Florian
Av organisationen
Institutionen för tillämpad fysik och elektronik
I samma tidskrift
Fuel
EnergiteknikAtom- och molekylfysik och optikKemiteknik

Sök vidare utanför DiVA

GoogleGoogle Scholar
Totalt: 156 nedladdningar
Antalet nedladdningar är summan av nedladdningar för alla fulltexter. Det kan inkludera t.ex tidigare versioner som nu inte längre är tillgängliga.

doi
urn-nbn

Altmetricpoäng

doi
urn-nbn
Totalt: 534 träffar
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf