Investigación de la liberación de álcalis de biomasa en un sistema de combustión por bucle químico de lecho fluidizado dual

La combustión por bucle químico (CLC) de biomasa es una tecnología prometedora para la generación de energía con captura de carbono integrada. En CLC, el contenido de álcalis de la biomasa presenta problemas potenciales de aglomeración del lecho, así como suciedad y corrosión en los intercambiadores de calor. Se investigó el destino de los álcalis de biomasa en un sistema CLC de lecho fluidizado circulante interconectado dual. Se llevaron a cabo experimentos en modos de combustión asistida por portador de oxígeno (OCAC) y CLC. Se probaron portadores de oxígeno de ilmenita y braunita y tres combustibles de biomasa (pellets de madera, carbón de madera, pellets de paja). Las emisiones de álcalis del gas de combustión en el reactor de aire (AR) y en el reactor de combustible (FR) se midieron con un detector de ionización superficial (SID). Los resultados mostraron que la operación de CLC genera emisiones de álcalis en fase de gas que son hasta 15 veces más altas que en la operación OCAC comparable. El análisis de los resultados concluyó que el aumento de las emisiones de álcalis en CLC se debe a la atmósfera de vapor en el FR, donde el vapor acelera la descomposición de los compuestos alcalinos en la biomasa. Se encontró que la retención de álcalis en la fase condensada fue >97% para la operación de ilmenita y >92% para la operación de braunita en CLC. Hasta el 60–80% de la retención se atribuyó a la formación de cenizas de combustible. La retención residual se atribuyó a la absorción de álcalis por los portadores de oxígeno. La absorción probablemente ocurrió principalmente a través de la formación de manganatos y silicatos alcalinos en la braunita, y la formación de silicatos alcalinos, aluminosilicatos, manganatos y titanatos en la ilmenita. Las emisiones de álcalis en fase de gas en el AR, aunque menos que en el FR, se encontraron debido a la combustión de combustible no convertido llevado del FR al AR.