28935 Brændselskarakterisering, aske, belægningsdannelse og korrosion i brugskedler

2022/2023

Kurset dækker alle relevante aspekter af aske- og belægningsdannelse, og korrosion i systemer, der anvender fast brændsel til varme- og kraftproduktion, herunder brændsels- og askekarakteriseringsteknikker, dannelse og transport af forskellige askefraktioner, adhæsion af askearter, aflejringsdannelse , udskillelse af aflejringer, og korrosion, samt kedelaspekter og casestudier, fra danske og europæiske kraftværker.
Kursusinformation
Fuel Characterization, Ash and Deposit Formation, Corrosion in Utility Boilers
Engelsk
2,5
Ph.d., Fagligt fokuseret kursus
Web-baserede præsentationer 2 gange om ugen, som følges op af specifikke tests efter hver præsentation.
Kurset er web-baseret, og afholdes primo Januar - medio Maj. Udbydes ikke i efteråret.
Kurset er webbaseret via Team, og består i at;
• Se illustrative og forklarende præsentationer for hver lektion i kurset:
• Læse supplerende litteratur, der kan downloades fra nettet. Mange detaljer i kursusmaterialet ligger i den supplerende læsning
• Læse direkte downloadbart kursusmateriale i form af pdf-filer indeholdende skriftligt materiale om de forskellige emner og kopier af præsenterede PPT-slides
• Besvare beregningsøvelser, der afleveres som en del af kurset.
13-uger
Bedømmelse af opgave(r)/rapport(er)
bestået/ikke bestået , intern bedømmelse
Minimum 6
Flemming Jappe Frandsen , Bygning 229, Tlf. (+45) 4525 2883 , ff@kt.dtu.dk
28 Institut for Kemiteknik
Hos underviser

Gæste-ph.d.-studerende kan tilmelde sig kurset her: https:/​/​www.dtu.dk/​english/​education/​phd/​intro/​guest-phd/​Guest_courses/​Registration_form
Overordnede kursusmål
Kurset udbydes med henblik på:
• At hjælpe med at nå FN's klimamål, da kurset har et stærk fokus på optimeret og effektiv, lavemissionsenergiudnyttelse samt på cirkulær ressourceøkonomi;
• At tiltrække de bedste studerende til cand.merc.- og ph.d.-projekter;
• At belyse forsknings- og udviklingsaktiviteter inden for dette vigtige område, og;
• At levere efteruddannelse til industri- og statsansatte samt finansieringsagenter.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
  • Studerende skal kunne forklare grundlæggende fysiske og kemiske forskelle mellem faste brændsler som kul, biomasse, affald etc., samt kunne karakterisere faste brændsler og fortolke brændselsanalyser af disse.
  • Studerende vil være i stand til at fortolke og bruge data fra avancerede brændstof- og askeanalyser (SEM, DTA/TGA, kemisk fraktionering, askesmeltetemperaturer)
  • Studerende vil kunne beskrive kemisk og fysisk, hvordan kritiske asedannende elementer frigives til gasfasen, mekanismerne for dannelse af aerosoler og flyveaskepartikler og forklare, hvordan aske transporteres fra bulkgas til hedeflader.
  • Studerende vil være i stand til at kvantificere processerne for belægningsopbygning, sintring og afskalning af belægninger.
  • Studerende vil være i stand til at forklare de grundlæggende mekanismer i højtemperatur korrosion i termiske brændselskonverteringssystemer.
  • Studerende vil kunne forklare den grundlæggende funktion af additiver anvendt i kedler, der fyrer med besværlige brændsler.
  • Studerende vil forstå det grundlæggende i sporelementfordeling og transformationer i kedler.
  • Studerende vil kunne beregne viskositeter som funktion af temperatur og sammensætning, temperaturprofiler i en belægninger, hastigheder for belægningssopbygning og sintring, samt porøsitetsændringer vs. tid.
Kursusindhold
Kurset giver en kombination af information om metoder til karakterisering af brændstoffer og asker, herunder simultan termisk analyse (STA), skanning elektron mikroskopi (SEM), kemisk fraktioneringsanalyse og undersøgelser af askerheologi, kedeldesign og endelig en oversigt over dannelsen af ​​askeaflejringer, gennem en række på hinanden følgende trin:
• Frigivelse af askedannende elementer under pyrolyse og efterfølgende koksudbrænding.
• Dannelse af aerosoler fra fordampede askedannende forbindelser grundstoffer, heterogen kondensering af askedannende forbindelser og dannelse og medrivning af resterende aske under koksudbrænding.
• Transport af de forskellige askedannende forbindelser fra bulkgassen til systemets hedeflader.
• Vedhæftning og konsolidering af askedannende forbindelser og partikler på varmeoverførende overflader.
• Opbygning, sintring, afskalning og varmetransport i belægninger
• Sporelementkemi i industrielle processer
• Dannelse af grøn økologisk biokoks: fokus på fjernelse af sporstofkemi under pyrolyse

En række casestudier fra kraftvarmeværker dedikeret til termisk biomasse eller affalds konvertering (ristefyrede enheder), anlæg, der samfyrer kul med enten affald eller biomasse (hovedsageligt halm), eller anlæg, der fyrer med biostøv, vil blive gennemgået.
Derudover vil metoder til modellering af aske- og belægningsdannelse blive præsenteret, herunder global ligevægtsanalyse, empiriske askekemiske indekser, anlægsindekser og reaktor- eller avancerede flowmodeller til detaljeret modellering af askekemiske interaktioner, flow og deposition i moderne forsyningskedler.

Kurset vil give indsigt i et betydeligt antal F&U-aktiviteter inden for EU, EFP, PSO, STVF, NordEn og andre finansieringsorganer gennem årene, samt et indblik igennem 30+ års forskning i aske, aflejringer og korrosion.

En række andre vigtige forskningsinstitutioner på dette område vil også blive introduceret, ligesom navne på vigtige bidragydere til den nuværende forståelse af aske- og aflejringsdannelse, korrosion og sporstofemissioner vil blive introduceret.
Sidst opdateret
04. januar, 2023