ケイメント
クリンカとは
クリンカとは、ボイラー内で燃料に含まれるカリウムやナトリウムなどのアルカリ金属が溶融・付着してできる固着物です。バイオマス燃料を使用する発電設備で問題になりやすく、炉壁や伝熱面に付着して成長します。
付着が進むと熱の伝わりが妨げられ、熱効率の低下や炉内の閉塞を招きます。除去作業や補修の負担も大きくなります。
大倉ケミテックの添加剤「ケイメント」は、灰の融点を上げることでクリンカの発生を抑制します。
酸化アルミナとシリカの混合物。
燃料成分のカリウム・ナトリウムと化学結合し、その反応物の灰融点を上げ灰として排出。
クリンカ発生を抑制し、ボイラーの寿命を高め、補修費節減に効果が期待されます。
CLINKER：バイオマス発電の問題点
– 火力発電所でバイオマス燃料使用時、クリンカ問題が発生
CLINKER：主な要因
Blue-Ocean Industry, Inc. & Arai, Inc.
促成栽培のための肥料の3要素K, P, N
木質系原料等に使用される肥料の3要素は窒素、リン酸、カリウムであり、これらはウッドペレット等のバイオマス燃料に含まれます。
肥料から起因するKが木材原料を通じてウッドペレット等バイオマス燃料に含有
これにより、火力発電所でウッドペレット及び木質系バイオマスを全焼又は混焼の際、ボイラー内部にカリウム等のアルカリ金属成分が一緒に投入されます。
K, Na 等のアルカリ金属はクリンカーの主な原因
カリウム及びナトリウム等のアルカリ金属成分はクリンカ生成の主な原因として、水管壁及び熱交換部に付着しボイラー内の熱不均衡及び発電効率低下現象を起こします。
CLINKER：クリンカー制御原理
クリンカ―形成プロセス
アルカリ成分（K ,Na）の溶融はクリンカー形成の重要な要因であり、 K及びNa化合物の融点はボイラー内部の燃焼温度（CFBCの場合は 850℃）より低いです。 ボイラーの温度が上昇すると、アルカリ要素が蒸発し、エアロゾル の形でアルカリ化合物を形成します。 これらのアルカリ化合物は、1）互いに凝集します. 2）金属表面に付 着します. 3）水管で凝縮してクリンカーを形成し（スラッギング、ファ ウリング）、腐蝕も引き起こします。 その結果、バイオマスボイラーはメンテナンスのために運転を停止 せざるを得なくなり、悪い場合にはシャットダウンに繋がります。
炉内燃焼 (850°C )
CLINKER：クリンカー制御原理
– ケイメント適用後、クリンカ生成原理
ケイメントは燃焼中にカリウム化合物 と反応し、ボイラー温度より融点 を上昇させます。
- CFBC
ボイラー内部の 温度：850度 - ケイメントの
結合化合物 融点> 1500度
アルカリ金属はボイラーからガスと 灰の形で排出されます。
炉内燃焼(850°C )
CLINKER：ケイメント使用後
– クリンカ抑制(ケイメント投入)後のボイラー内部
