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バイオマスボイラで燃焼時に出来るシリカについて
- バイオマスボイラの燃焼時に生成されるシリカについて、木質ペレットと竹を比較した際、竹の方が多く生成される理由を説明します。
- また、シリカの付着を防ぐ方法についてもお教えします。
- 関連のウェブサイトや情報もご紹介します。
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小生は分野も全く異なり、現象も異なりますので、推測での記入をします。 シリカ（二酸化ケイ素）は、水垢等のシリカに結び付けます。 そして、燃焼時の水分（水蒸気）がパイプに付着し、乾燥して水垢等のシリカが付着。 木質ペレットに比べ竹の方が、水分が多いのか水分に含まれるシリカ成分が多いのか、 竹の方がシリカ成分が多いのか竹の方が燃焼時の微粒子浮遊物が多いのかは不明ですが、 その何れかか何点かか全部ではないかと想像しています。（燃焼温度差もあるかも） 対策は、燃焼効率が落ちますが、燃料からの水分と微粒子浮遊物を極力パイプに近付けない。 でも、完全ではないので、定期的なメンテナンス清掃頻度と燃焼効率の見合いかな。 水蒸気 ⇒ パイプで結露 ⇒ 不純物が溶ける ⇒ 気化し水蒸気になる 不純物が付着 の現象と想像してです。 シリカの形成は、パイプ内部が水で温度が低い部分に水分が結露し、微粒子に含まれる シリカが溶け、水分が蒸発しシリカが残る等を繰り返し発生かな。 ですから、水分が関与しないこととシリカを含む微粒子が関与しない/し難い炉にする ことがノウハウになるのかな。（それと、シリカを除去し易い） 鍾乳洞の鍾乳石ができる内容やシリコンウエハを製造するシリコンインゴット引上げ製法 に似た内容になっていると想像しています。 他の回答者さんの記述の如く、シリカ多く含む燃料でも差が出てくると思います。
その他の回答 (2)
そもそも竹は珪素の含有率が多いから、燃やすと燃焼管内にシリカのスラグが付着する。 回答（２）のとおり多くの記述に出会します。 付着を防ぐには・・・何件かの特許がでてます。 一般に、固体燃料中に含まれる灰が溶けた溶融スラグの割合は、温度が高くなるに従って 増加し、溶融スラグの割合が増加するほど、スラグ粘性が低下していく。スラグ粘性が 低下すると、スラグの粘着性（あるいは粘結性）が増大し、スラグ粒同士或いはスラグ とボイラ壁とが接着し易くなる。 また、固体燃料中の灰成分の組成から算出される灰中アルカリ率（＝（Ｆｅ２Ｏ３＋ＣａＯ ＋ＭｇＯ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３＋ＴｉＯ２））が高い灰ほど、 スラグ粘性が低くなり易いという傾向がある。 そこで、灰中アルカリ率が高い固体燃料と灰中アルカリ率が低い固体燃料とを適切に混合して、 混合後の固体燃料のスラグ粘性を高くすれば、スラグ粒同士或いはスラグとボイラ壁とが接着 し難くなるので、ボイラヘのスラグの付着およびスラグの生成を抑制することができる 石炭燃焼ボイラで、バイオマスおよび低品質炭を混合燃焼をさせる際、その割合と燃焼温度を制御してスラグ付着を抑制する。 なので大規模な装置でないとコスト上無理だし、かつバイオマスの割合は高く出来ないような書き方。 小規模企業、個人にとって障壁は高そうです。
お礼
詳しくご回答いただきありがとうございました。 これを参考にいろいろ勉強していきます。
参考URLの文献の17/94ページに、 木材以外のペレットは、竹、稲ワラ、草からも製造は可能だが、シリカの 含有量が多く、燃焼時のクリンカーの問題には注意が必要である と記載が あります。 この記述から判断して、通常の木質材に比べて、竹にはシリカが多く含まれ ていることが原因であるように思います。 付着を防ぐ具体的な方法については、回答できなくて申し訳ありません。 竹以外にも所謂ラワン材の中には、シリカ成分が多くて独特の光沢があり、 製材の際には刃物の寿命を短くする種類があることが知られています。 http://akikawa-m.cocolog-nifty.com/blog/2007/10/post_52ae.html 竹、笹、ススキなどを含むイネ科の植物は、土中の成分からシリカを自分自 身に着定させる作用が強いことが「イネ科」の特徴のようです。 トウモロコシなど、商業的に流通する穀物の多くは、イネ科の植物のようで すから、燃焼させてエネルギーを利用する場合、ご指摘の内容は大きな問題 であることを認識させてもらいました。 私自身の勉強になったことを感謝します。
お礼
早速のご回答ありがとうございます。 当方も素人なものでご教授いただいたものを参考に 今後勉強します。
お礼
早速のご回答ありがとうございます。 当方も素人なものでご教授いただいたものを参考に、 今後勉強します。