Quali sono le cause dei clinker nelle caldaie a carbone?

I clinker sono stati un problema ricorrente in tutte le caldaie a carbone fino a quando gli umani hanno gestito caldaie a carbone. I clinker si verificano in piccole stufe utilizzate per il riscaldamento di una casa e in gigantesche caldaie commerciali / industriali. I clinker, noti anche come scorie, sono costituiti da elementi non combustibili e minerali trovati nel carbone che si sciolgono e si fondono insieme come ceneri grumose dalla combustione del carbone. Gli operatori di caldaie considerano i clinker come cose infelici.

I clinker assomigliano a cenere vulcanica e lava. Si verificano nell'area del forno ad alta temperatura della caldaia. I clinker si formano come risultato dell'interazione tra qualità del carbone, progettazione della caldaia e funzionamento della caldaia. Le caldaie a carbone aspirano l'aria di combustione dal basso, verso l'alto attraverso la griglia di combustione. Molti grossi clinker sulla griglia di combustione possono ostacolare il passaggio dell'aria, aumentare i costi di funzionamento e manutenzione e persino forzare gli arresti della caldaia per pulire i clinker.

I clinker di carbone si formano quando elementi non combustibili contenuti nel carbone come ferro, calcio, silicio, alluminio e sodio interagiscono con zolfo e carbonio ad alte temperature. Questi elementi si fondono insieme con argille e alcali per formare una scoria vetrosa che alla fine si indurisce in clinker. La formazione di clinker è una serie complessa di trasformazioni mineralogiche e cambiamenti di fase che si verificano quando il carbone brucia. I piccoli clinker possono fondersi insieme per formare quelli più grandi che possono danneggiare fisicamente le caldaie.

Il carbone bituminoso ricco di zolfo, composti di ferro e minerali argillosi tende a produrre il maggior numero di clinker. Le pratiche operative delle caldaie che riducono le emissioni di ossidi di azoto tendono ad aumentare la formazione di clinker. Altri fattori che contribuiscono alla formazione del clinker includono la mancata rimozione di fuliggine e altri depositi, carbone scarsamente polverizzato e regolazioni inadeguate del bruciatore che provocano miscele inefficienti di aria e carburante. Un focolare troppo piccolo per il tipo di carbone che viene bruciato unito alla rara rimozione della cenere favorisce anche la formazione di clinker. Il problema si aggrava se non c'è modo di osservare l'accumulo di clinker nella caldaia.

Alcune aziende offrono potenziatori della combustione chimica da aggiungere al carbone che sostengono elimineranno virtualmente la formazione di clinker dalla combustione di carbone di qualità inferiore. Questi composti agiscono come catalizzatori chimici che utilizzano l'umidità inerente ai combustibili solidi per aumentare la temperatura di combustione e quindi ridurre notevolmente la quantità di materia non bruciata che altrimenti si scioglierebbe per formare clinker.