Características de la fusibilidad de cenizas de bagazo y de residuos de cosecha de caña de azúcar (RAC) de Tucumán-Argentina

Resumen

La temperatura de fusión de las cenizas de un combustible es un parámetro crítico ligado a la calidad del mismo y resulta imprescindible su conocimiento para valorar un posible comportamiento de aquellas en el interior del hogar de una caldera de vapor. Este parámetro es una característica del estado físico que adquieren las cenizas de una biomasa utilizada como combustible cuando se las somete a un calentamiento progresivo bajo ciertas condiciones y es función del tipo de biomasa, la composición química y el tipo de atmósfera circundante. Es una medida del potencial que tienen los materiales combustibles para formar escorias y que, finalmente, generan obturaciones e incrustaciones indeseables sobre las superficies interiores del hogar de las calderas, entre ellas los tubos de refrigeración de la cámara de combustión y paredes radiantes, los pasajes de aire en grillas, entre los tubos del sobrecalentador y el haz convectivo, etc. El presente trabajo muestra los resultados del análisis de la fusibilidad de las cenizas de bagazo y residuos agrícolas de cosecha (RAC) de la variedad LCP-85-384 de caña de azúcar de Tucumán – Argentina, según norma ASTM D 1857, determinados con un equipo analizador de fusibilidad de cenizas automatizado que trabaja bajo atmósferas controladas. Se analizaron 20 muestras de bagazos y 20 muestras de RAC, las cuales se procesaron en el Laboratorio de Ensayos y Mediciones Industriales (LEMI) de la Estación Experimental Agroindustrial Obispo Colombres (EEAOC), operando en atmósferas oxidante y reductora. Los resultados indican que las temperaturas promedio de inicio de la fusión (DT) para cenizas de bagazo se encuentran dentro del mismo orden magnitud y no muestran diferencias significativas cuando se las someten a un calentamiento en atmósferas oxidantes y/o reductoras. Un comportamiento similar se observó con las cenizas de RAC. Además, se observó que las temperaturas DT resultaron sensiblemente menores en el RAC respecto a la del bagazo para las atmósferas analizadas (1054,4 ºC vs. 1081,1 ºC, para atmósfera reductora; y de 1058,0 ºC vs. 1110,0 ºC para atmósfera oxidante, respectivamente).

ABSTRACT

Fusibility characteristics of ash from bagasse and sugarcane harvest residues (RAC), at Tucumán, Argentina

Ash melting temperature of a fuel is a critical parameter linked to its quality and it is essential to assess its behavior inside the home of a steam boiler. This parameter is a characteristic of the physical state acquired by ashes of a biomass used as fuel when subjected to progressive heating under certain conditions and is related to the type of biomass, the chemical composition and surrounding atmosphere. It is a measure of the potential of combustible materials to form slags, which eventually generate undesirable plugging and encrustation on the interior surfaces of the boiler hearth, including combustion chamber cooling tubes and radiant walls, air passages in grids, between superheater tubes and convective beam, etc. We studied ash fusibility characteristics from bagasse and RAC of LCP-85-384 sugarcane variety at Tucumán, Argentina. According to ASTM D 1857, we used automated ash fusibility analyzer equipment operating under controlled atmospheres. Twenty bagasse samples and 20 RAC samples were processed at our Industrial Measurements and Testing Laboratory (LEMI), and analyzed in both oxidizing and reducing atmospheres. Results indicated that average melting start temperatures (SD) for bagasse ashes didn`t show significant differences when heating in oxidizing or reducing atmospheres. A similar behavior was observed in RAC ashes. In addition, DT temperatures were significantly lower in RAC than in bagasse for both atmospheres (1054.4 ºC vs. 1081.1 ºC, for reducing atmosphere; and 1058.0 ºC vs. 1110.0ºC for oxidizing atmosphere, respectively).