Nye metoder til bestemmelse af KCI i halm ved dk-TEKNIK ENERGI og MILJØ

Indhold af vandopløselige salte som kaliumchlorid (KCl) i halm kan give anledning til en række forskellige driftsproblemer ved energiomsætningen i fyringsanlæg. Indholdet af kalium og chlorid i halm er meget varierende og afhænger blandt andet af dyrknings- og høstforhold. Halmens farve har traditionelt været anvendt som en indikation af indholdet af de problematiske salte. Halmens farve er imidlertid ikke et særligt pålideligt mål, en grå farve er således ikke nødvendigvis ensbetydende med et lavt indhold af kalium og chlorid i halmen. I projektet er der udviklet en enkel og praktisk metode til bestemmelse af indhold af chlorid/kaliumchlorid i halm, som kan anvendes på halmværkerne. Det er endvidere vist, at der ud fra halmens indhold af chlorid kan fås et mål for det samlede indhold af kalium og chlorid. De i projektet opnåede resultater er baserede på forsøg udført på 10 forskellige prøver af halm. De fleste af disse halmprøver havde et ret lavt indhold af kalium og chlrid. Det skyldes, at det på grund af den våde høst i 2001 var vanskeligt at skaffe halm med højere indhold af kalium og chlorid. En indledende bestemmelse af de 10 halmprøvers indhold af kalium og chlorid med laboratoriets standardmetoder viste, at indholdet af kalium (K) i de 10 halmprøver var mere end det dobbelte af den chlorid (Cl) svarende mængde som kaliumchlorid (KCl). Det vil sige, at hvis hele halmens indhold af chlorid findes som KCl, så er det under halvdelen af halmens indhold af kalium som findes som KCl. Ved sammenligning med tidligere halmdata er konkluderet, at den fundne sammenhæng mellem indholdet af chlorid i halmprøverne og det samlede indhold af kalium og chlorid i prøverne med rimelighed kan antages at gælde generelt. Det vil sige også for halm med højt indhold af kalium og chlorid. I projektet er der dels foretaget afprøvning af en foreliggende termisk metode og dels afprøvning af metoder, som bygger på, at halmens indhold af kalium og chlorid opløses i vand og det opløste indhold efterfølgende kvantificeres.Den termiske metode er en metode, der er blevet udviklet til at få et mål for mængden af KCl partikler, der vil kunne emitteres med røggassen ved forbrænding af en foreliggende halm. I projektet er det undersøgt, om metoden ville kunne anvendes mere generelt, det vil sige også at få et mål for indholdet af KCl i selve halmen. Undersøgelsen viste, at dette ikke var muligt. For en indledningsvis fastlagt enkel opløsningsmetode, hvor en portion halm oprystes med en portion vand, blev afprøvet følgende metodeprincipper for en kvantificering af de opløste indhold af kalium og chlorid: 1) Måling af indhold af kalium og chlorid ved normal standard laboratoriemetode. 2) Måling af indhold af kalium af kalium og chlorid ved hjælp af teststrips. 3) Måling af indhold af kalium og chlorid ved hjælp af ion-selektive elektroder. 4) Måling af ledningsevne. 5) Måling af indhold af opløst tørstof. Afprøvningen viste, at for den valgte opløsningsmetode kunne halmprøvernes indhold af chlorid i tilfredsstillende grad bringes til opløsning. Indholdet af kalium blev derimod kun i mindre og i varierende grad bragt til opløsning. For bestemmelse af indhold af chlorid blev fundet, at en bestemmelse med teststrip af fabrikatet HACH er både enkel og god. En tilsvarende enkel mulighed blev ikke fundet for bestemmelse af chloridindholdet i opløsningen med en HACH teststrip opfyldre kravene til en enkel og praktisk metode og giver sammenlignelige resultater med laboratoriets standardmetode for indholdet af chlorid i halmprøverne, blev denne kombination valgt til at være den ønskede rutinemetode. Den i projektet fastlagte metode er således en enkel og praktisk metode til bestemmelse af indholdet af chlorid i halm. Den ækvivalente mængde KCl kan direkte beregnes ud fra den fundne sammenhæng mellem indholdet af chlorid og det samlede indhold af chlorid og kalium i halm. Der kan imidlertid forekomme halmkvaliteter, hvor indholdet af kalium og chlorid afviger noget fra den fundne sammenhæng mellem indhold af chlorid og indhold af kalium og chlorid. Det er muligt at identificere sådanne halmkvaliteter ved en supplerende måling af ledningsevnene i opløsningen fremkommet ved den valgte opløsningsmetode. Ved de udførte forsøg fandtes, at der er en god sammenhæng mellem påløsningernes ledningsevne og opløsningernes samlede indhold af opløst kalium og chlorid. Da halmprøvernes indhold af kalium ikke kunne bringes fuldstændigt i opløsning ved den valgte opløsningsmetode, er fastlagt en sammenhæng mellem de opløste indhold af kalium og chlorid og indholdet af kalium og chlorid bestemt ved standardmetoderne. Den resulterende sammenhæng mellem opløsningernes ledningsevne og halmens samlede indhold af kalium og chlorid fandtes for projektets 10 halmprøver at give et noget bedre mål for de samlede indhold, end en beregning af de samlede indhold ud fra prøvernes indhold af chlorid. Den fastlagte enkle metode til bestemmelse af indhold af chlorid i halm blev afprøvet ved gentagne bestemmelser over flere dage, hvor der blev anvendt en række forskellige variationer af metoden. Det kunne herved konstateres, at det er nødvendigt at foretage en grovsønderdeling af halmprøven inden bestemmelsen. Endvidere fandtes, at usikkerheden ved den enkle og praktiske bestemmelse af chloridindholdet i halm er af samme størrelsesorden som for laboratoriemetoden, og at denne usikkerhed afhænger af den foreliggende halmprøves homogenitet