WP2 INVERKAN AV PELLETSKVALITET OCH LAGRINGSADDITIV PÅ FÖRBRÄNNING

Transkript

1 WP2 INVERKAN AV PELLETSKVALITET OCH LAGRINGSADDITIV PÅ FÖRBRÄNNING PETER SUNDBERG, SWECO PELS Workshop Älvdalen september

2 Syfte 2 Att undersöka vilken inverkan tillåtna variationer för densitet och mekanisk hållfasthet inom den europeiska pelletsstandarden har på förbränningen, med specifikt fokus på omständigheter typiska för antändningsprocessen i småskalig förbränningsutrustning. Att utvärdera ett utvalt additiv för säkrare lagring av träpellets om det har någon observerbar inverkan på fullskalig förbränning.

3 Mål 3 Att ta fram ny kunskap och bidra till utveckling av ny teknik inom förbränningområdet. utöka den tillgängliga grundläggande kunskapen om de undersökta fysikaliska pelletsparametrarnas inverkan på antändning, utbränningsförlopp och koksstruktur. föreslå åtgärder i fysikalisk pelletskvalitet och/eller förbränningssystem med potential att minska förbränningsstörningar. dokumentera förbränningsstörningar i småskaliga pelletspannor. testa huruvida utvalt lagringsadditiv kan användas utan signifikant (negativ) inverkan på fullskalig förbränning.

4 Antändningsförsök 12 Frågeställning: Skillnad i antändningstid beroende på fysikaliska egenskaper? Genomförande: Antändningsförsök genomförda i labskala. Under försöken användes dels pellets tillverkad av SLU, dels industripellets från SCA BioNorr.

5 13

6 Resultat - antändningsförsök 14

7 Resultat - antändningsförsök 15 SLUpellets Industripellets

8 Resultat - antändningsförsök 16

9 Slutsatser antändningsförsök 17 En pellets hållfasthet påverkar dess antändningstid Högre hållfasthet längre antändningstid (mer svårantänd) Variation i råvara påverkar effektutvecklingen under förbränning

10 Försök brännarstyrning 18 Frågeställning Variation i bulkdensitet hur påverkar det förbränningsförloppet i en villabrännare? Genomförande Variation i bulkdensitet: Både oreglerad och reglerad (lambdastyrd) brännare använd. Brännare initialt inställd för en bulkdensitet på 630 kg/m3.

11 Effekt (kw) Resultat - effekt Effekt Oreglerad kontra Lambda-reglerad brännare :00 00:30 01:00 01:30 02:00 02:30 Time (hh:mm) Effekt Lambda-reglerad Effekt oreglerad

12 CO (ppm) Resultat - CO CO Oreglerad kontra Lambda-reglerad 630 och :00 00:15 00:30 Tid (hh:mm) CO Oreglerad 630

13 CO (ppm) Resultat - CO CO Oreglerad kontra Lambda-reglerad 630 och :00 00:15 00:30 Tid (hh:mm) CO Oreglerad 630 CO Lambda-reglerad 715

14 CO (ppm) Resultat - CO CO Oreglerad kontra Lambda-reglerad 630 och :00 00:15 00:30 Tid (hh:mm) CO Oreglerad 630 CO Oreglerad 715 CO Lambda-reglerad 715

15 Totalstoft (mg) Resultat - stoft Stoft Oreglerad kontra Lambda-reglerad brännare

16 Slutsatser brännarstyrning 24 Variation i bulkdensitet kan medföra kraftiga svängningar i effektutvecklingen i en oreglerad brännare. Variation i bulkdensitet kan ge upphov till höga CO- och stoftemissioner från en oreglerad brännare. En reglerad brännare motverkar dessa effekter.

17 Röntgen av pellets 25 Frågeställning: Skillnad i antändningstid beroende på hållfasthet påvisad är anledningen strukturskillnader? Genomförande: Fyra olika pelletshållfastheter: 95,0-95,8 96,6-97,2. Tomografistudier vid Luleå Tekniska Universitet, LTU.

18 26

19 Antändningstid (s) Resultat röntgen av pellets 27 Antändningstid ; 96,6 630; 97,2 670; 95, ; 95, Porositet (%)

20 Slutsatser röntgen av pellets 28 Högre bulkdensitet medför mindre fri luftvolym (void) i pelleten. Mindre fri luftvolym bör teoretiskt öka antändningstid och total förbränningstid, men har ej kunnat påvisas i dessa försök.

21 Förbränningsförsök additivpellet 29 Frågeställning Additiv i pellets hur påverkar det förbränningsförloppet? Genomförande Tre pelletskvalitéer med och utan stärkelse. Uppstart och kontinuerlig drift. Mätning av rökgaser temp, CO, CO2, NOx, THC.

22 CO, ppm CO2, % Resultat - additivpellets 30 Uppstart Ljusne - CO Ljusne - CO Minuter 0

23 CO, ppm CO2, % Resultat - additivpellets 31 Uppstart Ljusne, stärkelse - CO Ljusne - CO Ljusne, stärkelse - CO2 Ljusne - CO Minuter 0

24 CO, ppm CO2, % Resultat - additivpellets 32 Uppstart Ljusne, stärkelse - CO Ljusne - CO Referens - CO Ljusne, stärkelse - CO2 Ljusne - CO2 Referens - CO Minuter 0

25 NOx, ppm och RGT, C Resultat - additivpellets Uppstart Ljusne, stärkelse - NOx Ljusne - NOx Referens - NOx Ljusne, stärkelse - RGT Ljusne - RGT Referens - RGT Minuter

26 CO, ppm CO2, % Resultat - additivpellets 34 Steady state Ljusne, stärkelse - CO Ljusne - CO Referens - CO Ljusne, stärkelse - CO2 Ljusne - CO2 Referens - CO Första 30 min under steady state 0

27 NOx, ppm och RGT, C Resultat - additivpellets Steady state Ljusne, stärkelse - NOx Ljusne - NOx Referens - NOx Ljusne, stärkelse - RGT Ljusne - RGT Referens - RGT Första 30 min under steady state

28 Resultat additivpellets Medelvärden - uppstart och steady state RGT (grad C) Effekt (kw) CO (ppm) CO2 (%) O2 (%) THC (ppm) NOX (ppm) Referens - uppstart Ljusne - uppstart Ljusne, stärkelse - uppstart Referens - steady state Ljusne - steady state Ljusne, stärkelse - steady state

29 Slutsatser förbränningsförsök 37 additivpellets Olika antändningstid beroende på grundpellets (tillverkad på olika plats, har t.ex. olika råvarusammansättning). Stärkelseinblandning längre antändningstid. Inga signifikativa skillnader vid steady state.

30 Insatsområden för fortsatta insatser 38 Pelletsmorfologi - strukturella och kemiska skillnader i olika pelletskvalitéer kan antas påverka förbränningsprocessen. Dellastprovning Det kommer ställas allt högre emissionskrav på villabrännare i framtiden.

31 47 Tack för uppmärksamheten Mejl: Tel: