Förbränning av träpellets och pelleterad halm i en 40 kw rosterreaktor

Transkript

1 Förbränning av träpellets och pelleterad halm i en 40 kw rosterreaktor Författare: Mohammad Bassem Handledare: Christoffer Boman 2014 Examensarbete, 15 hp Högskoleingenjörsprogrammet i energiteknik, 180 hp

2 Sammanfattning Projektet behandlar förbränning av träpellets och pelleterad halm i en 40 kw rosterreaktor vid TEC-Lab, institutionen för tillämpad fysik och elektronik vid Umeå universitet. Försök gjordes på fyra primär-luftfaktorer (0,7 1,3) vid tre bränsleeffekter (10, 20 och 30 kw) där aspekter såsom temperaturprofil, halter av rökgaser(co och NO), sintring/slaggning samt andelen av oförbränt ämne i askan studerades. Eldningen av halm visade sig mycket problematiskt och medförde olika förbränningstekniska problem, till.exempel har halm en relativt låg smälttemperatur/slaggtemperatur vilket orsakar oönskad silikatsmälta på rostret. En silikatsmälta hindrar till viss del bränsleflödet samt även lufttillförseln och bygger lätt på mer smält aska och oförbränt ämne. Halmen eldades endast under låg effekt (10 kw) eftersom den var svårhanterad. Resultaten påvisar relativt höga halter CO vid samtliga luftfaktorer. Detta berodde på en rad olika aspekter, t.ex frånvaro av sekundärluft. Temperaturen på bädden varierade en hel del mellan de olika effekterna, det var höga temperaturer vid bra förbränning och tvärtom när det brann sämre.

3 Abstract The project focus on combustion of softwood pellets and pellets in a 40 kw grate fire reactor at TEC-Lab. Dept Applied Physics and Electronics at Umeå University. Experiments were performed at four primary airs to fuel ratios (0.7 to 1.3), where aspects such as temperature profile, levels of gases (CO and NO), sintering-/-slagging and unburned fraction of the ashes were studied. Four different fuel loads were used for wood pellets (10, 20 and 30 kw) and one fuel load for straw (10 kw). Combustion of straw proved very difficult to ignite, and also led to other combustion-related technical problem such as slag formation due to the relatively low melting temperature-/-slag temperature of the straw. Causing undesired silicate melt on the grate. The straw was only possible to use low load operation (10 kw) because it was difficult to manage. The temperature of the bed varied between the studied cases with varying fuel loads and air to fuel ratios. 3

4 Innehållsförteckning Sammanfattning... 2 Abstract... 3 Innehållsförteckning Inledning Bakgrund Syfte Avgränsningar Teori Allmän förbränningsteknik Biobränslen Rosterteknik Metod Val av bränsle Försökplan Försöksuppställning Gasanalys Andel oförbränt Visuell bedömning av sintringsgrad hos slagg Temperatur Bränsleskruv styrning Resultat Diskussion Felkällor och förbättringar Slutsatser Referenser Bilagor

5 1. Inledning 1.2 Bakgrund Biomassa/biobränslen definieras som ett material med biologiskt ursprung som inte alls eller endast i mycket liten grad omvandlas kemiskt. Biomassan bildas genom växternas fotosyntes. Vid fotosyntesen bildas energirika syre- och kolhydratmolekyler (biomassa) av koldioxid, vatten samt energi. Vid förbränningen av biomassan frigörs den energi då kolhydratmolekyler och andra energirika ämnen oxideras till CO 2 och H2O. Även utsläpp till atomsfären såsom kolmonoxid, svavel- och kväveoxider samt en rad organiska ämnen uppstår under förbränningsförloppet. Om förbränningen sker på rätt sätt så kan biobränslen vara fördelaktigt i jämförsele med fossila bränslen ur miljösynpunkt, då biobränslen binder lika mycket koldioxid under tillväxten som frigörs vid förbränningen vilket medför en sorts balans som ger neutral påverkan på halter växthusgaser i atmosfären. [1] Människan har använt sig av biobränslen sedan urminnes tider och det används fortfarande än idag. Människor har använt framför allt ved för uppvärmning, matlagning och till och med för att smälta metaller för tillverkning av bland annat redskap. Vedeldning har alltid spelat en stor roll i våra liv och utvecklingen av vedeldning har förbättrats med tiden, inte minst i Sverige, där mer av bränslets värmevärde har kunnat tas tillvara på. Ett exempel är pottkakelugnen som kom på 1400-talet som liknar våra kakelugnar idag. Den har samma typ av rökgaskanal som den öppna spisen. Fördelen var att den var beklädd med lerskålar med skålinsidan utåt, vilket gav en bra isolering och mer värme kunde tas tillvara. Under 1700-talet var gruvindustrin en stor vedförbrukare vilket ledde till en vedbrist i hela landet kom Carl Johan Cronstedt och Fabian Wredes med den smarta lösningen som reducerade bränsleförbrukning med cirka 50 procent. Det de gjorde var att bygga om rökgaskanalen och lät rökgaserna passera flera vertikala kanaler vilket ledde till fullständigare förbränning och effektivare värmeväxling vilket därmed ökade verkningsgraden. I början av 1970-talet bestod Sveriges energianvändning av nästan 80 procent olja. I början av 1973 inträffade oljekrisen, vilket gjorde att priset på oljan steg upp till den nivån då det inte var lönsamt längre. Detta ledde till att utvecklingen av biobränslebaserade förbränningsanläggningar fortsatte ytterligare och i början av 1980-talet var Sverige och Finland i världstoppen när det gällde pannteknik. [2] De senaste 20 åren har försäljningen av pannor, brännare och kaminer ökat markant. Man ser även en ökning i produktionen av förädlade biobränslen med allt från pellets, flis, briketter och pulver. Olika restprodukter från sågverk och massa- och pappersindustrin tas tillvara och används som biobränslen. Sverige har som mål att till år 2020 ska 50 procent av den använda energi vara av förnybart ursprung. Biobränslen spelar givetvis en stor roll, man vet att användningen av biobränsle, torv och avfall uppgick till 141 TWh i Sverige år 2010 [3]. Småskalig förbränning av biobränslen är ett relativt vanligt alternativ för uppvärmning. År 2008 så gick den totala användningen av biobränslen i småhus upp till 11,4 TWh. Det fanns då även cirka 1.85 miljoner småskaliga förbränningsanläggningar, varav den största delen, ca 82 procent var lokaleldstäder (braskaminer, kakelugnar, öppna spisar, vedspisar och braskassetter), men dessa används dock inte som direkt primär uppvärmningskälla. 5

6 Användningen av småskalig förbränning av biobränslen för uppvärmning är ett bra sätt att dra ner på utsläppsnivåerna och för att nå miljömålet Frisk Luft till år Däremot så vet man idag att småskalig förbränning av biobränslen medför utsläpp av hälsofarliga ämnen. Detta beror mest på vilken sorts anläggning man använder och hur gammal pannan är. Äldre pannor kan ha utsläpp som är mångdubbelt större än de från nya pannor. Utsläppen beror givetvis också mycket på hur man eldar, om man har tillräckligt med luft eller inte, vilket bränsle för pannan man använder samt kvalitet på bränslet. De utsläpp som vanligast uppstår vid småskalig förbränning är flyktiga organiska ämnen, tunga kolväten, sotpartiklar och mycket annat. Exponering för så kallad vedrök i omgivningsluften bedöms kunna orsaka en rad hälsoproblem, såsom irritation i luftvägarna, olika lungeffekter/sjukdomar, hjärtkärlsjukdomar och kan även vara cancerframkallande. Inom EU och Sverige har detta uppmärksammats som ett stort problem för både hälsa och miljö [4]. Idag satsar man på att utveckla och forska kring dessa småskaliga system samt minimera utsläpp och även studera hur dessa utsläpp påverkar oss människor, miljön och klimatet. 1.3 Syfte Syftet med projektet är att studera förbränningen och prestandan i en nybyggd 40 kw rosterreaktor vid TEC-Lab vid Umeå Universitet ser ut vid förbränning av standard träpellets och pelleterad halm. Reaktorn är uppdelad i två zoner, en primärzon och en sekundärzon. I detta projekt ligger fokus på primärzonen och brännaren. Olika processvariabler kommer studeras till exempel last (bränslemängd), lufttillförsel i primärzonen, rosterstavarnas rörelse och hur dessa variabler påverkar temperaturen i bädden, bränsleutbrinning, slaggbildning, andel oförbränt material i aska och gasemissioner. Studien kommer ske enligt en experimentell försöksplan. 1.4 Avgränsningar Försöken behandlar punkterna presenterade i frågeställningen och för en mer genomförlig undersökning skulle partikelmätning med lågtrycksimpaktor, andel oförbränt i rökgaserna med hjälp av inaskning av totalstoftfilter varit goda kompletterande metoder. På grund av brist av tillgängliga instrument och tid avgränsas arbetet till punkterna som har tagits upp i frågeställningen. Ytterligare en god jämförelse hade varit att välja fler punkter att utföra försök på. Utifrån diverse förtester bestämdes att försök med halm endast kommer utföras vid 10 kw. Bränslet som användes (halm) har dessa egenskaper som gör att förbränning vid höga effekter/temperaturer är ofördelaktiga på grund av aspekter såsom askans relativ låga smältpunktstemperatur ( C). 6

7 2 Teori 2.1 Allmän förbränningsteknik Ur kemisk synpunkt är en förbränning en exoterm reaktion vid vilken brännbara ämnen förenas med syre eller annat oxidationsmedel. För att en förbränning av biomassa skall kunna äga rum krävs förutom det brännbara ämnet, även att syre finns tillgängligt (från luften), samt att temperaturen är tillräckligt hög för att de termiska och kemiska processerna ska kunna ske. Processen sker i flera steg, först bryts bränslet ner till olika organiska pyrolysprodukter, som är ämnen som avgår från bränslets olika beståndsdelar som gaser. Dessa gaser kan sedan omformas och börja oxideras i olika steg som är mycket komplexa. Lite förenklat kan man säga att det finns olika ämnen som innehåller kol och väte i olika proportioner. Vätet regerar med syret och resultatet blir vatten (H 2 O) medan kolet regerar med syre och bildar först kolmonoxid (CO) som med ytterligare syretillskott ombildas till koldioxid (CO 2 ). För att uppnå och bibehålla sådan fullständig förbränning så måste dessa punkter vara uppfyllda: 1. Tillräckligt med luft/syre. 2. Tillräckligt med temperatur för att de kemiska reaktionerna (oxidationen) ska kunna starta. 3. Tillräckligt med turblens så att de brännbara rökgaserna blandas väl med luften. 4. Tillräckligt med tid (uppehållstid) så att oxidationsprocesserna hinner ske innan temperaturen sjunker för mycket. Tillräckligt med luft/syre är nödvändigt för att uppnå fullständig förbränning. Om det finns för lite syre så bildas det enbart (CO, H2, CH4(metan) och andra kolväten) istället för CO 2 och H2O. Men för att avgöra om förbränningen är bra eller dåligt så brukar man mest hålla koll på CO-halten i gaserna. CO fungerar helt enkelt som en indikator för ofullständig (dålig) förbränning. Det bör inte vara för stort överskott av syre (luft) heller eftersom den förlustvärme som lämnar pannan ökar med ett ökande flöde. Man är dock tvungen att alltid ha ett visst överskott av luft vid praktiskt förbränning, eftersom man aldrig har en helt fullständig blandning mellan luften och brännbara ämnet i praktiken. Dessutom behöver man kompensera för att bränsletillförseln kan variera vilket den oftast gör i alla processer. 7

8 För att förbränningen ska bli så få fullständig som möjligt så måste alltså även temperaturen vara tillräckligt hög dels för att bränslet ska antändas och dels för att de kemiska reaktionerna ska ske. Man brukar säga att det bör vara ca ⁰C. Man vill dock inte att temperaturen ska vara för hög heller för då kommer kväveoxider (NO x ) bildas från luftens kvävgas (N2), vilket börjar ske över en temperatur på 1200 ⁰C. Temperaturen får ej vara för låg heller, då kommer man få ofullständig förbränning och därmed höga halter av till exempel kolmonoxid (CO). Man kan dela upp förbränningen av biomassan i fyra faser, dessa faser är självklart beroende av temperaturen: 1. Torkning av bränslet, vattnet/fukten förångas bort från bränslet vid upp till ca 100 ⁰C. 2. Pyrolys sker vid ungefär 300 ⁰C, det är då de flyktiga beståndsdelarna förgasas. 3. Vid ⁰C och varmare sker förbränningen av de olika beståndsdelarna som är i gasform. 4. Koksförbränning/restförbränning vid ⁰C och varmare, då den fasta brännbara återstoden av bränslet förbränns. Vissa bränslen har en låg smälttemperatur för askan och man vill helst inte överskrida den temperaturen för då kommer askan kunna klibba fast vid ytor och bilda beläggningar som försämrar värmeöverföringen och som även kan leda till korrosion. Halm är ett av de biobränslen som har låg asksmälttemperatur. Turbulensen i pannan är viktigt eftersom bra blandning mellan luften och rökgaser måste uppnås för att erhålla så fullständig förbränning som mjöligt. Luften måste tillföras på rätt plats och med rätt hastighet på flera ställen i pannan (primär-, sekundär- och tertiärluft) så att den kan blandas väl med de brännbara gaserna. Uppdelningen av lufttillförseln är mest till för att fasta bränslen speciellt biobränslen innehåller höga halter flyktiga beståndsdelar som frigörs när bränslet värms upp. Man brukar ofta tillföra liten del av total luften till rosten (så kallad primärluft) och resten tillförs högre uppe i pannan som sekundär- och även tertiärluft om så behövs. Uppehållstiden i pannan/eldstaden ska vara så lång att dels brinnande bränslepartiklar ska hinna brinna klart och dels för att de brännbara gaserna ska hinna förbrännas. Man vill därför ofta att uppehållstiden ska vara ganska låg i början av en panna och högre i slutet av pannan. 8

9 2.2 Biobränslen Bioenergi definieras enligt Svensk standard(ss ) som energi alstrad från biomassa. Användningen av biobränslen ökar mer och mer, både i Sverige, Eu och globalt, och man har idag definierat och klassificerat olika typer biobränslen. Det vanligaste bränslet kommersiellt i dag i vår del av världen är skogsflis och stamvedspellets, som inte har gått igenom någon kemisk process eller behandling. Ett exempel på nya biobränslen från skogen är avverkningsrester som ofta benämns GROT. Som grot räknas grenar och toppar ned till 5 cm i grovänden. Användningen av energiskog och andra energigrödor som kommer från jordbruket är också något som blir mer och mer vanligt idag. Exempel på sådana grödor är salix, energigräs och halm. Användningen av dessa bränslen är dock ganska låga idag i Sverige, vilket bland annat beror på att askhalten är hög och även kan binda till sig tunga metaller vilket inte är önskvärt vid förbränning. Torv är ett mycket omdiskuterat bränsle. Debatten går om klassificeringsfrågan, det vill säga om torv ska klassas som förnyelsebart eller fossilt. Torven återfinns i myrer, mossar och kär, vilket innebär att den innehåller upp 90 % vatten och därför måste torkas innan den bryts och används som bränsle. Bioprodukter/restprodukter från skogsindustrin i form av spån och bark används även idag som bränsle, likväl som returlutar och talloljor men dessa används mest internt inom pappers- och massafabrikerna [3]. För att få jämnare förbränning, lägre transportkostander och mindre lagringsvolym används förädlade biobränslen såsom pellets, pulver och briketter. Briketter kan tillverkas av till exempel spån, bark, torv och flis. Vid framställning sönderdelas och torkas bränslet till en önskad fukthalt, därefter pressas produkten i en brikettpress, inget bindmedel eller tillsatser behöver adderas då biomassans eget lignin (ett sorts bioklister) ser till att briketterna håller formen. Bränslepellets är stavformade bitar av ihop pressat träpulver som tillverkas med samma procedur som briketter. Pellets kan tillverkas av rester från trädindustrin (sågspån med mera), avverkningstimmer, bark samt energigrödor (till exempel Salix och även halm). Om pellets används i stora pannor inom industrin brukar den oftast malas innan pannan och användes i pulverbrännare, till exempel för ersättning av kolpulver. Bränslepellets används även i mindre pannor, brännare och kaminer dimensionerade för småhus och villor, samt i mellanstora pannor (0,05 2 MW) för närvärme i bostadsområden och för industrilokaler. Pulver tillverkas ofta av vanligt trä (stamved), vilken mals ner och en fukthalt på under 10 % nås. Partikelstorleken kommer vara runt 1 mm och en viss del partiklar borde vara under 0,2 mm för att flamman ska hållas stabil under förbränningen [3]. 9

10 2.3 Rosterteknik Rosterpannor har funnits länge i Sverige och använts flitigt inom både energisektorn och annan industri. En rosterpanna är en anordning som för bränslet framåt samtidigt som luft tillförs till den brinnande bränslebädden (se figur 1). På rostret torkas, pyrolyseras och förbränns bränslet. Vid rostereldning så är det viktigt att bränslebädden hålls jämn och fin och att bränslet matas in i jämn takt så den hinner förbrännas innan slutet av rostern. Man kan säga att luftfördelning, bränslebäddens tjocklek påverkar varandra och är helt avgörande för resultatet. Med tjockleken menas hur tunt eller tjockt skikt av pellets det ligger på rostret. Har man ett tunt skikt så är det lättare att få en god jämn lufttillförsel och därmed god förbränning. Ligger det en större mängd pellets på rostret förbränns bränslet närmast rostret väl medan bränslet i bäddens överkant förblir till stor del oförbränt. Primärluften tillförs som nämndes tidigare under rostern och/eller även från sidan. Sekundär-, tertiär- samt i vissa fall kvartärluft tillsätts för slutförbränning på olika nivåer i processen [3]. Figur. 1 Schematisk vy över bränslebädden i en rosterpanna [5]. Vid rostereldning kan rostret/gallret vara utformat på olika sätt, vid fast plan rost är pannan försedd med ett fast galler i botten av pannan. Askan som bildas tas bort för hand efter eldningen. En annan variant är sned- eller trapprostern, vilken antingen kan vara fast eller rörlig. Bränslet matas in upptill rostret och förbränns underifrån då bränslet vandrar ner längs rostret. Bränslet kommer alltså rasa ner längs rostret med hjälp av tyngkraften där lutningen på rostret spelar stor roll. Wanderrostern är också en vanlig typ som används för medelstora pannor, den består av en matta eller ett rullband [3]. Bränslet matas även här in upptill och förbränns senare och transporterar bort askan ner i en askbehållare när den har nått slutfasen av rostern. Effekten regleras genom tjockleken på bränslebädden och hastigheten på rostermattan. Inmatning av bränslet till rosterpannor kan ske på olika sätt, det mest vanliga är att man använder sig av en bränsleskruv, vilket är en roterande skruv som roterar och transporterar bränsle till rostern med hjälp av en motor. En ytterligare variant av rosterteknik är den så kallade Spreaderstoker som sprider/kastar bränslet över rostret med hjälp av en mekanisk kastapparatur eller tryckluft. 10

11 3 Metod 3.1 Val av bränsle Två olika bränslen användes i projektet. Det ena bränslet var en vanlig typ av träpellets från Skellefteå kraft, medan det andra bränslet var icke-kommersiell halmpellets framställd av Sveriges Tekniska Forskningsinstitut (SP). Anledningen till att halm valdes är att det anses ha en del nackdelar som bränsle och man vet inte riktigt så mycket om hur halmen beter sig under rostereldning. Man vet sen tidigare att halm är ett bränsle som är väldigt askrik och det som ställer till mest problem är att halmens aska har en låg smälttemperatur. Halmaskan kan börja smälta vid C medan askan för till exempel många skogsbränslen ofta har en betydligt högre smälttemperatur från C och uppåt [3]. Då askan börjar smälta så samlas askan ihop och bildar klumpar på rostert i en panna, vilket då kan bilda slagg/sintring. Dessa klumpar fäster sig på varma delar och minskar den upptagna värmen i pannan. Det som även kan hända är att flyktiga alkalimetaller (kalium och natrium), samt klor och svavel förångas och följer med rökgaserna. Dessa föreningar kan sedan kondensera då rökgaserna kyls och sätta sig på pannmaterialet vilket medför en ökad risk för korrosion och förkortad livslängd för pannan. När det gäller vanlig träpellets så har den inte alls samma potential för den här typen av slagg/sintring och beläggningsproblemen som halmen har. Träpellets är den mest vanliga sorts bränsle som används idag och det är därför den valdes för det här projektet. 3.2 Försökplan Som tidigare nämndes så testades två olika bränslen under projektet. Ena bränslet var vanlig träpellet och det andra bränslet var pelleterad vetehalm. Inverkan av variationer i bränsleinmatning/last och lufttillförselen/fördelning i primärzonen studerades enligt en experimentell försöksplan (figur 2). Figur. 2 Försöksmatris 11

12 Upplägget var alltså att variera lufttillförselen samtidigt som lasten och därefter studera vissa förbränningsparametrar i de olika driftfallen. För träpellets så blev det såldes 4x4 försök, totalt 16 försök. Lasten varieras mellan kw under de olika försöken (10, 20 och 30 kw). I denna studie ingick endast att studera hur variationer i primärluften, det vill säga den luft som tillförs genom rostert påverkar förbränningsresultatet. Luftfaktorn lambda (λ) varierades mellan Varje försök pågick under två timmar. Vid varje driftfall undersökte bränsleomvandlingen och andel oförbränt i askan. En fråga var även att se vad man får för sammansättning på rökgaserna efter primärzonen, med fokus på CO och NO. Slutligen studerades även askans beteende i form av slaggbildning/sintring för varje bränslesort. En viktig parameter för de olika driftfallen är vilka temperaturer som erhålls i förbränningsutrymmet och på rostret. När det gäller halmen så eldades den endast vid 10 kw på grund av tekniska aspekter med uppställningen (förklaras senare) men att luftfaktorn varierades mellan också. 3.3 Försöksuppställning Projektet utfördes vid forskargruppen TEC-Lab vid Umeå universitet på en 40 kw rosterreaktor byggd i forskningssyfte. Reaktorn är tydligt uppdelad i primär- och sekundärzon för att möjliggöra forskning på fenomen i de olika delarna separat och inkludera effekter av stegad förbränning för olika bränslen. Primärzonen består av brännaren och eldstadsutrymmet där förbränningen av bränslet sker. Brännaren Multijet 40 från Ariterm (figur 3) är designad för att kunna hantera askrika bränslen och även efterlikna de större rostereldade anläggningarna. Rostret är trappstegsformat och består av rörliga rosterstavar som tillför luft till bränslet horisontellt [6]. Figur. 3 Brännare Ariterm Multijet 40 kw [6] Med hjälp av en motor så kan rosterstavarna sprida ut bränslet samt skjuta ut askan ner i asklådan automatiskt. Brännaren har en fläkt som matar in förbränningsluft som primärluft genom rosterstavarna och som sekundärluft ovanför bädden. I detta projekt så använde man sig inte av någon sekundärluft och luften styrdes av massflödeskontroller och inte genom en fläkt. Bränslet matas in i brännaren från ett externt bränsleförråd (en liten silo) med hjälp av en frekvensstyrd (max 50 Hz) motordriven bränsleskruv vilken matar in bränslet horisontellt på rostret. 12

13 Bränslesilo har egen bränsleskruv bränsleskruv-1 och motor som för över bränslet genom en flexibel slang till den horisontella bränsleskruven bränsleskruv-2 (se figur.4 nedan). Det finns även en givare som sitter fast i slutet av den flexibla slangen som ger signal till bränsleskruv-1 när det börjar bli för lite pellets i den horisontella bränsleskruven. Figur. 4 Schematisk skiss på försökuppställningen från bränsleförråd till skorsten. I sekundärzonen, tornet, sker nästa förbränningssteg. Tornet är en specialdesignad del av reaktorn som är byggd så att man ska kunna stega förbränningen i 3-4 steg, med tillförsel av sekundär-, tertiär- och kvartärluft. Fördelen med stegad förbränning är att större delen av rökgaserna brinner ut vilket ger renare rökgaser. En annan positiv aspekt är att det blir mycket lättare att genomföra forskning på reaktorn då man har större kontroll över luft- och tempförhållandena. Hela sekundärtornet är temperaturkontrollerat med elektriska väggvärmare i tre sektioner. I sekundärzonen fokuseras alltså testerna på rökgaserna, emissioner, aerosoler och beläggningsbildning på värmeväxlare. Till reaktorns sekundärtorn och efterföljande rökgaskanal finns diverse sondhål för provtagning och termoelement för temperaturkoll samt en lambdasond där halten syre i kanalen kan avläsas. Då kanalen är oisolerad sjunker rökgastemperaturen några hundra grader från tornets utlopp till rökgaskanalens utlopp. Innan rökgaserna sugs ut genom skorstenen passerar de en så kallad skrubber som är en cylinderformad dusch som tvättar rökgaserna genom att skölja bort en del av partiklarna och vattenlösliga gaser. 13

14 3.4 Analysmetoder I detta avsnitt beskrivs de metoder som används vid analys av förbränningsförsökens olika aspekter Gasanalys Mätutrustningen för emissionsmätningarna som användes var en rökgasanalysator Testo 350 vilken mäter halter O 2, CO och NO med hjälp av elektriska mätceller. Den mäter de olika gaserna genom oxidation eller reduktion i en elektrolyt och senare mäta upp det strömmen som uppstår. Den är anpassad för att mäta rökgaser från motorer, olika brännare, turbiner och pannor. Systemet består av tre huvuddelar; analysboxen, handterminalen och rökgasgivaren. Analysboxen är hjärtat i systemet där allt mätning utförs och där alla mätceller är placerade. Analysboxen kan utrustas med upp till 6 mätceller, utöver detta kan den också utrustas med gasberedning och spädningsfunktion för mätning vid höga CO koncentrationer. Analysboxen kan logga upp till mätvärden [7]. För att klara att mäta vida höga halter framför allt vid halter över 1000 ppm. CO behöver rökgaserna spädas med luft för att inte instrumentet ska ta skada. Detta gjordes med en så kallad ejektorspädare. Detta ger givetvis missvisande halter direkt vid mätning men efter normalisering och omräkning utifrån spädningen fås värdena på rätt nivå igen. Förutom spädningen passerade rökgaserna en cylinder med glasull som renade gaserna ytterligare på stoft och semi-volatila tjärkomponenter innan de når kodensfällan i mätinstrumentet. Figur.5 Rökgasanalysator Testo

15 3.4.2 Andel oförbränt Andel oförbränt i fast bränslerest bestämde efter varje förbränningsförsök. Aska från brännaren (rostern) och bottenaska samlades i en behållare efter varje försök. Därefter bestämdes andel oförbränt i askan enligt standardmetod (SS ). Denna metod inleds med att först glöda en skål med lock vid 550 ⁰C under 15 minuter. Därefter låter man den svalna i exsickator och väga den. Alla vägningar görs på en analysvåg med upplösning på 0.1 mg. Därefter sprider man ut 1 g till 2 g av provet i ett jämntjockt skikt i skålen och väger skålen med prov och lock. Senare sätter man i skålen (utan lock), i ugnen vid rumstemperatur. Därefter höjer man temperaturen till (550±25) ⁰C under 60 minuter. Temperaturen får inte överstiga 575 ⁰C. Efter 60 minuter lyfts skålen ur ugnen, locket läggs på och skålen sätts att svalna i en exsickator. Efter avsvalning vägs skålen med glödgat prov plus lock. [7] Visuell bedömning av sintringsgrad hos slagg Efter varje förbränningsförsök så bedömdes sintringsgraden för både bottenaskan och askan som är kvar i brännaren. Bilder på askan togs även efter varje försök. Den insamlade askan studeras visuellt och sintringsgraden klassificerades enligt följande kriterium. [8] Kategori 1: Mycket lätt sintrad aska som faller sönder vid beröring. Kategori 2: Något sintrad aska som håller ihop vid beröring men som mycket enkelt bryts isär. Det går fortfarande att enkelt urskilja en kornstruktur i materialet. Kategori 3: Sintrad aska som fortfarande går att bryta isär. Man kan visuellt urskilja enskild kornstruktur men askan har dock börjat få en slaggliknande struktur där smält material (glas) kan urskiljas visuellt. Kategori 4: Totalt sintrad aska, askan går ej att brytas isär för hand. Askan är sammansmälttill större block (se figur 5). Ingen enskild kornstruktur går att urskilja visuellt. Figur. 6 Exempel på Slaggbildning enligt sintringskategori 15

16 3.4.4 Temperatur Olika temperaturer i pannan och på rosteret mättes med hjälp av ett antal termoelement placerade i rosteret och i pannan (figur 6). I rosteret är det tre (T 1,T 2,T 3 ) termoelement placerade i början, mitten och slutet av rosteret. Detta var tänkt att ge en bra bild av hur temperaturen ändrar sig vid varje driftfall. Man kan anta att det kommer brinna olika vid varje driftfall, och ett exempel är att det vid låga effekter kommer bränslet att ligga kvar länge på rosteret då är intressant att följa temperaturen där och se hur den ändras under förbränningsprocessen. Man kommer även få olika storlekar och form på elden/lågan, beroende på effekten/lufttillförseln och hur det brinner så kommer man få stora och små lågor. Därför användes ytterligare två termoelement som var placerade framför rosteret (T 4,T 5 ). Det ena var placerat över rosteret i fall man får en hög/stor låga och den andra var också placerat över rosteret fast i lägre position. Temperaturen på askan/bottenaskan mättes också (T 6 ) och andel oförbränt kommer antagligen att spela en stor roll där. Slutligen mättes även temperaturen i rökgaserna (T 7 ), med ett termoelement som placerades högst upp i pannan nära ingången till skorstenen. Figur. 7 Skiss över termoelement och reaktorn 16

17 Frevekns Hz Bränsleskruv styrning Som nämnts tidigare så styrdes motor via en frekvensomriktare som arbetade mellan 1-50 Hz. Man visste från början inte hur många kg/h träpellets motorbränsleskruven matade ut vid en viss frekvens. För att ta reda på det så testades fem olika frekvenser som då var 10, 20, 30, 40 och 50 Hz. Motorn matade ut träpellets i en timme för varje frekvens, sedan så vägdes träpelletsen med hjälp av en våg, och eftersom man vet sen tidigare vad energiinnehållet för träpellets är så kunde effekten i kw för varje frekvens räknas ut. Därefter plottades effekten mot frekvens och man fick ett hyfsat linjärt förhållande som kunde användas. De här värdena är gjorda endast för träpellets, vilket innebär att om man ska använda sig av ett annat bränsle så måste den här proceduren göras om för att få ut specifika effekter för just det bränslet. Tabellen nedan visar värden på effekterna och massflöden som varje frekvens gav, och grafen i figur 8 ger en bild på hur effekten ändrar sig med frekvensen. För att få noggrannare värden så uppreades varje försök/mätserie tre gånger. Tabell. 1 Mätdata av effekten och massflödet som är beroande av frekvensen. Frekvens(Hz) Försök1(kW) Försök2(kW) Försök3(kW) Försök1(kg/h) Försök2(kg/h) Försök3(kg/h) Effekten vs Frekvens Bränsleeffekt kw Försök1 Försök2 Försök3 Figur. 8 Graf över frekvens och bränsleeffekten i kw 17

18 4. Resultat Testons mätdata för rökgaserna vid de olika luftfaktorerna och bränslena tydliggjorde hur viktig aspekt lufttillförseln verkligen är i förbränningsförlopp. Gränsvärdet för god förbränning uppskattas ligga kring 500 ppm CO. I figurerna nedan visas temperatur och rökgastabellerna för respektive experiment med variationer i luftfaktor, effekt och bränsle. Figurerna avser mätning av kolmonoxid (CO), kväveoxid (NO) och syre (O2). Det syns tydligt att halterna för CO ökar mer och mer desto sämre förbränningen är, vilket betyder att CO har fungerat bra som indikator på förbränningseffektiviteten. För träpellets så blev resultatet olika beroende på vid vilken bränsleeffekt och lutfaktor som användes. Vid 10 kw så var halterna av CO relativt höga (ca 5000 ppm) då lambda var låg (0.7) och sedan blev CO lägre och lägre med högre luftfaktorer ner till ppm vid lambda 1.3. Vid 20 kw så var gashalterna av CO väldigt höga för lambda 0.7 (upp till ppm) medan de vid lambda 1.3 var mycket låga (ca100 ppm). För halmen så var det annorlunda. Mellan lambda så var gashalterna lägre än tidigare försök med lambda Halten CO var stabila under längre perioder med värden under 500 ppm. Halten CO var högst vid lambda 0.7, halterna var uppe i ppm. När det gäller temperatur för träpellets så märktes det också skillnader, temperaturen blev lägre och lägre desto sämre förbränningen var. Självklart så spelar effekten roll där också, eftersom vid högre effekter och bra förbränning blir temperaturen högre också. När det gäller temperaturen vid låga lambda ( ) brann det mest i övre delen av rosteret där temperaturen då var mellan C. Mellan lambda så brann det mer i mitten och övre delen av rosteret (bränslebädden) och temperaturen var mellan C. Temperaturen ökade dock upp till 1000 C vid lambda 1.3 vilket var en höjning med 200 grader jämfört med tidigare försök vid lägre effekter och lambda För försöken med halm så syns tydligt att gashalterna och temperaturerna varierades mycket i experimenten med lambda Anledning till det är antagligen framförallt att halmen är svåreldad tack vare dess låga asksmälttemperatur. Detta gjorde att bränslet samlades ihop till en stor klump som satt i princip fast mitt i rosteret. För att få bort klumpen och sprida bränslet över rostret så användes rosterstavarna vilket gjorde att förbränningen påverkas under kortare tider med ökade halter av t ex CO. Temperaturen i bädden låg på ca C. Det var dock svårt att hålla uppe temperaturen under försöken vid lambda 1.3 med halmen. Anledningen till det beror nog också på halmens sammansättning som nämndes tidigare, rosterstavarna sköt ut den glödande slaggklumpen till asklådan vilket i sin tur gjorde att temperaturen sjönk drastiskt på rosteret under dessa perioder. Andelen oförbränt i aska blev lägre och lägre desto bättre förbränningen var vilket stämmer bra med teorin. På grund av tekniska problem och fel mätdata så fanns det inte tillräckligt med data för att utvärden 30 kw-försöken ordentligt. Det som endast fanns var olika temperaturdata och gasanalyser från försöket med lambda 0.7. Det som går att uttolka från dessa försök är att temperaturen vid lambda 1.3 steg ända upp till 1000 C och höll sig där under lång tid. Halterna CO vid lambda 0.7 och vid dessa försök vid 30 kw var mellan ppm, vilket var mycket lägre än motsvarande halter vid lambda 0.7 vid 20 kw med träpellets. 17

19 När det gäller slagbildning så bildades det inte mycket slagg för träpellets. Däremot så bildades det en hel del för halmen, speciellt när bäddtemperaturen steg över 600 C. Andel oförbränt för träpellets under försöken vid lambda varierades en hel del. Då lägre luftfaktor desto högre andel oförbränt i askan blev. Tabell. 2Temperaturtabell för försök med träpellets. Temperaturtabell, bränsle: träpellets Effekt(kW) Lambda(λ) Temperatur C ( RosterM) Temperatur C ( RosterÖ) Temperatur C ( RosterN) Temperatur C ( Utlopp/Rökgaser) kw kw 30kW Tabell. 3 Temperaturtabell för försök med halm. Temperaturtabell, bränsle: halm Effekt(kW) Lambda(λ) Temperatur C ( RosterM) Temperatur C ( RosterÖ) Temperatur C ( RosterN) Temperatur C ( Utlopp/Rökgaser) 0, kw 0, , ,

20 Tabell. 4 Tabell över gashalter för försök med träpellets. Gashalter, bränsle: träpellets Effekt(kW) Lambda(λ) CO-Medel (ppm) CO-Låg(ppm) CO-Hög(ppm) NOX(ppm) O 2 (%) kw kw kW Tabell. 5 Tabell över gashalter för försök med halm. Gashalter, bränsle: halm Effekt(kW) Lambda(λ) CO-Medel (ppm) CO-Låg(ppm) CO-Hög(ppm) NOX-medel(ppm) O 2-medel (%) 0, ,5 0, ,2 10 kw 1, , ,5 Tabell. 6 Visuell bedömning av sintringsgrad hos slag för försök med halm. Visuell bedömning av sintringsgrad hos slagg, bränsle: halm Effekt(kW) Lambda(λ) Kategori kW Tabell. 7 Andel oförbränt vid representativa luftfaktorer för försök med träpellets. Lambda(λ) Andel oförbränt(%)

21 5. Diskussion Projektet genomfördes med en generell analys av förbränningsegenskaper för pelleterad halm och träpellets som bränsle i en nybyggd rosterreaktor för forskningsändamål. På grund av begränsad tid gjordes nödvändiga avgränsningar och projektet fokuserade därför endast på förhållandena i primärzonen. För att få mer komplett information till exempel vad gäller inverkan av stegad förbränning, behövs utförligare studier med fler mätmetoder. Studien har ändå kommit fram till att halm är ett alternativ som bär med sig många förbränningstekniska problem. Det går givetvis att elda med pelleterad halm men det är fler potentiella problem att undvika eller hantera så som t ex slaggbildning vilken lätt sker med halm vid höga temperaturer. Slaggen klumpar ihop smält aska med oförbränd pellets till en solid kaka som även negativit påverkar förbränningen vilket sänker förbränningsverkningsgraden. Halmen är sannolikt ett alternativ som biobränsle, men man bör utföra noggranna undersökningar för olika tekniker innan man väljer halm. Träpellets har däremot visat på bättre resultat, och i denna studie uppvisades inte några förbränningstekniska problem. Men dock brann det väldigt olika beroande på effekten och lufttillförseln. CO-halterna blev lägre och lägre med högre luftfaktorer, samt att temperaturen steg också med bättre förbränning. Det var svårare att styra förbränningen vid eldning med halm än vad det har varit med träpellets. Eldningsförsöken med pelleterad halm visade generellt på högre halter av framför allt CO vid försöken på 10 kw än vad som var fallet för träpellets. En förklaring kan vara att halmen har en annan sammansättning än trä och att den höga halten problematisk aska försämrar förbränningen på rosteret. Vid förbränning vill man ha en relativt hög temperatur för att förbränna bränsle och gaser fullständigt, dock måste en balans upprätthållas. För höga temperaturer kan medföra slaggningsproblem på rostret och bildning av så kallad kemiskt NO X från luftens kvävgas. Halmen slaggar redan vid ⁰C. Det är därför viktigt att hålla god kontroll på förbränningen, hålla nere temperaturen på rostret och etersträva en konstruktion av brännare som kan hantera höga askhalter och slagg. I projektet mättes emissionerna endast från primärzonen då det var det som var intresse i denna studie. Det innebär att fördelarna med sekundärluftstillförsel/stegad förbränning inte utvärderades. Rökgaserna bränndes däremot ut i sekundärtornet efter rökgasmätaren. 20

22 Temperaturen i brännaren visade sig vara väldigt olika, och när det gäller halm så var temperaturen mitt på rostret kring 600 ⁰C större delen av tiden, vilket är en bra temperatur med tanke på halmaskans smältegenskaper. Om man vill elda med högre effekter med halmen i den här typen av brännare så kommer det antagligen förekomma mer problem med slaggning/silikatsmälta. Förutom slaggningsproblemen är halmen relativ svårantänd jämfört med träpellets. Eldningsförsöken med träpellets visade på väldigt höga halter av CO vid effekten 20 kw och lambda 0.7 (upp till ppm) vilket var mycket högre än vid 30 kw som låg runt ppm. Temperaturen var generellt sett högre för trä än för halm och som högst ca 1000 grader. Det visade sig att det räcker inte bara att förbränna bränsle med endast primärluft, förutom vid rejäla luftöverskott. Men även då var det inte helt optimalt och det visar att stegad förbränning antagligen behövs. Det var också tydligt genom temperaturmätningarna att det brann mest i den övre delen av rosteret vid lägre effekter och luftfaktorer samt att förbränningen flyttade sig till mitten av rostret vid högre effekter och luftfaktorer tack vare snabbare förbränning och inmatning av bränsle. 21

23 6. Felkällor och förbättringar Det som har varit mest problem och har tagit mest tid under projektet var att få rökgasinstrumentet (Teston) att fungera. Instrumentet var ostabilt under många av körningarna vilket gav fel mätvärden flera gånger vilket ledde till några körningar var tvungen att köras många gånger. Instrumentet kunde ibland bara mäta stabilt i endast 10 minuter innan det stängdes av. Som förbättring så bör det finnas ett noggrannare och stabilare instrument för rökgasmätning som kan klara att mäta i upp till 2 timmar utan avbrott. Ejektorspädaren bör bytas också. Anledning till att man inte fick några värden vid 30 kw var att ejektorn ej fungerade då. Eftersom den var av enklare modell så var den känslig för hur den ställdes in samt svårt att justera och den kunde förändra spädningen så fort man rörde på den. Det var just det som hände under 30 kw- försöken och man inte riktigt visste vad det var för spädning. Det fanns tyvärr inte heller tillräckligt med tid för att gör om dessa försök. En annan sak som påverkade projektet var att det inte det fanns någon värmeväxlare/kyl system för rökgaserna. Under projektet så uppstod en skada i reaktorns primärdel på grund av att det blev för varmt under ett 30-kW försök, vilket var en annan anledning till att dessa försök inte kunde köras om. Rörelserna av rosterstavarna samt förekomsten av oförbränd ask i asklådan har också påverkat mätdata av gashalterna väldigt mycket. Varje gång rosterstavarna startade så höjdes halterna CO och NO X under kortare perioder. Oförbränt bränsle i asklådan som låg och pyrde gav en hel del mätfel. Som förbättring så skulle det därför vara bra att ha en automatisk tömning av aska under pågående drift istället för manuellt. Det skulle även vara bra med större brännare med större roster för just denna försöksuppställning. Bränslet skulle då stanna längre på rostret vid högre effekter och då brunnit ut bättre innan det skjuts ner i asklådan. En bättre styrning av rosterstavarna hade även varit bra. 22

24 7. Slutsatser Rosterreaktor har i sin helhet fungerat bra, men behöver förbättras och utvärderas vidare. Det visade sig att halterna CO blev högre desto sämre förbränningen var vilket stämmer bra med teorin. Med högre effekter blev det högre temperaturer och därmed bättre förbränning. Halmen är ett ganska svår bränsle som måste hanteras på ett noggrant sätt vid användning i den här typen av förbränningstekniken. Däremot så gick det jätte bra och utan några problem att förbränna träpellets i rosterreaktorn. Det räcker dock inte med bara primärluft genom brännaren utan för att få mer optimerad förbränning så behövs det även lufttillförsel genom olika steg som följer på varandra. Det hade varit intressant att genomföra flera kontrollerade försök för att få mer noggrann resultat och även att testa förbränna annat bränsle till exempel flis hade varit intressant. För framtida försök så bör de problem och felkällor som diskuterades tidigare åtgärdas. 23

25 8. Referenser [1] Energifaktaboken, Författare: ÅF Energi & Miljö, År:2009, ISBN: B [2] VEDPÄRMEN, BIOBRÄNSLE GENOM TIDERNA, Utgiven av År: [3] Förbräningsteknikpärmen, Lars Wester, År: , Inst. För samhällsteknik, Mälardalens högskola, Västerås [4] Småskalig förbränning av fasta biobränslen, Sid 12, Utgivare: Energimyndigheten, År: 2010, [5] Fig 1. Schematisk vy över förbränningsbädden i en rosterpanna. sid 194 Energifaktaboken Utgivare: ÅF Energi och Miljö, År: 2009, ISBN: B [6] [7] Fasta bränslen-bestämning av halten oförbränt i fasta restprodukter. Utgivare: Swedish Standars institute. [8] Öhman M, Boman C, Hedman H, Nordin A, Boström D. Slagging tendencies of wood pellet ash during combustion in residential pellet burners. Biomass and Bioenergy 2004 ; 27: Lindström E, Sandström M, Boström D, Öhman M. Slaggig characteristics during combustion of cereal grains rich in phosphorus. Energy and Fuels. 2007; 21: [8] / [9] 24

26 Halt Temperatur (⁰C) 9. Bilagor 10 kw Temperaturkurva lambda 0,7,bränsle: Halm :00:00 00:28:48 00:57:36 01:26:24 01:55:12 02:24:00 Tidsintervall (s) RosterM RosterÖ RosterN Utlopp Asklådan "Liten låga" "Stor Låga" Figur. 9 Temperaturkurva vid lambda 0,7 10 kw Testokurva lambda 0,7,bränsle: Halm , , , , :00:00 00:28:48 00:57:36 01:26:24 01:55:12 02:24:00 Tidsintervall (s) CO(ppm) NOx(ppm) O2(%) Figur. 10 Testokurva vid lambda 0,7 25

27 Halt Temperatur (⁰C) 10 kw Temperaturkurva lambda 0,9, bränsle: Halm :00:00 00:28:48 00:57:36 01:26:24 01:55:12 02:24:00 Tidsintervall (s) RosterM RosterÖ RosterN Utlopp Asklådan "Liten Låga" "Stor Låga" Figur. 11 Temperaturkurva vid lambda 0,9 10 kw Testokurva lambda 0,9, bränsle:halm ,6 19,4 19, ,8 18,6 18,4 18, ,8 00:00:00 00:28:48 00:57:36 01:26:24 01:55:12 02:24:00 Tidsintervall (s) CO(ppm) NOx(ppm) O2(%) Figur. 12 Testokurva vid lambda 0,9 26

28 Halt Tabell. 3 Temperaturer vid lambda 1,1 RosterÖ RosterM RosterN Utlopp Asklådan Liten låga Stor låga ,7 204, ,3 208, kw Lambda 1,1 Testokurva, bränsle:halm 21,0 16, ,0 6,0 1,0 CO(ppm) NOx(ppm) O2(%) 0-4,0 00:00:00 00:14:24 00:28:48 00:43:12 00:57:36 01:12:00 01:26:24 01:40:48 01:55:12 Tidsintervall Figur. 13 Testokurva vid lambda 1,1 26

29 Halt Temperatur (⁰C) 10 kw Temperaturkuva Lambda 1,3,bränsle: Halm :00:00 00:28:48 00:57:36 01:26:24 01:55:12 02:24:00 Tidsintervall (s) RosterM RosterÖ RosterN Utlopp Asklådan "Liten Låga" "Stora Lågan" Figur. 14 Temperaturkurva vid lambda 1,3 10 kw Lambda 1,3 Testokurva, bränsle: Halm ,0 20,0 15, , ,0 0,0 00:00:00 00:28:48 00:57:36 01:26:24 01:55:12 02:24:00 Tidsintervall (s) CO (ppm) NOx (ppm) O2 (%) Figur. 15 Testokurva vid lambda 1,3 27

30 Figur. 16 Slaggning med tillhörande aska lambda 0,7 Figur. 17 Slaggning med tillhörande aska lambda 0,9 28

31 Figur. 18 Slaggning med tillhörande aska lambda 1,1 Figur 19. Slaggning med tillhörande aska lambda 1,3 29

32 Temperatur (⁰C) Halt ppm 10 kw Lambda 0,7 Testokurva, bränsle: Träpellets Co (ppm) 10 Nox ppm O2 % Tidsintervall(s) Figur. 19 Testokurva vid lambda 0,7 10 kw Temperaturkuva Lambda 0,7 Bränsle: Träpellets :02:2141:16:4181:31:1121:45:3162:00:0102:14:2142:28:4182:43:1122:57:3163:12:0103:26:24 Tidsintervall (s) RosterM RosterÖ RosterN Utlopp Asklåda "Liten Låga" "Stor Låga" Figur. 20 Temperaturkurva vida lambda 0,7 30

33 Temperatur (⁰C) Halt 10 kw Lambda 0,9 Testokurva, bränsle:träpellets Co (ppm) NOx(ppm) O2 (%) Tidsintervall(s) Figur. 21 Testokurva vid lambda 0,9 10 kw Temperaturkuva Lambda 0,9 Bränsle: Träpellets :26:24 13:55:12 14:24:00 14:52:48 15:21:36 15:50:24 16:19:12 Tidsintervall (s) RosterM RosterÖ RosterN Utlopp Asklåda "Liten Låga" "Stor Låga" Figur. 22 Figur Temperaturkurva vid lambda 0,9 31

34 Temperatur (⁰C) Halt 10 kw Lambda 1,1 Testokurva, bränsle:träpellets 450 9, , , , , , , , ,00 0 0, Tidsintervall(s) Co (ppm) NOx (ppm) O2 (%) Figur. 23 Testokurva vid lambda 1,1 10 kw Temperaturkuva Lambda 1,1 Bränsle: Träpellets :57:36 13:26:24 13:55:12 14:24:00 14:52:48 15:21:36 Tidsintervall(h) RosterM RosterÖ RosterN Utlopp Asklåda "Liten Låga" "Stor Låga" Figur. 24 Temperaturkurva vid lambda 1,1 32

35 Temperatur (⁰C) Halt 10 kw Lambda 1,3 Testokurva, bränsle:träpellets Co (ppm) 60 Nox(ppm) 4 40 O2 (%) :00:00 00:07:12 00:14:24 00:21:36 00:28:48 00:36:00 00:43:12 00:50:24 Tidsintervall(h) Figur.25 Testokurva vid lambda 1,3 10 kw Temperaturkuva Lambda 1,3 Bränsle: Träpellets RosterM RosterÖ RosterN Utlopp Asklåda "Liten Låga" "Stor Låga" 0 13:55:12 14:24:00 14:52:48 15:21:36 15:50:24 16:19:12 Tidsintervall(h) Figur. 26 Temperaturkurva vid lamba 1,3 33

36 Temperatur (⁰C) Halt kw Lambda 0,7 Testokurva, bränsle: Träpellets Co (ppm) 10 Nox (ppm) O2 (%) Tidsintervall(s) Figur. 26 Testokurva vid lambda 0,7 20 kw Temperaturkuva Lambda 0,7 Bränsle: Träpellets :57:36 13:26:24 13:55:12 14:24:00 14:52:48 15:21:36 Tidsintervall(s) RostM RostÖ RostN Utlopp Asklåda "Liten Låga" "Stor Låga" Figur. 27 Temperaturkurva vid lambda 0,7 34

37 Temperatur (⁰C) Halt 20 kw Lambda 0,9 Testokurva, bränsle:träpellets ,9 20,8 20,7 20,6 20,5 Co (ppm) Nox (ppm) O2 (%) 0 20, Tidsintervall(s) Figur. 28 Testokurva vid lambda 0,9 20 kw Temperaturkuva Lambda 0,9 Bränsle: Träpellets :55:12 14:09:36 14:24:00 14:38:24 14:52:48 15:07:12 15:21:36 15:36:00 15:50:24 Tidsintervall(s) RosterM RostÖ RostN Utlopp Asklåda "Liten Låga" "Stor Låga" Figur.29 Temperaturkurva vid lambda 0,9 35

38 Temperatur (⁰C) Halt 20 kw Lambda 1,1 Testokurva, bränsle:träpellets , Tidsintervall(s) 18,00 16,00 14,00 12,00 10,00 8,00 6,00 4,00 2,00 Co (ppm) Nox (ppm) O2 (%) Figur.30 Testokurva vid lambda 1,1 20 kw Temperaturkuva Lambda 1,1 Bränsle: Träpellets :21:36 15:50:24 16:19:12 16:48:00 17:16:48 17:45:36 18:14:24 Tidsintervall(s) RostM RostÖ RostN Utlopp Asklåda "Liten Låga" "Stor Låga" Figur. 31 Temperaturkurva vid lambda 1,1 36

39 Temperatur (⁰C) Halt 20 kw Lambda 1,3 Testokurva, bränsle:träpellets , Tidsintervall(s) 18,00 16,00 14,00 12,00 10,00 8,00 6,00 4,00 2,00 Co (ppm) Nox (ppm) O2 (%) Figur. 32 Testokurva vid lambda 1,3 20 kw Temperaturkuva Lambda 1,3 Bränsle: Träpellets :21:36 15:50:24 16:19:12 16:48:00 17:16:48 17:45:36 Tidsintervall(h) RostM RostÖ RostN Utlopp Asklåda "Liten Låga" "Stor Låga" Figur.33 Temperaturkurva vid lambda 1,3 37

40 Temperatur (⁰C) Halt 30 kw Lambda 0,7 Testokurva, bränsle:träpellets Co (ppm) 10 NOx (ppm) O2 (%) Tidsintervall(s) Figur. 34 Testokurva vid lambda 0,7 30 kw Temperaturkuva Lambda 0,7 Bränsle: Träpellets :55:1214:09:3614:24:0014:38:2414:52:4815:07:1215:21:3615:36:0015:50:24 Tidsinervall(s) RostM RostÖ RostN Utlopp Asklåda "Liten Låga" "Stor Låga" Figur. 35 Temperaturkurva vid lambda 0,7 38

41 30 kw Temperaturkuva Lambda 0,9 Bränsle: Träpellets 1200 Temperatur (⁰C) Temperatur (⁰C) :26:24 13:55:12 14:24:00 14:52:48 15:21:36 15:50:24 16:19:12 Figur. 36 Temperaturkurva vid lambda 0, Tidsintervall(s) 30 kw Temperaturkuva Lambda 1,1 Bränsle: Träpellets 0 11:45:36 12:00:00 12:14:24 12:28:48 12:43:12 12:57:36 13:12:00 Tidsintervall(s) RostM RostÖ RostN Utlopp Asklåda "Liten Låga" "Stor Låga" RostM RostÖ RostN Utlopp Asklåda "Liten Låga" "Stor Låga" Figur. 37 Temperaturkurva vid lambda 1,1 39

42 Temperatur (⁰C) 30 kw Temperaturkuva Lambda 1,3 Bränsle: Träpellets :48:00 17:16:48 17:45:36 18:14:24 18:43:12 19:12:00 Tidsintervall(s) RostM RostÖ RostN Utlopp Asklåda "Lite Låga" "Stor Låga" Figur.38 Temperaturkurva vid lambda 40

43 Figur.39 Rosterreaktorn 41

44 Figur. 38 Bränsleförråd och matning 42

45 43