Pelletering av avverkningsrester Jämförelse mellan färsk och lagrad grot

Relevanta dokument
Pelletering vid inblandning av björk, asp, al och salix i sågspån från barrved

Inblandning av stärkelse och lignosulfonat i pellets vid Bioenergi i Luleå AB

Inblandning av lignin från SEKAB i pellets vid Bioenergi i Luleå AB

PELLETPLATTFORMEN II Slutrapport

Inblandning av stärkelse och lignosulfonat i pellets vid Bioenergi i Luleå AB

Pelletplattformen II,

Sågspånets malningsgrad inverkan på pelletskvalitet

Optimering av spånmalning vid SCA BioNorr AB i Härnösand

Pelletsplattformen (2011)

Smulåterföring inverkan på pelletskvalitet Fullskaleförsök vid Bioenergi Luleå AB

Konditioneringens betydelse för energiåtgång och kvalitet vid pelletstillverkning

SAMPELLETERING AV SPÅN OCH GRÄS FRÅN VÅTMARKER

PELS Pelletsutveckling för att möta kommande produkt-, säkerhets- och emissionskrav

Pelleteringsförsök med återvunnet trädbränsle Fullskaleförsök vid Helsinge Pellets AB i Edsbyn

Lagring av pellets inverkan på kvalitet

Försök med smulåterföring hos Lantmännen Agroenergi i Malmbäck

Inblandning av lövved och rötskadad granved i råvarumixen vid Lantmännen Agroenergis pelletsfabrik i Malmbäck

Lagring av pellets inverkan på kvalitet och emissionsbildning Fullskaleförsök vid SCA BioNorr AB i Härnösand

Pelletering av granbaserad råvara med inblandning av rapskaka vid Derome-fabriken i Kinnared

Påverkan av partikelfraktionsfördelning på utbränningshastigheten hos träpellets

Inblandning av energived i råvarumixen vid Laxå Pellets AB

Projekt SWX-Energi. Konditionering av råvara före pelletering

Delrapport 8. Bioenergigårdar

Förädlat bränsle ger bättre egenskaper i förbränning och logistik

Torbjörn Lestander Docent

Lägesrapport - Pelletsutveckling för att möta kommande produkt-, säkerhets- och emissionskrav

MÄTNING AV SJÄLVUPP- VÄRMNING

Utvärdering av förbränningsförsök med rörflensbriketter i undermatad rosterpanna

Effekter av lignin och cellulosa som additiv vid pelletering av träpellets

Lars Göran Harrysson

Självuppvärmning. Med vår kompetensbredd och unika expertis skapar vi nytta för många

PELLETSKVALITET. Test av olika råvarumixer i pelletstillverkningen vid Rindi Västerdala AB:s bioenergikombinat i Vansbro TINA LIDBERG

Pelletering av obarkad energived av tall, gran och björk vid BioStor, Skellefteå Kraft AB

Prislista strö och pellets

Produktion av pellets, briketter och träpulver vid Brikett- Energis fabrik i Norberg

Att skriva M+M (Material och Metoder) i en vetenskaplig rapport. Back Tomas Ersson, SkogDr Skogsmästarskolan

Harts & terpener som additiv i träbränslepellets

Inblandning av rötad gran och lövvedsspån vid pelletering i pilotskala

SVENSK STANDARD SS

Varmgång, emissioner, reaktivitet och kvalitet vid lagring av pellets

Småskaliga Pelleterings system På Export

Slamproduktifiering utveckling av ett koncept för uppgradering av rötslam till en kommersiell produkt (SLURP)

Vi är WSP. Mer än medarbetare i Sverige. Ef Erfarna konsulter IT, Tele. Brand & Risk. Stark lokal. Bygg projektering.

Results 11. esearch. MÄTNING AV GROTFLIS Daniel Nilsson, Mats Nylinder, Hans Fryk och Jonaz Nilsson

Förbränning av pellets framställda av defibrerad granråvara

Projekt SWX-Energi. Tillsatser som kvalitetshöjare för pellets

Markförsurning utveckling och status

I korta drag. Produktion av skogsplantor 2018 JO0313 SM 1901

SLU, Sveriges lantbruksuniversitet Fakulteten för naturresurser och lantbruksvetenskap Institutionen för energi och teknik

NYHETSBREV Nr

Kartaktärisering av biobränslen

Logistik och Bränslekvalitét Disposition

Projekt: 2.3 Rekreation Innehåll Allmänt om modellen... 1 Modellens resultat... 2 Variabler... 2 Funktion... 3 Implementering... 4

Skörd av trädbiomassa från marginalmarker

Pelletering och brikettering av jordbruksråvaror - En systemstudie

I korta drag. Produktion av skogsplantor 2016 JO0313 SM Sammanfattning. Fördjupning. Production of seedlings 2016

I korta drag. Produktion av skogsplantor 2017 JO0313 SM Sammanfattning. Korrigerad Production of seedlings 2017

Körskador som inte syns på ytan vad händer egentligen i marken?

Gotland nytt område i övervakningen

systems in Sweden Productivity of slash bundling at landing by a truck mounted bundler prototype Magnus Matisons Nordland Seminar

Gräs från våtmark som additiv i bränslepellets

MÄTNING AV BRÄNSLEVED VID ENA ENERGI AB I ENKÖPING Mats Nylinder och Hans Fryk

ASFALTBELÄGGNING OCH -MASSA

I korta drag. Produktion av skogsplantor JO0313 SM Ny publiceringsform. Nyheter för undersökningen. Production of seedlings

Bioenergi Sveriges största energislag!

Konditionering av sågspån vid produktion av bränslepellets

Luleå tekniska universitet Institutionen för samhällsbyggnad Centrum för bergmaterialforskning

Sammanställning av bränsledata

Mätning av träddelar och flis på Dåvamyran, Umeå energi

INFO från projektet 35

INFO från projektet. Energiråvaror från skogen. Gröna och bruna råvaror BIOENERGI FRÅN SKOGEN

Biobränslenas roll i Sverige och Europa

Kandidatarbeten i skogsvetenskap 2015:6. Effekt av temperatur och kvalitet på upplösningsgraden på SCA stallpellets

En jämförelse mellan två standardmetoder för sållning av bränsleflis

Glufoss. ert nya additiv för en optimal produktion av energi pellets. för PELS - workshop. Älvdalen 18 september Bo Jönsson

Semantic and Physical Modeling and Simulation of Multi-Domain Energy Systems: Gas Turbines and Electrical Power Networks

Sett i ett lite större perspektiv

Förstudie: Värmebehandling av trä

Importen ökade med 12 procent. Handelsnettot för januari juli 2007 gav ett överskott på 82 miljarder kronor

Aborter i Sverige 2008 januari juni

Rapsmjöl optimalt utnyttjande i olika förbränningsanläggningar

Dunia Norberg. Kassavastärkelse och Tanniner som additiv i bränslepellets. Cassava Starch and Tannin as additive in fuel pellets

Brikettering av biomassa från åkern

ren luft för din dentala klinik

Att skriva Diskussionen i en vetenskaplig rapport. Back Tomas Ersson, SkogDr Skogsmästarskolan

Kartläggning av spånprodukter vid Sävar såg

Sveriges lantbruksuniversitet Fakulteten för skogsvetenskap. Institutionen för skogens produkter, Uppsala

Sveriges lantbruksuniversitet (SLU); Stiftelsen Lantbruksforskning; Jordbruksverket (SJV)

BIOENERGI FRÅN SKANDINAVISKA SKOGAR.

Inventering och okulär besiktning av träden inom grönt område Klockstapeln vid Örsvängen/Ursviksvägen i Hallonbergen april 2015

Forest regeneration in Sweden

Småskalig pelletsproduktion beskrivning av pelletering på Läppe Energiteknik samt resultat av praktiska tester

Skörd, rostning och användning av proteingrödor. AgrD Fredrik Fogelberg JTI Institutet för jordbruks- och miljöteknik, Uppsala

Drivkrafter för utveckling av nya koncept för skogsindustrin

Bestämning av vattenkvot och/eller vattenhalt

FÖRVALTNING AV ÄLG I VÄSTERBOTTEN: MÄRKNING AV ÄLG SOM EN DEL AV VILTÖVERVAKNINGEN. Delrapport märkning Åsele 2003/2004

Bränslekvalitet och arbetsmiljö vid lagring och hantering av grotstockar

Livscykelperspektiv på GROT och stubbskörd Projekt: Bränsleproduktion från GROT och stubbskörd vid slutavverkning

PATENTBESVÄRSRÄTTENS DOM

Fuktkvotsvariation i fanerbuntar vid ändrad relativ luftfuktighet. Dick Sandberg & Lars Blomqvist Växjö University, School of Technology &

Transkript:

Pelletering av avverkningsrester Jämförelse mellan färsk och lagrad grot Pelletplattformen II Robert Samuelsson, Gunnar Kalén och Markus Segerström Arbetsrapport 19 2016 Sveriges lantbruksuniversitet Institutionen för Skogens Biomaterial och Teknologi S-901 83 UMEÅ www.slu.se/sbt Tfn: 090-786 81 00 Rapport från Institutionen för Skogens Biomaterial och Teknologi

Pelletering av avverkningsrester Jämförelse mellan färsk och lagrad grot Pelletplattformen II Nyckelord: Pelletering, färsk grot, lagrad grot Arbetsrapport 19 2016 Institutionen för Skogens Biomaterial och Teknologi Sveriges lantbruksuniversitet Institutionen för Skogens Biomaterial och Teknologi Utgivningsort: Umeå Utgivningsår: 2016 Rapport från Institutionen för Skogens Biomaterial och Teknologi

Innehåll Förord... 3 Sammanfattning... 4 Summary... 5 Inledning... 6 Material och metoder... 7 Råvara... 7 Utrustning och design... 7 Provtagning och analys... 7 Resultat och diskussion... 8 Slutsats... 9 Referenser... 10 2

Förord Detta försök genomfördes och finansierades inom ramen för Pelletsplattformen II, ett industriforskningsprogram i samarbete mellan pelletsindustrin och Institutionen för skogens biomaterial och teknologi vid Sveriges Lantbruksuniversitet. Finansiärer var Energimyndigheten, Pelletsförbundet (PF) och SLU. Umeå 2016-08-30 Michael Finell 3

Sammanfattning Ett pilotförsök genomfördes vid Biobränsletekniskt Centrum (BTC), SLU Umeå där två olika grotmaterial pelleterades. Det ena materialet var färskt och bestod huvudsakligen av tall, medan det andra materialet var lagrat över 3 år och bestod huvudsakligen av gran. Fukthalten hos råmaterialet varierades mellan 6-12 % och under processen tillsattes 10 kg ånga/h, vilket gav en slutfukthalt hos materialet in till pressen mellan 11-17 %. De responsfaktorer som undersöktes var bulkdensitet, mekanisk hållfasthet, finfraktion, presström och pelletfukt. Resultatet visade att det bästa resultatet erhölls vid ca 12 % fukthalt för den färska groten, medan en fukthalt >17 % gav det bästa resultatet för den lagrade groten. 4

Summary A pilot plant experiment was performed at the Biofuel Technical Center (BTC), SLU Umeå where two different logging residues were pelletized. One of the materials was fresh and consisted mainly of pine, while the other material was stored for over three years and consisted mainly of spruce. The moisture content of the raw materials was varied between 6-12 % and during the process 10 kg steam/h was added, which resulted in a final moisture content of the material to the press of 11-17 %. The response factors investigated were bulk density, mechanical durability, amount of fines, press current and pellet moisture. The result showed that the best pellet quality was obtained at 12 % moisture content for the fresh logging residue, while a moisture content >17% gave the best result for the stored material. 5

Inledning Pelletsindustrin är hela tiden i behov av billiga och lätt tillgängliga råvaror. Idag är sågspån från barrträ den råvara som är helt dominerande vid pellettillverkning och tillgången på sågspån är helt beroende av konjunkturläget för sågverken i Sverige. För att minska detta beroende finns intresse av att utöka råvarubasen och exempel på en sådan råvara är avverkningsrester (grot). För att en ny råvara skall vara intressant krävs, förutom lågt pris och lättillgänglighet, att den går lätt att pelletera med god pelletkvalitet och låg energiförbrukning som resultat. Syftet med nedanstående pilotförsök var att jämföra pelleteringsegenskaperna hos färsk och lagrad grot. 6

Material och metoder Råvara Färsk grot erhölls från en slutavverkning september 2015 i Robertsfors kommun (Svea skog) och bestod av 75 % tall (pinus sylvestris) och 25 % gran (picea abies). Lagrad grot erhölls från en slutavverkning juli 2012 i Åsele kommun (Svea skog) och som lagrats till mars 2016 när den upparbetades. Den lagrade groten bestod av 84 % gran (picea abies), 8 % tall (pinus sylvestris) och 8 % lövved huvudsakligen björk (betula pendula). Askhalten hos materialen var 1.88 % och 2.93 % för färsk respektive lagrad grot. De flisade grotmaterialen torkades med varmluft vid 50 C till en fukthalt av 6 %. Utrustning och design Den flisade groten sönderdelades ytterligare med en Lindner Micromat 2000 (Lindner- Recyclingtech GmbH, Tyskland) med 15 mm sållstorlek, varefter den maldes i en hammarkvarn (Bühler DFZK 1, Bühler AG, Schweiz) med 4 mm sållstorlek. Materialen homogeniserades i en mixer (MAFA i Ängelholm AB, Sverige) där även fukthalten justerades enligt den experimentella designen. Grotmaterialen pelleterades med en SPC 300 pelletpress (Sweden Power Chipper AB, Sverige) utrustad med stationär matris och roterande pressrullar. Matrisens presslängd var 65 mm och produktionen hölls konstant vid 150 ± 3 kg/h. Fukthalten hos råmaterialen innan pelletering varierades på 4 nivåer mellan 6-12 % för färsk grot och på 3 nivåer mellan 8-12 % för lagrad grot. Under pelleteringsprocessen tillsattes ånga (10 kg/h) för att höja materialtemperaturen till ca 70 C. Provtagning och analys Provtagning av spånmaterialet gjordes vid ett tillfälle per försök direkt efter silo medan konditionerat spån togs direkt före pressen tre gånger för varje försök. På motsvarande sätt togs prover av varm pellets (ca 6 kg) ut direkt efter pressen vilken därefter fick svalna i plastlådor över natten. Varje prov förseglades i gastät plastpåse med dubbel svetsfog. Proverna från alla försök förvarades i rumstemperatur fram till analys. De responser som mättes var fukthalt hos råvara, konditionerad råvara och pellets, mekanisk hållfasthet och bulkdensitet hos pelletsen, samt finfraktion bildad under pelleteringsprocessen. Vidare mättes belastning på pressen i form av ström i Ampere, temperatur på materialet direkt före pressen, samt temperatur på matrisen. Fukthalten i råvara och pellets bestämdes enligt standard SS-EN 14774-2:2009. Hållfasthet och bulkdensitet bestämdes med SS-EN 15210-1:2010, respektive SS-EN 15103:2010. Finfraktion bestämdes genom manuell sållning av pelletsen på ett 3,15 mm såll. Presströmmen mättes med Satelite U (Mitec Instruments, Sverige) med 1 Hz frekvens. Matristemperaturen och materialtemperaturen mättes med hjälp av Testo 174-t4 (Testo AG, Tyskland) med 1 Hz frekvens. Alla värden loggades med EasyView 5.7.0.1 (Intab Interface-teknik AB) för senare analys. 7

Resultat och diskussion Tabell 1. Resultat från pelletering av färsk respektive lagrad grot. Exp Namn Fukthalt råvara (%) Fukthalt kond. (%) Grot Bulkdensitet (kg/m 3 ) Mekanisk hållfasthet (%) Finfraktion (%) Pressström (A) Pelletfukthalt (%) Grot1 8.22 12.83 Lagrad 698 97.40 0.75 27.3 7.62 Grot2 10.41 14.72 Lagrad 684 97.81 0.69 26.2 9.14 Grot3 11.91 16.44 Lagrad 664 98.04 0.63 24.3 10.40 Grot4 10.38 14.87 Lagrad 681 97.64 0.72 24.9 8.99 Grot5 8.28 12.61 Färsk 569 96.03 0.67 20.2 9.05 Grot6 10.27 14.48 Färsk 514 94.84 0.75 20.0 10.75 Grot7 11.96 16.16 Färsk 475 90.46 1.53 20.7 12.30 Grot8 10.22 14.54 Färsk 516 95.11 0.83 19.9 10.44 Grot9 5.99 10.49 Färsk 618 96.07 1.04 22.7 7.23 Tabell 1 visar resultatet från pelletering av färsk respektive lagrad grot. Som synes från tabellen medför ångtillsatsen en ökning av fukthalten hos materialet in i pressen med ca 4.4 %. Pelletsen från den lagrade groten uppfyller i stort sett kvalitetskraven för klass 1 pellets, medan det bara är bulkdensiteten vid den lägsta fukthalten och pelletfukthalten vid de två lägsta fukthalterna som uppfyller kraven för den färska groten. Mekanisk hållfasthet (%) 100,0 98,0 96,0 94,0 92,0 90,0 10,0 12,0 14,0 16,0 18,0 Fukthalt kond. (%) Finfraktion (%) 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 10,0 12,0 14,0 16,0 18,0 Fukthalt kond. (%) Figur 1. Fukthaltens inverkan på responsfaktorerna mekanisk hållfasthet och finfraktion bildad under pelleteringsprocessen. = färsk grot, = lagrad grot Figur 1 visar fukthaltens inverkan på mekanisk hållfasthet och finfraktion. Hållfastheten hos den färska groten har ett optimum vid ca 12 % hos det konditionerade materialet, medan hållfastheten hos den lagrade groten är högst vid en fukthalt > 17 %. Figuren visar också den omvända korrelationen mellan mekanisk hållfasthet och finfraktion producerad under pelleteringen. Beteendemönstret i figur 1 för de båda grotmaterialen överensstämmer väl med egenskaperna hos färsk och lagrad sågspån. Förklaringen är samspelet mellan extraktivämnen och vatten hos bindningsmekanismen mellan partiklarna i pelletsen [1]. 8

Bulkdensitet (kg/m 3 ) 750 700 650 600 550 500 450 10,0 12,0 14,0 16,0 18,0 Fukthalt kond. (%) Presström (A) 28,0 27,0 26,0 25,0 24,0 23,0 22,0 21,0 20,0 19,0 10,0 12,0 14,0 16,0 18,0 Fukthalt kond. (%) Figur 2. Fukthaltens inverkan på bulkdensitet och presström. = färsk grot, = lagrad grot Figur 2 visar fukthaltens inverkan på bulkdensiteten och presströmmen. Både bulkdensiteten och presströmmen minskar som förväntat med ökande fukthalt. Den något höga strömmen för färsk grot vid högsta fukthalten beror på att matristemperaturen ej uppnått jämvikt. Det är stor skillnad i både bulkdensitet och presström mellan grotmaterialen, där strömmen för den färska groten ligger nära bakgrundsströmmen på ca. 18 A. Detta tyder på att friktionen genom matrisen skiljer sig mellan materialen, vilket troligtvis beror på att halterna av extraktivämnen som smörjer matrisen under pelleteringen skiljer sig mellan färsk och lagrad grot. Detta beror dels på att andelen gran är högre i den lagrade groten, dels på att extraktivämnena har brutits ner under den långa lagringstiden. Slutsats - Stor skillnad i pelleteringsegenskaper mellan färsk och lagrad grot. - Färsk grot ger den bästa kvaliteten vid ca 12 % fukthalt hos materialet, medan lagrad grot ger den bästa kvaliteten vid en fukthalt >17 %. - Beteendemönstret hos grotmaterialen stämmer väl överens med vad som erhållits med färsk och lagrad sågspån från barrved. 9

Referenser [1] Samuelsson R., Larsson S.H., Thyrel M. och Lestander T.A. Moisture content and storage time influence the binding mechanisms in biofuel wood pellets. Applied energy 99 (2012) 109 10