Lignin i pulverpannor SEKAB 1
Project A08-847 2
Ca 100 anställda Omsättning ca 1,2 miljarder SEK Kemikalier och drivmedel baserade på etanol Utvecklat cellulosabaserad etanol ca 15 år 3
ED95 VEHICLES
Euro 5 och EEV etanol motor Högeffektiv diesel teknik 9-litre diesel engine Scania EGR 270 hp, 1200 Nm ED95 90 % etanol 5 % vatten 5 % tändförstärkare och denatureringsmedel Thermal efficiency Ethanolup to 43% Dieselup to 44% Proven technology 600 buses sold since 1986 Up to 90% CO 2 -saving
E-Technology Biofuels Process Base Configuration Focus area SHF
Raw material composition and potential sugar production Wheat straw Bagasse Spruce C5 yield (kg/t) 260 270 80 C6 yield (kg/t) 420 470 640 Total sugar yield (kg/t) 680 640 720
Demo Plant 1. Raw material intake 2. Feeding vessel 3. Steaming and impregnation 4. Pretreatment 5. Neutralisation and inhibitor control 6. Enzymatic hydrolysis and fermentation 7. Yeast propagation 8. Distillation 9. Product tank 10. Filter press 11. Solid material to incineration 12. Liquid to incineration/ biogas production 13. Evaporation Equipment
Energy Balance for Cellulose to Biofuels Plant Ethanol plant Ethanol Total energy efficiency ~ 80-85 % Wood 1) Solid fuel Biogas Fuels/ Heat/ Power 1) Spruce 2) Energy need for ethanol plant included Energy losses 2 ~15-20 %
Lignin in Demo plant Sampling from the reactor 33 000 hours of operation 10
Hydrolyse lignin Solid residue Lignin content >90% About 50% dry matter after dewatering Lower heating value: 23-25 MJ/kg dry matter Fine particles pressed together in a membrane filter press Combustion tests verifies it can be burnt as it is or dried and thereafter combusted in a powder burner Can be dried as a powder without milling Easy to pelletize with low energy addition The lignin pellets are hydrophobic Lignin is not sticky. Fuel composition depends on system design and process conditions
Pellets treated with water 1 minute. Wood pellets 50% lignin Lignin pellets
Förbränningsförsök Hydrolyserat material från Demoanläggningen i Örnsköldsvik. Lufttorkat och dissintegrerat. Förbränningstester hos ETC I Piteå. 13
Schematisk skiss på den horisontella ugnen vid ETC i Piteå. 14
Analysis of unwashed lignin samples 15
Flame characteristics 16
Gränsvärden för emissioner av NO 2, SO 2 samt damm enligt EUdirektivet för avfallsförbränning tillsammans med uppmätta värden för de olika bränslena i studien. 17
Slutsatser: Hydrolyslignin behöver torkas om det skall lagras för att förhindra mögel. Matningsegenskaperna för de tre ligninbränslena var bättre jämfört med träpulver. Emissionerna av NO var i samma nivå för de tre ligninbränslena som för eldningsolja men högre än för träpulver. Emissionerna av SO 2 var signifikant lägre för de tre ligninbränslena än för eldningsolja men högre än för träpulver. Koncentrationen av partiklar i rökgaserna efter pannan och avlagringarna i form av aska var avsevärt högre för de tre ligninbränslena jämfört med träpulver och eldningsolja. 19
Slutsatser: Tvätt av ligninet för att reducera askbildande ämnen - en stor fördel. Inga klorider fanns i askpartiklarna - liten risk för högtemperaturkorrosion. Sannolikt kan ligninbränslen eldas i pulverpannor om de är utrustade med sotblåsning och askhantering. För annan förbränningsteknik tex fluidiserad bädd pannor kan det finnas risk för askrelaterade problem i form av sintring om ligninet inte är tvättat. Ligninet är ett bra bränsle, varför värdet av energin (uttryckt i SEK/MWh) i ligninet kan antas vara högre, jämfört med värdet av energin hos råvaran. 20
Ethanol production Poland - NER300 Production capacity 140 000 m 3 + 60 000 m 3 Feedstock Corn + Cornstover/Straw Production start May 2009 + 2014-15 Location Goswinowice.
SEKAB ON SITE IN DOMSJÖ Sulphite cellulose Ehanol plant TACK! www.sekab.com jan.lindstedt@sekab.com 22