Biohiilen raaka-aineet ja ominaisuudet
Transcription
Biohiilen raaka-aineet ja ominaisuudet
Biohiili Raaka-aineet ja ominaisuudet Mikko Havimo www.helsinki.fi/yliopisto 20.2.2012 1 Johdanto Biohiiltä valmistetaan kuumentamalla puuta (tai muuta orgaanista biomassaa) hapettomassa tilassa. Palamisen sijaan orgaaninen aines hajoaa. Terminen hajoaminen Prosessi tuottaa kaasuja ja kiinteää ainetta Osa kaasuista voidaan muuttaa nesteeksi jäähdyttämällä. Hieman riippuen raaka-aineesta ja menetelmästä tuloksena nestettä kutsutaan pyrolyysiöljyksi, tervaksi, bioöljyksi jne. www.helsinki.fi/yliopisto 20.2.2012 2 Torrefiointi ja puuhiilen valmistus Pyrolyysiprosessin lämpötilasta riippuen saatu kiinteä aine voidaan jakaa kahteen luokkaan. Jos korkein lämpötila jää alle 300 °C, tuote on torrefioitua puuta. Jos korkein lämpötila kohoaa yli 400 °C, lopputuote on puuhiiltä. www.helsinki.fi/yliopisto 20.2.2012 3 Biohiili Biohiilen terminä voi ajatella kattavan sekä torrefioidun puun että puuhiilen Erona prosessilämpötila Valmistuslaitteistoissa on eroja www.helsinki.fi/yliopisto 20.2.2012 4 Biohiilen ominaisuuksia www.helsinki.fi/yliopisto 20.2.2012 5 Miksi torrefiointi tai puuhiili? Pyrolyysi lisää lämpöarvoa Samalla energiatiheys massayksikköä kohti kasvaa Kuljetuskustannukset alenevat Varastointi helpompaa kuin käsittelemättömällä puulla Pyrolyysi muuttaa puun ominaisuuksia kivihiilen suuntaan Torrefioitua puuta tai puuhiiltä on helpompi käyttää voimaloissa, jotka on suunniteltu kivihiilelle. www.helsinki.fi/yliopisto 20.2.2012 6 Biohiilen ominaisuuksia Puuhiilellä hyvä lahonkesto Varastointi avokasoissa todennäköisesti mahdollista Torrefioidulla puulla lahonkesto vielä tuntematon. Todennäköisesti parempi kuin käsittelemättömällä puulla, mutta ei täydellinen? Puuhiilen ja torrefioidun puun kosteuden absorbointi Valmistusprosessista kuivina Kosteuden imeminen ilmasta/sateesta tuntematon www.helsinki.fi/yliopisto 20.2.2012 7 Biohiilen tutkimus BalBiC projektissa Biohiilen ominaisuudet: Varastointiominaisuudet kuten lahonkesto, hydrofobisuus Pyrkivät vastaamaan kysymykseen: Miten biohiiltä varastoidaan? www.helsinki.fi/yliopisto 20.2.2012 8 Raaka-aineet Lähes mitä tahansa biomassaa voidaan hiiltää. Puuta, korsia, jopa lantaa Maailmalla esimerkiksi pähkinänkuoret ja muut vastaavat elintarviketeollisuuden jätteet hiilletään. Suomessa metsähake on todennäköisin raaka-aine Erilaiset teollisuuden sivuvirrat, kuten biojätteet, voivat myös olla potentiaalisia raaka-aineita. www.helsinki.fi/yliopisto 20.2.2012 9 Raaka-aineet BalBiC projektissa tavoitteena selvittää eri raakaaineiden käyttöä biohiilen valmistuksessa Eri puulajit raaka-aineena Kokorunkohake, latvusmassahake jne. Lisäksi fokus korroosiota aiheuttavissa aineissa Kloori ja kalium hankalia voimalaitoksille Pitoisuudet puun eri osissa (neulaset, kuori, puuaine) Rikastuvatko/vähenevätkö pyrolyysissä? www.helsinki.fi/yliopisto 20.2.2012 10 www.helsinki.fi/yliopisto 20.2.2012 11