CHP - Vihreä Kemia FI Ulf-Peter Granö 2010

CHP – Vihreä KemiaPowerPoints

(CHP 50 kWe 1 MWe)

Ulf-Peter Granö

Kokkola

2010

Fotosynteesi – Palaminen

Hiilidioksidin kiertokulku

Fotosynteesi Palaminen

Happi Hiilidioksidi

AurinkoenergiaVesi

Hiilidioksidi

Happi

Energia

Vesi

EUROPEAN UNIONEuropean Regional Development Fund

HIGHBIO - INTERREG NORD2008 - 2011

Högförädlade bioenergiprodukter via förgasning

Korkeasti jalostettuja bioenergiatuotteita kaasutuksen kautta

Refining of Novel Products by Biomass Gasification

Bioraaka-aineiden jalostus Materiaali Prosessi Tuote Energian Saatavissa

muuntaminen oleva energia

Metsäraaka-aineet

-Puuraaka-aineet

-Hakkuujäte

-Viljellyt

energiakasvit

Maatalousraaka-ain.

-Heinäraaka-aine

-Ruokohelpi,Hamppu,mm

- Öljysiemen

-Vilja. . . . . . . . . . .

Lanta ja jäte

- Kotieläinlanta

- biologinen jäte

Yhdyskuntajäte

- Lanta

- Prosessijäte

Poltto Lämpö

Lämpöä lämmitykseen sekä prosessniin

Lämmityskattila

CHP

Biokaasutuotanto

Lämpö

Biokaasu (metaanikaasu)

Kaasumoottori +gen. Sähkö

LämpöLämpö

Pyrolyysi Puukaasu (Hiilimonoksidi)

Kaasumoottori+gen.

LämpöSähkö

Lämpö

Alkoholikäyminen

Biokaasuntuotanto

Pyrolyysiöljy

Biokaasutuotanto

Erotus -> kiinteä Kiinteä polttoaine

Alkoholi Tekn. polttoaineetBTL, GTL

Polttoaineraaka-ain.Ajoneuvopolttoaine

Öljynkäsittely Kasviöljy

Esteröinti

Kasviöljy

Biodiesel Ajoneuvopolttoaine

Öljyt

Lämmityskattila

CHP

Lämpö

Tekn. polttoaineetGTL

Ajoneuvopolttoaine

Sähkö

Lämmityskattila

Lämpö

Au

rin

go

n s

äte

ily –

Fo

tosyn

teesi, 6

CO

2+

6 H

2O

→C

6H

12O

6+

6O

2

Ulf-Peter Granö

Kemiall. raaka-ain. Kemialliset tuotteet

CHP=Combined Heat and Power

BTL=Biomass to liquid

GTL=Gas to liquid

Bioraaka-aineiden jalostus Materiaali Prosessi Tuote Energian Saatavissa

muuntaminen oleva energia

Metsäraaka-aineet

-Puuraaka-aineet

-Hakkuujäte

-Viljellyt

energiakasvit

Maatalousraaka-ain.

-Heinäraaka-aine

-Ruokohelpi,Hamppu,mm

- Öljysiemen

-Vilja. . . . . . . . . . .

Lanta ja jäte

- Kotieläinlanta

- biologinen jäte

Yhdyskuntajäte

- Lanta

- Prosessijäte

Poltto Lämpö

Lämpöä lämmitykseen sekä prosessniin

Lämmityskattila

CHP

Biokaasutuotanto

Lämpö

Biokaasu (metaanikaasu)

Kaasumoottori +gen. Sähkö

LämpöLämpö

Pyrolyysi Puukaasu (Hiilimonoksidi)

Kaasumoottori+gen.

LämpöSähkö

Lämpö

Alkoholikäyminen

Biokaasuntuotanto

Pyrolyysiöljy

Biokaasutuotanto

Erotus -> kiinteä Kiinteä polttoaine

Alkoholi Tekn. polttoaineetBTL, GTL

Polttoaineraaka-ain.Ajoneuvopolttoaine

Öljynkäsittely Kasviöljy

Esteröinti

Kasviöljy

Biodiesel Ajoneuvopolttoaine

Öljyt

Lämmityskattila

CHP

Lämpö

Tekn. polttoaineetGTL

Ajoneuvopolttoaine

Sähkö

Lämmityskattila

Lämpö

Au

rin

go

n s

äte

ily –

Fo

tosyn

teesi, 6

CO

2+

6 H

2O

→C

6H

12O

6+

6O

2

Ulf-Peter Granö

Kemiall. raaka-ain. Kemialliset tuotteet

CHP=Combined Heat and Power


GTL=Gas to liquid

= HighBio

Bioenergiaraaka-aineet (metsäbiomassa ja maatalous)

Suora

poltto

- Polttopuu

- Hake

- Pelletit

Lämmitys / Polttaminen

Jäähdytys Lämpö/höyry

Sähkö

Ajoneuvokäyttö

Terminen käsittely (lämpö) Biokemiallinen käsittely

Kaasutus

Puuhiili Synteesikaasu (puukaasu)

Pyrolyysi-

öljy

Etanoli

Butanoli

Biokaasu Komposti

Alkoholi-fermentointi

Anaerobinen hajoaminen

Aerobinen hajoaminen

Synteettiset raaka-

aineet (BTL)

Nestemäiset

polttoaineet


GTL=Gas to liquid

Kaasumoottori

Puhdistus

BIOENERGIA

Kemialliset

tuotteet

Synteettinen

polttoaine (GTL)

Kemian raaka-

aineet

Pyrolyysi Bakteerit

Ulf-Peter Granö

Pyrolyysi-hiilestys

Suora

nesteytys


Suora

poltto

- Polttopuu

- Hake

- Pelletit



Sähkö

Ajoneuvokäyttö


Kaasutus


Pyrolyysi-

öljy

Etanoli

Butanoli

Biokaasu Komposti




Synteettiset raaka-

aineet (BTL) Nestemäiset polttoaineet


GTL=Gas to liquid

Kaasumoottori

Puhdistus

BIOENERGIA

Kemialliset

tuotteet

Synteettinen

polttoaine (GTL)

Kemian raaka-

aineet

Pyrolyysi Bakteerit

Ulf-Peter Granö

Pyrolyysi-hiilestys

Suora

nesteytys

= HighBio


Suora

poltto

- Polttopuu

- Hake

- Pelletit



Sähkö

Ajoneuvokäyttö


Kaasutus


Pyrolyysi-

öljy Etanoli

Butanoli

Biokaasu Komposti




Synteettiset raaka-

aineet (BTL)

Nestemäiset

polttoaineet


GTL=Gas to liquid

Kaasumoottori

Puhdistus

BIOENERGIA

Kemialliset

tuotteet

Synteettinen

polttoaine (GTL)

Kemian raaka-

aineet

Pyrolyysi Bakteerit

Ulf-Peter Granö

Pyrolyysi-hiilestys

Suora

nesteytys


Suora

poltto

- Polttopuu

- Hake

- Pelletit

Lämmitys Polttaminen Kaasutus

Jäähdytys

Lämpö/höyry

Sähkö

Terminen käsittely (lämpö)

Suora

nesteytys

PuuhiiliSynteesikaasu (puukaasu) Pyrolyysiöljy

Kaasumoottori

Puhdistus, jäähdytys,

paineistus

Pyrolyysi

-hiilestys Kaasutus

Pyrolyysi

Sähkö (Stirling)Mikroturbiini Polttokenno

Sähkö Lämpö

Synteettiset

polttoaineet BTL

Nestemäiset

polttoaineet

CHP lämpövoimayksikkö

Ulf-Peter Granö

CHP -yksiköt

= HighBio

Polttaminen

Ajoneuvot


Suora

poltto

- Polttopuu

- Hake

- Pelletit

Lämmitys Polttaminen

Jäähdytys

Lämpö/höyry

Sähkö

Terminen käsittely (lämpö)

Suora

nesteytys

PuuhiiliSynteesikaasu (puukaasu) Pyrolyysiöljy

Kaasumoottori

Puhdistus, jäähdytys,

paineistus

Pyrolyysi

-hiilestys Kaasutus

Pyrolyysi

Sähkö (Stirling) Mikroturbiini Polttokenno

Sähkö Lämpö

Synteettiset

polttoaineet BTL

Ajoneuvot

Nestemäiset

polttoaineet

CHP lämpövoimayksikkö

Ulf-Peter Granö

Vihreä energia

Ulf-Peter Granö

Metsästä Maataloudesta

Biomassa

Suora energia

Uusiutuva energia

Muuntaminen polttoaineeksi

Suuret Pieni-muotoinen

Hyöry-sykli ORC

Pelletit

Bio-Synteesi-

kaasuBio-

poltto-aineet

Vesi Tuuli Meri Aurinko

Stirling

ORC=

Organic Rankine Cycle

Geo-

energia

Kemi-kalliset

raaka-aineet

Kaasu-tus

Jalostus

Kuumailma-turbiini

http://images.google.fi/imgres?imgurl=http://www.ngu.no/upload/Georessurser/Grunnvarme/Bergvarme/ENERGIBRONN2_72dpi225pix.jpg&imgrefurl=http://www.ngu.no/no/hm/Georessurser/Grunnvarme/Bergvarme/&h=317&w=225&sz=46&hl=fi&start=63&um=1&usg=__mAf_XTyx7himwqP8g61ubCAo3t4=&tbnid=SM0puvd17_Z49M:&tbnh=118&tbnw=84&prev=/images%3Fq%3Dgeoenergi%26start%3D60%26ndsp%3D20%26um%3D1%26hl%3Dfi%26sa%3DN

Biomassa suora poltto CHP

Ulf-Peter Granö

Metsästä Maanviljelystä

Biomassa

Suora energia

Hyvin suuret CHP

Pienet

CHP

ORC Stirling

ORC=Organic Rankine Cycle

Mikro

MCHP

Höyrykierto

PelletitHakeJauhe

Kuumailma-turbiini

Höyry-moottori

Kiinteät ja kaasumaiset polttoaineet

Biopolttoaine

Ulf-Peter Granö

Biomassa


Kaasutus

Puukaasu

Kiinteät polttoaineet

o Halko

o Hake

o Puupelletit

Hakkuujät-teestä saatava hake sekä kannot

BakteeritPyrolyysi

Biokaasutuotanto

Biokaasu

Biomassa jalostukseen

.

Metsästä Energiapuu

- hakkuujäte, mm

Energiakasvit- Ruokohelpi

- Hamppu

- Paju, jne.

Bio-synteesikaasu

Termokemiallinen muuntaminen

Poltto

Bio-

kaasu

Bakteerit

Anaerobinen

käyminen

Biokemiallinen muuntaminen

BiokaasutuotantoAlkoholi-

käyminen

Maataloudesta- Olki

- Heinä, mm

Märkä biomassa - Lanta

- Biojäte, mm

Etanoli

Butanoli

Varsinainen biomassa

Kaasutus

Lämpö + sähkö

Spesifinen

biomassa

Ulf-Peter Granö

Bioraaka-aineet jalostukseen


- Hakkuujäte

- Energiametsä, (hieskoivu, mm)

Biolämpö

Bio-synteesi-kaasu

Poltto

Biokaasu

Bakteerit

Anaerobinen

käyminen

Biopolttoaine


käyminen

Maataloudesta- Olki

- Heinä, mm

Märkä biomassa- Lanta

- Biojäte, mm

Kaasutus

Ulf-Peter Granö


- Hamppu

- Paju, jne.

Sokeri ja tärkkelys

Hydrolyysi

Kasviöljyt

Öljyn-

puristin

Este-röinti

Bio-diesel

Etanoli

Butanoli

Biosähkö

OR

C

Sti

rlin

g

Ku

um

a h

öyry

Ku

um

a v

esi

Lignoselluloosa

Pyro

lyys

i-n

es

teyty

s

Pyrolyysi-öljy

FTFischer-Tropsch

Hiilivety

Öljykasvit- Rypsi, rapsi

- Auringonkukka, sinappi

- Pellava, jne.

Bioraaka-aineet jalostukseen


- Hakkuujäte

- Energiametsä, (hieskoivu, mm)

Biolämpö

Bio-synteesi-kaasu

Poltto

Biokaasu

Bakteerit

Anaerobinen

käyminen

Biopolttoaine


käyminen

Maataloudesta- Olki

- Heinä, mm


- Biojäte, mm

Kaasutus

Ulf-Peter Granö


- Hamppu

- Paju, jne.

Sokeri ja tärkkelys

Hydrolyysi

Kasviöljyt

Öljyn-

puristin

Este-röinti

Bio-diesel

Etanoli

Butanoli

OR

C

Sti

rlin

g

Ku

um

a h

öyry

Ku

um

a v

esi

Lignoselluloosa

Pyro

lyys

i-n

es

teyty

s

Pyrolyysi-öljy

FTFischer-Tropsch

Hiilivety

Öljykasvit- Rypsi, rapsi

- Auringonkukka, sinappi

- Pellava, jne.

CHP CHP CHP CHP Bio-sähkö

= HighBio

Ulf-Peter Granö

Biomassa

Biomassa Termokemiallinen Muuntaminen

PyrolyysiHiiletys

Kaasutus Suora nesteytys

Metsästä

Muuntaminen lämmön vaikutuksesta

Pyrolyysiöljy

Bioterva

Raakakaasu

Tuotekaasu

Bio-Syngas

Synteettinen

kaasu

Pyrolyysi

Puuhiili

Grillihiili

Puuhiiltä ahjoon

Kuivatislaus – Termokemiallinen muuntaminen

Esikäsittely

Biomassa Termokemiallinen Muuntaminen

Ulf-Peter Granö

PyrolyysiHiilletys -

Karbonointi

Kaasutus Suora nesteytys

Metsästä

Biomassa

Muuntaminen lämmön vaikutuksesta

Pyrolyysiöljy

Bioterva

Raakakaasu

Tuotekaasu

Bio-Syngas

Synteettinen

kaasu

Pyrolyysi

Puuhiili

Grillihiili

Puuhiiltä ahjoon

Kuivatislaus – Termokemiallinen muuntaminen

Ulf-Peter Granö

Biobränsle

HDO

Pyrolyysiöljy Jalostus

Pyrolyysiöljy

(Bioterva)

HDO = Hydrotreated Oil

Biopolttoaine

HDO

Lämpö Sähkö Polttoaine Kemikaalit

Puhdistus - parannus

Biomassa metsästä Kaasutus

Biomassaa metsästä

Harvennukset Päätehakkuut

Bio-synteesi-kaasu

Kaasutus

Biopolttoaine

Energiametsä

Paju

HieskoivuKarsimaton Karsittu Hakkuutähteet Kannot

Kemialliset Raaka-aineet

Poltto

Laaja kenttäkuivaus

KenttäkuivausSuuret CHP (Lämpövoima)

JalostusPienetCHP - hake

-pelletti

Kuivattu puu-

polttoaine

Kostea puuhake

Ulf-Peter Granö

Kenttäkuivaus

= HighBio

Biomassa suora poltto CHP

Ulf-Peter Granö


Biomassa

Suora energia

Hyvin suuret CHP Pienet CHP

ORC Stirling

ORC = Organic Rankine Cycle

Mikro MCHP

Höyrykierto

HakeJauhe Pelletit

Kuumailmaturbiini Höyrymoottori

CHP – Biomassasta lämpövoimaa

Ulf-Peter Granö

Metsästä

Biomassa

CHP-yksikkö, hake epäsuoraan polttoon

CHP=Combined Heat and Power (lämpövoima - sähkö ja lämpö)

CHP-yksikkö, hake suoraan polttoon

Sähkö (kWe)

Lämpö

(kWth)

Lämpövoima-

tuotanto

Lämpövoima-

tuotanto

Lämpö

(kWth)

Biomassan Kaasutus


Ulf-Peter Granö

Metsästä

Biomassa

CHP=Combined Heat and Power (lämpövoima

- sähkö ja lämpö)


Sähkö (kWe)

Lämpö

(kWth)

Biomassan Kaasutus Lämpö

(kWth)

ORC

Stirling

Höyrykierto

Lämpövoima-tuotanto




Ulf-Peter Granö

Biomassa

CHP=Combined Heat and Power (lämpövoima

- sähkö ja lämpö)


Sähkö (kWe)

Lämpö

(kWth)

Biomassan Kaasutus Lämpö

(kWth)




Bio-Synteesikaasun

poltolla

MetsästäHöyryturbiini ORC StirlingKuumailma-

turbiiniHöyry-

moottori

Ulf-Peter Granö

Jäähdytys ja puhdistus

TuotekaasuSynteettinen

biokaasu

Pieni CHP yksikkö

Biomassan

kaasutus

Kaasumoottori + generaattori

Mikroturbiini + generaattori

Bio-Syngas Synteettinen

biokaasu

CHP= Combined Heat and Power

Reaktori

tai

CHP yksikkö biomassan Kaasutuksessa

Biomassan

kaasutus

Puukaasu

Ulf-Peter Granö

Kostea puuhake

Kuivattu puuhake

Lämpö

(kWth)

Sähkö (kWe)

Biomassa





biokaasu

Pieni CHP yksikkö


biokaasu

Reaktori

Biomassan

kaasutus

Puukaasu



tai

Ulf-Peter Granö

Biomass

a


Polttokennot

Kostea puuhake

Kuivattu puuhake

Lämpö

(kWth)

Sähkö (kWe)




biokaasu

Pieni CHP yksikkö


biokaasu

Reaktori

Biomassan

kaasutus

Puukaasu



CHP ja ORC moduuli, puuhakkeen suoralla poltolla

Ulf-Peter Granö

Lämpö

(kWth)

vesi

termoöljy 300 ºC

höyry

Orgaaninen neste

Sähkö (kWe)

ORC moduuli

Sähköntuotanto

Suuri

lämpökattila

Metsästä

Biomassa

Kostea puuhake

Haketus

Kuivattu puuhake

Luonnollinen kuivaus

Jälkikuivaus

Puuhakkeen

poltto

CHP ja Kuumailmaturbiini, puuhakkeen suoralla poltolla

Ulf-Peter Granö

Lämpö

(kWth)

Lämmönvaihdin

Kuuma ilma 800-950 ºC

Sähkö (kWe)

Biomassa

Air in

Savukaasut

C = Compressor, T = Turbine

HAT = Hot Air Turbine

Kuumailmaturbiini

Sähköntuotanto

C T

Puuhakkeen

poltto

Suuri

lämpökattila

Metsästä

Kostea puuhake

Haketus

Kuivattu puuhake


Jälkikuivaus

Ulf-Peter Granö

vesitermoöljy 300 ºC höyry

Orgaaninen neste

ORC moduuli

Sähköntuotanto

Suuri

lämpökattila Lämpö

(kWth)

Sähkö (kWe)

Bio-Synteesi-

kaasun poltto

Biomassan kaasutukseen tarkoitettu CHP ORC- yksikköön integroituna

Kaasutus-

reaktori

Jäähdytys sekä

puhdistus

Tuotekaasu

Bio-Synteesikaasu

Puuhake

Ulf-Peter Granö

Lämpö

(kWth)

Sähkö (kWe)

Biomassa

Air in

C = Compressor, T = Turbine

Kuumailmaturbiini HAT = Hot Air Turbine

C TBiomassan

Kaasutus

Puukaasu

Reaktori

Lämmönvaihdin

Kuuma ilma 800-950 ºC

Savukaasut

Kuumailmaturbiini

Sähköntuotanto

Bio-Synteesi-

kaasun

poltto

Suuri

lämpökattila

Metsästä

CHP ja Kuumailmaturbiini, Bio-Synteesikaasun poltolla



biokaasu

CHP ja Biomassan kaasutus

Ulf-Peter Granö

Kostea puuhake

Kuivattu puuhake

Lämpö

(kWth)

Sähkö (kWe)

Biomassa epäsuoraan

polttoon

Kaasutuksen kautta

Suuri lämpökattila

Lämmönvaihdin

Poltto

Biomassa

Kuumailmaturbiini, HAT=Hot Air Turbine

Reaktori




TuotekaasuSynteettinen biokaasu

Puukaasu

Biomassan kaasutus

Höyryturbiini

ORC

Stirling

Kuumailmaturbiini

Höyrymoottori

Bio-Synteesikaasun

poltolla

CHP ja Biomassan kaasutus

Ulf-Peter Granö

Höyryturbiini

ORC

Puuhake

Lämpö

(kWth)

Sähkö (kWe)

Jäähdytys ja

puhdistus

Tuotekaasu Synteettinen

biokaasu

Suuri

lämpökattila

Lämmönvaihdin

Poltto Stirling

Biomassa

Reaktori


Kuumailmaturbiini


Lämpö

(kWth)

Sähkö (kWe)

Organic Rankine Cycle

Polttokennot

Kaasumoottori+generaattoriBio-Syngas

Synteettinen

biokaasu

Puukaasu

Biomassan

kaasutus

Biomassasta lähilämpöä tai lämpövoimaa

Ulf-Peter Granö

Metsästä

Biomassa

Pienempi paikallinen lämpöyksikkö

Lämpöasiakkaat

Pienempi paikallinen CHP -yksikkö

Sähköasiakkaat

Sähkö (kWe)

Lämpö

(kWth)

Lähilämmön tuotanto Lämpövoiman tuotanto

CHP= Combined Heat and Power (lämpövoima - sähkö ja lämpö)

Paikallinen ja Integroitu Energiatuotanto

Ulf-Peter Granö

Metsästä

Biomassa

Paikallinen

lämpöyksikkö

CHP= Combined Heat and Power (lämpövoima - sähkö ja lämpö)

Hakekuivaus

Pienempi

CHP- yksikkö

Sähkö (kWe)

Lähilämmön tuotanto Lämpövoiman tuotanto

Energia-terminaali

Raaka-aineet - Tuotteet

Lämpö (kWth)

Bio-Syngas

Biomassan Kaasutus

Pelletti-tuotanto

Geoenergia

Lämpö (kWth)

Aurinko-energia


Ulf-Peter Granö

Metsästä

Biomassa Sähkö (kWe)Lämpö (kWth)

Energiaterminaalit

Bioenergiaraaka-aineet - Tuotteet

Lämpö (kWth)

Integrointi paikallisiin Energiaterminaaleihin

Paikallinen

lämpöyksikkö

Lähilämmön tuotanto

Pienempi

CHP yksikkö

Lämpövoiman tuotanto

Puuhake Puupelletti

Puubiomassa Sahanpuru

Polttopuu

Varastohalli tuotteille

KannotHakkuu-

tähteet

Ulf-Peter Granö

Metsästä

Biomassa

Paikallinen lämpöyksikkö

Integrointi Aurinko- ja Geoenergiaan

Aurinkoenergia


Geoenergia

Kalliolämpö

(kWth)

Aurinkolämpö

Integrointi puuhakkeen Kuivauksiin

Ulf-Peter Granö

Träflis

Hihnakuivuri- ”Patjakuivuri”

Ajonkestävä tasokuivuri Siilokuivuri

Monitasoinen hihnakuivuri

Rumpukuivuri


Paikallinen

lämpölaitos

Integrointi biomassan Kaasutuksen kanssa

Ulf-Peter Granö

ORC

Kostea puuhake

Kuivattupuuhake

Lämpö

(kWth)

Sähkö (kWe)

Kaasutus-

reaktori

Biomassan

kaasutus


Tuotekaasu

Synteettinen biokaasu

Pieni CHP yksikkö

Suuri

lämpökattila

Poltto

Stirling

Biomassa

Höyryturbiini

CHP - Bio-Synteesikaasun suora poltto


Lähilämpö - Integrointi biomassan Kaasutuksessa

Ulf-Peter Granö

Kostea puuhake

Kuivattu puuhake

Lämpö

(kWth)

Lähilämpö-

yksikkö


Poltto

Biomassa

Tuotekaasun suora poltto lämmön tuotantoon

Kaasutus

reaktori

Biomassan

kaasutus


- Tuotekaasu

CHP Integrointi biomassan Kaasutuksessa

Ulf-Peter Granö

Kostea puuhake

Kuivattu puuhake

Lämpö

(kWth)

Sähkö (kWe)

Kaasutus

reaktori

Biomassan

kaasutus

Pieni CHP yksikköBiomassa



CHP= Combined Heat and Power (lämpövoima)


Tuotekaasu

Synteettinen

biokaasu

Bio-Syngas

synteettinen

biokaasu

Ulf-Peter Granö

Kostea puuhake

Kuivattu puuhake

Pieni CHP yksikkö

Biomassa

Sähkö (kWe) Lämpö (kWth)


- Hamppu, jne.


- Biojäte, ym

Spesifinen biomassa

Kaasutus-

reaktori

Biomassan

kaasutus


Tuotekaasu

Synteettinen

biokaasu



Bio-Syngas

Synteettinen

biokaasu

Anaerobinen

käyminen

Biokaasutuotanto

BakteeritBio-kaasu

Puukaasu/Raakakaasu - Tuotekaasu, puhdistus-> Bio-Syngas CHP= Combined Heat and Power (lämpövoima)

”CHP-kombinaatti”, Puukaasu ja Biokaasu

Integrointi paikalliseen Biokaasuyksikköön

Ulf-Peter Granö

Kostea puuhake

Kuivattu puuhake

Pieni paikallinen CHP yksikkö

Biomassa CHP yksikkö Bio-Syngas sekä Biokaasu

Kaasumoottoriin tai Mikroturbiiniin + generaattori

Sähkö (kWe) Lämpö (kWth)


- Hamppu, jne.

Anaerobinen

käyminen

Biokaasutuotanto


- Biojäte, ym.

Spesifinen biomassa

BakteeritBio-

kaasu

Bio-Syngas synteettinen

biokaasu

Kaasutus-

reaktori

Biomassan

kaasutus


Tuotekaasu


Kaasumoottori

+ generaattori

Mikroturbiini

+ generaattori

CHP= Combined Heat and Power Bio-Syngas= synteettinen biokaasu

Ulf-Peter Granö

Biomassa

CHP -biomassan Kaasutuksessa

Kostea puuhake

Kuivattu puuhake

Lämpö

(kWth)

Sähkö (kWe)

Kaasutus

reaktori

Biomassan

kaasutus

Pieni CHP yksikkö



CHP= Combined Heat and Power (lämpövoima)


Tuotekaasu

Synteettinen

biokaasu

Bio-Syngas

synteettinen

biokaasu

Ulf-Peter Granö


CHP Biokaasuyksikköön

Pieni CHP yksikkö


- Hamppu, jne.

Anaerobinen

käyminen

BiokaasutuotantoMärkä biomassa- Lanta

- Biojäte, ym.

Spesifinen biomassa

BakteeritBiokaasu

Kaasumoottori

+ generaattori

Mikroturbiini

+ generaattori

Lämpö

(kWth)

Sähkö (kWe)

Ulf-Peter Granö


CHP Biokaasuyksikköön

Pieni CHP yksikkö


- Hamppu, jne.

Anaerobinen

käyminen

BiokaasutuotantoMärkä biomassa- Lanta

- Biojäte, ym.

Spesifinen biomassa

BakteeritBiokaasu

Kaasumoottori

+ generaattori

Mikroturbiini

+ generaattori

Lämpö

(kWth)

Sähkö (kWe)

Integrointi, Puukaasu- ja Biokaasu-CHP

Ulf-Peter GranöCHP= Combined Heat and Power (lämpövoima)

Bio-Synteesikaasu ja Biokaasu Integroidussa jalostuksessa

Ulf-Peter Granö

Integroitu jalostus

Biomassa Synteettiset Polttoaine-raaka-aineet

Integroidussa jalostusyksikössä

SynteettisetPolttoaine - raaka-aineet

Kostea puuhake

Kuivattu puuhake


- Hamppu, jne.


- Biojäte, ym.

Spesifinen biomassa

Anaerobinen

käyminen

Biokaasutuotanto

BakteeritBio-

kaasu


biokaasu

Kaasutus-

reaktori

Biomassan

kaasutus


Tuotekaasu


CHP= Combined Heat and Power Bio-Syngas= synteettinen biokaasu

Bio-Synteesikaasu, Integroidussa jalostuksessa

Ulf-Peter Granö

Integroitu jalostus

Biomassa

Synteettiset Polttoaine-raaka-aineet


SynteettisetPolttoaine

raaka-aineet

Kostea puuhake

Kuivattu puuhake

Bio-Syngas

synteettinen biokaasu

Kaasutus-

reaktori

Biomassan

kaasutus


Tuotekaasu


Bio-Syngas= synteettinen biokaasu

Bio-Synteesikaasu Biopolttoaine

Ulf-Peter Granö

Biomassa

Synteettinen maakaasu

Bio-SNG

Tuotekaasu

Bio-Syngaskaasumoottorille, kaasu-turbiinille ja polttokennolle

Vety (H)

Metanoli synteesi

FT synteesi

Seosalkoholi

synteesi

Etanoli

Butanoli

BensiiniMTG

Bensiini

Diesel

Synteettiset Polttoaine-raaka-aineet


Integroitu jalostus

SynteettisetPolttoaine

raaka-aineet

Kostea puuhake

Kuivattu puuhake


biokaasu


Tuotekaasu


Reaktori

Biomassan kaasutus

Puukaasu

FT=Fisher-Tropsch MTG via zeolite ZSM-5 catalyst

Ulf-Peter Granö

Biomassa

Katalyyttiset reitit, Bio-Synteesikaasu biopolttoaineeksi

Etanoli

Bensiini

Bio-syngas

FT route

Diesel

Methanol route

Synteettinen Bio-DME

FT=Fisher-Tropsch

Metanoli

Bensiini

Ethanol route

BensiiniMTBE


Jäähdytys ja

puhdistus

Tuotekaasu

Synteettinen

biokaasu

Reaktori

Biomassan

kaasutus

Puukaasu

Bio-synteesikaasu

FT- polttoaine raaka-aineet

Katalyyttiset reitit polttoaineen raaka-aineeksi

Diesel

MTG

MTBE=Methyl tert-butyl ether

Ulf-Peter Granö

Biomassa

Bensiini

FT synteesi

Diesel

Metanoli synteesi


Metanoli

Bensiini MTBE

Etanoli

Diesel

MTG

Etanoli ja korkeampia alkoholeja

Butanoli

Jäähdytys ja

puhdistus

Tuotekaasu

Synteettinen

biokaasu

Reaktori

Biomassan

kaasutus

Puukaasu


Bio-synteesikaasu




FT=Fisher-Tropsch MTG via zeolite ZSM-5 catalyst Korkeampia alkoholeja; propanol, butanol, pentanol

Seosalkoholi

synteesi


Ulf-Peter Granö

Biomassa

Bensiini

Bio-synteesikaasu

FT-polttoaine-raaka-aineet

FT synteesi

Diesel


FT=Fisher-Tropsch

MTBE

Etanoli


Diesel

MTG via zeolite ZSM-5 catalyst Korkeampia alkoholeja; propanol, butanol, pentanol

Butanoli

Methanol

MTG

Metanoli synteesi

Butanoli

Etanoli

Bioreaktori

Mikro-organismit

Fermentointi

Jäähdytys ja

puhdistus

Tuotekaasu

Synteettinen

biokaasu

Reaktori

Biomassan

kaasutus

Puukaasu




Etanoli ja korkeampia alkoholeja


Seosalkoholi

synteesi

Urakoitsijat korjaavat ja jalostavat Biomassaa

Ulf-Peter Granö

Metsästä

Biomassa

Korjuu

Pienentäminen

Lämpö / CHP

Kuljetus

Kenttäkuivaus

Käsittely Jalostaminen

Energia urakoitsija Energia yrittäjä

Geoenergia - Kalliolämpö

Putkisto

Kalliolämpö

Porausreikä

P

LämmönsiirtoLämmönsiirto

Ulf-Peter Granö

Varaaja-

säiliö

Lämpö-

pumppu

Kaasu biomassasta

Ulf-Peter Granö


Biomassa

BiokaasuBio-SNG/Bio-Syngas

Maataloudesta, Olki, heinä, mm

Märkä biomassa - lanta

- Biojäte, mm

Biomassa

Bio-SNG = Bio Synthetic Natural Gas

Bio-Syngas

Termofiiliset tai mesofiiliset

bakteerit

Anaerobinen käyminenBiokaasutuotantoReaktori

Kaasutus

RaakakaasuPuhdistus Puhdistus

Puhdistus + Terminen krakkaus tai katalyytti-nen reformointi

Tuotekaasu

Ilmakuivaus Hajottaminen - Sekoitus - Valmistus

- Jälkikuivaus

Hajottaminen Sekoitus- Hygienisointi

- Lämpötilansovitus

Bio-synteesikaasu - Puubiomassasta

Ulf-Peter Granö

.


Biomassa

Bio-Syngas

Kaasutus-Reaktori

Kaasutus

Raakakaasu

Puhdistus

Tuotekaasu

Biomassan käsittelyHake

Kenttäkuivaus Pienentäminen

- Sekoitus - Valmistelu

- Jälkikuivaus

Puhdistus + Terminen krakkaus tai

Katalyyttinen reformointi


.


Biomassa

Bio-Syngas

Kaasutus-Reaktori

Kaasutus

Raakakaasu

Puhdistus

Tuotekaasu




- Jälkikuivaus




Ulf-Peter Granö

Bio-Syngas

Kaasutus-Reaktori

Kaasutus

Raakakaasu

Puhdistus

Tuotekaasu




- Jälkikuivaus



Bio-Syngas

Kaasutus-Reaktori

Kaasutus

Raakakaasu

Puhdistus

Tuotekaasu




- Jälkikuivaus



Metsästä

Biomassa

Biomassan kaasutus

Ulf-Peter Granö

Bio-Syngas Bio-SNG

Kaasutus

Puhdistus

Puhdistus + Terminen krakkaus tai Katalyyttinen reformointi

Biomassa

Reaktori

Raakakaasu

Puukaasu

Tuotekaasu Puukaasu

Downdraft

gasifier

Myötävirta-

kaasutin


Bio-Syngas = Bio-synteesikaasu

Fossiilinen kaasu Kaasu biomassasta

Ulf-Peter Granö


Kaasutus

Anaerobi-nen

käyminen

Biokaasutuotanto

Biomassa

BiokaasuBio-Syngas Bio-SNG

Maataloudesta Olki, heinä, jne

Biomassa


Bio-Syngas = Bio-synteesikaasuSNG = Synthetic Natural Gas

Puhdistus Puhdistus

Märkä biomassa

- lanta

- Biojäte, mm

Kivihiili

Fossiilinen öljy

SNG

Maakaasu

Fossiilinen raaka-aine

Maakaasu

Suuren mittakaavan

kaasutus

Puukaasu

Pyrolyysi -

Kaasutus

Pyrolyysi -

Kaasutus

http://images.google.fi/imgres?imgurl=http://www.aer-gas.de/content/experiments/gfx/C_chp_guessing.jpg&imgrefurl=http://www.aer-gas.de/index.php%3Fl%3DC&h=640&w=480&sz=94&hl=fi&start=13&um=1&usg=__cLpyNgyQafgkbDxsUBgOoKlOvO8=&tbnid=s2J53xnUpwx1ZM:&tbnh=137&tbnw=103&prev=/images%3Fq%3Dgasifier%2Blarge%26um%3D1%26hl%3Dfi


Ulf-Peter Granö

Synteettiset polttoaineet

Kaasutus

BTL

FT- dieseli

Metanoli

DME

GTL

DME =Di-Methyle-Ether (diesel)

BTL= Biomass to liquid

GTL= Gas to liquid

FT=Fischer-Tropisch

Vety

H2

Jalostus - parannus

(CH3OH)

Bio-Syngas

Puhdistus

Bio-Syngas

Puhdistus

Biomassa Biopolttoaine

Ulf-Peter Granö


Kaasutus

1200-1400 ºC

FT-dieselDME/

Metanoli

Kemian-teollisuus Vety GTL

DME =Di-Methyle-Ether (diesel)


GTL= Gas to liquid

FT=Fischer-Tropisch

Biomassa

Kaasutus

800-1000 ºC

Bio-Syngas

Sähkö (kWe)

Lämpö

(kWth)Tuotekaasu

Tervan terminen

krakkaus tai reformointi

Lämpö

(kWth)

Biomassa Biopolttoaine

Ulf-Peter Granö

Fermentointi


Öljykasvit

Kasviöljyn jalostus

Kaasutus

Bio-

Butanoli

Bio-

Etanoli

Biopolttoaine

Bio-Syngas

Bio-

Diesel

Kasviöljyt

BTL

FT-dieselMetanoli

DME

Vety

GTL

DME =Di-Methyle-Ether (diesel polttoaine)


GTL= Gas to liquid

FT=Fischer-Tropisch

Biomassa

Synteettiset polttoaineet

Periaate yhdistetylle lämmön- sekä sähköntuotannolle

CHP

Ulf-Peter Granö

El (kWe)

Lämpö

(kWth)

Lämmönlähde

Lämmönsiirto

Sähköntuotanto

CHP

CHP- yksikön periaate suoralle poltolle

Ulf-Peter Granö

Metsästä

Lämmityskattila

Poltto

Biomassa

Sähkö (kWe)

Lämpö (kWth)

Höyryturbiini

Stirling

ORC

CHP- yksiköt suoralla poltolla

Ulf-Peter Granö

Metsästä

Lämpökattila

Poltto

Biomassa

Sähkö (kWe)

Lämpö (kWth)

Höyryturbiini

Pieni CHP-yksikkö

ORC

Sähkö (kWe)

Lämpö (kWth)Stirling

CHP- yksikkö

Suuri

lämpökattila

Poltto

Kostea puuhake

Energiaraaka-aine

Stirling

Korjuu

Haketus

Kuivattu puuhake

Hakkeen jälkikuivaus

ORC- kierron periaate CHP:ssaOrganic Rankine Cycle

Ulf-Peter Granö

Lämpö

(kWth)

vesitermoöljy 300 ºC höyry

Orgaaninen neste

Sähkö (kWe)

Sähköntuotanto

Suuri

Lämpökattila

Puuhakkeen

poltto

CHP - Puuhakkeen suora poltto

ORC- yksikköön integroituna

Ulf-Peter Granö

Lämpö

(kWth)

vesitermoöljy 300 ºC

höyry

Orgaaninen neste

Sähkö (kWe)

ORC moduuli

Sähköntuotanto


Metsästä

Biomassa


Jälkikuivaus

Haketus

Puuhakkeen

poltto

Kostea puuhake

Kuivattu puuhake

Biomassan kaasutukseen tarkoitettu CHP

ORC- yksikköön integroituna

Ulf-Peter Granö

Lämpö

(kWth)

vesitermoöljy 300 ºC

höyry

Orgaaninen neste

Sähkö (kWe)

Sähköntuotanto

Kaasutus-

reaktori

Bio-Synteesi-

kaasun poltto


Jäähdytys sekä puhdistus

Tuotekaasu

Bio-Synteesikaasu

Puuhake

Kaasutuksella varustetut CHP- yksiköt sekäsynteettisen biokaasun hyväksikäyttö suorassa poltossa

Ulf-Peter Granö

Lämpökattila

Poltto

Höyryturbiini

Pieni CHP- yksikkö

ORC

Stirling

CHP- yksikkö

Suuri

lämpökattila

Poltto

Kostea puuhake

Stirling

Kuivattu puuhake


Tuotekaasu


Kaasutus-

reaktori

Biomassan

kaasutus

Sähkö (kWe)

Lämpö

(kWth)

Sähkö (kWe)

Lämpö

(kWth)

Ulf-Peter Granö

Metsästä

Pieni CHP -

yksikkö

Poltto

Biomassa

Sähkö (kWe)

Lämpö (kWth)

Sähkö (kWe)

Lämpö(kWth)

Stirling

Suuri

lämpökattila

Poltto

Kostea puuhake

Energiaraaka-aine

Stirling

Korjuu

Haketus

Kuivattu puuhake

Hakkeen jälkikuivaus

CHP- yksiköt suoralla poltolla, - Stirling

CHP - yksikkö

Lämpökattila

Integrointi biomassan Kaasutuksen kanssa

Ulf-Peter Granö

ORC

Kostea puuhake

Kuivattupuuhake

Lämpö

(kWth)

Sähkö (kWe)

Kaasutus-

reaktori

Biomassan

kaasutus


Tuotekaasu


Pieni CHP yksikkö

Suuri

lämpökattila

Poltto

Stirling

Biomassa

Höyryturbiini

CHP - Bio-Synteesikaasun suora poltto


Kaasutus Tuotekaasu Mikroturbiini

Ulf-Peter Granö

Bio-SNG

Tuotekaasu

Reaktori

Biomassan

kaasutus

Biomassa Metsästä

Mikroturbiini

Sähkö (kWe)

Lämpö

(kWth)

Lämmönsiirto

Sähköntuotanto

Puhdistus

ja

jäähdytys

Raakakaasu Puukaasu

.

Ulf-Peter Granö

Sähkö

(kWe)

Lämpö

(kWth)

Kemialliset tuotteet

Kemialliset

raaka-

aineet

Tuotekaasu

Bio-Syngas

kaasumoottorille,

kaasuturbiinille,

polttokennoille

PolttoaineNestemäiset

Kaasumaiset

Synteettinen

luonnonkaasu

(Bio-SNG)


Biomassa

Biomassan kaasutus

Reaktori

Biomassan

kaasutus

MaataloudestaMetsästä

Uusiutuvien raaka-aineiden jalostus

Biomassan

jalostus sekä

jaottelu

Bio-

jalostamo

Ulf-Peter Granö

Polttoaine-

Raaka-aineetKemialliset

raaka-aineet

Biomassa

Metsästä Pellolta

Biomassan jalostus CHP-yksikköön liitettynä

Biomassan

jalostus sekä

jaottelu

Biojalostamo

Ulf-Peter Granö

Polttoaine-raaka-aineet

Kemialliset

raaka-

aineet

+

CHP

Poltto sekä sähkön-tuotanto Sähkö

Lämpö

Biomassa

Biomassan kaasutus avaa monia vaihtoehtoja

Biomassa

Kaasutus-

reaktori

Biomassan

kaasutus

Ulf-Peter Granö


Synteesikaasu -

Tuotekaasu

Lämmitys-kattilaPoltto - lämpö

Kaasumoottori tai kaasuturbiini+ Generaattori

CHP

Polttokenno

Lämpö

Lämpö

Sähkö

Polttoaine raaka-aineet

Kemialliset

raaka-

aineet

Biomassan

jalostus sekä

jaottelu

Puukaasutus Biopolttoaine

Käsittely ja

esityöstö

Ulf-Peter Granö

Termokemiallinen muuntaminen

Metsästä

Lämpö (kWth)

Puhdistus

ja

jäähdytys

Synteesikaasun

Kaasun

prosessointiCO+H2

Polttoaine-

synteesi

Biopolttoaineen jakelu

Logistiikka biomassalle

Reaktori

Pyrolyysi

Kaasutus

Biomassan

Ulf-Peter Granö


Biomassa

Fermentointi

Kaasutus-Reaktori

Kaasutus

Tuotekaasu Puhdistus

Bio-Syngas Bio-

reaktori

Bakteerit /

Hiivasienet

H2O

Alkoholin talteenotto

Alkoholi + H2O


Jalostamo

Etanoli / Butanoli

Bio-Syngas/Bio-synteesikaasu

Bio-synteesikaasun Fermentointi Biopolttoaine

Ulf-Peter Granö

Raffinaderi

Ulf-Peter Granö

Raffinaderi

Bioreaktori Alkoholi- fermentointi

Fermentointi

Raakakaasu

TuotekaasuPuhdistus

Bio-Syngas

Bio-

reaktori

Mikro-organismit

Lämpö, pH, kierto,

Lisäaineet, ym.

Alkoholin

talteenotto

ja

väkevöiminen

Alkoholi+ H2O

H2O

Etanoli/

Butanoli


Ulf-Peter Granö

RaffinaderiRaffinaderi

Bioreaktori Alkoholi- fermentointi

Fermentointi

Raakakaasu

TuotekaasuPuhdistus

Bio-Syngas

Bio-

reaktori

Mikro-organismit


lisäaineet, ym.

Alkoholin

talteenotto

ja

väkevöiminen

Alkoholi + H2O

H2O

Etanoli/

Butanoli


Ulf-Peter GranöUlf-Peter Granö

Bio-Syngas

Raffinaderi

Etanoli/

Butanoli

Alkoholi + H2O

H2O

Bioreaktori Bio-synteesikaasun fermentointi

Fermentointi

Raakakaasu

Tuotekaasu

Puhdistus

Bio-

reaktori

Mikro-organismit


lisäaineet, ym.

Alkoholin

talteenotto

ja

väkevöiminen


Jalostamo

Bio-poltto-

aine


Kaasutuksen perusperiaatteet reaktorissa joka on tyypiltään

Myötävirtakaasutin .

Reaktorinalueet

Myötävirta-

kaasuttimessa(Downdraft gasifier)

Ulf-Peter Granö

Kuivausalue

Pyrolyysialue

Hapetusalue

Tuotekaasu

Raakakaasu

Synteesikaasu

Ilma

Ruoste

Tuhka

PelkistysIlma

Biomassa metsästäBiomassa

maataloudesta

Järjestelmän integrointi - Biojalostamo

Ulf-Peter Granö

MetsästäMaataloudesta

Sokeri-alusta

Biokemiallinen muuntaminen

(sekoitettu sokeri)

Hydrolyysi -Happohydrolyysi

-Entsyymihydrolyysi.

Termo-

kemiallinen

alusta

Biomassa

Biopolttoaine

Kemikaalit

Materiaali

CHP

Biojalostamo – järjestelmän integrointi

PyrolyysiKaasutus

Kaasutuksen perusperiaatteet myötävirtakaasutin-

tyyppisessä reaktorissa

Biomassa

Reaktori

Myötävirtakaasutin

Downdraft gasifier

Ulf-Peter Granö

Kuivausalue

Pyrolyysialue

Hapetusalue

Synteesikaasu/

raakakaasu

Ilma

Ruoste

Tuhka

Pelkistys

Ilma

Pyrolyysi

Nestemäiset

polttoaineet

Kaasumaiset

polttoaineet

Bioenergiaametsästä

.

Puhdistus

Pyrolyysiöljy

Bio-Syngas


Ulf-Peter Granö

Termo-kemiallinen

muuntaminen

Pyrolyysi

Puuhiili


Biomassa

Kaasutus-

reaktori

Biomassan

kaasutus

Ulf-Peter Granö

Synteesikaasun -

tuotekaasun jäähdytys

sekä puhdistusLämmityskattila

Poltto - lämpö

Kaasumoottori tai kaasuturbiini

+ Generaattori

CHP

Polttokenno

Lämpö

Lämpö

Sähkö

Polttoaine-

Raaka-aineet

Kemialliset

raaka-

aineet

Biomassan

jalostus sekä

jaottelu

Vihreän kemian periaatteet biomassan

kaasutuksessa

Tuotekaasu

kaasumoottorille,

kaasuturbiinille,

polttokennoille

Biomassa

Reaktori

Biomassan

kaasutus

Vety (H2)Metanoli (CH3OH)

Kemialliset

tuotteet

FT polttoaine

(Fischer-Tropsh)

FT Diesel

Synteettinen

luonnonkaasu

(Bio-SNG)

Ulf-Peter Granö


Lämpö

Periaate yhdistetylle lämmön- sekä sähköntuotannolle

CHP

Ulf-Peter Granö

Sähkö (kWe)

Lämpö

(kWth)

Lämmönlähde

Lämmönsiirto

Sähköntuotanto

CHP

Vihreä energia

Ulf-Peter Granö


Biomassa

Suora energia

Uusiutuva energia

Muuntaminen polttoaineeksi

Suuret Pieni-muotoinen

Höyry-sykli ORC

Pelletit

Bio-

Synteesi-kaasu

Bio-poltto-

aine

Vesi Tuuli Meri Aurinko

Stirling


Geo-

energia

Kuumailma-turbiini


Kiinteät ja kaasumaiset biopolttoaineet

Biopolttoaine

Ulf-Peter Granö

Biomassa


Kaasutus

Puukaasu

Synteesi-kaasu

Biokaasu

Kiinteät biopolttoaineet

o Halot o Puuhake o Puu-

pelletit

Myös hake hakkuujät-teestä ja kannoista

BakteeritPyrolyysi

Biokaasutuotanto


Biomassa

Ulf-Peter Granö


Tuotekaasu

Bio-Synteesikaasu

Kaasumoottori tai kaasuturbiini + Generator

CHP

Polttokenno

Lämpö

Lämpö

Sähkö

Polttoaine-

raaka-aineet

Kemialliset

raaka-aineet

Bio-

Synteesikaasun

jalostus ja

jaottelu

Lämmityskattila

Poltto - lämpö

Kaasutus-

reaktori

Biomassan

kaasutus


Nestemäiset

polttoaineet

Kaasumaiset

polttoaineet

Bioenergiaa

metsästä

Bioenergiaa metsästä

- polttoaineet

Muuntaminen lämmön

avulla (pyrolyysi)

PuukaasuSynteesikaasu

Pyrolyysi-

öljy

Puuhiili

Muuntaminen lämmön avulla


Suora

poltto

- Polttopuu

- Hake

- Pelletit



Sähkö

Ajoneuvokäyttö


Kaasutus


Pyrolyysi-

öljy

Etanoli

Butanoli

Biokaasu Komposti




Synteettiset raaka-

aineet (BTL)

Nestemäiset

polttoaineet


GTL=Gas to liquid

Kaasumoottori

Puhdistus

BIOENERGIA

Kemialliset

tuotteet

Synteettinen

polttoaine (GTL)

Kemian raaka-aineet

Pyrolyysi Bakteerit

Ulf-Peter Granö

Pyrolyysi-hiilestys

Suora

nesteytys

Renad

drivgas

Kaasutus Kaasun

puhdistus

Eri

raaka-aineet

CHP-yksiköt

Sähkö + lähilämpö

GTL

Kemian tuotteet

Polttoaine

Sivutuotteet

Ulf-Peter Granö


HIGHBIO - INTERREG NORD

2008 - 2011

Högförädlade bioenergiprodukter via förgasning Korkeasti jalostettuja bioenergiatuotteita kaasutuksen kautta


WP1. Kehitetty kaasutusprosessiD1. ”Entrained flow” kaasuttimen tutkiminen (laboratoriossa)

D2. ”Down draft flow” kaasuttimen tutkiminen (laboratoriossa, pilot-mittakaavassa)

D3. Biopolttoaineiden syöttö ”paineistetussa ympäristössä”

D4. Pesuveden ja syntyvän kondenssiveden koostumuksen tutkiminen

Raaka-aine

(biomassa)Raaka-kaasu

Tuote-

kaasu

Kaasutus-reaktori

Kaasun

puhdistus

Poltto-moottorit

Kaasuturbiinit

Poltto-

kennot

= Tutkimusalue

Pakokaasut

Päästöt

Ulf-Peter Granö



2008 - 2011



WP2. Raaka-aineiden vaikutus kaasutusprosessiin D1. Bioraaka-aineen esikäsittely

D2. Raaka-aineen koostumuksen vaikutus kaasun laatuun

D3. Kaasutusprosessin toiminta

Erilaiset

raaka-aineet

(biomassa)

Kaasutusproses-sin toiminta

Raakakaasun puhdistus

Poltto-moottorit

Kaasuturbiinit

Polttokennot

= Tutkimusalue

Pakokaasut

Päästöt

Raaka-aineen

esikäsittely

Ulf-Peter Granö



2008 - 2011



Raaka-

kaasu

Sivutuotteiden

hyötykäyttö

Kaasun-puhdistus

= Tutkimusalue

WP3. Kaasutuksen lopputuotteetD1. Tuotekaasun (synteesikaasu) hyödyntäminen uusiksi kemian tuotteiksi

D2. Kaasutuksessa muodostuvien sivutuotteiden hyötykäyttö

GTL

Tuote

kaasu

Muovituotteet

Polttoaine

Ulf-Peter Granö



2008 - 2011



WP4. Arviointi ja teknistaloudellinen analyysiD1. Biopolttoaineiden termokemiallisen käsittelyn teknistaloudellinen arviointi

D2. Aine- ja energiatasetarkastelut liittyen biomassan kaasutukseen



2008 - 2011



FoUresultat

FoUresult

FoUresultat

FoUresult

USFI

SE

EU

AU

DE

T&K -tulokset

Alueellinen tarve

WP5. Tiedon levittäminenD1. Kansalliset ja kansainväliset tiedonsiirrot; seminaarit, tutkijatapaamiset ja messut, INFO

lehdet Internetiin

D2. Projektihallinnointi ja raportointi



2008 - 2011



FT Fischer-Tropsch synthesis (FTS)

HighBio, Kemian t&k Kokkolassa

Katalyyttinen kemiallinen prosessi synteesikaasun muuntamiseksi polttoaineeksi

Co/Al2O3 IR spectra

Commercial diesel

FTS-diesel

HighBio FT; Henrik Romar, Riikka Lahti, Hassan Salman (ETC), Anne Rönnskog

Henrik Romar, Anne Rönnskog, Pekka Tynjälä

Kokkola University Consortium Chydenius

Kokkolan yliopistokeskus Chydenius - Luonnontieteiden ja tekniikan yksikkö

TUTKIMUKSEN PAINOPISTEALUEET

o Katalyysi prosessiteknologiana, katalyyttiset prosessit, katalyyttien valmistus,

karakterisointi ja testaus

o Katalyysi ympäristöteknologiana

o Materiaalikemia, erityisesti kemian teolliset sovellukset

CHEMPLANTpilot -mittakaavan kemian koetehdas Kokkolassa

• Reaktori

• Tislain

ReaktoriTislai

n

• Kaasunpesuri

Kaasunpesuri

Reaktori

• Suodatin

• Murskain

• Mylly

• Seulontalaitteisto

• Kuivain

• Säiliöt ja muut

varusteet

• Automaatio-

järjestelmä

- Metso DNA

GasEk Oy

CCM-Power Oy

”The Lestijärvi Wood Chips Cooperative”/ Entimos Ltd

Vapor Finland Oy



2008 - 2011



Cooperating Companies - In the Interreg Nord area

In Finland,

GasEk

CHP via gasification of biomass from forest

The CHP-unit at the Farmari Fair in Kokkola 2009;

50 kWe

100 kWth

Innovated by Eero Kangasoja and developed by Yrjö Muilu

From left, Heikki Majava, Leo Ruokamo

CCM-Power

The CCM-Power - Gasifier

The Pilot-Scale Gasification unit

The Computer-Aided Operation

of the gasifier systems

POLTTOAINE SYÖTTÖ

SOIHTU

KAASUTIN POLTIN

BRÄNNARE

VÄRMEVÄXLING

TULISTUSLAUHDUTIN/SUODATUSMOOTTORI JA

GENERAATTORI

Kuva, CCM-Power

CCM-PowerWoodchip Dryer (at the Farmari Fair 2009 in Kokkola)

- height 12 m

- Closed drying system

- Capacity app. 40 m3 drying water per day

- Energy needed app. 1/6 of normal woodchip

drying

Draft by CCM-Power

Kuva, CCM-Power

The CHP unit in LestijärviGasifying of wood chips

Owner, “The Lestijärvi Wood Chips Cooperative” made by Entimos Contact person, Harri Kavanterä

Mr. Harri Kavanterä

The total thermal heat ca 1,7 MWth, power from the CHP unit appr. 300 kWe

The silo dryer for wood chips

Drying the woodchips from 35% down

to appr. 25% moisture

The Entimos

Downdraft gasifier

The Dorman V12, 45 l, ca 1000 hp

and the 370 kW generator

(apprx. 600 kWth and 300 kWe)

The gas cleaning unit

The gasifier (1 MW)

The Computer-Aided Operation

of the gasifier and CHP unit

Vapor Finland OyVapor’s products are manufactured at the Oulu, Nivala, and Kiuruvesi works.

Development of the Wood Gasifier project

Pictures by Vapor

HighBio

At the Farmari – Kokkola Show

30th July - 2nd August 2009

Geoenergia - Kalliolämpö

Putkisto

Kalliolämpö

Porausreikä

P

LämmönsiirtoLämmönsiirto

Ulf-Peter Granö

Varaaja-

säiliö

Lämpö-

pumppu

Ulf-Peter Granö

Metsästä

Biomassa

Paikallinen lämpöyksikkö

Integrointi Aurinko- ja Geoenergiaan

Aurinkoenergia


Geoenergia

Kalliolämpö

(kWth)

Aurinkolämpö

Integrointi aurinkoenergiaan

Hajautetun tuotannon prosessi – lähellä raaka-aine

Kuva, St1

Korjuu

Kuljetus

Välivarasto

Kuormatraktori

MTH

Liikuteltava haketus

Korjuu sekä haketus ilman luonnollista kuivausta tuore hake

Biomassa metsässäHarvesteri

Suururakoitsija Pienurakoitsija

Traktori-harvesteriYksinkert.

aggregaatti

Korjuu ja kuljetus

Korjuu

Kuljetus

Välivarasto

Kuormatraktori

HaketusKuljetus Kuljetus

Ulf-Peter Granö

Haketus ja kuljetusHaketus ja kuljetus

MTHKorjuri

Korjuu

Kuljetus


MTH

Korjuu, luonnollinen kuivaus 4-12 kuukautta sekä haketus

Biomassa metsässä

Suururakoitsija Pienurakoitsija

Yksinkert.

aggregaatti

Korjuu ja kuljetus

Korjuu

Kuljetus

Haketus Kuljetus

Ulf-Peter Granö

Haketus ja kuljetusHaketus ja kuljetus

Kuivaus 4-12 kk

Haketus + kuljetus

MTHKorjuri

Traktori-harvesteri

Kuormatraktori

Harvesteri

Liikuteltava haketus

Kuormatraktori

Biomassan pienentäminen hakkeeksi tai murskeeksi

Biomassa metsästä

Pienet urakoitsijat

Ulf-Peter Granö

HakkuutähdeOksat sekä latvat

Biomassa sahoilta

Kannot

Suuret urakoitsijat

Energiapuu

Pelletin-valmistus

Pienet

CHP

Bio-Synteesikaasu

Kaasutus

Sähkö (kWe)Lämpö kWth)

Suuret

CHP (Lämpövoima)

Sähkö (kWe)Lämpö kWth)

Liikuteltava hakkuri

PolttoPoltto

(Lämpövoima)

Liikuteltava murskainSuuri liikuteltava hakkuri Traktori + hakkuri

Biopolttoaine

Kemialliset raaka-aineet

Biomassan pienentäminenBiomassa metsästä

Pienet urakoitsijat

Ulf-Peter Granö

HakkuutähdeOksat sekä latvat

Suuret urakoitsijat

Liikuteltava hakkuri Liikuteltava murskainSuuri liikuteltava hakkuri Traktori + hakkuri

Energiapuu

Haketettu tai murskattu biomassa

Puuhakkeen kuivaus

Ulf-Peter Granö

Puuhake

Hihnakuivain-Kerroskuivain

Ajettava tasapohjakuivain

Vaunukuivain

Siilokuivain

Monihihnakuivain Pyörivä kuivausrumpu

Peitetty energiaraaka-aine

Pinottu

energiaraaka-aine

Kosteus, 25-35%

Kosteus, 30-45%

Ilmakuivaus 4-12 kk

Varastointi 4-12 kk

Puuhakkeen jälkikuivaus

Ulf-Peter Granö

PuuhakeVaunukuivain Ajettava

tasapohjakuivain

Pyörivä kuivausrumpu

Pienimuotoinen

kuivaus

Pienurakoitsija

Puuhake

Monihihnakuivain -Monikerroskuivain

Siilokuivain

Hihnakuivain-Kerroskuivain

PERÄVAUNUKUIVURI

Ulf-Peter Granö

PERÄVAUNUKUIVURI

Esimerkki perävaunukuivurin kanavasysteemistä

75 x 50 c/c 80-100 cm

poikkipuita perävaunun pohjalla 150-175 x 38 c/c 30-40 cm

palkkeja

Verkkopohjaa käytettäessä

25 x 38 mm rimat verkon päälle

Reikäpeltiä, suomupeltiä tai teräsverkkoa Kanavien palkkien

viistottujen lankkujen

päät puhaltimeen päin

Puhallin

Etulaita

Ilmatiivis

perävaunun pohja

Ulf-Peter Granö

Pääkanava Kuivattavaa haketta

Poikkipuut laitetaan

ajosuuntaan

Suljettavia sivukanavia jos kuivataan

vuorotellen molemmilta sivuilta

Haarakanavat

– sivukanavat

Puhallin

Ulf-Peter Granö


Ulf-Peter Granö

Muovi/teräsverkko (esim. massateollisuudesta)

Poikkipuut 25-50 x 100,

100-200 mm välein

Palkit 50 x 200(-225)

c/c 200-250 mm

Ilmatiivis pohja

Esimerkki sisäänajettavan hakekuivurin kanavarakenteista


Kuuman

ilman syöttöKostea ilma

ulos

Märkä hake sisään

Siilokuivain

Ulf-Peter Granö

Kuuman

ilman syöttöKostea ilma

ulos

Kuiva hake

ulos

Siilokuivain

Ulf-Peter Granö

Kuuman

ilman syöttö

Kostea ilma

ulos

Märkä hake sisään

Siilokuivuri

Ulf-Peter Granö

Siilokuivuri

Pyörivä kuivausrumpuPuuhakkeen syöttö

Kuuman ilman

syöttö

Puuhakkeen poisto

Sykloni

Kostean ilman poisto

Ulf-Peter Granö

Pyörivä kuivausrumpu

Kuiva hake ulos

Lämpimän kuivan ilman syöttö

Märkä hake

sisään

Lämmin kostea ilma ulos

Liikkuva hakekerros

Liikkuva hakekerros

Liikkuva hakekerros

Ulf-Peter Granö

Monihihnakuivain - Monikerroskuivain

Märkä hake

sisäänLämmin kostea ilma ulos

Kuorittu märkä hake

Kuiva hake ulos

Liikkuva hakekerros

Lämpimän kuivan ilman syöttö

Ulf-Peter Granö

Hihnakuivain- Kerroskuivain

Integrointi - paikalliseen pellettituotantoon

1. Sykloni kuivattua ja jauhettua puu-

haketta varten.

2. Sekoitus- ja annosteluyksikkö,

3. Pellettipuristin,

4. Kuljetin ylös jäähdyttimeen,

5. Pellettijäähdytin,

6. Kuljetin pellettisiiloon saakka,

7. Pellettisiilo,

8. Säkityslaitteisto piensäkkiä varten,

9. Piensäkkien muovituslaite,

10. Puupelletit piensäkeissä kuormalavalla.

Pienehkö, toiminnassa oleva pelletöintilaittei-sto, SPC (Sweden Power Chippers Ab)

Terminaaliin, jossa on lämpöyksikkö

lähilämmölle ja hakkeen kuivaukselle, on

hyvät mahdollisuudet integroida myös

pienen mittakaavan puupellettien

valmistus. Tämän tyypin integroinnissa

voidaan myös parempi hakelaatu ohjata

pelletinvalmistukseen ja edelleen

ensisijaisesti paikallisille asiakkaille ja

kuluttajille.

Bioenergian korjuutekniikka

Metsäbiomassa

Ulf-Peter Granö

Kokkola

Energiaraaka-aineita metsästä

Kuusimetsän päätehakkuussa tulee usein suuria määriä hakkuutähteitä, jotka kiinnostavat isoja lämpövoimaloita.


Harvennusten ja hakkuiden energia-raaka-aineen kysyntä on kasvanut. Suomessa monet paikallisista energiayrittäjistä

ovat saaneet töitä energiapuun korjuusta paikallisille lämpö-osuuskunnille.


Nykyisin on useita joukkokarsivia tai ”nipussakarsivia” korjuulaitteistoja, jotka

soveltuvat hyvin harvennusmetsään ottamaan talteen käyttöpuuta ja

korjaamaan paremmanlaatuista energiapuuta.

Kokeita on tehty korjuulaitteistoilla,

jotka voivat samalla sekä joukko-

karsivia että kuoria puuhun raitoja

korjuun yhteydessä.

Energiapuuta voidaan korjata metsästä monin eri tavoin

Alla olevaan taulukkoon on koottu erimerkkejä erilaisista tavoista käsitellä metsän biopolttoainetta. Taulukko ei ole täysin kattava,

vaan toimintavaihtoehtoja voi olla useita muitakin.

Erilaisia tyyppejä metsän energiaraaka-aineita

3. Pellettiraaka-aine harvennuksista ja

korjuusta. Tällöin on tärkeää saada

korkealaatuista haketta. Vihreät puunosat

tulee jättää metsään. Vesakko, risut ja

roskat eivät saa tulla valikoi-maan

mukaan. Raaka-aineen tulee kuivaa

luonnollisesti, hakettua tasaisesti sekä

jälki-kuivaa, ennen kuin jauha-minen ja

pelletöinti voivat tapahtua.

PuuhakettaHakkuutähdepaaleja

1. Suuret energiaraaka-aineen

kuluttajat ovat usein isoja

lämpövoimaloita (CHP), joissa

voidaan suodattaa ja pestä poltto-

kaasuja. Siten ne voivat polttaa

”melkein mitä tahansa” ja silti alittaa

päästörajoitukset.

2. Pienehköistä kaukolämpöpölai-

toksista puuttuvat sellai-set

polttolaitteistot, jotka pystyisivät

polttamaan kovin-kaan paljon

viherainesta aihe-uttamatta

tuotantohäi-riöitä.

Puupellettejä

Päätehakkuut

Päätehakkuun hakkuutähteiden kuivaus pitää tehdä ennen paalausta tai

sen jäl-keen. Pienentäminen tapahtuu yleensä lämpövoimalassa, mutta

toisinaan myös metsäautotien varressa.

Irrallisia hakkuutähteitä tai hakkuutähde- nippuja haketetaan metsätien

varressa.

Kuusimetsien päätehakkuissa tulee usein suuria määriä

hakkuutähteitä, mikä kiinnostaa isoja lämpövoimaloita.

Vihreiden hakkuutähteiden hakettaminen

Hakkuutähteitä ajetaan kuljetustraktorilla metsäautotien varteen.

Metsäautotien varressa voi hakettamisen tehdä pienempi tai

suurempi hakeyrittäjä.

Vaihtoehtoisesti kuljetuk-sesta huolehtiva kuorma-auto voi olla

varustettuna hakkurilla.

Ruskeat hakkuutähteet

Suuri kasa tai korkea pino ruskeaa hakkuu-tähdettä metsäautotien varressa

odottaa hakkuu-laitteistoa, jolla hakkuutähteet pienennetään ruskeaksi

polttohakkeeksi.

Kuorma-autoon asennettu hakkuri on varustettu omalla

moottorilla, ja sen suuren kapasiteetin avulla

hakekuorma-auto voidaan täyttää nopeasti.

Harvennukset ja taimikonhoito

Kuusimetsikkö ennen

harvennusta ja sen

jälkeen, kun massa- ja

energiapuut on otettu

pois.

Mäntymetsikkö ennen ja

jälkeen harvennuksen

sekä energiapuun-

korjuun.

Vihreän metsähakkeen samanaikainen korjuu

- Kuinka voidaan saada riittävän korkea laatu samankokoiselle hakkeelle?

- Kuinka voidaan kehittää laitteiston kulkukelpoisuutta pieni maastovahingoin?

- Kuinka voi kapasiteetti kehittyä suhteessa laitteiston hintaan?

- Kuinka logistiikkaketjua voidaan kehittää siten,

että eri solmukohtien haavoittuvaisuutta vähennetään.

Valmet 801c BioEnergy korjaa ja hakettaa tiettyä

energiaraaka-ainetta jo metsästä korjattaessa.

Kuljetustraktori sukkuloi hakkeen metsäautotien

varteen. Sieltä se kuljete-taan suureen lämpövoima-

laan, joka voi käsitellä haketta, jonka kosteus on

50%.

Vas.: Harvesteri siirtää hakekuorman kuljetus-

traktorin säiliöön.

(Koneiden valmistus on loppunut)

Kokopuukorjuu

.

Pari pienehköä kuljetustraktoria muunneltuina korjureiksi yksinkertaisella korjuulaitteistolla

varustettuina energiapuun kokopuukorjuusen.

Oik.: Katetut energiapuukasat ovat paremmin suojassa syyssateilta.

Energiapuun joukkokarsinta

Joukkokäsittelevistä ja -karsivista korjuulaitteistoista on olemassa useita eri malleja ja muunnelmia, jotka soveltuvat laadukkaan raaka-aineen korjuuseen ja

pelletöintiin. Hyvän, luonnollisen kuivumisen tuloksena korjattu energiapuu pysyy laadukkaana ja siitä saatu hake voidaan jatkojalostaa pelleteiksi.

Lyhytkiertoinen energiametsä - lyhyt läpimenoaikaHieskoivu kasvaa nopeasti ja voi antaa energiapuuta jo 15-20

vuoden ikäisenä

Koivun kasvattaminen energiapuuksi antaa jo noin 20 vuoden kuluttua hyvää haketta.

Hieskoivu kasvaa nopeasti kosteilla turvemailla. Koivun korjuuta joukkokarsivan MTH-

korjuulaitteiston avulla. Kesäkauden aikaisen luonnollisen kuivumisen jälkeen saadaan

koivusta hyvää raaka-ainetta hakkeelle, joka voidaan jälkikuivata ja pelletöidä.

Pajua energiahakkeeksi viljellään lähinnä etelä- ja

keskiosissa Ruotsia. Viljelypinta-ala voisi olla nykyistä

huomattavasti suurempi.

PajuviljelmätNopeasti kasvavaa pajua on testattu useiden

vuosikymmenien aikana eri tahoilla.

Pajun korjuuta itsekulkevalla

hakkurilla Claas Jaguar 850. Kuva:

Claas, Saksa.

Kantojen korjuu

Kantoja nostettaessa kannot halkaistaan ja kiviä sekä maata

varistetaan pois. Samalla usein myös muokataan korjattua

metsämaata kylvöä tai istutusta varten.

Suuret kuusen kannot ovat suurien lämpövoimaloiden haluama

energiapolttoaine.

Kantojen pienentämistä

Alholmens Kraft Ab:n

terminaalissa Pietarsaaressa,

Suomessa.

Kannot ovat uusi biopolttoaineen

lähde

Yksinpuinkorjuu

Aines-/ käyttöpuiden korjuun yhteydessä voi metsänomistaja ja kuljettaja sopia, että puiden latvoista vedetään oksat pois, jotta

saadaan parempaa ja karsittua energiapuuta.

Harvesteri – Korjuri – Kuormatraktori Energiapuun korjaamiseen ja kuljettamiseen metsässä on olemassa suuri määrä erilaisia peruskoneita eri malleina, eri kokoisina ja

erilaisina muunnelmina. Tavallisesti erotellaan kolme eri peruskonetyyppiä: harvesteri, korjuri ja kuormatraktori.

Logset 6F kuormatraktori, tai ns.

kuormattava metsätraktori. Englanniksi

käytetään termiä Forwarder.

Rottne H20, on kuusipyöräinen harvesteri. Englanniksi käytetään nimitystä Harwester.

Valmet 801 Combi on korjuri, joka voi sekä korjata että kuljettaa puut pois

metsästä. Englanniksi käytetään nimitystä Harwarder.

Karsiva korjuulaitteisto

Rulla-, valssi-, pyörä- tai ketjuvetoinen korjuulaitteisto

Ketjuvetoinen Keto Forst

Yllä: EcoLog korjuulaitteisto rulla- tai

valssivetoisena.

Keslan korjuulaitteistoa on erilaisina

muunnelmina.

Arbron sykeharvesteri. Asteittaisen, edestakaisen liikkeen avulla syötetään

puunrunkoja samalla eteenpäin, kun niitä karsitaan.

SykeharvesteriYksinkertainen laitteisto käyttöpuun korjuuseen on

sykeharvesteri. Sitä käyttävät edelleen esimerkiksi pienehköt

urakoitsijat sekä omatoimiset metsänomistajat.

Korjuulaitteistoyhdistelmä - jolla voi kuormata

Pienehkö korjuulaitteisto, jossa on kaksi vetorullaa ja karsinta-

veitsiä muotoiltuna kouran malliseksi.

Laitteisto on yksinkertainen ja sen paino on saatu alhaiseksi,

mistä syystä se soveltuu pieneen kuorma- traktoriin tai korjuriin.

Puoliautomaattinen korjuu-laitteisto

- jolla voi kuormata

Evimet on valmistanut toisenlaisen korjuulaitteiston. Se voi käsitellä vain yhtä puuta kerrallaan, mutta

se voi sekä purkaa että kuormata. Karsiminen tapahtuu nostamalla ja laskemalla laitteistoa puun

runkoa pitkin.

Energiapuun korjuuta kuormatraktorilla, joka on varustettu Nisula 280 E:llä. Siitä on siten tullut

pieni ”korjuri”, koska ohuemmat puut voidaan suoraan laittaa lastaustilaan kuljetettavaksi

keräyspaikkaan..

Korjuulaitteisto - hakkuupää, ilman karsintatoimintoa

Nisula 280 E, jonka kouralla voidaan kuormata tai

purkaa. Hakkuupää voidaan myös varustaa

joukkokäsittelykouralla.

Pienet korjuulaitteistot

tai Hakkuupäät

Yhdistetty tukkikoura ja katkaisutoiminto

Norrhydro, NH 16 tukkikoura, joka on varustettu sahausterällä katkaisua ja kaatamista varten.

Joukkokäsittelykorjuu (MTH)Raaka-aineen laatuun vaikuttaa jo sen korjuu metsässä. Ns. kokoavalla menetelmällä tai MTH-laiteistolla voidaan korjata ja

karsia useita puita kerrallaan.

MTH-laitteisto sekä käyttöpuun että energiapuun korjuuseen

Valmet 350:llä voi kokenut kuljettaja joukkokäsitellä

useita puita yhdellä otteella esiohjelmoitujen

ohjaussauvojen avulla.

Rullavetoinen Logset 4M. Vetorullien ja veitsien

yhteistyön johdosta joukkokäsittely on

mahdollista.

Timberjack, JD 745 , jossa ylhäällä erilliset

joukkokäsittelevät kuormainkourat.

Harvesteripäässä on neljä vetävää

syöttörullaa.

Valmets 333.2 Duo Combi sekä

saha-terällä että leikkurilla. Lisäksi,

kuvan, korjuulaitteisto Duo on

varustettuna pitkillä kuormainkourilla

kuormausta ja purkamista varten.

Laitteistoyhdistelmät - LastaustoiminnollaKorjuulaitteistoyhdistelmiä, joissa on myös kuormausta ja purkamista varten

toiminto, käytetään lähinnä korjureissa.

MTH-laitteisto sahanterällä /leikkurillaJoillakin valmistajilla on sahanterää nopeampia katkaisuvaihtoehtoja pienpuiden

kaatamiseen ja katkaisuun.

Keto 100 on varustettuna leikkurilla, joka on asennettu

sahanterän tilalle. Ketjujen ja veitsien yhteistyön avulla

voi kuljettaja kerätä useita puita yhteen otteeseen.

Nisula 400:lla voidaan helposti myös kuormata ja

purkaa käyttö- tai energiapuuta.

- Kahdenlaista katkaisuaValmetilla on energiapuun

korjuuseen korjuulaitteisto-

yhdistelmä, jossa on sekä

sahanterä että leikkuri.

Laitteisto sopii harvennus-

metsään, jossa pienpuut on

nopeampaa leikata kuin

katkaista.

Energiapuun korjuulaitteisto ilman karsintatoimintoa

Kokoava laitteisto

Abab klippen 250, jossa on keskellä kokoavat kourat.

Moipu 400E voi koota useita

runkoja samaan otteeseen.

Ponsse EH 25, jossa kokoavat kourat pitävät

ylhäältä kiinni runkoja, kun seuraava puu

otetaan mukaan.

Hakkuupää sahanterälläEräällä valmistajalla on energian korjuulaitteisto, jossa

kaatamista ja katkaisua varten sahanterä teräketjuineen

työntyy hydraulisesti eteenpäin.

Bracke C 16a, jossa sahanterä työntyessään ulospäin katkaisee puun teräketjuillaan.

Ylhäällä kuormainkourat, jotka kokoavat useita runkoja yhteen otteeseen. Laitteistoa

voidaan käyttää myös energiapuun kuormaukseen ja purkuun.

Energianpuun korjuulaitteistoyhdistelmät- Kuormaustoiminnolla

Korjuulaitteistoyhdistelmät, joissa on oikea kuormaustoiminto

kuormausta ja lastausta varten, käytetään lähinnä korjureissa

tai metsätraktoreissa energiapuun korjuussa.

Naarva-Koura 1500-40E, jossa on ylhäällä, nuolen kohdalla, ylimääräiset

kuormainkourat, joilla voidaan koota runkoja yhteen otteeseen. Pitkät

kuormainkourat alempana mahdollistavat kuormauksen ja purkamisen.

Naarva-Koura 1500-40E, jossa karsintaveitset ja kuormainkoura.

Sillä voidaan myös mekaanisesti karsia liikuttamalla laitteistoa

ylös- alas runkoa pitkin ennen puun kaatamista.

YhdistelmälaitteistotOn olemassa myös korjuu-laitteistoyhdistelmiä, joilla

voidaan mekaanisesti karsia kuljettamalla laitteistoa

ylös- alas runkoa pitkin. Laitteisto voi olla yhtenä

vaihtoehtona, jos samanaikaisesti korjataan sekä

massapuuta että energiapuuta.

Kuormaimen kärkeen asennettu vaaka voi olla yhtenä vaihtoehtona, kun arvioidaan korjurilla

korjattavan tai kuljetettavan energiapuun määrää.

Vaakalaitteisto voi olla myös asennettuna kuormatraktorin tai korjurin kuormaustilan runkoon.

LisälaitteistoEnergiankorjuulaitteistoon liitettävä vaaka-laitteisto voi helpottaa korjatun

energiapuun määrän arviointia.

Pelletointi

Pellettipuristimet

Pellettitehdas

Ulf-Peter Granö

Kokkola

Pellettitehtaan suunnitteleminen

Pienehkö, toiminnassa oleva pelletöintilaitteisto, SPC (Sweden Power Chippers Ab);

1. Sykloni kuivattua ja jauhettua puuhaketta varten. 2. Sekoitus- ja annostelu-yksikkö, 3. Pellettipuristin, 4. Kuljetin

ylös jäähdyttimeen, 5. Pellettijäähdytin, 6. Kuljetin pellettisiiloon saakka, 7. Pellettisiilo, 8. Säkityslaitteisto piensäkkiä

varten, 9. Piensäkkien muovituslaite, 10. Puupelletit piensäkeissä kuormalavalla.

Pellettipuristimet

Rengasmatriisi yleisin

MÜNCHin iso pellettipuristin, jossa on pyörivä rengasmatriisi.

Rengasmatriisipuristimia on kahta eri päämallia: ne on varustettu joko kiinteällä tai pyörivällä

matriisilla. Pieneh-köissä puristimissa kiinteä rengasmatriisi on yleisin.

Periaatekuva, Energidalen

Raaka-aine

Puristinrulla

MatriisiRengasmatriisi

Korte Pellet 300 on pieni pellettipuristin, jossa on kiinteä rengasmatriisi ja

kaksi pyörivää puristinrullaa.

Pieniä laitoksia

Pieniä pelletöintilaitoksia rakennetaan usein

puunjalostusteollisuuden yhteyteen hyödyntä-

mään yrityksen tuotta-maa sahan- ja kutterin-

purua.

Ruotsissa Linköpingissä on

uusi pelletöintilaitos, jossa on

rinnakkain asennettuna kaksi

SPC puristinta.

Pieniä suomalaisia pellettipuristimia

Amadeus Kahl on suuri pellettipuristinten valmistaja, joka

tuottaa kiinteitä tasomatriiseja. Kuva. Kahl

Tasomatriisi


Puristinrulla Raaka-aine

Matriisi

Terä Tasomatriisi

Matti Pappisen pellettipuristin on varustettu vaakasuoralla rengasmatriisilla ja kahdella puristinrullalla.

Valmiit pelletit syötetään suoraan puristimesta kokoa-van kourun kautta mahdolliselle kuljettimelle,

jäähdytykseen ja säkittämiseen.

Rengasmatriisi vaakasuorassa

Matti Pappinen Itä-Suomesta on kehittänyt yksinkertaisen ja pienen pellettipuristimen.

Puristimessa on vaakasuo-rassa kiinteä rengas-matriisi ja kaksi pyörivää puristinrullaa,

joissa on hydraulinen puristus-voiman säätö.

EUBIOn pilottipuristimessa on kaksi sylinterinmuotosta puristinmatriisia Kuva: Norbert N. Vasen

Kaksi pyörivää puristinmatriisia

Kehitteillä on erityyppinen pellettipuristin, jossa kaksi sylinterinmuotoista puristimen matriisia

pyörivät toisiaan vasten.

MiniPell:illä on kaksi- vaikutteinen hydraulisylinteri. Puristus

tapahtuu vuorotellen puristimen vasemmalta ja oikealta

puolelta. Pelletit puristuvat ulos 6+6 puristinkanavan kautta.


Lineaarinen pellettipuristin

Raaka-aine

RunkoTerä

Lineaarinen puristinPuristinmäntä

Liikuteltava pelletöintiyksikköKun pelletöintilaitteisto on asennettu liikuteltavalle alustalle, voidaan laitteistoa

helposti siirtää yrittäjältä toiselle. Toiminnan joustavuuden takia laitteisto voi olla

varustettuna omalla, dieselvetoisella moottorilla.

Esimerkki liikuteltavasta pelletöinti-laitteistosta. Pelletöintiyksikkö on asennettu traktorin peräkärryyn.

Yksikön muodostaa hakkeen syöttösuppilo, kuljetinruuvi, vasara-mylly, puhallinkuljetin, sykloni,

syöttöruuvi, pellettipuristin ja kuljetin jäähdyttimeen sekä seula. Laitteisto toimii oman dieselmoottorin

mekaanisen ja hydraulisen systeemin avulla.

Liikuteltava pellettipuristinlaitteistoPieniä pellettiyrittäjiä kiinnostava laitteisto voi olla kookas, liikuteltava laitteisto, joka on

asennettu traktorin peräkärryyn tai vaihtolavalle. Hyvin pieni laitteisto voidaan asentaa

suurehkoon henkilöauton peräkärryyn.

Liikuteltava pelletöintilaitteisto asennettuna traktorin peräkärryyn. Kuvatekstit liittyvät sekä yllä olevaan että

oikeanpuoleiseen kuvaan.

A. Dieselmoottori 370 hv, 1. Kuivattu puuhake, 2. Syöttösuppilo ruuveineen, 3. Vasara-mylly seuloineen,

4. Puhallinkuljetin tai lietso, 5. Sykloni, 6. Syöttö- ja sekoitin-ruuvi, 7. Pellettipuristin, 8. Hihnakuljetin, 9. Seula,

10. Pellettien suursäkki, 11. Hienoainessäiliö, 12. Valmiit puupelletit.

Pieniä pelletöintilaitoksiaEsimerkkejä pienehköistä pelletöintilaitoksista

Periaatekaavio esimerkkinä pienehköstä pelletöintilaitoksesta: 1. Kuivatun puuhakkeen syöttösiilo, 2. Kuljetinruuvi,

3. Vasara-mylly, 4. Lietson putki, 5. Sykloni, 6. Syöttöruuvi ja mahd. höyryn lisäys, 7. Pellettipuristin, 8. Elevaattori,

9. Pellettijäädytin, 10. Pellettikuljetin, 11. Suursäkki.

PaloturvallisuusVasaramyllyn paloturvallisuuden kannalta on tärkeää, että on asennettuna lämmönilmaisin (250 °C)

ja automaattinen vesisammu-tus (H2O).

Alhaisin syttymislämpötila puupölylle on 470 °C ja varastoidulle puulle 260 °C.

Esimerkki pienehköstä, itäeurooppalaisesta pelletöintitehtaasta OGM Liettuassa;

1. Siilo kuivatulle ja jauhetulle puuhakevalmisteista, 2. Sekoitus- ja annosteluruuvi, 3. Pellettipuristin,

4. Elevaattori, 5. Pellettijäähdytin, 6. Jäähdytettyjen pellettien ulostulo. www.factory.lt Kuva, OGM

Hyvä työsuojelu on tärkeääHenkilökohtaisen turvallisuuden kannalta on tärkeää, että kaikki liik-kuvat osat on hyvin suojattuja. Pellettitehdas ja liikuteltava laitteisto tulee

suunnitella niin, ettei ole riskiä liukastua, kompastua, lyödä päätään tai loukata itseään laitteiston teräviin reunoihin. Työssä tulee käyttää

sopivaa ja suojaavaa vaatetusta. Lisäksi kuulo-, pöly- ja silmäsuojaimia käytetään tarvittaessa. Portaat, tasanteet ja valaistus tulee toteuttaa

voimassa olevien työsuojelusäännösten mukaisesti. Järjestys ja siisteys työpaikalla vähentävät työ-tapaturmia.

Pölyn vähentäminenHyvän työympäristön luomiseksi ja palamisriskien vähentämiseksi työtiloissa pitää olla riittävän tehokas pölynkeräyslaitteisto,

joka voi imeä pölyn heti pois niistä kohdista laitteistoa, josta pölyä tulee ulos. Suuri osa puupölystä voidaan käyttää uudestaan

pelletöinti-prosessissa.

.

Liikuteltava pelletöinti-

laitteisto1. Kuivattu puuhake,

2. Syöttösuppilo ruuveineen,

3. Vasara-mylly seuloineen,

4. Puhallinkuljetin tai lietso,

5. Sykloni,

6. Syöttö- ja sekoitin-ruuvi,

7. Pellettipuristin,

8. Hihnakuljetin,

9. Seula,

10. Pellettien suursäkki,

11. Hienoainessäiliö,

12. Valmiit puupelletit.

Pelletöintilaitoksen suunnitteluSekä suurempia että pienempiä pelletöintilaitoksia suunnittelevia yrityksiä on useita.

Tässä esitellään pari esimerkkiä periaatteista, miten pelletöintilaitos voi olla suunniteltu.

Yksittäiset laitokset tulee kuitenkin räätälöidä niiden erityistarpeiden mukaan.

Esimerkki ruotsalaisesta pelletöintilaitoksen periaatekuvasta:

1. Kuivan puuhakkeen, sahanpurun tai kutterinpurun syöttösiilo, 2. Vasaramylly, 3. Sykloni, 4. Syöttöpöytä,

5. Kuljetin, 6. Pellettipuristin, 7. Pellettijäähdytin, 8. Jäähtyneiden pellettien ulosotto säkitystä varten.

www.goshandel.se Kuva, G&S Handel

Monet eri komponentit pitää saada yhteensopiviksiYksittäiseen pellettitehtaaseen tarvitaan useita isohkoja komponentteja kuten vasaramylly, pellettipuristin,

pellettijäähdytin, puhaltimia, sekoittimia, kuljettimia, varastosiiloja, sykloneja, sähkömoottoreita ja putkia.

Lisäksi tarvitaan eri tyyppisiä sähköasennuksia sisältäen tunnistimia, katkaisijoita, elektroniikkaa ja

ohjauslaitteita. Laitos täytyy myös varustaa eri tyyppisillä valvonta- ja turvalaitteistoilla. Nämä täytyy valita

suuresta markkinoilla olevasta määrästä komponentteja.

Esimerkki pienehköstä, italialaisesta La Meccanica –pelletöintilaitoksesta:

1. Vasaramylly, 2. Sykloni – jonka alla on sekoitin, 3. Kuljetin, 4. Pellettipuristin, 5. Pellettijäähdytin, 6. Pellettisiilo

jäähdytettyjä pellettejä varten, 7. Elevaattori, 8. Pellettien säkityslaitteisto.

www.lameccanica.it Kuva, La Meccanica

Ulf-Peter Granö

Kokkola

Kiitos !

Documents

CHP - Vihreä Kemia FI Ulf-Peter Granö 2010