Upload
others
View
3
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
© Eija Alakangas, VTT
Tahkete biokütuste omadused ja võrdlus fossiilsete kütustega
Eija Alakangas, VTT
2
© Eija Alakangas, VTT
Energia ühikud
Pea meeles1 toe = 11.63 MWh 1 MWh= 3 600 MJ = 3.6 GJ
toe = õli tonnekvivalent 1 MW= MJ/s
k kilo 103 T tera 1012
M mega 106 P peta 1015
G giga 109 E eksa 1018
14.18681.1630.1Gcal
0.238810.27780.02388GJ
0.863.610.086MWh
1041.86811.631toe
GcalGJMWhtoe
3
© Eija Alakangas, VTT
Biomassi kütuste klassifikatsioon
4
© Eija Alakangas, VTT
Tahkete biokütuste iseloomustus – katel
20
35
Net calorific value, MJ/kg
FUEL RANK
PEAT
BARK
MULTIPLE CHALLENGES SOME CHALLENGES NO CHALLENGE0 0,1 0,5 1
WOOD BIOMASS
DEMOLITION WOOD
FIBER RESIDUE
INDUSTRIAL
COMMERCIAL
CHIP-
BOARD
POLYOLEFINPLASTICS(PE, PP, PC...)
COLOREDOR PRINTEDPLASTICS,
CLEAN
COLORED OR PRINTEDMIXED
PLASTICS
RFPELLETS
PLY-
WOOD
5
10
PVC
RDF
MSW
PVC
CONSUMER PDFWOOD AND PLASTICS
CONSUMER PDFMIXED PLASTICS
CONSUMER PDFPAPER AND WOOD
10
BITUMINOUS COALS
BROWN COALS,LIGNITE
STANDARDDESIGN
PETROLEUM COKE
5
© Eija Alakangas, VTT
Tahkete biokütuste iseloomustus– C, H, Q
Kuivaine alumine kütteväärtus
404.0
4.5 90 85
80
75
70
60
65
55
C=50 %
H=3.5 %
5.05.5 6.0 6.5
30
20
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
MJ/kg
Q
Volatile matter, %
An
tra
cite
Co
ke
Bro
wn
co
ai
Pe
at
Woo
d
6
© Eija Alakangas, VTT
Klassifikatsioon toorme järgi
7
© Eija Alakangas, VTT
Puitpõhiste kütuste klassifikatsioon
8
© Eija Alakangas, VTT
Puitpõhise kütuse omadused ja võrdlus teiste kütustega
9
© Eija Alakangas, VTT
Keemilised omadused
� Elementaarkoostis− Süsinik (C), vesinik (H) ja lämmastik (N)
− Väävel (S), kloor (Cl), fluor (F) ja broom (Br)
− Täielik analüüs sisaldab tuha ja niiskuse sisalduse, lendosade ja koksi määramist
� Keskkonna seisukohast on olulised väävel, kloor ja raskemetallid
� Kõrge leeliste sisaldus nagu kaalium (K), naatrium (Na) jakloor (Cl) võib põhjustada korrosiooni ja šlakkumist aurukateldes
� Makro- ja mikroelemendid (mg/kg kuivaine)
− Makroelemendid; (Al, Ca, Fe, Mg, P, K, Si, Na and Ti)
− Mikroelemendid; (As, Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Mn, Mo, Ni, Pb, Sb, Se, Sn, V and Zn)
10
© Eija Alakangas, VTT
Puidu koostis
� Kloori sisaldus (Cl) värskes puidus on < 0,05w-% kuivaines.
� Tavaliselt mineraalainete sisaldus väiksem kui 1w-% kuivaines. Kõige olulisemad: kaalium (K), magneesium (Mg), mangaan (Mn), kaltsium (Ca), väävel (S), kloor (Cl), fosfor (P), raud (Fe), alumiinium (Al) ja tsink (Zn).
MoistureDry matter
* proportion in dry matter (d), %
CHAR (C)11,4 - 15,6%*
VOLATILES84 - 88%*
Ash0,4-2,0%*
Carbon Hydrogen (H) 6,0 - 6,2%Oxygen (O) 38 - 42 % Nitrogen (N) 0,1 - 0,4 % Sulphur (S) 0,01
*
*
*
-
(C) 49 - 51%*
BARKI 60 %SAW DUST 55 %
FRESH WOOD 50 - 60 %
STEM CHIPS 25 - 40 %
FIREWOOD 20 25 %
LOGGING RESIDUE 35 - 50 %
-WOOD PELLET 8 - 10 %
Eija Alakangas
11
© Eija Alakangas, VTT
Puidu koostisosad
� Ligniin sisaldab palju süsinikku ja vesinikku – energiat andev
� Ligniini sisaldus suurem okaspuudes (pehme puit) kuilehtpuudes (kõva puit)
WOOD
Energy producing part
Hydrogen
OxygenCarbon
MOISTURE
Nitrogen
Ash
12
© Eija Alakangas, VTT
Puitpõhiste kütuste omadused
0.02 – 0.150.001 – 0.0020.01– 0.030.3 – 0.5<0.055.4 – 6.048 – 52Kogupuu hake
0.1 – 0.40.075 – 0.0300.01– 0.040.3 – 0.5<0.056.0 – 6.248 – 52Palgijäätmete hake
0.02 – 0.150.001 – 0.0020.01– 0.030.3 – 0.5<0.065.4 – 6.048 – 52Tüvehake
0.02 – 0.150.001 – 0.0020.01– 0.030.3 – 0.5< 0.056.0 – 6.548 – 52Küttepuu(halud)
0.02 – 0.150.001 – 0.0020.01– 0.03< 0.16<0.0076.0 – 6.149 - 50Puidupellet
0.70.25 – 0.50< 0.050.1 – 0.5<0.056.2 – 6.448 – 52Vineer
0.1 – 0.50.007 – 0.0200.01– 0.050.3 – 0.5<0.056.2 – 6.848 – 52Koor
0.02 – 0.150.001 – 0.0050.01– 0.030.3 – 0.4<0.056.2 – 6.448 – 52Saepuru
KNaClNS H2 CKütus
Omadused antud kuivaine massiprotsentides w-%
13
© Eija Alakangas, VTT
Tahkete biokütuste võrdlus
0.02 – 0.40.001–0.020.01– 0.030.3–0.5<0.055,4-6.848 – 52Puit, üldiselt
30(ash)00.1 (ash)0.5–1.50.07-0.17 5.5–6.548 – 50Oliivi jäätmed
0.70.460.055.548Miscanthushekseldatud
0.69–1.300.01–0.60.14–0.970.4–0.60.10–0.205.8 –
6.045 - 47Põhupelletid
0.69–1.300.01–0.60.14–0.970.4–0.60.10–0.205.8–6.045 - 47Põhk
0.4–1.00.002–0.0050.042.00.146.545Energiateravili
1.2–2.3< 0.0010.40.7–1.10.06–0.255.6–5.944.6–
46.7Pilliroog, sügisene
0.3–0.5<0.030.04–0.090.65-1.10.04–0.135.3–5.845–49Pilliroog, kevadine
KNaClNS H2 CKütus
Omadused antud kuivaine massiprotsentides w-%
14
© Eija Alakangas, VTT
Comparison to fossil fuels
KNaClNS H2 CKütus
0.02 – 0.40.001–0.02
0.01–0.030.3–0.5<0.055,4-6.848 – 52Puit, üldiselt
---0.01-0.030.113.786.2Kerge kütteõli
-<0.0004-0.3-0.40.8-0.9510.188.4Raske kütteõli
0.020.0070.02-0.061.0-3.00.005–0.35.0 – 6.552 – 56Kütteturvas
0.0030.0120.100.8 – 1.5< 0.53.5 – 5.068 – 78Kivisüsi
Omadused antud kuivaine massiprotsentides w-%
15
© Eija Alakangas, VTT
Füüsikalised ja mehhaanilised omadused (1)
� Niiskus (M)
− Puikütused tavaliselt märjad v.a. puidupelletid ja briketid
− Niiskus mõjutab kütteväärtust
− Tervisemõjud (hallitus, kõdunemine, seened)
− Niisket kütust raske transportida (voolavus)
� Tuha sisaldus (A)
− Tähtis põlemise ja tuhakäitluse seisukoha
− Põhjamaade puuliigid vähese tuhasusega, Lõuna-Euroopa puuliikidel suurem tuhasus.
− Lisandid nagu liiv, pinnas ja kemikaalid kuuluvad tuhka
− Suurtes kateldes probleemid, kui tuha sisaldus ületab 3w-% ja väikekateldes probleemid kui tuha sisaldus ületab 0.5w-%
− Tuha koostis mõjutab samuti põlemist ja tuha taaskasutust
16
© Eija Alakangas, VTT
Tuha sisaldus: tähtsus
0 2 4 6 8Tuha sisaldus (A) kütuses
0
100
200
300
400
500
700
% (kuivaine)
mg/Nm3
(13 % O2)
Regression for wood fuels:
y = 13,3 + 22,7 AR² = 0,67 (N = 79) T
ahked h
eitm
ed
Wood chips and pelletsHerbaceous and grain fuels
Tuhasisalduse mõju tahketele õhuheitmetele(49 kW puiduhakke katel)
Source: Hans Hartman, TZF
17
© Eija Alakangas, VTT
Füüsikalised ja mehhaanilised omadused(2)
� Tuha sulamisomadused− Oluline põlemise, šlakkumise ja saastumise seisukohalt
− Rohtse biomassi tuha sulamistemperatuurid madalamad kui puitpõhisel biomassil
− Mõningatel puuliikidel madalamad tuha sulamistemperatuurid (e.g. eukalüpt, pappel)
� Osakeste suurus (P)− Oluline kütuse töötlemisel ja põletamisel
− Osakese geomeetria samuti oluline (pikk/lühike tükk võisilindriline kuju)
− Eesmärgiks saavutada homogeenne/ühtlane osakeste suurusjaotus
− Pikad tükid ja peened osakesed põhjustavad probleeme
© Eija Alakangas, VTT
Osakese tihedus/puistetihedus
0 20 40 60 800
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
Specific mass demand
Specific
volu
me
dem
and
Heating oilRapeseed oil
Hard coalEthanol Methanol
Straw-pellets
Deciduous wood chipsConiferous wood chips
Cereals - big square balesCereals - chopped
Straw - big square balesCereals - round bales
Straw - round bales
Straw - small square bales
Straw - chopped
Hardwood logsSoftwood logs
Wood-pellets
m³/GJ
kg/GJ
Kütuse tiheduse efektid
� Energiatihedus
� Vajalik ruum transpordil ja ladustamisel
� Logistiline planeerimine
� Põlemisomadused (erisoojusjuhtivus, gaasistumiskiirus)
� (Pressitud materjali tugevus:Osakese tihedus)
Allikas: Hans Hartman, TZF
19
© Eija Alakangas, VTT
Ruumi vajadus 10 MWh jaoks, m3
Needed Storage Volume for 10 MWh [m³]
1,0 1,12,0
8,0
11,0
3,24,2
8,4
11,4 11,512,5
15,0
21,0
16,1
18,0
21,7
0,0
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
Light
fuel
oil
Bio-o
il
Coa
lSod
peat
Mille
d pea
tW
ood
pelle
tS
traw p
elle
t
Shredd
ed ba
rk, d
ry (b
irch
Loggi
ng re
sidue
chip
s, d
ry (s
pruc
e)
Logg
ing
resid
ue ch
ips,
dry
(pin
e)
Loggi
ng re
sidue
chi
ps, f
resh
(spr
uce)
Loggi
ng re
sidue
s bu
ndle,
fres
h (s
pruc
e)
Shred
ded b
ark,
fres
h (p
ine)
Square
big
stra
w bal
e, w
heat &
bar
ley
Rou
nd re
ed c
anary
gra
ss b
ale
Round
stra
w bal
e, w
heat &
bar
ley
m³
20
© Eija Alakangas, VTT
� Puistetihedus (BD)
−Oluline transportimisel, edastamisel ja kütuse etteandel
−Väikestes jaamades kütusega kauplemisel aluseks puistetihedus ja niiskus
� Osakese tihedus (DE) informatsioon briketi mehhaanilise vastupidavuse kohta
� Mehhaaniline vastupidavus (DU)
−Tähtis pelletite puhul
� Kütteväärtus (Q)− Info kütuse energia sisaldusest
−Keskmistes ja suurtes jaamades kauplemisel aluseks kütuse kaal, niiskus ja alumine kütteväärtus
Puistetiheduse määramine
2 MW katlamajas.
Füüsikalised ja mehhaanilised omadused(3)
21
© Eija Alakangas, VTT
Füüsikalis/mehhaaniliste omadusteKokkuvõte ja järeldused
Füüsikaliste/mehhaaniliste omaduste vastastikused mõjud
Vastupidavus(pelletid)
Puistetihedus
Niiskuse sisaldus
Osakese tihedus
Suurusjaotus
Võlvumiseomadused
Kütteväärtus (w.b.) Tuha sisaldus
Tuha
sulamisomadused
Lisandid
Allikas: Hans Hartman, TZF
22
© Eija Alakangas, VTT
Alumine kütteväärtus, kuivaine, MJ/kg*
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Coal
Heav
y fu
el oil
Light
fuel
oil
Mill
ed p
eatS
od pea
tP
eat p
elle
tsS
awdust
Bark
, birc
hB
ark, p
ine
Ply
wood, h
og fuel
Wood p
elle
t
Ste
m w
ood c
hips
Logging r
esid
ue ch
ips
Whole
tree
chip
s
Reed
can
ary
grass,
sprin
gEner
gy gra
in
Str
aw, c
hopped
Solid r
ecove
red fu
el, S
RF
MJ/kg
23
© Eija Alakangas, VTT
Tarbimisaine alumine kütteväärtus - arvutamine
Tarbimisaine alumine kütteväärtus(Q)� Antakse miinimumväärtus(arvutamisel arvestatakse
valitud niiskuskategooriat ja kuivaine alumise
kütteväärtuse tüüpilist hälvet konstantsel rõhul)
� qp,net,ar tarbimisaine alumine kütteväärtus, (MJ/kg)
� qp,net,d kuivaine alumine kütteväärtus (konstansel rõhul),(MJ/kg)
� Mar üldniiskus (w-%)
� 0,02443 on vee aurustumise entalpiat arvestav tegur (konstantsel rõhul) temperatuuril 25 °C [MJ/kg per 1 w-% niiskuse kohta]
Arvutusvalem toodud EN 14961-1
arar
dnet,arnet, MM
qq p ×−−
×= 02443,0)100
100(,p,
Kalorimeetriline pomm prEN
14918, Photo: ENAS Oy
24
© Eija Alakangas, VTT
Tarbimisaine alumine kütteväärtus,MJ/kgar*
*Arvutamisel kasutatud tavalist keskmist niiskuse sisaldust.
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Coa
l
Rig
ht fu
el o
il
Ligh
t fue
l oil
Mill
ed p
eat
Sod
pea
t
Pea
t pel
lets
Saw
dust
Bar
k, b
irch
Bar
k, c
onife
rous
Ply
woo
d, h
og fu
el
Woo
d pe
llet
Ste
m w
ood
chip
s
Logg
ing
resi
dues
chi
ps
Who
le tr
ee c
hips
Ree
d ca
nary
gra
ss, s
prin
g
Ene
rgy
grai
n
Stra
w, c
hopp
ed
Sol
id re
cove
red
fuel
, SR
F
MJ/kg
25
© Eija Alakangas, VTT
Tarbimisaine alumine kütteväärtus - puit
Net calorificheating value
as received MJ/kg
20
15
10
5
20 40 60 80
Moisture content, %
Net calorific heating valueper total mass
Net calorific heating valueper dry mass
Gross calorific heating valueper dry mass
Freshforest chips
Dry forestchips
Wetbark
26
© Eija Alakangas, VTT
Kattilahyötysuhde polttoaineen kosteuspitoisuuden funktiona
88,5
89
89,5
90
90,5
91
91,5
92
92,5
93
93,5
30 35 40 45 50 55 60 65 70 75
Kosteus [%]
Hy
öty
su
hd
e [
%]
1% kasuteguri muutus
400 MWth katlas
� ~ 40 GWh enam kütust
(= 500 000 € aastas)
Niiskusesisaldus jaamas –segamine (blending)
Allikas: Janne Kärki, VTTNiiskus, w-%
Katla kasutegur, %
27
© Eija Alakangas, VTT
Alumise kütteväärtuse sõltuvus tuhasisaldusest
0 5 10 15 20 25
Tuha sisaldus kuivaines
13
14
15
16
17
18
19
21
13
14
15
16
17
18
19
21
%
Rohtne biomass
Puitpõhised kütused
042ha010.ppt
Allikas: TFZ
Alumine kütteväärtus kuivaines, MJ/kg
28
© Eija Alakangas, VTT
Koor – niiskus ja energia sisaldus
July September October November March April
10 20 30 40 50
Moisture content
Energy density
70
60
50
40
30
20
10
1.1
1.0
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
Moisture content, % Energy density MWh/m3
loose
Consecutive number of load measured Allikas: Risto Impola, VTT
29
© Eija Alakangas, VTT
Niiskus palgijäätmetes
Allikas: Risto Impola, VTT
10
20
30
40
50
60
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
100
200
300
400
500
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
10
20
30
40
50
Month / 2001
Moisture %
Waterkg/m3
Moisture content, %
Large power plants, average 48.3 %
Small heating plants, average 38.4 %
Large power plants, average 392 kg/m3
Small heating plants, average 262 kg/m3
30
© Eija Alakangas, VTT
Energiasisaldus palgijäätmete hakkes
Allikas: Risto Impola, VTT
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Month / 2001
Large power plants, average 0.77 kWh/m 3
0.6
0.7
0.8
0.9
Energy density MWh/m3 loose
31
© Eija Alakangas, VTT
Kasutatud puidu omadused ja võrdlus toore puiduga
32
© Eija Alakangas, VTT
Kasutatud puit versus toores puit – 1/3
<0,0005 – 0,002< 0,002w-% kuivaineFl
<0,01 – 0,050,02 – 0,12w-% kuivaineCl
<0,01 – 0,20<0,02 – 0,08w-% kuivaineS
<0,1 – 1,10,25 – 1,00w-% kuivaineN
5,6 – 7,05,9 – 6,4w-% kuivaineH
47 - 5449,1 – 52,3w-% kuivaineC
17,1 – 20,618,6 – 18,9MJ/kg kuivaineAlumine kütteväärtus
0,2 – 10,00,7 – 4,0w-% kuivaineTuhk, A
Toores puit
prEN14961-1
Kasutatud puitSoome
ÜhikOmadus
33
© Eija Alakangas, VTT
500 – 2 000490mg/kg kuivaineFe
200 – 5 000630 – 910mg/kg kuivaineK
100 – 3 000N.A.mg/kg kuivaineMg
9 - 84072 – 115mg/kg kuivaineMn
10 – 2 000200 – 630mg/kg kuivaineNa
50 – 1 30049mg/kg kuivaineP
2 – 20 000N.A.mg/kg kuivaineSi
500 – 20 000mg/kg kuivaineCa
10 – 3 000130 – 600mg/kg kuivaineAl
Tores puitprEN 14961-1
Kasutatud puit
Soome
ÜhikOmadus
Kasutatud puit versus toores puit– 2/3
34
© Eija Alakangas, VTT
Kasutatud puit versus toores puit– 3/3
5 – 20079 – 300mg/kg kuivaineZn
0,7 – 3,00,5 – 2,2mg/kg kuivaineV
< 0,5 – 50,05,4 – 76,0mg/kg kuivainePd
< 0,1 – 80,03,2 – 10,0mg/kg kuivaineNi
< 0,02 – 2,0< 0,01 – 2,0mg/kg kuivaineHg
0,5 – 200,05,5 – 80,0mg/kg kuivaineCu
0,2 – 40,05,2 – 60,0mg/kg kuivaineCr
< 0,05 – 5,0*0,12 – 0,50mg/kg kuivaineCd
<0,1 – 6,0< 2 – 34mg/kg kuivaineAs
1 – 50 Ei tietoamg/kg kuivaineTi
Toores puitprEN 14961
Kasutatud puit Soome
ÜhikOmadus
* paju
35
© Eija Alakangas, VTT
Kasutatud/sekundaarse puidu klassifitseerimine
� A – Keemiliselt töötlemata puidujäätmed ja kõrvalproduktid
� B – Keemiliselt töödeldud puidujäätmed ja kõrvalproduktid
− Ei sisalda raskemetalle rohkem kui toores puit ega halogeenitud ühendeid puidu töötlemise tõttu konservantidega või pinnakatetest
� Klassis A ja B ei rakendu jäätmepõletuse direktiiv (WID),omadused vastavalt tahke biokütuse standardile EN14961-1
� C – Tahke sekundaarne kütus - recovered fuel
− Sisaldab raskemetalle või halogeenitud ühendeid puidu töötlemise tõttu konservantidega või pinnakatetest
− Ei sisalda immutatud puitu
− Lammutuspuit, kui ”puhtus” tõendatud analüüsidega
� Klassile C rakendub jäätmepõletuse direktiiv (WID) ja tahke sekundaarse kütuse standard (prEN15359).
� D – Ohtlikud jäätmed
− Sisaldab immutatud puitu
36
© Eija Alakangas, VTT
Keemilised ja mehhaanilised lisandid
Mehhaanilised lisandid
Katmine, liimimine, värvimine = keemilised
lisandid
Keemilisi lisandeid ei saa eemaldada.
Klass A ei tohi sisaldada keemilisi lisandeid.
Mehhaanilised lisandid on kütuse eraldi osad:
suhteliselt kergesti eemaldatavad - metall ja raskemini eraldatavad
(plastik, ehitusmaterjal:betoon, soojustusmaterjal).
37
© Eija Alakangas, VTT
Multikütuste kasutamine – biomassivõimalus
Forest industry
E. Alakangas
Electricity
Peat
Agrobiomass
Logging residues
Forest chips for energy
GPS
Round wood forraw material
Processheat
Flexible useof different biofuels
Bark andother residues
Forest wood
Peat land
CHP plant
Districtheat
Low CO -emissions2
38
© Eija Alakangas, VTT
Kütuse omaduste mõju suurtele põletusseadmetele
� Leelised e.g. naatrium (Na) ja kaalium) koos klooriga� moodustavad kloriide, mis kleepuvad soojusvahetuspindadele� kõrgtemperatuurne korrosioon, kui materjali temperatuurid üle
450–480oC� madalamad auru parameetrid, kui kloori sisaldus kõrgem kui
0.05 p-%
� Aktiivse K+Na sisalduse analüüsid kuivainest� kui probleemid, juhul kui K+Na on enam kui 3 000 mg/kg (0.3
w-%)� vineeri koospõletamisel teiste kütustega, kui K+Na kõrgem kui
0.5w-%
� Koospõletamisel väävlit sisaldavate kütustega
� � Turba või söe korral leelise kloriidid reageerivad vääveloksiididega või alumiiniumsilikaatidega ja moodustavad leelissulfaate või silikaate.
39
© Eija Alakangas, VTT
Kloori-väävli keemia mõju sadestistemoodustumisele kateldes
Allikas: Martti Aho, VTT
Heat transfersurface
Condensation and fixing
Lack of protecting
compounds
Low ash content
RIS
KY COMPOUND
SALKALICHLORIDES
Cl releases corrosionä
BARK/FOREST RESIDUE
FOREST RESIDUE COAL
CocombustionP
R
OTECTING REACTIO
NSALKALI
SILICATES,SULPHATES
R
ISKY COMPOUNS
SULPHUR DIOXIDE, Al-SILICATES
PROTECTIVES
40
© Eija Alakangas, VTT
Mõju põlemisele - 2
� Vineeris sisalduv Na reageerib kvartsiga keevkihi materjalist (liiv) � paakub kaaliumi, kaltsiumi või magneesiumiga� kvartsivaba kihimaterjali kasutamine
� Vineerijäätmete kasutamine võib tõsta kihi temperatuure t � kasutamine koos märja kütusega� katla eridisain
� Kõrge tuhasisaldus (> 3w-%) koos klooriga võib põhjustada katlas probleeme.
� Metalliline alumiinium (pakendite foolium) lammutuspuidus, puitpakendid või puidujäätmed akna/ukse tööstusest� tuha sulamine madalal temperatuuril või kleepumine külmadele pindadele
41
© Eija Alakangas, VTT
Sadestised
katlatorudelKihimaterjali
šlakkumine
Katlatorude
kõrgtemeratuurne
korrosioon
Keevkihtkatelde probleemidbiomassi kasutamisel
Suurendavad käidu ja hoolduskulusid, väendavad katla kasutegurut ja eluiga
Allikas: Janne Kärki, VTT
42
© Eija Alakangas, VTT
Soovitatav sekundaarse puidu puhul
Põletustehnika (e.g. kõrge temperatuur,põlemisaeg)
Koospõletamine kateldes > 20 MWth
Soovitused katlatehnikale
< 120 mg/kg kuivaineZn
< 10 mg/kg kuivainePb
< 2 000 mg/kg kuivaine(< 0.2 w-%)
Metalliline alumiinium
< 3 000 mg/kg kuivaine(0.3 w-%)
Reaktiivsed Na+K (SFS-ISO 11885-1:1998 mod)
< 0.1w-% kuivaineCl
43
© Eija Alakangas, VTT
Läviväärtusedsekundaarsele puidule –klass B
Koor, okaspuu< 4 mg/kg kuivainesAr
Koor, okaspuu< 1 mg/kg kuivainesCd
Koor, okaspuu< 0,1 mg/kg kuivainesHg
Koor, okaspuu< 50 mg/kg kuivainesPb
Koor, okaspuu< 200 mg/kg kuivainesZn
Koor, okaspuu**< 0,1w-% kuivainesCl
Koor, okaspuu< 40 mg/kg kuivainesCr
Koor, okaspuu< 30 mg/kg kuivainesCu
Toores puit, millest väärtus tuleneb
LäviväärtusedOmadus
** toores puit <0.05 w-% kuivaines
44
© Eija Alakangas, VTT
Soovitused koospõletamiseks
� Kui keevkihtkatel on projekteeritud turba/puidutööstuse jäätmete
põletamiseks:
− Kogu kütusest võib 50% olla puit ja sellest pool võivad olla
metsajäätmed
� Koospõletamine turba või söega
− Turvas hoiab katla puhtana
− Turvas võib aidata tagada kütuse kvaliteeti ja saadavust
− Biomassi tuhk seob turba väävlit ja vähendab õhuheitmeid
� Vähem kui 10w-% pilliroogu on ohutult põletatav koos turba ja
teiste biokütustega.
45
© Eija Alakangas, VTT
CO2 –tegurid
266,6874,1Segu, 70% turvas ja 20% puitu
7,2 (0,76-15,1)2 ( 0,21 – 4,2)Liimitud või kaetud puit
61,217,0Lammutuspuit
114,4831,8Tahke sekundaarne kütus
198,055,0Maagaas
266,7674,1Kerge kütteõli
283,6878,8Raske kütteõli
340,5694,6Kivisüsi
349,297,0Turbapellet
367,2102Tükkturvas
381,24105,9Freesturvas
0 *(394,56)0 *(109,6)Puit
kgCO2/MWhgCO2/MJKütus
1 gCO2/MJ = 3.6 kgCO2/MWh * CO2 tegur puidule on null GHG arvutustes.
46
© Eija Alakangas, VTT
Täiendav informatsioon
� Alakangas, E. Properties of wood fuels used in Finland, Technical Research Centre of Finland, VTT , Project report PRO2/P2030/05 (Project C5SU00800), Jyväskylä 2005, 90 p. + app. 10 p. (www.bio-south.com)
� Wiik, C. et al. Used wood in the EU – Part 1Classification, properties and practices, DIV.6 – Part 2. 86 p.(www.bionorm2.eu).
� Alakangas, E. et. Al. Used wood in the EU – Part 2A catalogue of used wood examples, DIV.6 – Part 3. 86 p.(www.bionorm2.eu). 32 p.
� Biodat international database of solid biofuel properties (underpreparation) (www.phydades.info)