Sveriges lantbruksuniversitetInst för skoglig resurshushållning och geomatik

Kartaktärisering av biobränslenSkogsteknologi 2010Magnus Matisons

Analysgång vid karaktärisering

A. ProvtagningStickprov från högar, fordon eller transportband

B. ProvberedningTorkning, malning, homogenisering, uppslutning,

pelletering av prov

C. AnalysFukthalt, Askhalt, askans smälttemperatur,

värmevärde, fraktionsfördelning, andel finfraktion, svavelhalt etc.

Felkällor vid värdering av fasta bränslen

• Provtagning 80 %

• Provberedning 15 %

• Analys 5 %

Provtagning – Biobränslen

CEN SS 18 71 13Solid BiofuelsSampling Fasta Biobränslen -ProvtagningSampling from lorriesSampling plan and certificates

Biobränslen - Provpreparering

CEN SS 18 71 14Sample preparation Provberedning

Låg fukthalt – Högt värmevärde Låg askhalt Låg barrhalt (spec. gröna barr) Låg halt av vissa ämnen ex. S,Cl,K Hög asksmälttemperatur Jämn partikelstorlek Låg halt av finfraktion Hög homogenitet

Vad är hög bränslekvalitét ?Definieras av slutförbrukarens krav

Varierar från panna till panna Större pannor – ofta mer toleranta

Med hög bränslekvalitét menas vanligen

Årstid för leverans

Källa: Jussi Larila and Risto Lauhanen Silva Fennica, 2010

Fukthalt

• Fukthalten är den viktigast bränslekvalité parametern eftersom den påverkar:

Värmevärdet Lagringsbetingelser TransportkostnaderFukthalten har en direkt påverkan på bränslepriset!

• Fukthalten varierar naturligt med:säsong, väder och transpirationshastighet

• Fukthalten varierar efter avverkning med:temperatur, relativ luftfuktighet, vind hastighet nederbörd, träslag, trädstorlek, sönderdelningsgrad och lagringssätt

Årstid för leverans

Källa: Jussi Larila and Risto Lauhanen Silva Fennica, 2010

VärmevärdeTre olika värmevärden förekommer i litteraturen

Kalorimetriskt värmevärde(Calorific value)

Bestäms i en bombkalorimeterGenom att en noggrant torkad och invägd mängd förbränns i en sluten stålbomb.

Stålbomben omges av vatten i vilken man mäter temperaturökningen

Provberedning och analys följer Noggrant uppställda regler enligtSvensk Standard SS 18 71 72

Från det kalorimetriska beräknas sedan det effektiva värmevärdet (net calorific value) och effektivt värmevärde vid leverans (net calorific value as recieved)

Effektivt värmevärde

Är det värmevärde som tas ut vid fullständig förbränning avtorrt material minus den energiförlust som sker vid

förångning av vatten som bildas av träets innehåll av väteoch syre. Detta värmevärde är specifikt för olikabiobränslen och brukar listas i olika tabellverk.

Ren stamved ex. sågspån har etteffektivt värmevärde på 19.2 MJ/kg TS

Effektivt värmevärde vid leveranstillstånd

• Är det värmevärde som tas ut vid förbränningav fuktigt bränsle under förutsättning att vattnetavgår som ånga till omgivande luft. Räknasfrån det effektiva värmevärdet med hänsyn till bränslets fukthalt vid leverans. Kan utryckassom MJ/kg TS eller MJ/kg rått.

• Detta värmevärde är betalningsgrundande.

Askhalt• Mineraler tas upp från jord

och distribueras främst till de delar av ett träd där essentiella livsprocesser äger rum – Barr, småkvistar och bark

• Askhalten varierar beroende på ståndort, trädslag, ålder, storlek och säsong etc.

Bestämning av askhalt

– Temperatur 550 grader– God lufttillgång– Partikelstorlek mindre än 1 mm– Felkällor Ofullständig förbränning– Svensk Standard SS 18 71 71

Askhalt = Naturlig askhalt + föroreningsaskhalt

Naturliga askhalter– Stamved ~ 0.5%– Bark ~ 3%– Barr ~ 5%

FöroreningsaskhaltSkogsbränslen förorenas ofta med mineraljord och

sten under hantering, lagring och transport resulterande i högre askhalter

Olika proportioner av stamved, bark och barr tillsammans med föroreningar ger skillnader i askhalt

Askelementinnehåll i olika delar av gran

Källa. Werkelin, Thesis, 2008, Åbo Akademi University

00,20,40,60,8

11,21,41,6

Stem-wood

Bark Twigs Needles Shoots Contam. (3% )

wt %

of e

lem

ent (

D.S

.)

KNaCaMgSiSClP