Pürolüüsikatsed puidust - Eesti Bioenergia

Puidust õli välja pigistada – ebareaalne. Samas tehakse õli igapäevaselt ida-virumaal, kus põlevkivist õli toodetakse. Kui juba kivist annab õli saada, siis peaks puidust seda veelgi lihtsamalt saama, on esimene arvamus.

Kohtla-Järvel asub <a href=”http://www.pkk.ee/” target=”_blank” rel=”noopener”>põlevkivi kompetentsikeskus</a>, mille igapäevane töö ongi just põlevkivi uurimine. Olemasolevate laboriseadmetega proovime sarnaselt põlevkiviga, puidust õli kätte saada.
<h1>Tooraine</h1>
Seekord valisime tooraineks värske ja väga märg lepapuit. Lepapuit sai hakitud hakkuris, mille sõela läbimõõt on 4mm. Puidu suhteline niiskus hinnanguliselt 50 wt%.

<a href=”http://www.kylvandu.eu/eby/wp-content/uploads/2017/11/IMG_20171117_130842.jpg”><img class=”alignnone size-medium wp-image-227″ src=”http://www.kylvandu.eu/eby/wp-content/uploads/2017/11/IMG_20171117_130842-300×169.jpg” alt=”” width=”300″ height=”169″></a><a href=”http://www.kylvandu.eu/eby/wp-content/uploads/2017/11/IMG_20171117_130956.jpg”> <img class=”alignnone size-medium wp-image-229″ src=”http://www.kylvandu.eu/eby/wp-content/uploads/2017/11/IMG_20171117_130956-300×169.jpg” alt=”” width=”300″ height=”169″></a>
<h1>Kütuse ettevalmistamine</h1>
Pürolüüsireaktorisse vajalik puidu suhteline niiskus võiks olla kuni 10 wt%. Hakkepuit sai laotatud põrandaküttega põrandale, kus eeldatavasti see kuivab mõne päeva jooksul vajaliku niiskustasemeni.

Arvestades, et tegu on nn. batch reactor’iga, kus kütust ei liigutata protsessi ajal, on soojusülekanne piiratud seoses puidu väikse soojusülekandeteguriga. Tekkis küsimus, milline fraktsioon puidust oleks parem, kas peenike saepurulaadne, või siis suuremad tükid.  Teadmata vastust, sorteerisin varutud hakkepuidu kolme fraktsiooni:
<ol>
<li>Sõela suurus 25mm * 25 mm</li>
<li>Sõela suurus 7 mm * 30 mm</li>
<li>Järelejäänud osa, mis eelnevatest sõeltest läbi voolas</li>
</ol>
<a href=”http://www.kylvandu.eu/eby/wp-content/uploads/2017/11/IMG_20171119_171125-1.jpg”><img class=”alignnone size-medium wp-image-231″ src=”http://www.kylvandu.eu/eby/wp-content/uploads/2017/11/IMG_20171119_171125-1-300×169.jpg” alt=”” width=”300″ height=”169″> </a><a href=”http://www.kylvandu.eu/eby/wp-content/uploads/2017/11/puistetihedus.jpeg”><img class=”alignnone wp-image-243″ src=”http://www.kylvandu.eu/eby/wp-content/uploads/2017/11/puistetihedus-225×300.jpeg” alt=”” width=”127″ height=”169″> </a>

Puistetihedus põrandal kuivatatud hakkel  0.974kg / 0,005245 m3 = <strong>186 kg/m3.</strong>
<h1>Pürolüüsikatse</h1>
Senised pürolüüsikatsed tehtud:
<ul>
<li>EPA’s  : Linnar Pärn, magistrikraad (teaduskraad), 2005, (juh) Peeter Muiste, Puidupõhise bioõli tootmise võimalused Eestis</li>
<li>TTÜ’s : <a href=”http://www.tud.ttu.ee/web/Ain.Laidoja/puidu_ja_polevkivi_koos-pyrolyys_magistritoo_ain.laidoja_2016.pdf” target=”_blank” rel=”noopener”>Puidu ja põlevkivi koospürolüüs</a>  ja selle <a href=”https://goo.gl/photos/uHphhEXNqtDtQKMT6″ target=”_blank” rel=”noopener”>fotod</a>.</li>
<li>TTÜ’s: <a href=”https://digi.lib.ttu.ee/i/?1499″ target=”_blank” rel=”noopener”>Kasekoorest tökati ajamine ja selle võimalikud kasutusalad</a>.</li>
</ul>
<h2>Suure reaktoriga</h2>
Kasutame 5 liitrist reaktorit, mida kuumutatakse väliselt elektriga.
<h2>Fisher retort</h2>
Proovime eestis tööstuslikult suurtes kogustes olevat vineeritööstuse jääke – kasekoort pürolüüsida

Enne katset on hea lugeda <a href=”https://digi.lib.ttu.ee/i/?1499″ target=”_blank” rel=”noopener”>magistritööd kasetökati</a> ajamise kohta.

Kevadel vineeritööstuses oli näha, et esimesel fotol olev on värske puukoore ja hakke segu, mis tuleb otse puukoorija alt ja tegu on kevadise ajaga, kui kasekoor on lahtine. Teisel pildil on pikemat aega seisnud puukoor ülejäänud aastal kogutud puukoor, ka sel ajal kui koor tüve küljes kinni. samuti sisaldab seee tõenäoliselt muda ja liiva, mis palkide küljest pärineb, ja lisaks veoki rataste toodud pori. Tegu asfaltplatsi pealt koristatud jääkidega, mis on kogunenud suve jooksul. Fotod tehtud 02 Oktoober. Kolmandal pildil koorimist ootav toore.

<a href=”http://www.kylvandu.eu/eby/wp-content/uploads/2017/11/kasekoor_varske.jpeg”><img class=”alignnone size-medium wp-image-249″ src=”http://www.kylvandu.eu/eby/wp-content/uploads/2017/11/kasekoor_varske-300×169.jpeg” alt=”” width=”300″ height=”169″>  </a><a href=”http://www.kylvandu.eu/eby/wp-content/uploads/2017/11/kasekoor_vana.jpeg”><img class=”alignnone size-medium wp-image-250″ src=”http://www.kylvandu.eu/eby/wp-content/uploads/2017/11/kasekoor_vana-300×169.jpeg” alt=”” width=”300″ height=”169″> </a><a href=”http://www.kylvandu.eu/eby/wp-content/uploads/2017/11/kasepakud.jpeg”><img class=”alignnone size-medium wp-image-252″ src=”http://www.kylvandu.eu/eby/wp-content/uploads/2017/11/kasepakud-300×169.jpeg” alt=”” width=”300″ height=”169″></a>
<h1>Loodetavad tulemused</h1>
Eesmärk on saada<sub>db</sub>:
<ul>
<li>40% vedelat kondenseerunud fraktsiooni (õli + vesi)</li>
<li>30% sütt</li>
<li>30% pürolüüsigaas + soojuskaod</li>
</ul>
Eeldatavasti saadud vedel fraktsioon kihistub kaheks, milleks on suurema tihedusega õli põhjas ja selle peal veefraktsioon  // või saab see olema sootuks vastupidi ?
<h1>Tegelikud tulemused</h1>
On sootuks <a href=”https://photos.app.goo.gl/aYJDPlzOZ2etBla43″ target=”_blank” rel=”noopener”>sellised</a>.
<h2>Tooraine</h2>
Lepa hakkepuit:
<ul>
<li>niiskus 5 wt% w.b.</li>
<li>maht 5 liitrit</li>
<li>kaal <a href=”https://photos.app.goo.gl/EqvlN3VflYEBPAJm1″>1.241 kg</a></li>
<li>Kütteväärtus …  kWh/kg</li>
<li>Energiatihedus … kWh/m3</li>
</ul>
<h2>Õlisaagis</h2>
Õli koosneb separeerunud õli ja veekihist.
<ul>
<li>kaal <a href=”https://photos.app.goo.gl/XbwmVSX8WEbkJx7p2″ target=”_blank” rel=”noopener”>0.6146 kg</a></li>
<li>maht <a href=”https://photos.app.goo.gl/wNlKQO3ymz7ZrN303″ target=”_blank” rel=”noopener”>0.580 l</a></li>
<li>Tihedus  0.6146/0.58    =   <strong>1060 kg/m3</strong>   seega on veest raskem</li>
<li>Kütteväärtus …  kWh/kg</li>
<li>Energiatihedus … kWh/m3</li>
<li>Õlisaagis (koos veega) 0.6146/1.241 = <strong>49.5 wt%</strong></li>
</ul>
<h2>Tahke jääk</h2>
Järele jäi süsi
<ul>
<li>kaal … kg</li>
<li>Söe saagis</li>
</ul>
<h2>Massi ja Energia bilanss</h2>
 
<h1>Järgmised sammud</h1>
Kuidas väärindada saaduid produkte? Kuidas väärindada saadud õli, kuidas utiliseerida tekkinud pürolüüsivett, samas väärtuslikud komponendid enne eraldades.

Pürolüüsiõli väärindamiseks on järgmised võimalused:
<h2>Füüsikalised meetodid</h2>
<ul>
<li>Õli filtreerimine</li>
<li>Emulsioonkütuste tootmine</li>
<li>Lahustite lisamine</li>
</ul>
<h2>Keemilised meetodid</h2>
<ul>
<li>Reaktsioonid alkoholidega</li>
<li>Vesiniktöötlus</li>
<li>katalüütiline deoksüdatsioon</li>
<li>katalüütiline veeauru lõhustamine</li>
</ul>
<h1>Küsimused</h1>
<ul>
<li>Kas pürolüüsiõli on destilatsioonikolonnis fraktsioneerimine on võimalik ?</li>
<li>Millest koosneb pürolüüsiõli</li>
<li>mis komponendid on rohkem väärtuslikud kui teised</li>
<li>kas saaks eraldada kõrge väärtusega komponendid ja alles siis ülejäänu põletada</li>
<li>kiirpürolüüs vs intermediate pürolüüs</li>
</ul>
 