Förbränning av termokemiskt behandlade biobränslen : en studie av biomassa som genomgått en pyrolys-, torrefierings- eller steam explosionprocess

Sammanfattning: EU har som mål att år 2020 ha minskat utsläppen av växthusgaser med 20 % och ökat andelen förnyelsebar energi till 20 %. I Sverige är andelen fossilt bränsle som förbränns ca 30 %. Denna studie syftar till att utreda om termokemiskt behandlade biobränslen kan ersätta de kommersiella fossila bränslena. Resultatet har nåtts med simulering i programvaran Fuelsim och insamling av experimentella data.  En simulering ska påvisa om syreberikning gynnar bränslena och experimentella data används för att se vilka problem som finns för respektive bränsle. Den biomassa som analyserats kommer från ett vedslag liknande gran eller tall som har genomgått processen mellansnabb pyrolys, torrefiering eller steam explosion. Ingen ekonomisk aspekt har tagits i beaktande vid utvärderandet av bränslena. Pyrolysprocessens produkt pyrolysvätska har flera utmaningar framför sig innan den kan ersätta befintliga oljor. Den är väldigt korrosiv, har en hög fukthalt och en kort lagringstid på sex månader. Pyrolysvätskan tycks gynnas av en syreberikning på 0,5 till 2 %. Pyrolyskoksen har potentialen att ersätta eller samförbrännas med kol i kolpulvereldadepannor. Pyrolysgasen innehåller en stor mängd CO2 vilket ger den ett lågt energiinnehåll. Både pyrolyskoksen och pyrolysgasen bör i första hand förbrännas i en fluidbäddspanna som är integrerad med pyrolysreaktorn eftersom pannanläggningen behöver värmen. Torrefieringsgasen är en biprodukt från framställningen av torrefierad biomassa. Problem med filtrering och kondensering av gasen medför att den bör sameldas med något annat bränsle för att återföra värmen till reaktorn. När den torrefierade biomassan pelleterats förbränns den lämpligast i storskaliga pannor såsom bubblande fluidbädd(BFB)-, eller cirkulerande fluidbädd(CFB)- eller rostpannor men även mindre pelletspannor är möjligt. Intrimning av bl.a. luftflöden är nödvändig vid samförbränning och även vid konvertering från annat bränsle för att uppnå en erforderlig förbränning. Simuleringsresultaten av steam explosion (SE) pellets visar potential som ersättare till både träpelleten och stenkolet. Baserat på simuleringen förbränns SE pellets lämpligast i CFB-, BFB- eller rostpannor. Ett begränsat utbud av experimentella data medför dock att bränslet inte kan utvärderas fullständigt. Studien visar att det inte är helt problemfritt att konvertera från ett kommersiellt bränsle till ett termokemiskt behandlat bränsle och att fler experimentella data behövs för att utvärdera bränslenas förbränningsegenskaper.