Biomass losses during short-term storage of bark and recovered wood
Storage of biomass is associated with problems like heat development, biomass losses, and reduction of the fuel quality. Certain processes such as biological- and chemical degradation are responsible for these storage problems. This master’s thesis was carried out at Vattenfall Research and Developm...
| Autor principal: | |
|---|---|
| Formato: | H3 |
| Lenguaje: | Inglés sueco |
| Publicado: |
SLU/Dept. of Energy and Technology
2009
|
| Materias: |
| _version_ | 1855570239469649920 |
|---|---|
| author | Anheller, Martin |
| author_browse | Anheller, Martin |
| author_facet | Anheller, Martin |
| author_sort | Anheller, Martin |
| collection | Epsilon Archive for Student Projects |
| description | Storage of biomass is associated with problems like heat development, biomass
losses, and reduction of the fuel quality. Certain processes such as biological- and
chemical degradation are responsible for these storage problems. This master’s
thesis was carried out at Vattenfall Research and Development AB and is aligned
towards quantifying the biomass losses from short-term storage (1-2 months) of
bark and recovered wood. The biomass was stored in outdoor piles during different
seasons, campaign 1 (summer) and campaign 2 (autumn). Partial covering with
tarpaulins of some of the piles were also investigated. The stored biomass was
analysed for moisture content, ash content and heating value.
The biomass losses that were based on the dry matter losses and reduction of the
net heating value of the fuel were limited in the piles of recovered wood. The bark
piles had higher biomass losses due to higher moisture content and smaller particle
size distribution. Storage of moist bark in large piles leads to temperature
development and subsequently a few percent losses in dry weight. The temperature
development in the piles of recovered wood is limited and more dependent on
ambient conditions. No effects of partial covering of the piles were found since the
covering was most likely too small.
It was found out that the method of quantifying biomass losses used in this report
needs to be improved to be able to quantify small biomass losses during short-term
storage, since it is not sensitive enough. The best way to store biomass at a heating
plant for minimal fuel losses is under roof and with as low initial moisture content
and large particle size distribution as possible. |
| format | H3 |
| id | RepoSLU883 |
| institution | Swedish University of Agricultural Sciences |
| language | Inglés swe |
| publishDate | 2009 |
| publishDateSort | 2009 |
| publisher | SLU/Dept. of Energy and Technology |
| publisherStr | SLU/Dept. of Energy and Technology |
| record_format | eprints |
| spelling | RepoSLU8832012-04-20T14:11:21Z Biomass losses during short-term storage of bark and recovered wood Anheller, Martin Short-term storage Outdoor Piles Biomass losses Bark Recovered Wood Storage of biomass is associated with problems like heat development, biomass losses, and reduction of the fuel quality. Certain processes such as biological- and chemical degradation are responsible for these storage problems. This master’s thesis was carried out at Vattenfall Research and Development AB and is aligned towards quantifying the biomass losses from short-term storage (1-2 months) of bark and recovered wood. The biomass was stored in outdoor piles during different seasons, campaign 1 (summer) and campaign 2 (autumn). Partial covering with tarpaulins of some of the piles were also investigated. The stored biomass was analysed for moisture content, ash content and heating value. The biomass losses that were based on the dry matter losses and reduction of the net heating value of the fuel were limited in the piles of recovered wood. The bark piles had higher biomass losses due to higher moisture content and smaller particle size distribution. Storage of moist bark in large piles leads to temperature development and subsequently a few percent losses in dry weight. The temperature development in the piles of recovered wood is limited and more dependent on ambient conditions. No effects of partial covering of the piles were found since the covering was most likely too small. It was found out that the method of quantifying biomass losses used in this report needs to be improved to be able to quantify small biomass losses during short-term storage, since it is not sensitive enough. The best way to store biomass at a heating plant for minimal fuel losses is under roof and with as low initial moisture content and large particle size distribution as possible. En ökad användning av biobränslen, som är biomassa avsedd för att användas som bränsle, är viktig inför en framtida omställning av energisystemet. Innan biobränslen nyttjas måste de mer eller mindre alltid lagras, vilket medför en del problem. Temperaturutveckling i bränslestackar med risk för självantändning, försämring av bränslekvaliteten och bränsleförluster är exempel på dessa problem. Detta examensarbete har genomförts på Vattenfall Research and Development AB, Älvkarleby. Innebörden av examensarbetet har varit att undersöka och kvantifiera bränsleförluster vid korttidslagring (1-2 månader) av bark och RT-flis i stackar utomhus vid Johannes kraftvärmeverk, Gävle. Två lagringskampanjer har genomförts, kampanj 1, två månaders sommarlagring av bark och RT-flis, och kampanj 2, höstlagring av RT-flis under 1 månad. I kampanj 1 lagrades fem stackar, två stora RT-flisstackar samt tre barkstackar (två stora och en liten). Vardera en av de stora RT- samt barkstackarna var täckta på toppen av en presenning för att undersöka täckningseffekter. Den lilla barkstacken byggdes upp för att undersöka skalförhållanden mellan en stor och en liten stack. Kampanj 2 utgjordes av två stycken stora RT-flisstackar, varvid den ena hade en presenning på toppen. Temperaturen mättes på tre olika nivåer för de stora stackarna samt på en nivå för den lilla barkstacken i kampanj 1 samt på två olika nivåer i kampanj 2. Biomassan i båda kampanjerna studerades och analyserades utifrån fukthalt, askhalt samt värmevärde. Från den otäckta stacken i kampanj 1 samlades även lakvatten upp. Bränsleförlusterna definierades som förluster i torrmateria samt minskning av det effektiva värmevärdet. I kampanj 1 så var temperaturutvecklingen stor i barkstackarna, där de stora stackarna nådde en temperatur på cirka 75°C och den lilla stacken en temperatur på cirka 60°C. Anledningen varför temperaturutvecklingen var så häftig var förmodligen på grund av barkmaterialets höga initiala fukthalt samt den relativt lilla partikelstorleken. I RT-flisstackarna var dock temperaturutvecklingen marginell, låg som oftast runt 15-20°C, där temperaturen till stor del följde utomhustemperaturen. Detta tros bero på att RT-flisen hade mycket låg initial fukthalt samt stor partikelstorlek. I kampanj 2 sågs samma mönster för temperaturutvecklingen, där stacktemperaturen till stor del följde utomhustemperaturen. Dock var RT-flisens fukthalt i kampanj 2 högre än 20 vikt- %, vilket anses vara gränsen för att mikrobiell tillväxt skall vara möjlig. Mikrobiell tillväxt är den största orsaken till ökad temperatur i en biobränslestack. Av detta kan slutsatsen om att partikelstorleken är mer betydande än fukthalten för temperaturutvecklingen i en biobränslestack. Askhaltsanalyserna visade i båda kampanjerna på marginella förändringar som inte kan kopplas till själva lagringen utan endast av naturlig karaktär. Förändringarna i både det kalorimetriska samt det effektiva värmevärdet var också marginella för RT-flisstackarna i båda kampanjerna. Den lilla barkstacken visade en minskning av det effektiva värmevärdet med cirka 2.8 %, medan de stora barkstackarna visade en ökning på drygt 3.2 %. Det ökade värmevärdet i de stora barkstackarna var förmodligen på grund av torkingseffekten i stackarna. Torrmateriaförluster är minskning i det lagrade materialets torrvikt. RTflisstackarna visade marginala torrmateriaförluster i båda kampanjerna. Den lilla barkstacken visade ej tillförlitliga data varför inte mycket kan sägas om eventuella substansförluster. De stora barkstackarna visade substansförluster dock med för osäkra data för att göra en kvantifiering av dess storlek. Inga synbara effekter av presenningarna sågs eftersom de med all sannolikhet täckte för liten del av stackarna. En slutsats av försöken är att metoden som använts för att kvantifiera bränsleförluster behöver förbättra eftersom den inte är känslig nog i nuläget att kvantifiera små bränsleförluster under korttidslagring. Det bästa sättet att lagra biomassa för minimala bränsleförluster vid ett värmeverk är med så stor partikelstorlek samt med så låg initial fukthalt som möjligt. Lagringen skall också fördelaktigt hållas under tak och under så kort tid som möjligt. SLU/Dept. of Energy and Technology 2009 H3 eng swe https://stud.epsilon.slu.se/883/ |
| spellingShingle | Short-term storage Outdoor Piles Biomass losses Bark Recovered Wood Anheller, Martin Biomass losses during short-term storage of bark and recovered wood |
| title | Biomass losses during short-term storage of bark and recovered wood |
| title_full | Biomass losses during short-term storage of bark and recovered wood |
| title_fullStr | Biomass losses during short-term storage of bark and recovered wood |
| title_full_unstemmed | Biomass losses during short-term storage of bark and recovered wood |
| title_short | Biomass losses during short-term storage of bark and recovered wood |
| title_sort | biomass losses during short-term storage of bark and recovered wood |
| topic | Short-term storage Outdoor Piles Biomass losses Bark Recovered Wood |