Orgaanisten materiaalivirtojen pyrolyysistä

Transkriptio

1 Orgaanisten materiaalivirtojen pyrolyysistä Kimmo Rasa, vanhempi tutkija, MMT Luonnonvarakeskus Sivuhyöty-hankkeen Seminaari

2 Esityksen sisältö Pyrolyysi teknologiavaihtoehtona Laboratoriomittakaavan pyrolyysilaitteisto Esimerkkejä tuloksista Keskustelua pyrolyysin mahdollisuuksista kasvissivutuotteiden kohdalla

3 Teknologiavaihtoehtona pyrolyysi Materiaali kuumennetaan hapella rajoitetuissa olosuhteissa Pilkkoo orgaanisia yhdisteitä pelkistetyissä olosuhteissa Jakeistamismenetelmä Soveltuu kuiville tai kuivatuille orgaanisille materiaaleille Luken hidaspyrolyysilaitteisto ºC 2 ºC min -1 Raaka-ainetta ½ kg Raaka-aineen käyttäytyminen pyrolyysissä Lopputuotteiden määrää ja laatu 3

4 Pyrolyysilaite Lämpötilakäyrä Kuivattu raaka-aine Näyte Raakaliete putsarilta, Sakokaivoliete 310 ºc X 410 ºC Pilotlaite Mädätysjäännös X X X Lannat: broileri, sika, hevonen Puu, lampaanvilla, olki X x X X X Step Time Temp C/min Cooling Kaasu 4 Hiili Neste H 2 + CO + CH 4 + C 2 H 6 + CH 2 O + H 2 O + CO 2 +?

5 Mobiili pilottimittakaavan laite Traktorivetoinen Lämmitys puulla ja pyrolyysikaasulla Lämpötila-anturit x 4 Lauhdutin Nesteen talteenotto Kaasun jälkipoltin Laite nyt Egyptissä Mädäte 5 MTT Agrifood Research Finland

6 saanto % saanto % Saanto Kuivan raaka-aineen massa voidaan puolittaa (saanto 50%) Lämpötilan noustessa neste ja kaasu jakeiden osuus kasvaa ja kiintoaineen massa pienenee Hiilifraktioon jäävien alkuaineiden pitoisuudet kasvaa Saanto Kaasu Neste Hiili Raakaliete_310 Mädäte_ Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus

7 Hiilijakeen fosfori Lietteen ja mädätteen fosforipitoisuus kasvoi pyrolyysissä Fosforipitoisuus mineraalilannoitteiden tasoa, 3-6% Sian lietelannasta erotellun kuitujakeen fosforipitoisuus pyrolysoituna superfosfaatin luokkaa P g kg

8 P g kg-1 Fosforin liukoisuus Hedley n fraktiointi(mod.), peräkkäisten uuttojen menetelmä Pyrkii kuvaamaan kuinka voimakkaasti fosfori on sitoutunut Labiili = kasveille helposti käyttökelpoinen fosfori Ei korvaa kasvatuskokeita lannoitevasteen selvittämiseksi Puhdistamoliete ja mädäte, P niukkaliukoisessa muodossa Pyrolyysi ei lisää helppoliukoisen fosforin määrää Maa- ja elintarviketaloud en tutkimuskeskus HCl NaOH Labile Superfosfaatti SikakuituPO_410 Raakaliete_310 Mädäte_310 Mädäte_Pilot

9 Raskasmetallit Maa- ja metsätalousministeriön asetus lannoitevalmisteista 24/11 Ei huolestuttavia pitoisuuksia Poikkeuksena polymeerisaostettu sian lietelannan sinkkipitoisuus mg kg -1 Lannoitevalmiste Hg Cd Cr Cu Pb Ni Zn SikakuituPO_410 0,01 0, Raakaliete_310 0,03 0, raakaliete_410 0,01 1, Mädäte_310 0,03 1, Mädäte _410 0,00 1, Mädäte_Pilot 0,01 1, Sakokaivo_310 0,04 0, Sakokaivo-410 0,01 0, MMM, Asetus 24/11 1 1,

10 Yhteenveto Esikuivatun raaka-aineen massa voidaan pyrolyysin avulla puolittaa. Helpompi kuljettaa, varastoida ja jatkojalostaa rakeiseen muotoon Yli 50 % raaka-aineen hiilestä säilyi prosessissa Hiilipitoinen lannoitevalmiste, hiilen sidonta maaperään Fosforin konsentraatio kasvaa hiilifraktiossa Jatkotutkimukset fosforin käyttökelpoisuuden osalta Hiilijakeiden raskasmetallipitoisuudet eivät ylittäneet asetettuja raja-arvoja Tutkittava miten pyrolyysi vaikuttaa patogeenien ja orgaanisten haitta-aineiden määriin lopputuotteessa Orgaaniset haitta-aineet, Polyaromaattisiset hiilivedyt (PAH)

11 Käynnissä olevia hankkeita PRecover, Jätevesien fosfori kiertoon lannoitteeksi Jätevesilietteen fosforin käyttökelpoisuuden parantaminen Torrefikaatio, pyrolyysi, Märkähiillytys (HTC), poltto PProduct Promise,Phosphorus Recycling of Mixed Substances Poltto, ravinteiden talteenotto tuhkasta CircuNuts-Sustainable recovery and recycling of nutrients safety and efficacy Interreg Baltig Sea Region Program (BSR) Teknologiat lannan ja lietteen käsittelyyn, ravinteiden kierrätys, kierrätysravinnemarkkinat Mobile Flip, Horizon 2020 Mobile and Flexible Industrial Processing of Biomass

12 Kiitos!

13 13 Teppo Tutkija