Miten ymmärtää puubiomassan kaasutusta paremmin? - Hiilen kaasutusmallin kehittäminen

Samankaltaiset tiedostot
Capacity Utilization

The CCR Model and Production Correspondence

Käytännön kokemuksia osallistumisesta EU projekteihin. 7. puiteohjelman uusien hakujen infopäivät 2011

ENE-C2001 Käytännön energiatekniikkaa (KET) VTT Bioruukki / tehtävänanto

16. Allocation Models

Kaasutukseen perustuvat CHP-tekniikat. ForestEnergy2020 -tutkimus- ja innovaatio-ohjelman vuosiseminaari, Joensuu,

ReFuel 70 % Emission Reduction Using Renewable High Cetane Number Paraffinic Diesel Fuel. Kalle Lehto, Aalto-yliopisto 5.5.

Catalytic conversion of synthesis gas: Methods and applications

Making use of BIM in energy management

Indoor Environment

VBE2 Työpaketit Jiri Hietanen / TTY

Sähköjärjestelmän käyttövarmuus & teknologia Käyttövarmuuspäivä

Collaborative & Co-Creative Design in the Semogen -projects

Tulevaisuuden energiateknologiat - kehitysnäkymiä ja visioita vuoteen ClimBus-ohjelman päätösseminaari kesäkuuta 2009 Satu Helynen, VTT

A new model of regional development work in habilitation of children - Good habilitation in functional networks

Social and Regional Economic Impacts of Use of Bioenergy and Energy Wood Harvesting in Suomussalmi

WAMS 2010,Ylivieska Monitoring service of energy efficiency in housing Jan Nyman,

WP3 Decision Support Technologies

Kaasutus tulevaisuuden teknologiana haasteita ja mahdollisuuksia

Kaasutuksen T&Kaktiviteetteja

Space for work, meetings and events. Expert Services for knowledge intensive and growth oriented SME s

Chemistry in Biomass Combustion ChemCom

Constructive Alignment in Specialisation Studies in Industrial Pharmacy in Finland

Uusien liikenteen biopolttoaineteknologioiden

Master s Programme in Building Technology Rakennustekniikka Byggteknik

Stormwater filtration unit

Capacity utilization

Research plan for masters thesis in forest sciences. The PELLETime 2009 Symposium Mervi Juntunen

Liikenteen biopolttoaineet

Valuation of Asian Quanto- Basket Options

Mitä uutta energiajalosteiden ja liikennepolttoaineiden tuotannosta?

Case: Ydinvoimalan käyttöautomaation allianssi

Teollinen Internet & Digitalisaatio 2015

KURSSIEN POISTOT JA MUUTOKSET LUKUVUODEKSI

Parisiin sopimus vs. Suomen energia- ja ilmastostrategia 2030

Innovative and responsible public procurement Urban Agenda kumppanuusryhmä. public-procurement

Students Experiences of Workplace Learning Marja Samppala, Med, doctoral student

KONEOPPIMINEN SISÄLLÖNTUOTANNOSSA CASE NESTE

7.4 Variability management

Alternative DEA Models

Lataa Cognitive Function in Opioid Substitution Treated Patiens - Pekka Rapeli. Lataa

Other approaches to restrict multipliers

Exercise 1. (session: )

Laskentaoletukset ja laskentamenetelmien kehitystarpeet

Metsäbiomassaan perustuvien nestemäisten biopolttoaineiden ilmastovaikutukset

METSÄT JA ENERGIA Kannattaako keskittyä hajautettuun? Pekka Peura

Seppo Niemi Energiatekniikka Teknillinen tiedekunta

ELEMET- MOCASTRO. Effect of grain size on A 3 temperatures in C-Mn and low alloyed steels - Gleeble tests and predictions. Period

Kansainvälisiä tutkimus- ja kehitysprojekteja ekotehokkaan rakennetun ympäristön tuottamiseen, käyttöön ja ylläpitoon

Finnish Solar Revolution

Land-Use Model for the Helsinki Metropolitan Area

7. Product-line architectures

VALTAKUNNALLINEN YLIOPISTOKESKUSSEMINAARI Tulevaisuuden innovaatioiden, oppimisen ja osaamisen ekosysteemejä

Teknologian tutkimuskeskus VTT. Energia- ja moottoritutkimus. Nils-Olof Nylund

Suunnittelutyökalu kustannusten ja päästöjen laskentaan

CO2-tavoitteet aluesuunnittelussa; Case Lontoo

Geoenergian tulevaisuuden visio. Jari Suominen

Gap-filling methods for CH 4 data

NBS projektin tilannekatsaus. Tasevastaavapäivä Pasi Aho

Enterprise Architecture TJTSE Yrityksen kokonaisarkkitehtuuri

3 9-VUOTIAIDEN LASTEN SUORIUTUMINEN BOSTONIN NIMENTÄTESTISTÄ

hyvinvointia pohjoisen villamateriaalista

Energia-alan kehitys vs. Parisiin sopimus vs. Suomen energia- ja ilmastostrategia 2030

Efficiency change over time

AKKREDITOITU TESTAUSLABORATORIO ACCREDITED TESTING LABORATORY

AKKREDITOITU TESTAUSLABORATORIO ACCREDITED TESTING LABORATORY PÖYRY FINLAND OY, ENERGIA, MITTAUSPALVELUT

Poistuvat kurssit ja korvaavuudet (RRT ja YYT)

Smart City -ratkaisut

Prosessien kehittäminen. Prosessien parantaminen. Eri mallien vertailua. Useita eri malleja. Mitä kehitetään?

Tulevaisuuden kaukolämpöasuinalueen energiaratkaisut (TUKALEN) Loppuseminaari

LYTH-CONS CONSISTENCY TRANSMITTER

Research in Chemistry Education

Storages in energy systems

Tarua vai totta: sähkön vähittäismarkkina ei toimi? Satu Viljainen Professori, sähkömarkkinat

Ostamisen muutos muutti myynnin. Technopolis Business Breakfast

The role of 3dr sector in rural -community based- tourism - potentials, challenges

KEMIANTEKNIIKAN DI-OHJELMA MASTER S DEGREE PROGRAMMES IN CHEMICAL ENGINEERING 2014-

ProAgria. Opportunities For Success

KANNATTAVUUDEN ARVIOINTI JA KEHITTÄMINEN ELEMENTTILIIKETOIMINNASSA

Mat Seminar on Optimization. Data Envelopment Analysis. Economies of Scope S ysteemianalyysin. Laboratorio. Teknillinen korkeakoulu

Biometaanin tuotannon ja käytön ympäristövaikutusten arviointi

CFD Lappeenrannan teknillisessä yliopistossa. Jouni Ritvanen.

Seppo Niemi Energiatekniikka Teknillinen tiedekunta


Tork Paperipyyhe. etu. tuotteen ominaisuudet. kuvaus. Väri: Valkoinen Malli: Vetopyyhe

Uutta ja uusiutuvaa Energia-alan kehitys vs. Parisiin sopimus. Prof. Jarmo Partanen Ilmastoseminaari

Aurinkoenergia kehitysmaissa

Health and welfare effects of wood and bio-based materials in Construction

BENTOMAP = Bentoniitti- ja tunnelin täyteainetutkimuksen osaamistason kartoitus

Ubicom tulosseminaari

On instrument costs in decentralized macroeconomic decision making (Helsingin Kauppakorkeakoulun julkaisuja ; D-31)

Älykäs erikoistuminen. Kristiina Heiniemi-Pulkkinen

ATLAS-kartan esittely - Peli palveluiden yhteiskehittämisen menetelmistä Päivi Pöyry-Lassila, Aalto-yliopisto

Konetekniikan koulutusohjelman opintojaksomuutokset

Energia ja ympäristötekniikan oppimistiimi (EY-tiimi)

EU FP7 EURATOM vuoden 2011 työohjelman valmistelu, mitä tiedetää. ään n? Reaktoriturvallisuus

AKKREDITOITU TESTAUSLABORATORIO ACCREDITED TESTING LABORATORY PÖYRY FINLAND OY, ENERGIA, MITTAUSPALVELUT

Green Growth Sessio - Millaisilla kansainvälistymismalleilla kasvumarkkinoille?

APA-tyyli. Petri Nokelainen

CIO muutosjohtajana yli organisaatiorajojen

Transkriptio:

Miten ymmärtää puubiomassan kaasutusta paremmin? - Hiilen kaasutusmallin kehittäminen How to Improve Understanding of Gasification of Woody Biomass? - Development of the Carbon Gasification Model Researcher Sanna Oikari, Kokkola University Consortium Chydenius Professor Jukka Konttinen, University of Jyväskylä, Dept. of Chemistry 1

Carbon balance Hiilitase 2

Energy balance Energiatase 3

Research plan WP1 Share of the project: Optimization of the gasification process Mathematical models for: Material balance Energy balance Efficiency and carbon conversion > create a common measurement and calculation method comparison to measurements 4

Modeling benefits Easy to test many variables Understand phenomenon more deeply optimization of gasification process Cost efficient Safe A working model can also be applied in design and simulation of a commercial process Also operator training can become possible Model needs to be validated with experimental results 5

Downdraft Gasifier Modeling One dimensional Model Focus on reduction zone of the gasifier Based on equations: material and energy conservation, reaction rate, pressure gradient of a fluid flowing through a bed etc. 6

Model References GILTRAP D.L. et al. A steady state model of gas char reactions in a downdraft biomass gasifier. Solar Energy, January 2003, Vol. 74, Issue 1, pp. 85 91. WANG Y and KINOSHITA C.M. Kinetic model of biomass gasification. Solar Energy, 1993, Vol. 51, pp 19 25. BABU B.V. and SHETH P.N. Modeling and Simulation of Reduction Zone of Downdraft Biomass Gasifier: Effect of Char Reactivity Factor. Energy Conversion and Management, September 2006, Vol. 47, Issues 15 16, pp. 2602 2611 BABU B.V. and SHETH P.N. Modeling and Simulation of Reduction Zone of Downdraft Biomass Gasifier: Effect of Air to Fuel Ratio. Journal on Engineering and Technology, 2007, Vol. 2, Issue 3, pp. 35 40 GAO N. and LI A. Modeling and simulation of combined pyrolysis and reduction zone for a downdraft biomass gasifier. Energy Conversion and Management, December 2008, Vol. 49, Issue 12, pp. 3483 3490. 7

Model References KOUFOPANOS C.A., LUCCHESI A. and MASCHIO G. Kinetic modelling of the pyrolysis of biomass and biomass components. The Canadian Journal of Chemical Engineering, February 1989, Vol. 67, Issue 1, pp. 75 84. ROY P.C., DATTA A. and CHAKRABORTY N. Modelling of a downdraft biomass gasifier with finite rate kinetics in the reduction zone. International Journal of Energy Research, July 2009, Vol. 33, Issue 9, pp. 833 851. ZAINAL Z. A. et al. Prediction of performance of a downdraft gasifier using equilibrium modeling for different biomass materials. Energy Conversion and Management, August 2001, Vol. 42, Issue 12, pp. 1499 1515 RATNADHARIYA J.K. and CHANNIWALA S.A. Three zone equilibrium and kinetic free modeling of biomass gasifier a novel approach. Renewable Energy, April 2009, Vol. 34, Issue 4, pp. 1050 1058. THUNMAN H. et al. Composition of Volatile Gases and Thermochemical Properties of Wood for Modeling of Fixed or Fluidized Beds. Energy Fuels, 2001, Vol. 15, Issue 6, pp. 1488 1497. 8

Model results Product gas composition Model results compared with measurements made in Sievi pilot gasifier Case 1 is gasificators typical gas composition Case 2 and 3 are earlier measurements 9

Comparison Model results compared with typical product gas composition 10

Comparison Model results compared with case 2 gas composition 11

Comparison Model results compared with case 3 product gas composition 12

Fuel moisture 13

Carbon balance Carbon balance of Centrias pilot plant at Sievi Approximations: 30 % of air needed in combustion Output/Input relation calculation near 100 % 14

Further development Model improvement Less difference between experimental values and model results measurements from same experiment more measurements, less evaluated values 15

Conclusions Material and energy balance are one way to analyze and optimize gasification. Model predicted quite well product gas composition, but development continues in future. Modeling is useful tool, because it s cost efficient and it increases understanding. 16

References 1. PIENINIEMI, K. ja MUILU, Y.; Kaasutus ja tuotekaasun analysointi, kirjassa: Lassi, Ulla ja Wikman, Bodil (toim.), Biomassan kaasutus sähköksi, lämmöksi ja biopolttoaineiksi, HighBio projektijulkaisu, Jyväskylän yliopisto, Kokkolan yliopistokeskus Chydenius, Kokkola 2011 2. MUILU, Y.; EK puukaasu Loppuraportti, Centria tutkimus ja kehitys, Ylivieska, 15.09.2007 3. LAMPINEN, A.; Uusiutuvan liikenne energian tiekartta. Pohjois Karjalan ammattikorkeakoulun julkaisuja B:17, Joensuu 2009, 437 s. 4. Maol taulukot, Otava, Helsinki 1996 5. ALAKANGAS, E. 2000. Suomessa käytettävien polttoaineiden ominaisuuksia, Otamedia Oy, Espoo, Valtion teknillinen tutkimuskeskus, VTT tiedotteita 2045. 6. SOUZA SANTOS, M.L. 2010. Solid Fuels Combustion and Gasification, Modeling, Simulation and Equipment Operations, CRC Press Taylor &Francis Group, London 17