Biopolttoaineiden kemialliset ominaisuudet, Bionorm2 projektin tuloksia ja CEN/TC 335, WG5

Samankaltaiset tiedostot
Pellettien pienpolton haasteet TUOTEPÄÄLLIKKÖ HEIKKI ORAVAINEN VTT EXPERT SERVICES OY

AKKREDITOITU TESTAUSLABORATORIO ACCREDITED TESTING LABORATORY EUROFINS LABTIUM OY

Kemialliset menetelmät kiinteille biopolttoaineille

AKKREDITOITU TESTAUSLABORATORIO ACCREDITED TESTING LABORATORY LABTIUM OY

Liitetaulukko 1/11. Tutkittujen materiaalien kokonaispitoisuudet KOTIMAINEN MB-JÄTE <1MM SAKSAN MB- JÄTE <1MM POHJAKUONA <10MM

AKKREDITOITU TESTAUSLABORATORIO ACCREDITED TESTING LABORATORY LUONNONVARAKESKUS VANTAA, ROVANIEMI

Kokemuksia muiden kuin puupellettien poltosta

Haitta-aineiden sitoutuminen sedimenttien stabiloinnissa. Satamien ympäristöverkon teemapäivä,

BIOTUHKIEN HYÖDYNTÄMINEN - KEMIALLINEN NÄKÖKULMA

AKKREDITOITU TESTAUSLABORATORIO ACCREDITED TESTING LABORATORY NAB LABS OY

MINERAALI- TUOTTEET Kierrätys ja Mineraalituotteet

FINAS-akkreditoitu testauslaboratorio T 025. SELVITYS ENDOMINES OY:n SIVUKIVINÄYTTEIDEN LIUKOISUUDESTA

Rakennustuotteiden vaarallisten aineiden arviointi CEN/TC 351. Uudet yhteiset standardit ympäristöanalytiikkaan SFS Pekka Vuorinen

VTT:n kaasutustekniikan erikoismittaukset. Sanna Tuomi, Matti Reinikainen , PIKOKAASU-seminaari VTT Technical Research Centre of Finland

17VV VV Veden lämpötila 14,2 12,7 14,2 13,9 C Esikäsittely, suodatus (0,45 µm) ok ok ok ok L. ph 7,1 6,9 7,1 7,1 RA2000¹ L

17VV VV 01021

AKKREDITOITU TESTAUSLABORATORIO ACCREDITED TESTING LABORATORY

Standardien merkitys jätelainsäädännössä

TC 127 pintakerrokset ja katteet Tilannekatsaus

Kuusakoski Oy:n rengasrouheen kaatopaikkakelpoisuus.

Kannettavan XRF-analysaattorin käyttö moreenigeokemiallisessa tutkimuksessa Pertti Sarala, Anne Taivalkoski ja Jorma Valkama

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

AKKREDITOITU TESTAUSLABORATORIO ACKREDITERAT TESTNINGSLABORATORIUM ACCREDITED TESTING LABORATORY

RAKEISTETTUJEN BIOTUHKIEN HYÖDYNTÄMISEN TULEVAISUUS - KEMIALLINEN NÄKÖKULMA

HEVOSENLANNAN PIENPOLTTOHANKKEEN TULOKSIA. Erikoistutkija Tuula Pellikka

Sähköntuotanto energialähteittäin Power generation by energy source

Sähköntuotanto energialähteittäin Power generation by energy source

Sähköntuotanto energialähteittäin Power generation by energy source

Liikennepolttonesteiden standardisointi. Perustietoja liikennepolttonesteiden standardisoinnista Öljy- ja biopolttoaineala ry Tammikuu 2016

Määräys STUK SY/1/ (34)

Malmi Orig_ENGLISH Avolouhos Kivilajien kerrosjärjestys S Cu Ni Co Cr Fe Pb Cd Zn As Mn Mo Sb

Interlaboratory Proficiency Test 06/2015

JÄTTEIDEN, ERITYISESTI BIOTUHKIEN JA JÄÄNNÖSHIILEN HYÖDYNTÄMINEN - KEMIALLINEN NÄKÖKULMA

Sähköntuotanto energialähteittäin Power generation by energy source

Vihreämmän energian haasteet - Biomassa ja yhdyskuntajäte polttoaineina

AKKREDITOITU TESTAUSLABORATORIO ACCREDITED TESTING LABORATORY


TUTKIMUSTODISTUS 2012E

Sähköntuotanto energialähteittäin Power generation by energy source

Atomispektroskopia kaivosteollisuudessa

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

KEHÄVALU OY Mattilanmäki 24 TAMPERE

TUTKIMUSSELOSTE. Tarkkailu: Talvivaaran prosessin ylijäämävedet 2012 Jakelu: Tarkkailukierros: vko 2. Tutkimuksen lopetus pvm

JAKSOLLINEN JÄRJESTELMÄ

SEMINAARI SFS:SSÄ UUDET YHTEISET STANDARDIT YMPÄRISTÖANALYTIIKKAAN? PENTTI MANNINEN

Energiaturpeen laatuohjeen 2006 käyttö energiateollisuudessa. Matti Nuutila, ET Eija Alakangas, VTT Jaakko Lehtovaara, Vapo Oy

Neulastutkimus Tampereen Tarastenjärvellä

FORTUM POWER AND HEAT OY LENTOTUHKAN HYÖTYKÄYTTÖKELPOISUUS 2017 (ANALYYSIT), LAADUNVALVONTA

Biopolttoainemarkkinat ja standardit - seminaari , VTT Vuorimiehentie 5 Auditorio, Espoo Antero Moilanen, VTT

Interlaboratory Proficiency Test 6/2014

Puun pienpolton p hiukkaspäästöt

Metsäbiomassaan perustuvien nestemäisten biopolttoaineiden ilmastovaikutukset

Energiaturpeen laatuohje Eija Alakangas, VTT Jaakko Lehtovaara, Vapo Oy

Your Clean Water Assurance

Sähköntuotanto energialähteittäin Power generation by energy source

Sähköntuotanto energialähteittäin Power generation by energy source

Sähköntuotanto energialähteittäin Power generation by energy source

AKKREDITOITU TESTAUSLABORATORIO ACCREDITED TESTING LABORATORY

TUTKIMUSTODISTUS. Jyväskylän Ympäristölaboratorio. Sivu: 1(1) Päivä: Tilaaja:

LX 70. Ominaisuuksien mittaustulokset 1-kerroksinen 2-kerroksinen. Fyysiset ominaisuudet, nimellisarvot. Kalvon ominaisuudet

Biomassan poltto CHP-laitoksissa - teknologiat ja talous

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

Kenttätutkimus hiiliteräksen korroosiosta kaukolämpöverkossa

Firan vesilaitos. Laitosanalyysit. Lkm keski- maksimi Lkm keski- maksimi

Ympäristökriteerit osana kokonaistaloudellisuutta

SISÄLLYSLUETTELO 1. LAITOKSEN TOIMINTA YMPÄRISTÖN TARKKAILU

Biomassan hyötykäytön lisääminen Suomessa. Mika Laine

SYKE Proficiency Test 5/2009

Jätteen rinnakkaispolton vuosiraportti

HORISONTAALIMENETELMIEN KÄYTTÄJÄKOKEMUKSIA UUDET YHTEISET STANDARDIT YMPÄRISTÖANALYTIIKKAAN? 2014/05/13

BIOTUHKIEN HYÖDYNTÄMISPOTEN- TIAALI - KEMIALLINEN NÄKÖKULMA

Í%SC{ÂÂ!5eCÎ. Korvaa* Kevitsan vesistötarkkailu, PERUS, marraskuu 2018

Kevitsan vesistötarkkailu, perus, syyskuu 2018

Sähköntuotanto energialähteittäin Power generation by energy source

Lkm keski- maksimi Lkm keski- maksimi. Lkm keski- maksimi Lkm keski- maksimi

Polttoaineiden laatuvaatimukset ja luokat moniosainen standardi

AKKREDITOITU TESTAUSLABORATORIO ACCREDITED TESTING LABORATORY

kansainvälisyys JACQUET johtava, maailmanlaajuinen ruostumattomien kvarttolevyjen käyttäjä 483 työntekijää

Elodean käyttö maanparannusaineena ja kasvitautitorjunnassa

Analyysi Menetelmä Yksikkö Kaivovesi Tehdasalue P1. 148,4 Alkaliniteetti Sis. men. O-Y-003 mmol/l < 0,02 Väriluku. lämpötilakompensaatio

TURUN JÄTTEENPOLT- TOLAITOS SAVUKAASUJEN RASKASMETALLI- JA DIOKSIINIMITTAUKSET 2013

CFD:n KEHITTÄMISTARPEET JA KEHITTÄMISMAHDOLLISUUDET VTT:n NÄKEMYKSIÄ. Lars Kjäldman CFD kehitysseminaari

Kivihiili lähellä ja kaukana. Helen hiilineutraaliksi 2050 Pölyistä pienhiukkasiin Ilmastonsuojelu ja ilmansuojelu Mielikuvia.

Säteilyturvakeskuksen määräys turvallisuusluvasta ja valvonnasta vapauttamisesta

KK4 P25 KK2 P24 KK1 KK3 P26 KK5 P23. HP mg/kg öljy. HP mg/kg öljy. Massanvaihto 2004 (syv. 3m) Massanvaihto 2000

EURACHEM / CITAC -ohjeen yleisesittely. Kemiallisten mittausten jäljitettävyys. 1. EURACHEM / CITAC ohje ja esite. 2. LGC VAM -ohjelman ohje

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

Ajankohtaisia uutisia CENstandardisointityöstä

AKKREDITOITU TESTAUSLABORATORIO ACCREDITED TESTING LABORATORY

Nummelan hulevesikosteikon puhdistusteho

Jäteperäistä biomassaa voimaloihin suurilla osuuksilla Biosafe TEKES 40181/06

TEST REPORT Nro VTT-S Air tightness and strength tests for Furanflex exhaust air ducts

2 Development of Test Method for nonwood Small-scale Combustion Plants. 3 Combustion Characteristics of Ash Rich Pellets

AKKREDITOITU TESTAUSLABORATORIO ACCREDITED TESTING LABORATORY

AKKREDITOITU TESTAUSLABORATORIO ACCREDITED TESTING LABORATORY

TUTKIMUSSELOSTE. Tutkimuksen lopetus pvm. Näkösyv. m

Tutkimustodistus AR-18-RZ Sivu 1/5 Päivämäärä

KOKOEKO-seminaari Jätteen syntypaikkalajittelun merkitys leijupetipoltossa Timo Anttikoski, Myyntipäällikkö, Andritz Oy

Kuva Kuerjoen (FS40, Kuerjoki1) ja Kivivuopionojan (FS42, FS41) tarkkailupisteet.

Mamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus

Transkriptio:

Biopolttoaineiden kemialliset ominaisuudet, Bionorm2 projektin tuloksia ja CEN/TC 335, WG5 EU Bionet3, Espoo 23.3.2010 Jussi Ranta VTT Technical Research Centre of Finland

Biopolttoaineiden tulevat EN standardit 2010-11 kemiallisiin mittauksiin liittyen pren 15104 Solid biofuels Determination of total content of carbon, hydrogen and nitrogen (C,H,N) Instrumental methods pren 15289 Solid biofuels Determination of total content of sulphur and chlorine (S) pren 15105 Solid biofuels Methods for determination of the water soluble content of chloride, sodium and potassium (Cl, Na, K) pren 15290 Solid biofuels Determination of major elements (Al, Ca, Fe, Mg, P, K, Si, Na and Ti) pren 15296 Solid biofuels Determination of minor elements (As, Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Mn, Mo, Ni, Pb, Sb, V and Zn) (pren 15297 Solid biofuels Calculation of analyses to different bases)

Tavoitteet Tavoitteena hallita standardimittauksilla esim. Käytettävyysongelmat: kuonaantuminen ja tuhkan sulaminen myös pienessä kokoluokassa, Cl, S, K, Na, Si, Ca, Mg, Al, P Päästöt: tiukkenevat rajoitukset esimerkiksi typen oksidien kohdalla. Pitoisuudet voivat olla korkeita (N, Cl, S, raskasmetallit) joillakin biopolttoaineilla Tuhkan hyödyntäminen (Cd, C elem, C inorg, C org, etc.)

Bionorm2 projektissa tutkittuja biomassoja Fir without bark Lämpö- ja voimalaitokset 13 Mm Woodchips 3 Kotitaloudet 6,1 Mm 3 Bark Hardwood and glue Almond kernels Coconut Palm kernels Rape straw Straw Cynara Orujillo (Olive residue) Seaweed [Maize resiudes, Wine & Fruit residues]

Bionorm2 projektin tuloksia Hiilipitoisuus 32,8-51,3 % (d) Vetypitoisuus 4,0-6,1 % (d) Typpipitoisuus 0,05-2,65 % (d) Lämpöarvo Tuhkapitoisuus 0,25-32,9 % (d) Rikkipitoisuus 0,006-2,11 % (d) Klooripitoisuus 0,004-1,65 % (d) Natriumpitoisuus 353-23152 mg/kg (d) Pii 455-55262 mg/kg (d) Kalsium 831-47146 mg/kg Hivenalkuaineet Cd: 0,008-0,767 mg/kg (d), Pb: 0,10-22,5 mg/kg (d), Hg 0,0025-0,0321 mg/kg (d) Tuhkan sulaminen

Mittausten Round Robin hyväksymiskriteerit tulokset Repeatability r abs r rel [%] [%] Reproducibility R abs R rel [%] [%] < 0,1% 0,1 0,2 Ash 1-10% 0,3 0,5 >10% 2 4 Carbon 0,5 1,5 Hydrogen 0,25 0,5 Nitrogen < 0,5% 0,05 0,1 > 0,5% 10 20 Chloride < 0,05% 0,005 0,01 > 0,05% 10 20 Sulphur < 0,05% 0,005 0,01 > 0,05% 10 20 Chloride < 0,05% 0,005 0,01 water soluble > 0,05% 10 20 Na and K < 0,01% 0,001 0,002 water soluble > 0,01% 10 20

Biojnorm2 Round Robin tuloksia Round Robin Täydellisen 100 % läpinäkyvä RR kahdessa vaiheessa 1. :ssa vaiheessa 5 laboratoriota, 2.:ssa vaiheessa n. 30 Laboratorioissa on (aina) paitsi jyviä myös akanoita Mielenkiintoinen kirjo polttoaineita Näin kirjavalle joukolle materiaaleja oli mahdotonta luoda yhteistä kriteeristöä mittaustulosten hyväksymiselle

Bionorm 2 Round Robin tuloksia Esimerkki: puuhakkeen hiilipitoisuus, 32 laboratoriota 53.0 wt.-% Outlier C s 2 max n 2 s i 1 52.0 51.0 50.0 G x x / p extr s p 49.0 48.0 Outlier Outlierit eliminoitu Cochranin Ja Grubbsin testeillä 47.0 46.0 Outlier 45.0 21 30 19 26 13 34 20 17 11 38 18 3 35 6 25 14 37 5 2 7 12 16 8 27 15 36 24 28 29 39 1 4 9 10 22 23 31 32 33 40 Lab Code No.

Bionorm 2 Round Robin tuloksia, hiili (C) Hiilipitoisuus C(d) ja C(daf) C, % 55 50 45 Rape straw Straw Bark Thistle Orujillo Orujillo Coconut shells Palm kernels Almond shells Hardwood Wood chips Fir without bark 40 35 Seaweed 30 0 2 4 6 8 10 12 14 Polttoaine

Bionorm 2 Round Robin tuloksia, vety (H) Vetypitoisuus (d) ja (daf) 6,5 6 5,5 H 5 4,5 H(d) H(daf) AVE 4 3,5 3 0 2 4 6 8 10 12 14 Polttoaine

Bionorm2 projektissa selvitettiin lisäksi (N)

Bionorm2 projektissa selvitettiin lisäksi (N)

CEN/TS 15289 sulphur and chlorine Detection methods Ion chromatography is the recommended method for the detection of sulphate and chloride (EN ISO 10304-1) use a syringe equipped with a 0,45 m pore size filter Other analytical methods: Method Cl S References (examples) ICP X X EN ISO 11885 photometric (colorimetric) X DIN 51727 Turbidimetric X ASTM D516-02 photometric titration X ISO 587 Coulometric X DIN 38405-1 (method D1-3) potentiometric titration X DIN 38405-1 (method D1-2)

Results from BIONORM sulphur Sulphur content mean [wt %, d.b.] Reproducibility Repeatability R abs [%] R rel [%] r abs [%] r rel [%] wood without bark 0,006 0,008 143 0,004 60 woodchips 0,009 0,004 50 0,005 54 hardwood with glue 0,017 0,007 42 0,004 24 bark 0,080 0,041 51 0,014 17 straw 0,11 0,029 26 0,020 18 orujillo 0,13 0,036 27 0,013 9 cynara 0,20 0,065 33 0,026 13 rapestraw 0,21 0,043 21 0,019 9 Alin määritysraja!

CEN/TS 15105 Solid biofuels Methods for determination of the water soluble content of chloride, sodium and potassium Principle The fuel sample is heated with water in a closed container at 120 C for 1 hour. The concentrations of chloride, sodium and potassium in the obtained water extract are determined by one of the following techniques: Chloride: Ion-Chromatography (IC) or potentiometric titration with silver nitrate (any contents of water soluble bromide and iodide will be included in the determination) Sodium and potassium: Flame Emission Spectroscopy (FES) or Flame Atomic Absorption Spectroscopy (FAAS) or Inductively Coupled Plasma Optical Emissions Spectroscopy (ICP-OES).

Results from BIONORM2 chlorine Precision of method Chlorine content mean [wt %, d.b.] Reproducibility R abs R rel [%] [%] Repeatability r abs r rel wood without bark 0,003 0,006 174 0,003 93 woodchips 0,005 0,010 185 0,006 103 bark 0,010 0,010 99 0,005 53 hardwood with glue 0,015 0,012 83 0,007 51 straw 0,11 0,030 26 0,016 14 orujillo 0,20 0,043 21 0,013 7 rapestraw 0,28 0,065 23 0,027 10 cynara 1,59 0,44 27 0,18 11 Alin määritysraja! [%] [%]

EN 14961-2 Wood pellets: esimerkki luokkavaatimuksista EN 14961-2 Wood pellets: A1 A2 B Cl w-% dry 0,02 0,02 0,03 S w-% dry 0,03 0,03 0,04 N w-% dry 0,3 0,5 1,0 Informative: Ash melting behaviour oc all characteristic temperatures in oxidized conditions should be stated all characteristic temperatures in oxidized conditions should be stated all characteristic temperatures in oxidized conditions should be stated

Ash melting behaviour DIN 51730:2007, CEN/TS 15370-1 and ISO 540:2008 DIN: Steinkohle, Braunkohle, Lignit und Koks CEN: biofuels/(srf) deformatio n ISO:coal/coketemperatur e DT sphere temperature ST hemisphere temperature HT flow temperature FT

Ash melting oddities (coal, biofuel and SRF ashes) Ideal bevaiour (40-50 %, mainly in red. atm) Only one (first) point observed (10 %) Shape deformations of test piece (e.g. belly bottom ) Swell and collapse behaviour (20 %), more common in oxidizing than in reducing atm Shrink and swell behaviour (20 %) in oxidizing atm

Ash melting oddities (coal, biofuel and SRF ashes)

Pikamenettely tuhkan sulamiskäyttäytymisen arvioimiseksi, Bionorm2

Pikamenettely tuhkan sulamiskäyttäytymisen arvioimiseksi, Bionorm2

Bionorm2 projketissa selvitettiin lisäksi Pikamentelmiä Liukoiset alkuaineet (Cl, K, Na): Tulokset suuntaa antavia ja työpanos on suunnilleen sama kuin perinteisissä menetelmissä Tuhkan sulaminen Kohtalaisia tuloksia laboratorion peruslaitteilla. Jatkuvatoimisia menetelmiä kemiallisten ominaisuuksien määrityksessä Liian kalliita - tulevaisuutta

Yhteenveto Biopolttoaineiden kirjo on laaja. Aivan muuta kuin mihin Suomessa on totuttu: Pitoisuusvaihtelut suuria hivenalkuaineilla ja haitta-aineilla Näytteenotto/valmistus, tila- ja laitevaatimukset vaativammat Pyritään hallitsemaan ja harmonisoimaan koko mittausketju näytteenotosta raportointiin tämä on uutta ja tähän totutellaan. Näytteenotto, näytteiden käsittely, mittaus, raportointi Laboratorioilla yhä suurempi vastuu: akkreditointivaatimukset (ISO 17025)

Yhteenveto Round Robin Open issa jyvät erottuivat akanoista Nykyisten TS:ien kriteerit liian tiukat koko biopolttoainekirjolle Tulosten varmentamistapa muuttuu materiaalikohtaiseksi On ymmärrettävä matriisi ja tunnettavat (omien) mittalaitteiden suorituskyky Standardeihin RR tulostaulukot kahden materiaalin osalta ja tulkintaohje Uusia menetelmiä tarvitaan: instrumentaaliset menetelmät (M, A, V) tuhkan sulaminen pikamittaukset tuhkan ominaisuudet (C, leaching) XRF polttoaineelle jne. ISO vaihe jatkaa ja toivottavasti parantaa työtä

Kiitos!