Brennstoffkarakterisering og utslipp

SINTEF utfører full karakterisering av biomasse og avfall når det gjelder fysiske og kjemiske egenskaper, sammensetning, brennverdi, mekaniske egenskaper, askerelaterte egenskaper, i henhold til ulike internasjonale og nasjonale standarder.

I tillegg har vi unike og avanserte laboratoriefasiliteter for undersøkelse av biomassens og avfallets komplekse nedbryting under ulike forhold, overvåking av produktsammensetning og evaluering av reaksjonskinetiske karakteristika under ulike forhold. Det analytiske utstyret vårt gjør det også mulig å måle både partikkel- og gassutslipp. For gasser gjelder dette hovedkomponenter som frigjøres under termisk konvertering, som CO₂, H₂O, CO, CH₄, H₂ osv., og utslippskomponenter og mellomprodukter som NO_x og NO_x-forløpere (NH₃ og HCN), SOx og SOx-forløpere (H₂S og COS), siloksaner og mange flere. For partikler bruker vi gravimetriske impaktorer som kan separere partikler i størrelsene PM10, PM2.5 og PM1.0. I tillegg har vi en elektrisk lavtrykksimpaktor (ELPI) for måling av partikkelkonsentrasjon fordelt på 10 ulike størrelsesfordelinger. ELPI analysatoren kan også opereres gravimetrisk, og innsamlede partikler kan analyseres med hensyn til f.eks. elementsammensetning ved bruk av SEM-EDX.

Vi arbeider innen disse områdene

Faste råstoffer av biomasse og avfall samt produkter fra termokjemisk konvertering av disse (dvs. torrefaksjon, pyrolyse, karbonisering og gassifisering)

• Nøyaktig vektmåling (ned til µg)

• Kondisjonering og klimatesting av biomasse og avfall under godt kontrollerte lagringsforhold med måling av egenskapene til de kondisjonerte materialene

• Ultimate analyse av biomasse og avfall
  • Fuktinnhold
  • Innhold av flyktige stoffer (VM)

  • Innhold av fast karbon (Fix-C)

  • Askeinnhold

• Ultimate analyse av biomasse og avfall
  • Karbon (C)
  • Hydrogen (H)
  • Svovel (S)
  • Nitrogen (N)
  • Oksygen (O)

• Brennverdi analyse

• Ultimate analyse av biomasse og avfall
  • Hovedelementer: Si, Ca, K, Na, P, Al, Mg, S, Fe, Cl
  • Sporelementer: Zn, Pb, Ba, Ti, As, Cd, Hg
• Askesmelting og smeltepunkt under inerte, reduserende og oksiderende forhold

• Malbarhet og spesifikk oppmalingsenerg

• Vurdering av partikkelstørrelse og -form
• Omfattende empiriske indekser og beregningsprogram for termisk likevekt for å forutsi askesintring, agglomerering, slagg- og beleggdannelse samt relevant askekjemi
• Vurdering av termisk nedbrytningsoppførsel av biomasse og avfall under godt kontrollerte forhold for materialer i skala fra µg til gram
  • Inert, reduserende og oksiderende atmosfære
  • Atmosfæriske og trykksatte forhold (opptil 50 bar)
  • Lav og høy oppvarmingshastighet
  • Bredt temperaturområde
• Mekaniske egenskaper til pelletert biomasse (dvs. biopellets og briketter) og biokull/biokarbon (dvs. biokull-/biokarbonflis og biokull-/biokarbonpellets)
• Evaluering av risiko og utfordringer knyttet til selvoppvarming, selvantennelse og støvdannelse under transport og lagring av biomasse, avfall og biokull/biokarbon
• Kinetisk evaluering av et råstoffs termiske nedbrytningsatferd for å få en detaljert forståelse av råstoffets nedbrytningsprosess og mulige alternativer for oppskalering samt implikasjoner

Karakterisering av flytende produkter og analyse av gasser fra termisk konvertering av biomasse og avfall

• Kjemisk sammensetning av de flytende produktene (dvs. bio-olje og tjære)
• Måling av gasskonsentrasjoner med Micro-GC, inkludert en spesiell Micro-GC med en Differential Mobility Detector (DMD) for måling av H₂S og COS ved ppb-nivåer
• Måling av gasskonsentrasjoner med flere FTIR-er (Fourier Transform Infrared Spectroscopy) for kvantifisering av de fleste gasstyper som finnes i avgass, eller syntetiske gasser enten fra forbrennings-, gassifiserings- eller pyrolyseprosesser. Vi har også en metode for måling av siloksanstoffer fra biogassproduksjon

Metoder

Vi har spesialkompetanse i bruk av et bredt utvalg avansert analyseutstyr og -instrumenter for karakterisering av egenskapene til ulike typer biomasse og avfall og biokull/biokarbon. Vi har bred erfaring og kunnskap om de termiske konverteringsegenskapene til råstoffer fra skogbruk, landbruk, avfallshåndtering og industri samt anvendelse av biomasse og biokull/biokarbon i spesifikke bruksområder.

Hvorfor velge SINTEF?

SINTEF tilbyr unike og avanserte laboratoriefasiliteter for karakterisering og evaluering av de termiske nedbrytningsegenskapene til biomasse, avfall og biokull/biokarbon. Sammen med både nasjonale og internasjonale industri- og forskningspartnere bruker, utvikler, raffinerer og validerer vi pålitelige og kostnadseffektive metoder for karakterisering av ulike typer biomasse og avfall. Gjennom flere tiår har vi opparbeidet oss kunnskap om råstoffegenskaper, metoder for forbehandling og oppgradering, termiske konverteringsegenskaper og potensielle driftsmessige utfordringer.