Separator Selection for Hydrochar Production

Abstract

Tämän opinnäytetyön tavoitteena on vertailla erotusteknologioita, jotka soveltuvat hydrotermisesti käsitellyn biomassan ja prosessiveden erottamiseen sekä valita sopiva yleisratkaisu kyseiseen prosessiin. Tarkoitus on identifioida tärkeimmät suodatinlaitteiston valintaan vaikuttavat tekijät ja tehdä valinta niiden tekijöiden pohjalta. Hydrotermistä hiiltämistä käsittelevien tieteellisten artikkeleiden, sekä kiintoaineden ja nesteiden erottelun teoriaa yhdistämällä tärkeimmät tekijät voidaan selvittää riittävällä tarkkuudella, jotta erotus teknologioiden rajaaminen muutamiin vaihtoehtoihin on mahdollista. Tästä rajatusta listasta vertailemalla soveltuvin vaihtoehto voidaan valita. Mekaanista voimaa hyödyntäen prosessiveden määrä biohiilessä saadaan alenemaan energiatehokkaasti verrattuna veden haihduttamiseen. Eroteltavan biohiilen koostumuksesta johtuen suodattimen pintaan muodostuva kakku vastustaa veden kulkeutumista suodattimen lävitse, joten mekaanisen voiman tarve kasvaa. Tästä syystä hydraulisilla palkeilla laajennettavat suodatuskammiot valittiin soveltuvimmaksi erotusteknologiaksi.

The objective of this thesis was to evaluate separation technologies for the separation of hydrothermally carbonized biomass from process water and to narrow the list of possible technologies to the most suitable one. With the identification of the most important properties affecting the separation process the selection could be made. Scientific articles covering the properties of hydrothermally carbonized biomass combined with textbooks on solid liquid separation allowed the key properties to be identified to such accuracy that an overall view of the separation problem could be formed. This narrowed the list of different separation technologies so that the comparison was possible. Mechanical dewatering of hydrothermally treated biomass as an energy efficient alternative to thermal drying allows a business case to be formed. The properties of the hydrochar increase the required mechanical pressure across the filter media for the separation to take place. Horizontal diaphragm filter press was chosen as a solution to the separation problem as the pressure difference across the media is high enough to produce relatively low moisture product.