Muovin ja oljen hyödyntäminen pelletöinnissä

Abstract

Opinnäytetyön tavoitteena oli selvittää, mitä etuja saadaan käytettäessä muovia pelleteissä, sekä millainen muovi-olki-hake-seos palaa parhaiten ja aiheuttaa vähiten päästöjä. Tavoitteena oli myös pellettien mekaanisen kestävyyden selvittäminen sekä pelletin valmistukseen kuluneen ajan, energian ja työn sujuvuuden selvittäminen. Pellettien raaka-aineina käytettiin paalimuovia, haketta ja pyöröpaalattua olkea. Empiirisenä osana opinnäytetyötä suoritettiin pelletin valmistus kolmella eri raaka-aineseoksella Oulun seudun ammattikorkeakoulun koepelletöintilaitteistolla. Pelleteistä määritettiin irtotiheys, kosteuspitoisuus ja mekaaninen kestävyys. Polttokokeet suoritettiin Oulun seudun ammattikorkeakoulun tekniikan yksikössä energialaboratoriossa pellettipolttimella ja lämpöarvot määritettiin Oulun yliopiston pommikalorimetrillä. Työn tilaajana oli Oulun seudun ammattikorkeakoulun Luonnonvara-alan yksikön EkoPelletti T&K –hanke. Pellettien mekaaninen kestävyys oli hyvä, vaihdellen 95,3 %:sta 96,8 %:iin. Muovia, olkea ja haketta sisältävien pellettien kalorimetriset ja teholliset lämpöarvot olivat hieman alhaisempi kuin pelkästä puusta valmistettujen pellettien. Eri seosuhteilla valmistettujen pellettien savukaasujen CO2-pitoisuudessa ei ollut suurta eroa, mutta suurimman määrän olkea sisältävän pelletin CO- pitoisuus oli alhaisin, mutta vastaavasti NO-pitoisuus korkein. Energiankulutus oli keskimäärin 0,175 kWh/kg. Kun muovin määrää kasvatettiin 10 %:iin raaka-ainemäärästä, tällöin ilmeni tällä laitteistolla ongelmia raaka-aineiden sekoittumisessa, mikä aiheutti tukkeumia puristimelle johtavalla ruuvikuljettimella. Kokeiden tulosten perusteella voidaan arvioida, että paras hake-olki-muovi-seos oli seossuhde 65-30-5% (pelletti B), koska sen kohdalla sekä pelletin puristaminen että polttokoe onnistui hyvin. Nyt tehtyjen kokeiden perusteella voidaan todeta muovin ja oljen lisäämisen puupohjaiseen pellettiin mahdollistavan muovin ja oljen hyödyntämisen pelletöinnissä ja siten polttamisen pienemmissä polttolaitoksissa ja pellettikattiloissa.

Priority of this thesis was to find out what benefit there would be from using plastic in pellets, and which kind of plastic-straw-wood-mixture burns best and causes least carbon black and loss. Target was also to find out mechanical durability, energy, the work flow and the time used to product pellets. This thesis has been conducted as an assignement from production tests of pellets, where quality of different pellet mixtures were tested. Used materials to pellets were bale plastic, wood chip and round baled straw in three different mixtures. The experiential part of the study was carried out producting pellet in three different mixtures on test pellet manufacturing equipment in Oulu University of Applied Sciences. From pellets density, moisture concentration and mechanical durability were found out. Burn tests of the pellets were carried out at the energy lab of School of Engineering in Oulu University of Applied Sciences and thermal value diagnosed in University of Oulu with bomm calorimeter. The subscriber of this thesis was Oulu University of Applied Sciences School of Renewable Natural Resources EkoPelletti T&K-project. Mechanical durability of pellets was good, alternately from 95,3 % to 96,8 %. Pellets which contain plastic, straw and wood chip the calorimetrical and effective thermal value were a bit lower than only from wood chip pellets. With different mixtures producted pellets flue gas CO2 –concentration there were no big difference, but pellet which include the biggest amount of straw, CO-concentration was lowest and consistently NO-concentration was highest. Consumption of energy was on average 0,175 kWh/kg. When amount of plastic was raised to 10 % of raw material amount, then appeared problems with this equipment in raw material’s mixing. That caused jams for spiral conveyor which leads raw material to press. By the results it can be estimated, that the best mix was wood chips-straw-plastic-mixture (pellet B) with mixture ratio 65-30-5%, because in that mixture pressing of pellet as well as burning test were successful. As a final result of this thesis it can be said that increasing the amount of plastic and straw in wood chip pellets allows using of plastic and straw also in smaller stations and pellet boilers.