Hakepolttimen käyttö ja liittäminen biohiililaitoksessa

Abstract

Ympäristön suojelu on jatkuvasti tärkeämpää tulevaisuuden kannalta. Biohiili on hyödyllinen tuote hiilidioksidipäästöjen vähentämiseksi, ja sen tuottaminen tulee todennäköisesti olemaan jatkuvas-ti oleellisempaa ympäristön parantamisessa. Tämän takia biohiililaitokset ja niiden rakentaminen on tällä hetkellä hyvin kiinnostavaa.

Tässä opinnäytetyössä suunnitellaan, kuinka Carbon balance Finland Oy yrityksen valmistamaan biohiililaitokseen voidaan yhdistää hakepoltin. Polttimen toimintaa testataan ja selvitetään sen tuottama teho sekä verrataan sitä toimittajan antamiin arvoihin. Työssä myös mallinnetaan polt-timelle polttotila, jonka kautta sen tuottama energia johdetaan kyseiseen laitokseen.

Opinnäytetyö aloitettiin, kun toimeksiantajan rakentamaan biohiililaitokseen saatiin tilattua sopiva hakepoltin. Hakepolttimelle tilattiin ohjausjärjestelmä, jonka avulla pystyttiin muuttamaan tiettyjä arvoja polttimen optimoimiseksi. Tällä tavoin selvitimme polttimen toiminnan, sekä testasimme polttimelta saatava maksimi teho. Teho selvitettiin syöttämällä polttimelle haketta sen maksimi kapasiteetin verran ja mittaamalla, kuinka paljon sitä kului tietyn ajan kuluessa. Tämän jälkeen laskettiin polttimelle tehon hyödyntäen hakkeelle löydettyjä energiasisällön arvoja.

Laitokseen liittämistä varten polttimelle täytyi suunnitella polttotila, josta voitaisiin johtaa poltti-men tuottama energia laitokseen. Polttotila suunniteltiin Solidworks-ohjelmistolla, jolla saadaan muodostettua 3D-malleja sekä piirustuksia malleista. Mallinnus perustui hyvin paljon laitoksen testauksessa olleisiin polttouuneihin ja niistä löytyneiden ongelmakohtien selvittämiseen.

Työssä saatiin selvitettyä polttimen tuottamaksi tehoksi 176,5 kW. Polttimen vaatima polttotila saatiin suunniteltua siten, että se oli riittävän kestävä ja toimiva. Polttotilan suunnitteluun löydet-tiin myös useita parannuskohteita jatkokehitystä varten. Oleellisin parannuskohta oli kuljetukseen ja asentamiseen tarvittavat kohdat trukkipiikeille.

Environmental protection is constantly getting more and more relevant for future. Biochar is clear-ly a very useful product for reducing the carbon dioxide emissions and its production is most like-ly going to be continuously more relevant to improve the environment. Because of this, biochar plants and their construction are important.

This thesis deals with testing of a wood chip burner for a biochar plant built by Carbon Balance Finland Oy, finding out how much power can be gained from the burner and comparing that to the values provided by the manufacturer of the burner and how the burner will be implemented in the biochar plant. The implementation of the burner also includes the modelling of the burning cham-ber where the energy from the burner is transferred to the plant.

This project started as the burner for the biochar plant was delivered. The testing included figuring out the basic functions of the burner. For the testing, a control system was ordered, and it was used to make sure everything functioned and to see how much material the burner could go through. Once the maximum capacity for the burner was discovered, the power of the burner was calculated by using the calorific value for wood chips.

In addition to the burner testing, the project included modelling a burning chamber for the burner. The chamber was designed with SolidWorks program, which can be used to create 3D models and drawings. The modelling was based primarily on the old burning chambers used in the testing phase of the plant.

In this thesis the power of the burner was determined, and the burning chamber was modelled. During the modelling, several areas of improvement were identified for future development.