Suovan kaasutus meesauunin polttoaineeksi

Translated title of the contribution: Gasification of tall oil soap for lime kiln fuel

Kari Saviharju, Paterson McKeough, Minna Pyykkönen, Anja Oasmaa

Research output: Book/ReportReport

Abstract

Nykyaikaiseen sellutehtaaseen tuodaan energiaa kuitutuotantoon kelpaamattomana puuna jopa 30 % yli tarpeen. Meesauuniin tuotava ostopolttoaine vielä lisää yliomavaraisuutta 5 10 %:lla. Puun uuteaineista syntyvän raakasuovan palstoitus taas huonontaa tehtaan rikkitasetta 1 3 kilolla rikkidioksidia sellutonnia kohti. Raakasuovan pyrolyysi tai kaasutus helpottaa molempien ongelmien ratkaisua. Tutkimuksessa selvitettiin raakasuovan kaasutettavuutta laboratoriokokein ja 200 kW:n koekaasuttimella. Taloudellisuustarkasteluja tai selvitystä siitä, kuinka paljon natriumia meesauuni sietää, ei tehty. Laboratoriokokeissa suopaa pyrolysoitiin verkkopyrolysaattorissa ja termovaa'assa lämmitysnopeuksilla 600 K/s ja 10 K/min. Maksimilämpötila oli 675 oC. Suovan haihtuvien aineiden määrä oli tässä lämpötilassa korkea, noin 77 %, koksia muodostui 7 % ja suoloja 16 %. Natrium jäi hiiltojäännökseen kokonaisuudessaan, pääasiassa karbonaattina. Rikistä suuri osa poistui haihtuvien aineiden mukana. Hiiltojäännöksessä rikki oli Na2SO4:na. Suovan vesihöyrykaasutuksessa termovaa'assa hiiltojäännöksen koksin kaasutusreaktiivisuus oli sama kuin vastaavan lipeän koksilla. Myös koksin määrä viittaa siihen, että raakasuovan hiiltojäännöksen koksi oli lähtöisin mustalipeästä, jota raakasuovassa oli noin 20 %. Raakasuovan käsittelykokeissa mitattiin suovan viskositeettia tavoitteena selvittää mahdollisuudet sen alentamiseen. Suovan lämpökäsittely paineessa ei vaikuttanut viskositeettiin. Suovan korkea viskositeetti rajaa painehajotuksen pois mahdollisena sumutusmuotona. Suovan kaasutuskokeet (200 kW:n koelaite) tehtiin Metsä Sellu Oy:n sekasuovalla siten, että tuotekaasun ulostulolämpötila oli 680 690 oC. Matalan toimintalämpötilan takia jäännöskoksi ei ehtinyt kaasuuntua reaktorissa. Kaasutuksen ilmakerroin oli 35 40 % stoikiometrisestä arvosta ja kaasujen viipymäaika lämpöeristetyssä kaasuttimessa noin 2,5 s. Kaasutin toimi muuten stabiilisti, mutta osoitti likaantumistaipumusta kaasuttimen sisäisen virtausjakauman takia, johon vaikutti suovan vaikea sumutettavuus. Tuotekaasun lämpöarvo kaasun tuntuva entalpia mukaan lukien oli 5,8 MJ/m3n, jolla saavutetaan meesauunin tarvitsema 1 750 oC:n adiabaattinen palamislämpötila. Kaasulle oli tyypillistä korkea tervapitoisuus, noin 20 g/m3n, asetyleenin runsaus sekä rikkivedyn puuttuminen tuotekaasusta. Natriumin erotusaste oli lähtötasosta yli 80 %, läpäisyn syynä oli pienhiukkasten läpimeno erotussyklonista. Tutkimuskokemusten perusteella tärkeimmät tekniset jatkotutkimusaiheet ovat suovan sumutus, meesauunin natriumin sieto sekä kaasutuksen talous.
Translated title of the contributionGasification of tall oil soap for lime kiln fuel
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages35
ISBN (Print)951-38-4458-7
Publication statusPublished - 1993
MoE publication typeNot Eligible

Publication series

SeriesVTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes
Number1524
ISSN1235-0605

Keywords

  • paper industry
  • tall oil
  • soap
  • gasification
  • gaseous fuels
  • lime kilns
  • properties
  • pyrolysis
  • processing

Fingerprint Dive into the research topics of 'Gasification of tall oil soap for lime kiln fuel'. Together they form a unique fingerprint.

  • Cite this

    Saviharju, K., McKeough, P., Pyykkönen, M., & Oasmaa, A. (1993). Suovan kaasutus meesauunin polttoaineeksi. VTT Technical Research Centre of Finland. VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes, No. 1524