Bioolje praktiske utfordringer

Transkript

1 Bioolje praktiske utfordringer Hallstein Brandal Norsk Energis årsmøte 2010 Effektiv, miljøvennlig og sikker utnyttelse av energi!

2 Innhold 1. Hva er bioolje og hvorfor benytte det? 2. Typer bioolje 3. Bioolje kontra mineralske oljer 4. Typiske verdier for bioolje forutsetningene for anleggsdesign 5. Anleggsdelene 6. Generelt om materialvalg 7. Tanken 8. Rør og ventiler 9. Filtrering 10. Pumpe 11. Brennerutrustning 12. Oppsummering ting å tenke på ved nyanlegg og konvertering

3 Hva er bioolje og hvorfor benytte det? Bioolje er olje utvunnet fra planter eller dyr Olje som biprodukt eller hovedprodukt i produksjonen Olje fra treforedling og dyrefett er eksempler på det første Rapsolje og palmeolje kan være eksempel på det første Hvorfor bruke bioolje: Fornybarandelen i energimiksen øker Pris?

4 Tilgjengelig Typer bioolje Tilgjengelig Tabellen er hentet fra Zeros rapport Bærekraftig biodrivstoff.

5 Bioolje kontra mineralske oljer For våre formål: I dag hovedsakelig RME (planteoljer), FAME (slaktefett/avfallsoljer) samt Mixed FA. Disse oljetypene er første generasjon med minimum av bearbeiding og karakteriseres av til dels STOR variasjon i: - Molekylær sammensetning - Viskositet - CFPP (cold filter plugging point) - Syreinnhold - Restaske/urenheter - Smeltepunkt for restaske - Vann og opptaksevne for vann - Oksyderingshastighet - Brennverdi - Flammepunkt Mineralsk olje har generelt stor forutsigbarhet i forhold til disse karakteristika og gjør det lett å sikre seg ved dimensjonering av tank- og kjelanlegg.

6 Egenskaper for EN forutsetningene for anleggsdesign

7 Normerte typer ikke normerte typer To normer: - EN (biofyringsolje) DYR - EN (biodiesel) VEDIG DYR (PP min -10 grc) Øvrig mer eller mindre billig/dyrt? Leverandør DAKA Ecoil Energilotsen Øko-Tech BIOL Petrolserv Benevning 6135 EN E100 EN MFA tjockolja - Primol - Bioolja EN Veg 35 - Type olje FAME Raf Raps MFA Raps FAME Palmolje Brennverdi (MJ/kg) 37 37,1 36,1 36, ,5 Densitet (kg/m3) Viskositet (40grC cst) 4,54-10? 15+? ? Askeinnhold (%) 0,001 0,002 0,08 0,03 0,1 PP (grc) ? Flammepunkt (grc) 140 > >145 > Syreinnhold (mg KOH/g) 0, ,5 - Pris (NOK/MWh)

8 Anleggsdelene Brenner

9 Generelt om materialvalg Rør, rørdeler, ventiler og utstyr: Normerte oljer: Karbonstål OK Ikke normerte: Syrefast Generelt ALDRI rødgods (messing/kobber virker som katalysator og forkorter levetiden på oljen) Pakninger: Kjemisk høyresistent: Teflon/Viton generelt OK Tanker: Som for rør, men kan overflatebehandle karbonståltanker med kjemisk resistent maling

10 Tanken 1. Vannavtapping 2. Påfyllingsstuss 3. Nivåmåling AUT 4. Nivåmåling MAN 5. Sugerør 6. Returrør 7. Utlufting 8. Overfyllingsvern 9. Bunnventil 10.Antihevertventil 11. Returrør m/hull 12.Leider 13.Beskyttelsesplate 14.Manlokk 15.Lys og lydalarm 16.Pumpesystem for vannavtapping 17.Spillkar/drenering Alternativ utførelse - med varmesløyfe Husk Isolasjon

11 Filtrering Generelt problem med unormerte biooljer er urenheter! I Sverige og Danmark er rådene klare: Filtrer ved import (importstuss) gjerne et OVERDIMENSJONERT filter Filtrer før pumpen (unntak?) Filtrer før brenner Generelt filtreringsnivå: 400 my

12 Pumpe Tradisjonelt for olje (viskøse smørende medier): PD-pumper Skrue eller tannhjul Disse gir høy virkningsgrad og høye trykk Selvsugende Skruepumpen skjærer seg lett ved forurensninger og manglende smøreevne i oljen PD-pumpe i tannhjul å foretrekke? Sentrifugalpumper er benyttet i noe grad i Sverige Mer robuste i forhold til smørende egenskaper og i forhold til forurensninger Ikke selvsugende i samme grad ved viskøse medier (dropp filter foran pumpen/plasser pumpen under tanken) Lavere virkningsgrad

13 Brennerutrustning Brennerne gruppert etter hovedforstøvningsprinsippet: Trykkforstøvning Pressluftforstøvning (100 millibar) Lansebrenner (damp/trykkluft (10 bar)) Rotasjonsforstøvning

14 Trykkforstøvningsbrenner (oljetrykk ) Olje med høyt trykk forstøves gjennom en rotasjonsdyse Fungerer brukbart på normerte oljer med lav viskositet opp mot 10 cst Lite robust i forhold til urenheter og varierende viskositet

15 Lansebrenner Dampforstøvning eller trykkluftforstøvning (8-10 bar) Olje og damp, eller trykkluft, føres inn i en lanse med en dyse i enden. Trykk/varme/dysehull forstøver oljen. Fungerer brukbart på normerte oljer og viskositet opp mot 25 cst. Ved tyngre oljer må det benyttes damp til forstøvning. Relativt robust

16 Rotasjonsbrenner Roterende kopp forstøver oljen sammen ofte sammen med 100 millibar primærluft som benyttes til å styre flammen Fungerer bra på høyviskøse oljer 45+ cst Robust benyttes mye for tungoljer

17 Pressluftbrenner En modifisert trykkforstøvningsbrenner: 100 millibar primærluft hjelper til å forstøver oljen Fungerer brukbart på normerte oljer og viskositet opp mot 20 cst Relativt robust

18 Utslippsproblematikk Bioolje kan inneholde urenheter og har høyere askeinnhold enn mineralsk lett fyringsolje Dette kan gi for høyet støvinnhold i røkgassen og fører til større behov for feiing Utslipstillatelsen bør enten ta høyde for dette eller en må vurdere tiltak (posefilter) Nox har vist seg å ikke være et stort problem med biooljer Det kan bli et problem om oljen inneholder mye Nitrogenforbindelser Ved oljesøl brytes bioolje raskere ned enn mineralsk olje gjør

19 Oppsummering ting å tenke på ved nyanlegg og konvertering Normert eller unormert olje? Nyanlegg: forbered for ALT merkostnaden er liten og fortjeneste marginen på lavkvalitetsoljer er stor. Konvertering: Normert fyringsolje og minimum med ombygging. Ester-, vann-, aske- og syreinnhold kan være stort Sats på syrefast stål Kjemisk resistent coating i tank Kjemisk resistente pakninger Flere filtreringstrinn Sotvaskeanlegg Unngå rødgods i alle deler (kan aksepteres i brenner da oppholdstiden for oljen her ikke er av betydning for lagringsstabilitet) Sats på robuste brennere (1. Rotasjon, 2. Lanse/damp, 3. Pressluft, 4. trykkforstøvning)

20 FINE