Terva-analyysit

 

Käytössämme on pitkän kehitystyön tuloksena syntyneet terva-analyysimenetelmät erityisesti kaasutuksen tuotekaasun tervakomponenttien määrittämiseksi. Käytössämme on muun muassa CEN/TS 15439-spesifikaatiota soveltava ”tervaprotokollan” mukainen menetelmä. Luotettavien analyysien lisäksi VTT:ltä löytyy laaja osaaminen terva-analyysien soveltamisesta käytännön prosessikehitykseen.

 

Sampling and analysis of tar and particles in biomass produced gases - Technical Report

Verenum, J. G.; Ventress, L. (Casella Group); Knoef, H. (Biomass Technology Group, BTG); Zielke, U. & Hansen, L. (Danish Technological Institute, DTI); van de Kamp, W., de Wild P., Coda, B., van Paasen, S., Kiel, J. (Energy research Centre of the Netherlands, ECN); Sjöström, K. & Liliedahl, T. (Royal Institute of Technology, KTH); Unger, Ch. (Fraunhofer Institute for Environmental, Safety, and Energy Technology, UMSICHT); Neeft, J. (SenterNovem); Suomalainen, M. & Simell, P. (VTT) 

 

Terva termokemiallisessa prosessissa

Terva yhdisteenä käsittää laajan skaalan erilaisia orgaanisia yhdisteitä, joita vapautuu aina biomassan termokemiallisessa käsittelyssä. Perinteisesti tervaa on käytetty moniin eri käyttötarkoituksiin, mutta prosessilaitteistojen kannalta terva aiheuttaa monenlaisia ongelmia laitehäiriöiden ja tukkeutumisten muodossa. Tervoja syntyy runsaasti biomassapohjaisten polttoaineiden termokemiallisessa konversiossa esimerkiksi energiaksi tai tuotekaasuksi.

Varsinaista yhteistä määritelmää tervalle ei ole ja usein onkin käytännöllistä jakaa tervat esimerkiksi muodostumislämpötilan mukaan. VTT:n analyyseissä terva sisältää bentseenistä (C6H6, moolimassa 78 g/mol) alkaen hiilivety-yhdisteitä aina raskaampiin 300 g/mol komponentteihin asti. Yli 300 g/mol tervakomponentit voidaan määrittää suhteessa kokonaistervamäärään.

Tervoja syntyy eri tavalla polttoaineesta riippuen ja tervojen poistoon on käytössä useita keinoja. Ensisijaisesti kaasutusprosessissa on kannattavista välttää tervojen syntyminen. Hyvin toimivan kaasuttimen tervapitoisuus on erittäin pieni (< 200 mg/m3n). Lisäksi muodostunutta tervaa voidaan erottaa kaasusta, krakata korkeassa lämpötilassa tai reformoida katalyyttien avulla.

Tervakomponenttien määrittäminen näytteistä

Erilaisissa prosesseissa syntyviä kaasukomponentteja voidaan analysoida tarkasti VTT:n kehittämillä menetelmillä. Prosessin luotettava mittaaminen ja analyysi antavat parhaan mahdollisen tiedon prosessin käyttäytymisestä ja mahdollisesta optimointitarpeesta. Esimerkiksi kaasutusprosesseissa eri polttoaineet vaativat erilaisia prosessiolosuhteita, joiden optimointiin VTT tarjoaa kattavat analyysimahdollisuudet. Analysoitavia komponentteja ovat vesi, kevyet hiilivedyt C1 - C7, bentseeni ja tolueeni sekä tervayhdisteet moolimassoiltaan 78 - 300 g/mol.

Tervanäytteenotto

Näytteenotto on yksi keskeisimmistä asioista luotettavan analyysituloksen saamiseksi. VTT:llä on vuosikymmenien kokemus erilaisten laboratorio- ja pilottikokoluokan laitteistojen suunnittelusta, rakentamisesta ja käyttämisestä. Kaikkien koelaitteistojen olennaisena osana ovat olleet luotettavat analyysimenetelmät, joita varten on kehitetty myös edustavan näytteen keräämiseen suunnitellut näytteenottomenetelmät ja laitteistot. Esimerkiksi kaasutuskaasun näytteenotossa kondensoituvat orgaaniset yhdisteet absorboidaan liuottimeen, jolloin luotettava analyysi voidaan suorittaa mahdollisesta kiintoaineesta ja vedestä huolimatta.

Prosessikehitys analyysituloksilla ja asiantuntijalausunto

Näytteiden analysoimisen jälkeen tiedot eri näytepisteistä kerätään yhteen ja esitetään selkeässä muodossa prosessikehitystä varten (alla esimerkki terva-analyysiyhteenvedosta). Erilaisten prosessiolosuhteiden ja laitteistokehittämisen kannalta analyysit antavat luotettavaa tietoa jatkokehitystä varten. Analyysien tueksi VTT:llä on myös laaja osaaminen tulosten tulkintaan ja soveltamiseen käytännön toiminnassa.

 

 Esimerkkiraportin yhteenveto terva-analyysistä

 

 

Asiakaspalvelu
Sähköpostiinfo@vtt.fi
Puhelin020 722 7070
Avoinna arkisin klo 9.00 - 11.00 ja 12.00 - 15.00