Kaasutuslaitteistot

eros

Member
kotte sanoi:
Jäipä asia hautumaan edellisen kirjoitelman jälkeen -- ja tajusinpa, että yhdistetty myötä- vastavirtakaasutin listii useamman asian kerralla. Eli kaasutin kannattaa ainakin periaatteessa rakentaa sillä tavoin, että osa virrasta vedetään vastavirtaan ja kaasua muodostuu pääasiassa pyrolyysin perusteella. Tuo on tervaista ja märkää ja etikkaista kuin mikäkin, mutta saadaan jäähtymään lähelle ympäristön lämpötilaa, jos kaasuvirtaa rajoitetaan. Säätämällä tuota osuutta, kuiva-aineen esilämmitys saadaan optimaaliseksi.

Osa kaasusta taas imetään myötävirtaan hehkuvan hiilen lävitse ja käytetään normaalisti. Tuo kaasu jäähdytetään normaalisti vastavirtalämmönvaihtimella, jonka vastavirtana taas lämmitetään kuumaan päähän syötettävä kaasutusilma.
Entimos vai kuka se nyt olikaan tekee juurikin tuota. Pienet labralaitteet toimivat ok, mutta kun skaalattu isompaan, niin terva..

Ongelmana on tässä se, että kuumaa kaasua on liikaa, jolloin sitä ei saada jäähtymään kuin osittain syöttöilmalla ja hyötysuhde menee pipariksi, jos tuleva ja lähtevä lämpövirta eivät ole tasapainossa. Mutta tämähän saadaan ratkeamaan jäähdyttämällä osa tuotetusta kaasusta viileällä vastavirtakaasulla, joka lämmitetään uudestaan prosessilämpötilaan. Sitten tuo tervapitoinen kaasu työnnetään syöttöilman rinnalla hiilikerrokseen uuteen synteesikierrokseen. Nuo myötävirta- ja vastavirtajakeet voidaan kaiken lisäksi tasapainottaa dynaamisesti joko kuumaan päähän asennetulla säätöpellillä taikka kuristamalla kaasuvirtaa (ilma tai vastavirtakaasutettu pyrolyysituote) kylmässä päässä. Efektiivisesti osa kaasusta siis kiertää useamman kierroksen kaasuttimen lävitse, ja mikä parasta, tuota varten ei välttämättä edes tarvita erillistä kierrätyspuhallinta, vaan lopullisen tuotekaasun imukin riittää (vaikka alipainetta toki tarvitaan enemmän kuin pelkässä myötä- tai vastavirtakaasutuksessa).
Tuota kovinpa monimutkaisen polttoaineen lämmitystavan kehitit.

Vaikeutena tuossa saattaa sitten olla pyrolyysikaasun lämmönvaihtimen pikeentyminen (vaikka tilanne on sikäli kiitollinen, että pyrolyysikaasu on koko ajan lämpenemässä lämmönvaihtimessa, eikä siitä siis pitäisi tiivistyä mitään paitsi mahdollisia kemiallisesti syntyviä uusia yhdisteitä).

Olen kyllä aikaisemminkin lukenut myötä-vastavirtakaasuttimista, mutta enpä muista nähneeni tarkempaa kuvausta niiden rakenteesta.
Tervan jäähdytys ei ole ongelma, vaan tervan lämmitys, siitä tulee nimittäin koksia. ts. joko lämmöt alle 150C tai lämmöt yli 700C. Välivaihtoehtoja ei ole, jos on tervaa.

On niitä eivät vain ole saaneet kovinkaan paljon kehuja. jo tuo kaksi palovyöhykettä tekee lisää hukkapintaa, kaikki muu päälle. On vain yksinkertaisinta palauttaa poistuvan kaasun lämpö kaasutusilmaan ja polttoaineeseen.

T:Eerin
 

kotte

Active member
eros sanoi:
On niitä eivät vain ole saaneet kovinkaan paljon kehuja. jo tuo kaksi palovyöhykettä tekee lisää hukkapintaa, kaikki muu päälle. On vain yksinkertaisinta palauttaa poistuvan kaasun lämpö kaasutusilmaan ja polttoaineeseen.

T:Eerin
Kyllä tuollaisen pitäisi periaatteessa yhdellä palovyöhykkeellä selvitä, mutta saattaa sitten edellyttää, että esim. paloilma syötetään puhaltimella (ja tuota puhallinpainetta voidaan käyttää lämmitetyn pyrolyysituotteen sekoittamiseen ejektoriperiaatteella lämmitettyyn paloilmaan).

Siitä en ole kanssasi ainakaan eri mieltä, että etenkin pienen kaasuttimen tapauksessa (auton energianlähde tai talous-/maatilakohtainen sähköntuotantokäyttö) on tukeuduttava yksinkertaisiin ja toimintavarmoihin ratkaisuihin. Pienessä yksikössä erilaisia häviöitä on murheena muutenkin ja polttoaineen laatu pakosta vaihtelee. Suoran myötävirtakaasutuksen lämpöreservi antaa tarpeellista joustovaraa.
 

palloeemil

New member
Turosteam näyttää saaneen rahoittajan:

http://www.finbioenergy.fi/default.asp?sivuID=24195&component=/modules/bbsView.asp&recID=20429

Jo tuossa lyhyessä jutussa on ristiriitaista tietoa. Ensin sanotaan, että kilosta kuivaa haketta saa 4 kWh energiaa, ja kohta väitetään, että sitä saa 6,78 kWh.

Kuivan hakkeen lämpöarvo on suunnilleen vähän 5,5 kWh:n molemmin puolin.

Jos pitäydytään lämpöarvoissa eli polttoaineiden kemiallisessa energiassa, hyötysuhde olisi joko 4/5,5 = 72% tai 6,78/5,5 = 123%. Jo polttoaineen kuivatus kuluttaa energiaa. Se pitää huomioida energiataseessa.

Kaasutuksessa kuluu aina osa polttoaineen energiasta kuivatukseen, pyrolyysiin ja kaasuuntumisreaktioihin. Siis aina osa polttoaineesta pitää palaa tarvittavien reaktioiden energiaksi. Siksi itse kaasutuksen hyötysuhde ei voi olla koskaan edes lähes 100%. 90% voi olla jo realistinen. Siksi on hämmentävää, että kaasutukseen perustuvan prosessin hyötysuhteeksi väitetään yli 100%. Ymmärrän sen, että kun tapahtuu vesikaasureaktio, osa vedestä reagoi vedyksi kaasun muiden hiilivetyjen ja CO:n kanssa. Sekin vaatii kuitenkin energiaa vaikka mitä katalyyttiä käytettäisiin. Voi olla, että tuotekaasun energiasisältö on suurempi kuin sisäänsyötettävän biomassan, jos katalyytin ja polttoaineen energian avulla voidaan tuottaa vedestä (ja CO:sta, hiilivedyistä ja tervoista) kaasua, jonka energiasisältö on suurempi kuin tuo käytetyn polttoaineen energiasisältö (vapautunut lämpöenergia). Toki osa kaasun lämpöarvoa nostavista komponenteista ”kuluu” vesikaasureaktiossa. Silti täytyy olla niin, että jotain on jätetty energiataseesta pois tuossa 130%:n hyötysuhteessa. Mielestäni katalyytillä voidaan päästä jokin verran lähemmäksi 100%:n hyötysuhdetta, mutta ei yli sen.

Luulen, että lopullinen hyötysuhde sähkön- ja lämmöntuotannossa on tuo 72% tai jotain sinnepäin. Aina syntyy häviöitä, kun energiaa konvertoidaan muodosta toiseen. Olisipa mielenkiintoista nähdä se virallinen tasemittauspöytäkirja.

Lisäksi en löytänyt tietoa onko testattu sähköntuotannossa oikeasti mitään kaasumoottoria tai mikroturbiinia vai onko kyseessä teoreettinen spekulointi sähköntuotantotehoilla. Niiden kanssa voi tulla vielä eteen joitakin haasteita. Kaasuttimen ja moottorin/turbiinin yhdistelmiä on yritetty kehittää moneen otteeseen eri puolella maapalloa eikä ole onnistuttu. Eivätkä ne ihmiset ole olleet välttämättä tyhmiä. Hassu yksityiskohta on myös se, että tällä laitteella lämpöyrittäjä voi saada kuulemma imagon lämmöntuottajana, jonka laitoksella ei ole savupiippua eikä ole rekkarallia. Itsestäänkö se polttoaine virtaa laitteen luokse? Ja eikö sitä kaasua tarvitsekaan polttaa, kun tuottaa energiaa? Eihän muissakaan kaasutuslaitteistoissa ole savupiippua, koska se tuotekaasu on nimenomaan tarkoitus polttaa muualla kuin kaasuttimessa.

Yksi huomioon otettava seikka on myös se, että veden hajotessa muodostuu happea. Mihin se päätyy? Jos se on lopullisen tuotekaasun seassa, sehän on turvallisuusriski. Kaasu ei saa mielestäni olla kosketuksissa hapen kanssa ennen kuin se poltetaan. Silti tätä jo myydään, vaikka mitään referenssejä ei esitetä ja laitetta vielä kehitetään.

Mutta olipa hyötysuhde 72% tai parempi, joka tapauksessa on hyvä jos ovat kehittäneet oikeasti toimivan kaasutusratkaisun pienimuotoiseen CHP-tuotantoon. Niitä tarvitaan.
 

eros

Member
palloeemil sanoi:
Mutta olipa hyötysuhde 72% tai parempi, joka tapauksessa on hyvä jos ovat kehittäneet oikeasti toimivan kaasutusratkaisun pienimuotoiseen CHP-tuotantoon. Niitä tarvitaan.
Niin no tuokin olisi paljon luotettavampaa, jos muissa asioissa pysyttäisiin totuudessa. Ts. jos muissa asioissa syötetään rankkasti pajunköyttä, niin miksi sitten totuutta ei kaunisteltaisi siinä toimivuusseikassakin..?

Luotettavuuden voi menettää vain kerran..

T:Eerin
 

Mikkolan

Member
Jaaha...
Näitä lyhyenkemian oppimäärän lukeneita kemistejä piisaa näihin vetyhopötyksiin. Niitä sikiää kuin sieniä sateella aina kun auringonpilkkumaksimi on tulossa.

Noita hyötysuhdelaskuja tuntuu tekevän vastaavasti lyhyenmatikan miehet.
Heitän tähän aluksi retorisen kysymyksen siitä miten näissä hyötysuhde- ja energiataselaskuissa ilmenee se, että se halkomotti on seissyt vuoden auringon paisteessa ja saanut neljömetriä kohden 1000kWh aurinkoenergiaa päällensä. Ainakin sen motin varjoon jäänyt pinta-ala on jäänyt paitsi tuosta auringonenergiasta!
Pankaas merkonomit laskukoneet sauhuamaan, jossain kohtaa energiataseessa sen pitäisi näkyä? Ei kai sekään energia ole mihinkään hävinnyt tai lakannut olemasta.


Sitten tämä vesi ja vety syndrooma. Vaikka kuinka haluaisi ja toivoisi niin vesi ei juurikaan muutu vedyksi ja hapeksi tuossa perinteisessä häkäpönttöpuukaasuttimessa. Tuotekaasussa oleva vety on
peräisin lingniini- ja selluloosamolekyyleissä olevista vety- ja happiatomeista, jotka normaalipalamisessa yhtyvät vedeksi. Alan kirjallisuudesta lötyy kyllä tuo kaava vesiarvon laskemiseksi. Irtovesi huonontaa vain prosesia kylmentämällä sitä ja toisaalta hidastaa lautumista. Eli jälleen kerran todettava että märkiä puita ei kannatapolttaa.

Prosessi tuottaa toki hurjasti "hukkalämpöä", jota olisi helppo hyödyntää polttoaineen kuivaukseen, mutta ongelma onkin siinä että veden poistamiseen tarvitaankin itseasiassa kylmää, jota ei ole näin kuumassa ympäristössä helposti saatavilla.

Edelleenkin olen sitämieltä että puun lämpöarvona pitäisi käyttää tuota 19 MJ/kg, jolloin numeraaliset hyötysuhteet toki huonontuisivat, mutta polttolaitteen todelliset ominaisuudet tulisivat paremmin esille.

Kokonaisuutena kuitenkin kyse on vain (puu)energian muttamisesta toiseen muotoon, esme kiukaassa kuumuudeksi, puukattilassa lämmöksi jne. Noissakaan ei hyötysuhde ole kovin häävi vaikka prosessi on melko yksinkertainen ja helppo hallita. Eli jos häkäpöntöstä saadaan 1kg puuta tuotettua pari mottia kaasua, jonka energiasisältö on 3,5 kWh niin hyötysuhde on parempi kuin missään tulisijassa.
Toki tässä kohtaa täytyy miettiä sitä mitä meillä on tässä "hyötykasassa" saamapuolella. Kun näin saatua kaasua poltetaan josain laitteessa, tullaan taas uuden huötysuhde kysymyksen äärelle. Kun näitä hyötysuhteita ketjutetaan peräkkäin niin usein havaitaan että lopputulos on aika laiha. Esme kaasutin 75%, moottori 30%, genu 90%, verkko 96%, saadaan lopuksi 19%, joka olisi 1 kg puusta noin 0,8 kWh.

Noin siis perinteinen puukaasutin, jos Muilu tai kuka muu tahansa  saa noista oleellisesti parempia tuloksia niin nostan hattua. Fysiikanlakeja ei voi kumota millään poppakonsteilla tai taikatempuilla!
 

eros

Member
Mikkolan sanoi:
Heitän tähän aluksi retorisen kysymyksen siitä miten näissä hyötysuhde- ja energiataselaskuissa ilmenee se, että se halkomotti on seissyt vuoden auringon paisteessa ja saanut neljömetriä kohden 1000kWh aurinkoenergiaa päällensä. Ainakin sen motin varjoon jäänyt pinta-ala on jäänyt paitsi tuosta auringonenergiasta!
Pankaas merkonomit laskukoneet sauhuamaan, jossain kohtaa energiataseessa sen pitäisi näkyä? Ei kai sekään energia ole mihinkään hävinnyt tai lakannut olemasta.
Hyötysuhdelaskut lähtee polttoaineen lämpöarvosta. Luonnon kuivatusenergia ei näy energiataseessa lainkaan.

Toisaalta esittämäsi lasku on varsin mitätön kokonaisuuden kannalta, jos skandaalia haet, niin laskehan kuinka paljon energiaa se puu kasvaessaan tuhlaa. Seisoo paikallaan liki 100v ja vaivanen motti pari tulee puuta. Aurinkoenergiaa on osunut puuhun ko. aikana varmaan tuhatkertaisesti.

Sitten tämä vesi ja vety syndrooma. Vaikka kuinka haluaisi ja toivoisi niin vesi ei juurikaan muutu vedyksi ja hapeksi tuossa perinteisessä häkäpönttöpuukaasuttimessa.
Se riippuu energiataseesta. Perinteisessä mallissa vesi tulee pääsääntöisesti läpi muuttumattomana.
Tuotekaasussa oleva vety on
peräisin lingniini- ja selluloosamolekyyleissä olevista vety- ja happiatomeista, jotka normaalipalamisessa yhtyvät vedeksi. Alan kirjallisuudesta lötyy kyllä tuo kaava vesiarvon laskemiseksi. Irtovesi huonontaa vain prosesia kylmentämällä sitä ja toisaalta hidastaa lautumista. Eli jälleen kerran todettava että märkiä puita ei kannatapolttaa.
Alkuosassa ei juuri päätä eikä häntää, mutta kaksi viimeistä lausetta vahvistan.

Prosessi tuottaa toki hurjasti "hukkalämpöä", jota olisi helppo hyödyntää polttoaineen kuivaukseen, mutta ongelma onkin siinä että veden poistamiseen tarvitaankin itseasiassa kylmää, jota ei ole näin kuumassa ympäristössä helposti saatavilla.
"prosessi" on energia alijäämäinen, vesi tulee läpi. Lisää energiaa rosessiin (vaikka pakosarjasta) ja vesi "katoaa".

Edelleenkin olen sitämieltä että puun lämpöarvona pitäisi käyttää tuota 19 MJ/kg, jolloin numeraaliset hyötysuhteet toki huonontuisivat, mutta polttolaitteen todelliset ominaisuudet tulisivat paremmin esille.
No mitenkä olisi 90% vettä sisältävä balsa? 19MJ/kg?
Yleisesti lämpöarvo ilmoitetaan kosteuden kanssa, esim 15MJ/kg.
Jos laitteen hyötysuhde ilmoitetaan uunikuivalla JA litimärällä tavaralla. niin ne numerot vasta kertookin jotakin.

Kokonaisuutena kuitenkin kyse on vain (puu)energian muttamisesta toiseen muotoon, esme kiukaassa kuumuudeksi, puukattilassa lämmöksi jne. Noissakaan ei hyötysuhde ole kovin häävi vaikka prosessi on melko yksinkertainen ja helppo hallita. Eli jos häkäpöntöstä saadaan 1kg puuta tuotettua pari mottia kaasua, jonka energiasisältö on 3,5 kWh niin hyötysuhde on parempi kuin missään tulisijassa.
Hyötysuhteen saa suht helposti tulisijaa paremmaksi, mutta kun sen kaasun käytät, niin vasta sitten voi laskea kokonaishyötysuhteen. Yleensä matalempi vs. tulisija, mutta varsinaista teknistä estettä ei ole sen nostamiseksi tulisijaa paremmaksi.

Toki tässä kohtaa täytyy miettiä sitä mitä meillä on tässä "hyötykasassa" saamapuolella. Kun näin saatua kaasua poltetaan josain laitteessa, tullaan taas uuden huötysuhde kysymyksen äärelle. Kun näitä hyötysuhteita ketjutetaan peräkkäin niin usein havaitaan että lopputulos on aika laiha. Esme kaasutin 75%, moottori 30%, genu 90%, verkko 96%, saadaan lopuksi 19%, joka olisi 1 kg puusta noin 0,8 kWh.
Kaasutin 80-90%, moottori vain harvoin 30%, genu ehkä 95% (100kw tai isompi), verkko 98%, monesti parempi, etenkin jos paikallista käyttöä. Lopputulos laiha. ja etenkin kansantalouden kannalta puulle pitäisi saada kovempi jalostusarvo, kuin vain polttaa se ~30eur/Mwh, ennemmin paperia ulos 900$/tonni.

Noin siis perinteinen puukaasutin, jos Muilu tai kuka muu tahansa  saa noista oleellisesti parempia tuloksia niin nostan hattua. Fysiikanlakeja ei voi kumota millään poppakonsteilla tai taikatempuilla!
Fysiikan lakeja ei voi kumota, siispä sellainen joka väittää jotakin muuta sortuu väärän tiedon levittämiseen. Tuomitaan sen mukaan onko tahallista vai tahatonta. Tyhmiä ja huijareita on ollut maailman sivut täynnä.

Vihjeeksi, Muilun porukka on syyskuussa vetänyt vesipalaa väitteen takaisin. Toki eivät mainosta sitä..

T:Eerin
 

Mikkolan

Member
Kiitoksia hyvästä vastauksesta.
Hiukan olemme eri aaltopituuksilla, mutta luulen että olemme kuitenkin keskimäärin samaa mieltä?
Nostan hattua Eero Kangasojalle, joka on "pitkänlinjan häkäpönttömies". Kokemusta varmasti löytyy näiden asioiden tiimoilta. 

Aina kun "merkonoomit" alkavat tuotteistaa ja kaupallistaa mitä tahansa hyödykettä, sorrutaan ylisanoihin ja yli kehumiseen tuotteen erinomaisuudesta, jotta tuote herättäisi huomiota erinomaisuudellaan. Tämä vety-hehkutus ja veden polttaminen vittaa todellakin siihen että kemiaa tuntemattomat "dosentit ja merkonomit" ovat olleet asialla ihan mututuntumalla.

Viittasin tähän puun koostumukseen, selluloosaan, hemiselluloosaan ja lingniineihin, siksi  että olisi hyvä tuntea niiden kemiallinenrakenne ja se, miten ne ovat koostuneet, miten sidokset purkautuvat prosessin eri vaiheissa ja minkälaiset sidostyypit hallisevat prosessia. Tällaisia "vetykällejä" syntyy kun ei tunneta asiaa perusteellisesti.

Jos "Luonnon kuivatusenergiaa" ei huomioida niin kannattanee hiukan "tehostaa" tuota luonnonkuivatusta, jotta saisi hyviä testituloksia! Missä sitten on se raja, mikä on luonnonkuivatusta, mikä ei?  Tulokset eivät siten ole vertailukelpoisia eikä minkään arvoisia jos tuota ei jotenkin huomioida? Jonkinlainen "yhteismitallisuus" puuttuu?

Ei skandaalia sentään mutta pientä provosointia kyllä. Nyky-eko-viher-jalanjälki- yms. -piiperryksissä pitäisi lähteä liikkeelle alkumetreiltä ja huomioida kaikki muutokset kokoketjunmatkalta.
100vuotinen puu jos peittää keskimäärin 4m2 alan,  niin tulis n. 400MWh keränneeksi, hyötysuhde taitaa jäädä alle 1%?
Eikä öljyltran energiasisällössäkään ole huomioitu sitä paljonko jalostuksessa on energiaa kulunut.
Kysymyshän oli retorinen eikä edellyttänät suoraa vastausta, vaan sen piti herättää ajatuksia ja keskustelua.

Suurin erimielisyys näytti meillä olevan tuo kaasuttmen huötysuhde. Kirjallisuudesta peräisin oleva tieto 75 % lienee tuolla ajoneuvopulella käytetty. Paikallislaitteissa varmasti on mahdollisuuksia parempaan? Mutta 90 % tuntuu aika huikealta, tuon saavuttamiseksi pilkkeet tarvinnee luonnonkuivausta oikein kunnolla?
Kumpikaan ei maininnut mitä tuo saatu %-luku sisältää, eikä oikeastaan sitä mitä työnnettiin sisään?

Näissä yleiskeskusteluissa ei kai ole tarpeen niin tarkkaan tietääkkään, tavoite on että periaatteet ja suuruusluokat ovat kohillaan. Käytännön koneessa lienee yks hailee onko hyötysuhde 79 vai 81 %.
 

kotte

Active member
Mikkolan sanoi:
Suurin erimielisyys näytti meillä olevan tuo kaasuttmen huötysuhde. Kirjallisuudesta peräisin oleva tieto 75 % lienee tuolla ajoneuvopulella käytetty. Paikallislaitteissa varmasti on mahdollisuuksia parempaan? Mutta 90 % tuntuu aika huikealta, tuon saavuttamiseksi pilkkeet tarvinnee luonnonkuivausta oikein kunnolla?
Ei veden määrällä tuon prosessin kannalta liene muuta merkitystä, kuin että a) sitä on kuivassakin puussa yleensä riittävästi, niin ettei sitä tarvitse erikseen lisätä (kuten kannattaa kivihiiltä, koksia tai puuhiiltä optimaalisesti kaasutettaessa), ja 2) ylimääräinen vesi vaikeuttaa kaasutusprosessin pitämistä optimaalisena (kuten kaikki turha aines ja erikoisesti ilman typpi). Toisaalta, ei prosessin lävitse kulkeva ylimääräinen vesi täysin hukkaankaan mene, sillä sen jäähtymisestä ja lauhtumisesta saatavaa lämpöä voidaan käyttää kaasutettavien aineiden esilämmitykseen (lämmönvaihtajien välityksellä).
 

laturi

New member
http://www.turosteam.fi/ajankohtaista.php

Muutama juttu tullut lisää.


" Pienin malli, joka vastaa kooltaan "postilaatikkokokoa" tuottaa 25 kW lämpötehon ja 7 kW sähkötehon, tämä on kuitenkin vasta testausvaiheessa, eikä tilattavissa vielä."

Tuolta lainattu tuo ed. teksti.
http://www.turosteam.fi/details.php?group=18&id=1

Onko kellään mitään tietoa tuon hommelin toimivuudesta kun itse en oikein ymmärrä tuota hakkeen ja veden lisäystä varsinkin kun  tuhkaa ei ole tullut neljään vuoteen.
Onkohan mennyt vettä liikaa !!

Lisätään vielä ilmeisesti kilpailija:
http://www.volter.fi/teknologia
 

Puuha

Active member
jotenkin alkanyt ymmärtämään tuon vetyhomman mutta siinähän on se että laskentatavalla saadaan suurempi teho kuin mitä polttoaine sisältää. mutta jos väitetään ettei tuhkaa tai muuta palamisjätettä synny aletaan puhumaan jo sellaisesta soopasta ettei ihan niin vain uppoa. muualla tuntuu lentotuhka olevan aika suuri ongelma.
 
Ylös