1

Flislakning – ett sätt att utvinna nyaprodukter från veden

Mikael AhlrothInnventia

Innehåll

Bakgrund: flislakningens princip och historiaResultat från försök hittillsNya produkter ?Slutsatser

2012-04-05

2

2

Bakgrund: flislakningens princip och utveckling1

”Flisnjuren” Utvecklad i Innventias KAM- och FRAM-program för att laka ut problemsubstanser ur massaved.

2012-04-05

3

Ånga

Kompressionsskruv

Lak-vätska

Bränsleflis

Försöksapparatur

1. Backlund och Rådeström, Värmeforskrapport 934 ”Träbränsleförädling med flisnjure – utlakning av problemsubstanser”, 2005

Problemsubstanser

Grundämne ProblemP Kalkkvalitet, inertbelastning i kemikaliecykelnSi Kalkkvalitet, inkruster, mesaavvattning, inertbelastning i

kemikaliecykelnAl Inkruster, inertbelastning i kemikaliecykelnMg Mesaavvattning, inertbelastning i kemikaliecykelnK och Cl Klibbigt stoft i sodapannan, ringbildning i mesaugnFe Damning - bränsleförbrukningCd Anrikning i sodapannestoft- miljöproblemN NOX i rökgaser

2012-04-05

4

3

Försöksbetingelser

Testad med bark, grot och kvistrejekt från sulfatkokBehandling i kompressionsskruv före lakningVätske/vedförhållande: 17Satsad H2SO4: 6.0 kg/t vedLakningstid: 30 minTvätt med avjoniserat vatten

2012-04-05

5

Grot Rejekt BarkBasning Ja Ja NejTemperatur (°C) 80 85 99Slut-pH 2.5 2.6 2.8Torrhalt e. lakning (%) 40 27 23

Skillnader mellan provmaterial och massaved

Betydligt högre halter av metallerAndra grundämnen intressantaAnnorlunda struktur:

– Inhomogenare flis– Svårare att mata och att avvattna

2012-04-05

6

4

Bark

2012-04-05

7

Lakad Tvättad

Obehandlad

Kvistrejekt

2012-04-05

8

Lakad Tvättad

Obehandlad

5

Grot

2012-04-05

9

Lakad Tvättad

Obehandlad

Problemsubstanser – hur mycket kan avlägsnasProcentuell andel av inkommande halt av problemsubstans som kan lakas ur

Grundämne Grot (%) Bark (%)P 45 30Si 25 10Al 25 25Mg 50 40K 65 55Cl ~ 50 ~ 80Fe ? ?Cd 30 0N 10 25

2012-04-05

10

6

Svavel

2012-04-05

11

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

Grot

Före lakning

Efter lakning

Efter tvätt

Rejekt Bark

mg S/kgNormal nivå i stamved

TOC i lakningsvätskan

2012-04-05

12

0

10

20

30

40

50

60

70

Grot

Mängd i tvättvätska

Mängd i lakvätska

Rejekt Bark

kg TOC/t material

7

Bränsletillämpning – jämförelse biobränsle

2012-04-05

13

400

0.5

3 600

<300

20

1 860

28 000

Obeh.

10202 2003 90032020 - 75Na

4008003 2002 900280140100 - 400S

0.6

2 700

Ca 50

850

21 000

Lakad

BarkRejektGrotBiobränslemg/kg

0.60.150.140.150.210.10 - 0.15Cd

2 3001702901 1001 2003000N

<20<50<50<50<10020Cl

300180400180520200 - 600K

22 00019 00024 0004 1007 900<10 000Aska

TvättadLakadObeh.LakadObeh.

Utformning av fullskaleprocess

2012-04-05

14

Bränsleflis

H2SO4

Surt processflöde

Lakvätska Grus etc.

85oCÅnga

Kompressions-skruv

Avvattningsskruv

Lakningsreaktor

8

Vad göra med lakvattnet?

Måste neutraliseras (?)Två alternativ

– Till recipient efter externrening– Förbränning som koncentrat i biobränslepanna efter torkning

Lakvatten skall INTE skickas till sodapannan via indunstningen !

2012-04-05

15

Vad göra med lakvattnet?

Måste neutraliseras (?)Två alternativ

– Till recipient efter externrening– Förbränning som koncentrat i biobränslepanna efter torkning

Lakvatten skall INTE skickas till sodapannan via indunstningen !

2012-04-05

16

Vad finns det för komponenter i lakvattnet förutom problemsubstanser?

9

Massakokningsförsök med lakad flisDel’Antonio et al, 2011, Nordic Pulp and Paper Research Journal

Två olika flis lakades med svavelsyra och surt filtrat. Därefter kokat till massa och blektBlekta massan: lägre kemikalieförbrukning, lägre miljöbelastningFlisen förlorade 1,8-1,9% av massan vid lakning – mer än bara problemsubstanser lakas ut

Den kemiska sammansättningen av detta lakvatten är inte kändKan finnas: polyfenoler, tanniner, vedsubstanser…?

2012-04-05

17

Liten jämförelse: forskning om kvistnötter vid Åbo Akademi

2012-04-05

18

10% lignan (polyfenol)

Kraftig antioxidant,säljs som kosttillskott och skönhetsprodukt.

10

Slutsatser

Sur lakning kan minska halterna av problemsubstanser i flis betydligtFokus hittills på att uppgradera bark och grot till bättre bränslenUr ett bränsleperspektiv är det lämpligast att omhänderta lakvattnet i:

– Externreningen– Biobränslepanna (efter torkning)

Finns ett utvecklingsbehov av lakningsprocessen, bättre anpassning av betingelser och apparaturLakvattnet kan innehåller många intressanta komponenter, vilka kan ge mycket värdefulla biprodukter. Mer forskning krävs.

2012-04-05

19