haku: @keyword mobile / yhteensä: 53
viite: 2 / 53
| Tekijä: | Nyström, Max |
| Työn nimi: | Mobile biomass HTC-processing unit |
| Mobiili biomassan HTC-prosessointiyksikkö | |
| Julkaisutyyppi: | Diplomityö |
| Julkaisuvuosi: | 2016 |
| Sivut: | (11) + 111 s. + liitt. 14 Kieli: eng |
| Koulu/Laitos/Osasto: | Kemian tekniikan korkeakoulu |
| Oppiaine: | Tehdassuunnittelu (KE-107) |
| Valvoja: | Oinas, Pekka |
| Ohjaaja: | Leppävuori, Juha ; Wikberg, Hanne ; Golam, Sarwar |
| Elektroninen julkaisu: | http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201612085834 |
| Sijainti: | P1 Ark Aalto 5612 | Arkisto |
| Avainsanat: | hydrothermal carbonization mobile process design equipment sizing feasibility analysis sensitivity analysis biomass hydrochar märkähiilto mobiili prosessikehitys laitemitoitus kannattavuuslaskelma herkkyysanalyysi biomassa |
| Tiivistelmä (fin): | Märkähiilto (Hydrothermal carbonization, HTC) on prosessi, joka tuottaa biohiiltä märästä biomassasta. Koska osa bio-massaresursseista on syrjäisissä paikoissa, metsissä tai pelloilla kaukana teollisista alueista, ei kostean biomassan kuljetus keskitettyyn laitokseen ole usein mahdollista ja kannattavaa. Uusi lähestymistapa tähän ongelmaan on prosessin tuominen raaka-aineen luo ja sen prosessointi paikan päällä. Siirrettävä prosessilaitos voidaan viedä paikkoihin, joissa prosessoitavia raaka-aineita on vähän tai niitä on saatavilla vain tilapäisesti. Lisäksi ylimääräinen vesi voidaan poistaa hydrofobisesta kiinteästä biohiilituotteesta mekaanisesti eikä tuotetta tarvitse erikseen kuivata. Tällöin ylimääräistä vettä ei tarvitse turhaan kuljettaa. Tässä työssä kehitettiin siirrettävä HTC-prosessointiyksikkö 40 jalan ISO-konttiin, joka voidaan kuljettaa kuorma-autolla. Yksikössä biomassaa prosessoidaan kolmessa reaktorissa kahden tunnin ajan 220 °C lämpötilassa ja 3000 kPa paineessa. Lämmön talteenotto toteutetaan kahden paisunta-astian, spiraalilämmönsiirtimen ja prosessiveden kierrättämisen avulla. Kiinteä aine erotetaan puristimella. Laitteiden koot määritettiin tietokoneavusteisen suunnittelun (Computer Aided Design, CAD) avulla. Tinkercad-ohjelmistolla luotiin prosessin 3D-malli. Päälaitteiden hinnat arvioitiin kirjallisuuden ja hintakorrelaatioiden avulla. Pienemmät kustannukset, kuten laitteiden asennus, sähkötyöt ja laitteiden eristys, laskettiin hintakertoimilla pohjautuen päälaitteiden kustannuksiin. Prosessin hinnaksi saatiin 1,2 miljoonaa euroa. Prosessin taloudellista kannattavuutta ja tärkeimpiä siihen vaikuttavia tekijöitä tutkittiin kahden liiketoimintamallin sekä herkkyysanalyysin keinoin. |
| Tiivistelmä (eng): | Hydrothermal carbonization (HTC) is a process that produces coal-like hydrochar from wet biomass. As some of these biomass resources are in remote locations, in forests or fields far from industrial areas, transporting biomass with high moisture content to a central facility is not always possible or feasible. A novel approach to this problem is to bring a processing unit to the raw material and process it on site. A mobile pro-cess can be shipped to different remote locations to access raw materials that are scarce available only temporarily. As hydrochar is hydrophobic, excess water can easily be expelled from the solid product through mechanical means without the need for drying. Thus excess water does not need to be transported. A mobile HTC-processing unit was designed to fit into a 40-foot ISO-container that can be transported on the back of a truck. The processing unit uses 3 reactors to process biomass for two hours at a temperature of 220 °C and 3000 kPa pressure. Heat recovery for the process was designed using two flash tanks, a spiral heat exchanger and liquid recircu-lation. Separation of the liquid and solid products is performed with a filter press. The equipment was sized with the help of Computer Aided Design (CAD). Tinkercad was used to make a 3D model of the process. The major equipment costs were estimated using literature and cost correlations. Other costs of the process, such as installation of major equipment, electrical set up and equipment insulation, were obtained through cost factors based on the cost of major equipment. Thus the final price of the process was obtained as 1.2 million E. The economic feasibility of the process and the main process variables affecting it were studied using two business cases and a sensitivity analysis. |
| ED: | 2016-12-18 |
INSSI tietueen numero: 55137
+ lisää koriin
INSSI