Probenahme und Probenteilung von festen Biomassebrennstoffen

Transkript

1 Probenahme und Probenteilung von festen Biomassebrennstoffen Jan Burvall, Skellefteå Kraft AB, Sweden Camilla Wiik, Antero Moilanen & Eija Alakangas, VTT, Finnland Martin Englisch, ofi - Österreich

2 CEN 335 Technische Spezifikation Derzeit CEN/TS :2006 Feste Biomassebrennstoffe Probenahme Teil 1: Verfahren zur Probenahme CEN/TS :2006 Feste Biomassebrennstoffe Probenahme Teil 2: Verfahren zur Probenahme von Materialien bei Anlieferung in Lastkraftwagen In Vorbereitung EN Feste Biomassebrennstoffe Probenahme EN Feste Biomassebrennstoffe Verfahren zur Probenvorbereitung CEN/TS 14779:2006 Feste Biomassebrennstoffe Probenahme Verfahren zur Erstellung von Probenahmeplänen und -zertifikaten CEN/TS 14780:2006 Feste Biomassebrennstoffe Verfahren zur Probenvorbereitung

3 Relevanz der Probenahme Vom Wert WAHR abweichende Analysenergebnisse sind abhängig von: Probenahme: 80% Probenaufbereitung: 15% Analyse: 5% Das National Coal Board (GB) verifizierte dies auch für andere Schüttgüter wie z.b. landwirtschaftliche Produkte, industrielle Mineralien ect.

4 Prinzip der korrekten Probenahmen Jeder Partikel in der Gesamtmenge sollte mit gleicher Wahrscheinlichkeit in der Probe inkludiert werden können. Wenn dieses Prinzip in der Praxis nicht angewandet werden kann, müssen diese limitierenden Faktoren vom Probennehmer im Probenahmeplan vermerkt werden.

5 Probenahmeplan Aufgabe vollständiger Probenahmeplan vereinfachter Probenahmeplan Berechnung der Anzahl der Inkremente je Gesamtmenge Berechnung der Inkrementgröße Berechnung des benötigten Volumens / Masse visuelle Inspektion der Gesamtmenge Festelgung der Probenahmemethode Brennstoffe in Bewegung ruhendes Material spezifische Materilaien

6 Probenahmeplan 1 Referenz Nr. Eindeutige Probenidentifikationsnr. Name des Probenehmers Gesamt- oder Teilmengen Identifikationsnr. Produkt Datum Zeit Telefon Verpackung der Laborprobe Luftdichter Plastikkontainer Handelsname anderes: Lieferant Kommentare ca. nominale max. Größe mm Masse/Volumen der Teilmenge kg ton oder m 3 Masse der Laborprobe und Kontainer kg stationär: LKW-Ladung kleine Halde andere Typ des Sub- Haufens bewegt: Förderband Silo andere Adresse Lieferanten Adresse Transpoteurs Adresse Probennehmers des des des Adresse des Labors

7 Probenahmeplan Typ des Brennstoffs: Homogen: z.b. Sägemehl, Nußschalen, Pellets, Hackschnitzel Inhomogen: z.b. Rinde, Altholz Anzahl der Inkremente stationär: n = 5 + 0,025*mLOT für homogen n = ,040*mLOT für homogen Anzahl der Inkremente in Bewegung: n = 3 + 0,025*mLOT für homogen n = 5 + 0,040*mLOT für homogen Benötigte Probenmenge Bestimmung der Minimalmenge je Inkrement (abh. von der Partikelgröße)

8 Anzahl der Inkremente 1 homogen, Größtkorn < 10 mm 2 homogen, Größtkorn > 10 mm

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10 Typische Schüttdichten fester Biomassebrennstoffe Die Schüttdichte ist notwendig zur Berechnung der Biobrennstoff-Masse Fester Biomassebrennstoff Pellets Briketts Pulver Sägemehl Späne Hackschnitzel Strohballen Gehäckseltes Stroh Schüttdichte kg/m

11 Probenahme Gesamtmenge 10 t Probe Vorbehandelte Probe Analyseprobe ~5 g Die Probe muss für die Gesamtmenge repäsentativ sein!

12 Probenahme aus einer Miete/Haufen

13 Probenahmequipment 2.5d 2.5d 5d b>2.5d d = Größtkorn der Probe (95% des Material passieren das Sieb)

14 Probenahmefehler: Verunreinigungen Schnee und Eis sind typische Verunreinigungen Andere typische Verunreinigungen in Biomasse: Erde Sand und Steine Seile, Kunststoffe Nägel, Metallteile

15 Entmischung des Feinanteils während des Transports Original nach Transport

16 Schaufeln x Größtkorn der Probe

17 Probennehame von einer entladenen LKW-Ladung (Miete/Haufen) Seitenansicht möglicher Probenahmepunkte einer kleinen Miete

18 Probenahme von Pellets aus einem Lagerraum

19 Probenahme von Ballen Kernbohrer

20 Probenahme vom Förderband

21 Beispiele für Probenahme aus Materialströmen und dafür notwendigem Equipment Probe- nahmebox b>2.5d d = d 95 = Größtkorn Querstrom Probenahme

22 Probenahme während der Entladung eines LKWs (besser als Probenahme aus einer Miete)

23 Probenahme von einem gestoppten Förderband

24 Mischproben Einzelproben ziehen Mischprobe erstellen (s) Probenreduktion wenn notwendig

25 Etikettieren, Verpacken, Transport Um die phys. und chem. Eingenschaften zu konservieren ist die Verpackung ein wesentliches Element Luftdichte Kunststoffverpackung (z.b. Kunststoffbeutel) Schutz vor direktem Sonnenlicht Schutz vor Verfälschung z.b. durch Versiegeln des Probenahmebehälters Wenn notwendig Kühlung (ca. 5 C) um biol. Aktivität zu verhindern (speziell bei Feuchtegehalten über 20% und längerer Lagerzeit)

26 Verpackung und Transport Schlechte Beispiele!!! Information der Kunden und Klienten um diese Fehler zu verhindern!

27 Verpackung und Transport Noch mehr schlechte Beispiele!!!

28 Schritte im Labor Probenreduktion - Mischprobe Probenteilung Wiegen Mischprobe Teilprobe zur Analyse der Schüttdichte, Abriebsfestigkeit, etc. Trocknen der Probe und Lagerung im Labor für mind. 24h Zerkleinerung auf <30 mm grob schneiden Teilprobe für Korngrößenverteilung, etc. Teilprobe für Feuchtegehalt, etc. Massenreduktion Größenreduktion auf <1mm mit Schneidmühle Entnahme der Analyseproben Größenreduktion für < 0,25 mm mit Schneidmühle Teilprobe für Asche, Heizwert, chemische Analyse etc. Teilprobe für Analysen mit < 0,25 mm- Anforderung

29 Prinzipien für die korrekte Probenahme Während der Gewichtsreduktion muss jedes Partikel in der Probe die gleiche Wahrscheinlichkeit haben in der Teilprobe inkludiert zu sein. Der Verlust des Feinanteils muss während des Mahlens oder anderer Manipulationen verhindert werden.

30 Apparate für Massenreduktion (Labor) Riffelteiler Riffelteiler sollten mind. 16 Slots für unterscheidliche Teilproben besitzen, die Weite der Slots sollte mind. das 2.5-fache des Größtkorns des Materials sein. Drehrohrteiler Die Zuführung sollte so adjustiert sein, dass der Teiler mind. 20 mal rotiert während die Probe geteilt wird. Schaufeln und Löffel Eine Schaufel oder Löffel sollten eine flache Unterseite und überhöhte Seiten haben und mind. die 2.5-fache Weite des Größtkorns des Material aufweisen. Apparate für die Größenreduktion Schneidmühle Siebe Waage

31 Apparate zur Massenreduktion Schaufeln und Löffel Manuelle Massenreduktion Flache Unterseite, überhöhte Ränder Weite 2,5-fache des Größtkorns, d95 Drehrohrteiler Der Teiler muss mind. 20 mal rotieren, während die Probe geteilt wird

32 Apparate zur Massenreduktion: Riffelteiler Mind. 16 Slots Weite mind. das 2,5-fache des Größtkorns (d 95 )

33 Manuelle Massenreduktion: Viertelmethode

34 Streifenmischen

35 Manuell

36 Partikelgrößenreduktion von Stroh

37 Apparate zur Partielgrößenreduktion Schneidmühle Siebe Waage Mühle: Geringe Erhitzung Unterschiedliche Siebeinsätze Einfache Reinigung Unempfindlich gegen Verunreinigungen

38 Minimale zurückbehaltene Massen während Massenreduktion Minimale Masse, g Nominale Größe (mm) Schüttdichte < 200 kg/m 3 Schüttdichte kg/m 3 Schüttdichte > 500 kg/m

39 phydades.info Vorliegende Inhalte wurden unter Mitwirkung von: VTT, Finland SLU, Sweden ofi, Austria CEN/TC 335, WG3 gestaltet.