En ny teknik för uppgradering av biogas till fordonsgas utvecklas hos JTI – Institutet för jordbruks- och miljöteknik samt SLU – Sveriges lantbruksuniversitet. Tekniken går ut på att använda aska som ett filter för att filtrera biogas. Filtrets viktigaste funktion är att absorbera koldioxid och svavelväte från den filtrerande gasen. Askan karbonatiseras i denna process vilket är ett steg i askans behandling inför askåterföring till skog. Tekniken med askfilter har enligt tidigare studier ansetts vara särskilt lämplig i liten skala.  Dessutom kan kostnaden för att uppgradera biogas i liten skala halveras enligt preliminära beräkningar. Detta kan möjliggöra utvinning av fordonsgas hos aktörer som annars inte funnit lönsamhet i det. Den nationella utvecklingen tyder även på att fler mindre biogasproducenter kommer att etablera sig. När denna rapport skrivs finns det en gårdsanläggning som används som pilotanläggning. Målet med denna rapport är att skapa en bild över hur tekniken senare ska kunna implementeras. Det kommer att behövas ett antal aktörer för detta och strukturen på dessa samarbeten kan variera. Faktorer som avstånd, volymer på flöden, kvalitéer på flöden och företagens inställning och möjlighet har stor påverkan. Producenter av aska och gas från mellersta norrlandskusten har undersökts för denna studie. Fyra stycken askproducenter har undersökts som var och en har en årlig askproduktion på mellan 2500 och 9000 ton. Generellt behövs det cirka 600-1000 ton aska för varje GWh uppgraderad fordonsgas. Inom det geografiska avgränsningsområdet finns ett flertal mycket stora biogasproducenter. Exempelvis producerar Domsjö Fabriker 25 GWh gas som kan vara tillgänglig för uppgradering vilket kräver uppemot 25 000 ton aska. Askan inom regionen kommer inte räcka till att uppgradera all biogas, dock tillräckligt för att täcka orters lokala behov av fordonsgas. Lokala förutsättningar kan utgöra en begränsning men potentialen med askfilter anses vara mycket stor. Därför har tre koncept utvecklats för att ge läsaren en förståelse för hur tekniken kan komma att tillämpas. I det första konceptet föreslås en extern entreprenör som länkar ihop flera olika mindre aktörer. Det externa företaget koordinerar de olika stegen och ansvarar för att till exempel alla askflöden och biogasflöden fungerar. De enskilda aktörerna svarar till det externa företaget. Hur stor roll det externa företaget har i själva uppgraderingen varierar med hur aktiva och villiga de olika aktörerna är, men huvudansvaret att hålla alla resurs- och produktionsflöden öppna består. Detta koncept lämpar sig särskilt bra där det är många mindre aktörer så som lantbrukare och reningsverk etcetera. Det andra koncept innefattar Övik Energi och Domsjö Fabriker, två av Örnsköldsviks större företag som redan idag har ett omfattande samarbete. Infrastrukturen för att implementera tekniken är i stora delar redan på plats och avstånden är mycket korta för hela kedjan från skog till tankställe. Infrastrukturen kan tillåta ett anpassat produktionsflöde vilket kan vara enviktig faktor för uppstart av fordonsgaskonsumtion på orten. Det tredje konceptet är byggt runt Sveaskog som redan idag är väldigt stora inom askgödsling. Företaget finns över hela landet och kan börja implementeringen där förutsättningarna är som gynnsammast. En samarbetspartner behövs för hanteringen av gasen. Denna partner har liknande uppgifter som det externa företaget i det första konceptet men har inte samma roll inom askhanteringen då den kedjan redan är uppbyggd / A new technology for upgrading biogas to vehicle gas is being developed at JTI - Institute of Agricultural Engineering and SLU – Swedish University of Agricultural Sciences. This new technology uses ashes as a filter to refine bio-gas. The filter's main function is to absorb carbon dioxide and hydrogen sulphide from the gas. As a result the ashes are carbonated, which is an essential treatment before the ashes can be returned to the forest. The ash filter technique has according to previous studies been considered especially suitable for small scale operations. In addition, the cost of upgrading biogas can be reduced by up to 50 % according to preliminary calculations. The decreased cost can allow production of vehicle gas for parties who previously saw no profitability. The development in Sweden also indicates that the number of small biogas producers will increase. It will require a number of parties for the technology to be implemented and the structure of partnerships will vary. Factors such as distance, volume flow rates, the qualities of the flows, corporate attitude and financial abilities have great influence. Producers of ashes and gas from central coast Norrland (Sweden) has been examined in this study. Four ash producers have been examined. Each of them has a yearly ash production of 2500-9000 tonnes. Generally every GWh of biogas requires 600-1000 tonnes of ashes. Since there are several large biogas producers in the area, the ashes produced within the region will not be enough to fully supply all the gas producers’ requirements. However, there should be enough ashes to cover local biogas requirements. Local conditions could be restricting however the ash filter technology is considered to have great potential. Three concepts have been developed to provide the reader with an understanding of how the technology could be implemented. The first concept of this report uses several different parties and an external company to link them together. The external company coordinates and makes sure the flows are continued. How extensive the role of the external company will be in the upgrade process may vary, but the key responsibility is to keep all resource and production flows open. This concept is especially suitable where there are many smaller parties such as farmers or sewage treatment plants. A second concept includes Övik Energy and Domsjö Fabriker, two of Örnsköldsvik’s larger companies that already have an extensive cooperation. The infrastructure for implementing the technology is already largely in place and the distances are very short for the entire chain from the forest to the filling station. The existing infrastructure can allow a customized production flow, an important factor for upstart of vehicle gas consumption in the area. The third concept is built around Sveaskog, a well established company in large scale ash fertilization. The company has several sites across the country and implementation of the new technology could start wherever the conditions are most favourable.  Another partner is required for handling of the gas. This partner would have similar responsibilities as the external company in the first concept, but do not have the same role in the ash handling where the chain is already in action.

No description available.

<p>Denna avhandling behandlar rökgasutsläpp av persistenta organiska föroreningar, framförallt dioxiner, vid förbränning av fasta biobränslen och torrt hushållsavfall i relativt små anläggningar (5-600 kW) utan avancerad rökgasreningsteknik.</p><p>Samförbränning av avfall och biobränsle i effektiva mindre biobränslepannor testades som en alternativ strategi till den vanligen förekommande storskaliga hanteringen och förbränningen fast hushållsavfall. Medan storskalig förbränning av avfall ger investeringsmässiga fördelar med rökgasreningsteknik etc. kan små lokala anläggningar ha transportmässiga fördelar och möjligheter till utnyttjande av lokala biobränsletillgångar. Källsorterat, torrt, brännbart hushållsavfall insamlades från hushåll i glesbygd och samförbrändes i brikettform med energigräset rörflen i 150-600 kW biobränslepannor. Endast undantagsvis understeg dioxinemissionerna gällande gränsvärden för avfallsförbränning och nivåerna av väteklorid i rökgas översteg gränsvärdena flerfaldigt. Det bedömdes att någon form av extra rökgasrening är nödvändig för att säkerställa nivågränserna. Dioxiner hittades också i det eldade avfallet, framförallt i textilfraktionen. Dioxinmängderna i rökgaserna var oftast lägre än i det ingående bränslet.</p><p>Intermittent pelletseldning gav oväntat höga utsläpp av dioxiner med en emissionsfaktor på 28 ng(WHO-TEQ)/kg. Vedeldning i en modern miljömärkt villapanna gav betydligt lägre utsläpp av dioxiner än eldning i en gammal kombipanna och eldning med full lufttillförsel, som kan jämföras med användning av ackumulatortank, resulterade i upp till 90% minskning av utsläpp av dioxiner jämfört med eldning med reducerat lufttillskott (’pyreldning’). Eldning av plastavfall i en vedpanna gav höga utsläpp av dioxiner.</p><p>Okontrollerad förbränning av trädgårdsavfall och hushålls avfall i tunna eller som öppen eld ’bakgårdsbränning’, gav stora variationer i utsläppsnivåer som bara delvis kunde kopplas till avfallsinnehåll. Resultaten visar att denna typ av förbränning kan vara en betydande källa till dioxiner i miljön, och ett emissionsfaktorintervall på 4-72 ng (WHO-TEQ)/kg föreslås för bedömningar av utsläpp från backgårdsbränning av avfall med låga eller måttliga klorhalter.</p><p>En sammanfattande slutsats av alla försök är att dioxin utsläpp beror på komplicerade samband mellan bränsleinnehåll och förbränningsbetingelser. Bränslen med mycket höga klorhalter av ger oftast högre utsläpp av dioxiner än bränslen med låga klorhalter medan små skillnader döljs av variationer i förbränningsbetingelser.</p> / <p>This thesis deals with emissions of persistent organic pollutants, primarily dioxins, from the combustion of solid biofuels and dry combustible household waste in relatively small facilities, 5-600 kW, without advanced air pollution controls.</p><p>Co-combustion of waste and biofuel in effective small boilers was tested as an alternative to prevailing large-scale management and combustion strategies for handling municipal solid waste. This approach includes no advanced air pollution control systems, but offers two advantages: limiting transport and providing scope to use local biofuel resources. Source-sorted, dry, combustible household waste was collected from households in a sparsely populated area and co-combusted as briquettes together with reed canary-grass in 150-600 kW biofuel boilers. Most trials showed difficulties to meet regulative limits for the emissions of dioxins valid for incineration of MSW and the regulated limits for emissions of hydrochloric acid were exceeded manifold. It was concluded that additional flue-gas cleaning will be needed to ensure that emissions are sufficiently low. Dioxins were also found in the waste, especially in the textile fraction. The mass of dioxins in the flue-gas emissions was generally lower than the mass in the fuel input.</p><p>Intermittent combustion of wood pellets in a residential boiler resulted in an unexpectedly high dioxin emissions factor of 28 ng (WHO-TEQ)/kg fuel. Combustion of wood in a modern environmentally certified boiler yielded considerably lower dioxin emissions than combustion in an old boiler, and combustion with a full air supply, i.e. with use of heat storage tank, resulted in up to 90% reductions in dioxin emission factors compared to combustion with reduced air supply. Combustion of plastic waste in a residential wood boiler resulted in high emissions of dioxins.</p><p>Tests of uncontrolled combustion of garden and household waste in barrels or open fires, ‘backyard burnings’, resulted in emissions with large variations that could only be partly correlated to the waste constituents. The results imply that this may be an important source of dioxins in the environment and an emission factor range of 4-72 ng (WHO-TEQ)/kg is suggested for estimating emissions from backyard burnings of lightly and moderately chlorine-contaminated waste.</p><p>A summarized conclusion from all of the experiments is that predicting emission levels from waste contents is not straightforward (except that fuels with very high chlorine levels will usually result in high levels of dioxins in flue-gas emissions). Moderate differences in chlorine levels will usually be masked by the effect of variations in combustion conditions.</p>

Detta examensprojekt är utfört på Ageratec AB som ligger strax utanför Norrköping. Syftet med hela examensprojektet är att göra layoutritningar som används vid ATEX-klassning för byggnationer av biobränslefabriker, som sedan skall ut till beställaren/kunden. Min huvuduppgift var att rita en layoutritning för en speciell modell av biobränslefabrik - processor P1000. Detta från uppmätning av processor P1000 till färdig layoutritning i 3D uppritad i AutoCAD, med klassningsplan över farliga ställen och zoner i fabriken. Tanken var att om tiden medgav skulle även ritningar tas fram för de resterande modeller av biobränslefabriker, vilket inte blev fallet. Ageratecs kunder måste nämligen ta hänsyn och följa ATEX-direktiv för arbete i explosionsfarlig miljö som gäller för att driva en biobränslefabrik. Vad ATEX-klassning innebär, hur en biobränslefabrik byggs upp och fungerar från början till färdig framställning av biobränsle samt en översikt över de olika typer av biobränslen som finns, tas upp i denna rapport. Ageratec startade år 2004 av Gert och David Frykerås. Det är ett familjeföretag med en omsättning på 30 miljoner per år och 32 anställda år 2007. Ageratec tillverkar och säljer helautomatiska processorer över hela världen i olika storlekar som hanterar en volym mellan 1000-288 000 liter biodiesel per dygn. Biobränslefabrikerna är helautomatiskt styrda med hjälp av ett PLC-system från Mitsubishi Electric. Processorerna är framtagna för framställning av biobränsle av vegetabiliska oljor, där anläggningen renar oljan och tillsätter metanol eller etanol. Produkten som kommer ut ur anläggningen är så rent och lättflytande att det kan användas som bränsle till dieselmotorer som det är eller blandas med vanlig diesel. Med hjälp av utrustning från Ageratec så är det nu möjligt för rapsodlare att även bli lokala drivmedelsproducenter och förvandla den odlade rapsen till biodiesel. Det enda som krävs är en processor från Ageratec samt tillgång till någon typ av fettsyra. Tider och sekvenser sköts automatiskt av PLC-systemet vilket gör att kunden inte behöver tänka på sådant. Biodiesel/RME (RapsMetylEster) är ett miljöbränsle som bildar koldioxid men skillnaden är att den mängd koldioxid som bildas av biobränslet är samma mängd som växterna behöver för sin tillväxt. Biodiesel släpper ut 60-80 procent mindre utsläpp av växthusgasen koldioxid jämfört med vanlig dieselolja. Koldioxidhalten ökar alltså inte vid förbränning av biobränsle. Det enda som bidrar till växthuseffekten är koldioxid, därför måste vi vara noga med att inte odla mer än vad vi behöver. Den svenska regeringens mål är att 5,75 procent av transportbränslet år 2010 ska utgöras av förnyelsebara drivmedel. Den svenska rapsarealen har ökat med över 70 procent, till 95 000 hektar under de senaste åren. De flesta dieselmotorer behöver inte anpassas på något sätt för att köra på biodiesel.

Syftet är att undersöka de flytande biobränslen som dominerar på den svenska marknaden för drivmedelsproduktion samt belysa miljöpåverkan av biooljeanvändningen. Syftet med examensarbetet uppnåddes genom insamling av relevant information via litteratursökningar samt kontakt med lämpliga företag, leverantörer och föreningar. I detta examensarbete kom det fram att alla biooljor inte är hållbara och koldioxidneutrala. Vissa biooljor leder till ökat utsläpp av växthusgaser till atmosfären samt negativ påverkan av den biologiska mångfalden. Tallolja är en bioolja som ökar i andel på den svenska marknaden, SunPines fabrik är avsedd att producera 100 000 m3 talldiesel varje år. Rapsolja är den mest dominerande biooljan för drivmedelsproduktion på den svenska marknaden. En ökad import av biooljor till EU kommer inte ge exportländerna möjlighet att minska sin fossila oljeanvändning. Användningen av biooljor och biodrivmedel kanske minskar utsläppen av växthusgaser på lokal och regional nivå, men kommer även att bidra till ett ökat koldioxidutsläpp i exportländerna av biooljor och därmed har det globala problemet inte lösts. Således bör vi tänka globalt och agera lokalt.

Denna avhandling behandlar rökgasutsläpp av persistenta organiska föroreningar, framförallt dioxiner, vid förbränning av fasta biobränslen och torrt hushållsavfall i relativt små anläggningar (5-600 kW) utan avancerad rökgasreningsteknik. Samförbränning av avfall och biobränsle i effektiva mindre biobränslepannor testades som en alternativ strategi till den vanligen förekommande storskaliga hanteringen och förbränningen fast hushållsavfall. Medan storskalig förbränning av avfall ger investeringsmässiga fördelar med rökgasreningsteknik etc. kan små lokala anläggningar ha transportmässiga fördelar och möjligheter till utnyttjande av lokala biobränsletillgångar. Källsorterat, torrt, brännbart hushållsavfall insamlades från hushåll i glesbygd och samförbrändes i brikettform med energigräset rörflen i 150-600 kW biobränslepannor. Endast undantagsvis understeg dioxinemissionerna gällande gränsvärden för avfallsförbränning och nivåerna av väteklorid i rökgas översteg gränsvärdena flerfaldigt. Det bedömdes att någon form av extra rökgasrening är nödvändig för att säkerställa nivågränserna. Dioxiner hittades också i det eldade avfallet, framförallt i textilfraktionen. Dioxinmängderna i rökgaserna var oftast lägre än i det ingående bränslet. Intermittent pelletseldning gav oväntat höga utsläpp av dioxiner med en emissionsfaktor på 28 ng(WHO-TEQ)/kg. Vedeldning i en modern miljömärkt villapanna gav betydligt lägre utsläpp av dioxiner än eldning i en gammal kombipanna och eldning med full lufttillförsel, som kan jämföras med användning av ackumulatortank, resulterade i upp till 90% minskning av utsläpp av dioxiner jämfört med eldning med reducerat lufttillskott (’pyreldning’). Eldning av plastavfall i en vedpanna gav höga utsläpp av dioxiner. Okontrollerad förbränning av trädgårdsavfall och hushålls avfall i tunna eller som öppen eld ’bakgårdsbränning’, gav stora variationer i utsläppsnivåer som bara delvis kunde kopplas till avfallsinnehåll. Resultaten visar att denna typ av förbränning kan vara en betydande källa till dioxiner i miljön, och ett emissionsfaktorintervall på 4-72 ng (WHO-TEQ)/kg föreslås för bedömningar av utsläpp från backgårdsbränning av avfall med låga eller måttliga klorhalter. En sammanfattande slutsats av alla försök är att dioxin utsläpp beror på komplicerade samband mellan bränsleinnehåll och förbränningsbetingelser. Bränslen med mycket höga klorhalter av ger oftast högre utsläpp av dioxiner än bränslen med låga klorhalter medan små skillnader döljs av variationer i förbränningsbetingelser. / This thesis deals with emissions of persistent organic pollutants, primarily dioxins, from the combustion of solid biofuels and dry combustible household waste in relatively small facilities, 5-600 kW, without advanced air pollution controls. Co-combustion of waste and biofuel in effective small boilers was tested as an alternative to prevailing large-scale management and combustion strategies for handling municipal solid waste. This approach includes no advanced air pollution control systems, but offers two advantages: limiting transport and providing scope to use local biofuel resources. Source-sorted, dry, combustible household waste was collected from households in a sparsely populated area and co-combusted as briquettes together with reed canary-grass in 150-600 kW biofuel boilers. Most trials showed difficulties to meet regulative limits for the emissions of dioxins valid for incineration of MSW and the regulated limits for emissions of hydrochloric acid were exceeded manifold. It was concluded that additional flue-gas cleaning will be needed to ensure that emissions are sufficiently low. Dioxins were also found in the waste, especially in the textile fraction. The mass of dioxins in the flue-gas emissions was generally lower than the mass in the fuel input. Intermittent combustion of wood pellets in a residential boiler resulted in an unexpectedly high dioxin emissions factor of 28 ng (WHO-TEQ)/kg fuel. Combustion of wood in a modern environmentally certified boiler yielded considerably lower dioxin emissions than combustion in an old boiler, and combustion with a full air supply, i.e. with use of heat storage tank, resulted in up to 90% reductions in dioxin emission factors compared to combustion with reduced air supply. Combustion of plastic waste in a residential wood boiler resulted in high emissions of dioxins. Tests of uncontrolled combustion of garden and household waste in barrels or open fires, ‘backyard burnings’, resulted in emissions with large variations that could only be partly correlated to the waste constituents. The results imply that this may be an important source of dioxins in the environment and an emission factor range of 4-72 ng (WHO-TEQ)/kg is suggested for estimating emissions from backyard burnings of lightly and moderately chlorine-contaminated waste. A summarized conclusion from all of the experiments is that predicting emission levels from waste contents is not straightforward (except that fuels with very high chlorine levels will usually result in high levels of dioxins in flue-gas emissions). Moderate differences in chlorine levels will usually be masked by the effect of variations in combustion conditions.

Carbon dioxide emissions to the atmosphere today cause problems around the world. In Sweden, the steel production contributes significantly to carbon dioxide emissions. The steel industry challenge is to improve the metallurgical processes to decrease the carbon dioxide emissions. One way to reduce the emissions is to use renewable carbon sources. The blast furnace process is a counter current reduction process for ironmaking. Raw materials such as iron ore agglomerates, coke and slag formers are charged at the top of the furnace while oxygen-rich blast air and powdered coal are injected in the bottom. The gases produced by combustion rise through the burden on the top of the furnace. The combustion of carbon produces carbon monoxide which is the reducing gas used for the reduction of iron oxides to pig iron. The process is the highest producer of CO2 emissions in Sweden; biomass can partially replace fossil carbon in coal blends for cokemaking, coal powder for coal injection and coke in self-reducing briquettes.  The purpose of this project was to maximize the addition of biomass in coal blends for cokemaking and the addition in briquettes produced for the recovery of iron bearing rest products. The challenge with biomass in cokemaking is its low density and high reactivity which decrease the coke yield and coke strength at the same time that it increases the coke reactivity. The coke quality has to be kept at sufficient quality in order to avoid effects on productivity and process stability in the blast furnace. The addition of biomass in briquettes is limited due to the low density of the biomass which may affect the strength of the briquettes. The effect of the addition of sawdust in coke and briquettes has been studied to understand the effect on reaction behaviour of bio-coal. Heat-treatment of sawdust with high volatile coal was performed in order to achieve a coating of coal on the sawdust surface and get less reactive sawdust. Torrefied sawdust contained 23 wt. % fixed carbon while the pre-treatment of sawdust with high volatile coal increased the content to about 60 wt. %. Pre-treated sawdust was added to coal blend for coke making and briquettes containing iron oxide. The pre-treated sawdust was added to five coal blends for coke production, the contents were 5, 10 and 20 wt. %, and a base blend was used as reference. Coke reactivity, chemical composition and cold compression strength in coke were studied. This work resulted in an improved bulk density; up to 20 wt. % pre-treated sawdust could be added to the coal blend and still keep a bulk density of 800 kg/m3. The coke yields in cokes with pre-treated sawdust were comparable to the coke reference. The temperature at which carbon in coke began to be consumed was slightly higher in coke containing sawdust treated with 50 wt. % high volatile coal. It was estimated that the CO2 emission from fossil coal could be reduced with 8.6 % per ton hot metal (THM) with the addition of 10 wt. % pre-treated sawdust to coal blends for cokemaking. The addition of 20 wt. % pre-treated sawdust could reduce the CO2 emission with 10% per THM. In addition, two different mixes of briquettes were produced, one with torrefied sawdust and one with pre-treated sawdust. The chemical composition and reduction of iron oxides in briquettes was also studied and evaluated. Briquettes with treated sawdust were more compact, i.e. had a higher density than briquettes containing torrefied sawdust. The amount of hematite that could be added to the briquette mixes was 0.107 moles in briquettes with torrefied sawdust and 0.112 moles in briquettes with pre-treated torrefied sawdust. / Koldioxidutsläppet till atmosfären orsakar idag problem runt om i världen. I Sverige bidrar stålproduktionen avsevärt till koldioxidutsläppet. Stålindustrin har som en utmaning att förbättra de metallurgiska processerna för att sänka utsläppet av koldioxid. Ett sätt att sänka koldioxidutsläppen är att minska påverkan genom att använda förnybara kolkällor. Masugnsprocessen är en kontinuerlig reduktionsprocess för råjärnframställning och en av processerna där det används reduktionsmedel från fossila kolkällor. Råmaterial som järnmalm, koks och slaggformare chargeras på toppen av ugnen medan syrgasberikad blästerluft och pulveriserat kol injiceras i botten av ugnen genom masugnens formor. De gaser som produceras vid förbränning stiger upp genom beskickningen upp till ugnens topp. Vid förgasning av kol bildas kolmonoxid som är den reducerande gasen, den möjliggör reduktionen av järnoxider vid framställning av råjärn. Torrefierad biomassa kan delvis ersätta fossilt kol i kolblandningarna för kokstillverkning, i kolinjektionen och i briketter. Syftet med detta projekt var att maximera mängden tillsatt biomassa i kolblandningarna för kokstillverkning och i briketter för återvinning av järnbärande restprodukter. Utmaningen med biomassa i kokstillverkningen är den höga reaktiviteten och den låga densiteten av kol, vilket resulterar i låg koksutbyte när den tillsätts i kolblandningar. Biomassa innehåller också en högt halt flyktiga ämnen vilket resulterar i koks med låg hållfasthet och hög reaktivitet. Kokskvalitén måste behållas för att undvika processvariationer i masugnen. Tillsatsen av biomassa i briketter, är begränsat då biomassa kan påverka briketternas hållfasthet. Effekten av tillsatsen av biomassa i koks och briketter har studerats för att kunna förstå reaktionsbeteendet i dessa när torrefied sågspån och förbehandlat sågspån med hög fluiditetskol har tillsatts till blandningarna. Värmebehandling av torrifierat sågspån med en hög fluiditeteskol gjordes för att uppnå en mindre reaktiv biomassa. Torrifierat sågspån innehöll 22.9 viktsprocent kol, förbehandlingen av sågspån med hög fluiditetskol ökade halten till cirka 60 viktsprocent. Den behandlade sågspånen tillsattes till fem kolblandningar för koksframställning, 5, 10 och 20 viktprocent tillsattes till en bas blandning som användes referens. Koksreaktiviteten, kemisk sammansättning och hållfasthet i koks studerades. Arbetet resulterade i en förbättrad bulkdensitet då upp till 20 viktprocent förbehandlad biomassa kunde tillsättas i kolblandningen och fortfarande behålla en bulkdensitet på 800 kg/m3. Koksutbytet i alla koks med förbehandlat sågspån var jämförbart med koksreferensen. Temperaturen där kemisk kol i koks började förbrukas, var något högre i koks som innehöll sågspån med 50 viktsprocent hög fluiditetskol. Koldioxidutsläppen från fossilt kol per ton råjärn (THM) uppskattades att vara 8,6 % lägre med tillsatsen av 10 viktprocent förbehandlat sågspån i kolblandningar för kokstillverkning. Tillsatsen av 20 viktprocent skulle innebära en minskning på 10 % per ton råjärn. Briketter med två olika blandningar framställdes, en blandning med torrifierat sågspån och en blandning med behandlat sågspån. Briketterna karakteriserades genom att analysera den kemiska sammansättningen och reduktionen av järnoxider i termisk reducerade briketter. Briketter med behandlat sågspån var mer kompakta, d.v.s. hade en högre densitet än briketter som innehöll torrifierad sågspån. Mängden hematit som kunde tillsättas i mixen med torrifierad sågspån var 0.107 mol, medan i mixen med förbehandlat sågspån 0.112 mol kunde tillsättas. / Bio4metals / CAMM

This project aims to investigate whether algae can be used for biodiesel production in Italy. Algaes are a good option since they are fast growing and do not occupy arable land.   The aspects that have been considered are growing, harvesting, which algae strain that is most suitable, extraction of oil, the production of biodiesel and where in Italy this could be possible due to climate. Cost– and energy calculations have been made to investigate if biodiesel produced from algae would be profitable.   During the production of biodiesel there are several residues obtained. When the oil has been extracted from the algae, biogas is produced from the residual biomass by anaerobic digestion and then the electricity that can be produced is supplied to the production of biodiesel. When the oil is converted into biodiesel it also produces glycerine that has multiple uses and is sold to other companies. The carbon dioxide that is supplied to the algae is transported from nearby industries, so the cultivation is contributed to reduce carbon emissions in the area.   The obtained results show that it is not economically viable to produce biodiesel from algae in Italy today. The price per tonne has been calculated to € 1 919 that can be compared to the price per tonne for biodiesel produced from palm oil which is € 574. The energy calculations show that it would require 3.93 MJ to produce 1 MJ of biodiesel with today’s technology.   To lower the costs it is primarily the investment costs that need to be reduced and this is expected to happen when the technology advances. In order to improve the energy balance the energy amount extracted from the waste products must increase. / Det här projektet syftar till att undersöka om alger kan användas för framställning av biodiesel i Italien. Alger är ett bra alternativ då de är snabbväxande och inte tar upp odlingsbar mark. De olika aspekter som har beaktats är odling, vilken alg sort som är lämplig, skördning, utvinning av olja ur algerna, framställningen av biodiesel samt var i Italien detta skulle kunna vara möjligt med avseende på klimat. Det har sedan genomförts kostnads– och energiberäkningar för att undersöka om det är lönsamt.  En modell har ställts upp där det har antagits att algen Nannochloropsis SalinaOdlas i tubformade fotobioreaktorer och skördas med hjälp av flockning och sedimentation. Sedan extraheras oljan med kavitation för att sedan transesterifieras till biodiesel. Odling antas vara placerad i Toscana, Italien och producera 4 000 ton biodiesel per år.Under produktionen av biodiesel erhålls flera restprodukter. Efter att oljan utvunnits ur algerna produceras biogas ur den överblivna biomassan genom anaerob rötning och på så sätt kan det produceras elektricitet som tillförs till produktionen. Vid efterbehandlingen av olja bildas det, förutom biodiesel, glycerol vilket har flera användningsområden och därför säljs. Koldioxiden som tillförs till algerna kommer från närliggande industrier och på så sätt bidrar odlingen till att minska koldioxidutsläppen i området.De resultat som har erhållits är att det i dagens läge ej är ekonomiskt lönsamt att producera biodiesel från alger i Italien. Priset per ton har beräknats till 1 919 € vilket kan jämföras med priset på biodiesel producerad från palmolja vilket är 574 € per ton. Det har även genomförts energiberäkningar vilka visade att det skulle krävas 3,93 MJ för att producera 1MJ biodiesel meddagens teknik.För att få ner kostnaderna är det framförallt investeringskostnaderna som behöver sänkas vilket bör ske då den tekniska utvecklingen går framåt. För att förbättra energibalansen behöver det utvinnas mer energi ur restprodukterna.

Hammarby Sjöstad är en ny stadsdel i Stockholm. Vid planeringen av detta område sattes detupp ett speciellt miljöprogram. Generellt sett skulle allt göras dubbelt så bra som vid tidigarebyggda bostadsområden. För vatten och avlopp blev utsläppskraven så hårda att detnuvarande reningsverket i Henriksdal inte kunde uppfylla dessa mål. Därför byggdes det ettnytt reningsverk, Sjöstadsverket, där Stockholm Vatten kunde testa ny avanceradreningsteknik. I en av försökslinjerna utvärderas biologisk foforreduktion istället för kemisk fällning avfosfor. Fördelen med biologisk foforreduktion kontra kemisk fällning är att fosfat kanutvinnas ur fosforrika delströmmar i aktivslamprocessen eller ur rejektvattnet efterslamrötningen. Ett sätt att ta tillvara fosforn är att fälla ut den i form avmagnesiumammoniumfosfat, så kallad struvit. I avloppsvatten görs det genom att tillsättamagnesium och samtidigt höja pH. Struvit är ett salt som löser sig långsamt och fungerardärför bra som gödningsmedel för jordbruket. Syftet med detta examensarbete var att utforma och genomföra struvitfällningsförsök iförsökslinjen med biologisk fosforreduktion. Ett kontinuerligt satsvist fällningsstegkonstruerades och var i drift oavbrutet i en 27 dagars period. Anläggningens kapacitet att fällastruvit och därmed reducera fosfor utvärderades. Dessutom bestämdes fosfor- ochtungmetallhalterna i struvitfällningen och avslutningsvis genomfördes en enklare ekonomiskanalys. Resultaten visar att reduktionsgraden av fosfat ökar med magnesiumdoseringen,uppehållstiden samt groddningen i fällningstanken. Vid pH 9,1, en uppehållstid på 7 h och enMg/P-kvot på 2,5 var fosfatreduktionen 78 %, utan att utgående halter magnesium var förhöga. Höjdes pH till 9,5, uppehållstiden till 12 h och Mg/P-kvoten till 3 var fosfatreduktionen94 %, men då överdoserades magnesium. Exakta värden samt vilken av parametrarna som ärviktigast för en hög fosfatreduktion kan ej bestämmas utifrån dessa försök. 21 vikt-% av fällningen utgjordes av struvit, 13 vikt-% var ren fosfor och 28 vikt-% avfällningen kunde inte definieras med de analysmetoder som användes. Den definierade delenav fällningen innehöll förutom struvit även fukt, kristallvatten, organiskt material och övrigametaller. Den odefinierade delen bestod troligtvis av magnesiumfosfat och diverse karbonatochhydroxidföreningar. Halten tungmetaller i struvitfällningen var väldigt låg. Jämförs denmed rötat slam visar det sig att fällningen är betydligt mer koncentrerad, med avseende påfosfor, och med lägre tungmetallhalter än det rötade slammet. Kemikaliekostnaden för fullskaleförsöket blev 24 kr/m3 rejekt, vilket motsvarar 720 kr/kg P.Vid längre drift och större inköp av kemikalier kan kostnaderna fås ned till omkring 4,6 kr/m3rejekt, vilket motsvarar 160 kr/kg P. Om fällningen används i stor skala vid Henriksdalsreningsverk blir kemikaliekostnaden omkring 1 kr/m3 rejekt, eller 25 kr/kg P. Dessa kostnaderska jämföras med inköpspriset på fosfor som är cirka 10 kr/kg. / Hammarby Sjöstad is a new, fast growing city district in Stockholm. A special environmentalprogram was established during the development of the district. Everything was supposed tobe carried out at least twice as good as previous built city districts. The demands upon thewastewater industry became so though that the existing wastewater treatment plant inHenriksdal could not fulfil these claims. Therefore a new treatment plant, Sjöstadsverket, wasset up, where new advanced treatment technology could be tested. One of the technologies that are evaluated is enhanced biological phosphorous removal,EBPR, instead of chemical precipitation. The advantage with EBPR is that phosphate can beextracted from the activated sludge system in the EBPR, or from the return liquid from thesludge digestion process. A way to recover the phosphorus is to precipitate it in the form ofmagnesium ammonium phosphate, so called struvite. In wastewater that is carried out byadding magnesium and in the same time raise the pH. Struvite is a slow-release salt that iswell suited for use as a fertilizer in the agricultural industry. The purpose of this study was to precipitate struvite in the EBPR-process and design aprecipitation reactor that could operate in a continuous mode. A batch reactor was constructedand ran uninterrupted for a 27-day period. The reactor’s capacity to precipitate struvite andreduce phosphate was evaluated. The phosphorus- and metal proportions in the struviteprecipitate was also determined, and a small economical analyse was carried out. The results show that the reduction of phosphate increases with the addition of magnesium,higher retention time and increased seeding in the reactor. Exact values of these processparameters and which one that is most important for a high phosphate reduction could notbeen determined in these experiments. One fifth of the precipitate constitutes of struvite and one eight of phosphorous. A quarter ofthe precipitate could not been define with the methods used in this analyse. The rest of theknown precipitate constitutes of moist, crystal water, organic material and other metals. Theproportion of heavy metals in the precipitate was very low. If compared with decomposedsludge the result shows that the struvite precipitation was more concentrated, in regard tophosphorous, and had a lower proportion of heavy metals than the decomposed sludge. Thecost of chemicals in this study was very high but if larger volumes of chemicals are purchasedthe cost could easily be lowered. / www.ima.kth.se

Smörjmedel är en nödvändighet för maskiner för att minska slitage och energiförbrukning. Dock är över 95% av de använda smörjmedlen i dag fossilbaserade. Smörjmedel baserade på vegetabiliska oljor finns tillgängliga men har ofta en lägre oxidativ stabilitet och sämre lågtemperaturegenskaper än deras fossilbaserade motsvarigheter. Ett annat hinder att övervinna är att ersätta vanligt använda förtjockningsmedel i halvfast smörjmedel med biobaserat alternativ vilket också visat sig vara en utmanande uppgift. Representanter för marina biomassa som mikro- och makroalger har potential att användas i framtiden som förnybar råvara källor på grund av deras kemiska sammansättningar såväl som gynnsamma odlingsförhållanden. Mikroalger har ett högt lipidinnehåll och vissa arter har ett högt innehåll av kolväten som liknar råolja. Makroalger har ett högt innehåll av polysackarider med en förtjockningsförmåga i vatten. Även om mikroalger innehåller lovande kolväten och lipider som kan användas i smörjmedelsapplikationer är det idag inte ekonomiskt möjligt att använda mikroalger för att producera produkter med lågt värde. Även makroalger är för kostsamma att kultivera för billiga produkter, För att kunna använda polysackarider som tillsatser i olja måste de vara mer hydrofoba. I denna studie oxiderades alginat först i en ringöppningsreaktion, för att senare reduceras i en Schiff-basformation och reduktion till en mer amfifil polysackarid. Resultaten visade en hög nedbrytning av polysackariden både i oxidationsreaktionen och i reduktionsreaktionen, från en startmolekylvikt av 580 000 g/mol till ~ 10 000 g/mol. Etanol kunde användas i oxidationsreaktionen för att öka den möjliga alginatkoncentrationen. Både FTIR- och 1H-NMR-resultaten indikerade en lyckad oxidation och reduktion. Framtida arbete involverar inblandning av det hydrofobt modifierade alginatet i en basolja och utvärdering av effekten av den erhållna biobaserade basoljekomponenten på oljeegenskaperna, till exempelökning av viskositeten, oxidationsstabilitet och förtjockningsbeteenden. / Lubricants are a necessity for machineries in order to reduce friction and wear. However, over 95% of the lubricants used today are fossil-based. Vegetable oil-based lubricants are available but often possess lower oxidative stability and poorer low temperature properties than their fossil-based counterparts. Vegetable oils are therefore not a perfect solution to reduce crude oil usage. Another obstacle to overcome would be a replacement of commonly used thickeners in semisolid lubricants with bio-based alternative, which has proven to be a challenging task. Marine biomass representatives such as micro-and macroalgae have the potential to be used in the future as renewable feedstock sources due to their chemical compositions as well as beneficial cultivation conditions such as usage of non-arable land and saltwater. Microalgae have a high lipid content, and in some species a high content of hydrocarbons similar to crude oil. Macroalgae have a high content of polysaccharides, some with gelling abilities. Even though microalgae contain promising hydrocarbons and lipids that can be used in lubricant applications, it is currently not economically feasible to use microalgae to produce low valueproducts. Macroalgae are also too expensive to cultivate to be used in low price products. In order to use polysaccharides as additives in oil, they need to be more amphiphilic. In this study, alginate, derived from brown seaweed, was first oxidized in a ring opening reaction to later be reduced in a Schiff base formation and reduction to introduce more hydrophobic side groups. The results revealed a severe degradation of the polysaccharide both in the oxidation and in the reduction reaction, from a starting molecular weight of 580 000 g/mol to ~ 10 000 g/mol. Ethanol was proved to be a suitable solvent in the oxidation reaction which increased the possible alginate concentration. Both FTIR and 1H-NMR results indicated a successful oxidation and reduction. Future work involves incorporation of the hydrophobically modified alginate in a base oil and evaluation of the presence of the obtained bio-based base oil component on the oil properties, for example viscosity increase, oxidation stability and thickening behaviors.