I Sverige är trädbränslen basen för förnyelsebar energi. Råmaterialet som används till pelletstillverkningen så som sågspån brukar ha en fukthalt på 50 procent. Att torka material som ska användas till att göra pellets är dyrt och en stor del av kostnaden kommer från den energi som används till torkningen. Torkning av hygroskopiska ämnen, som till exempel sågspån, kan delas in i tre steg. Det första torksteget karaktäriseras av att fukttransporten från materialet som ska torkas är konstant. I det andra torksteget börjar fukttransporten att minska då det uppstår torra ytor på materialet och i det tredje torksteget är materialets yta torrt och fukttransporten är som lägst och sker genom diffusion. Genom en kombination av en bandtork och en pneumatisk tork kan torkningen effektiviseras då den pneumatiska torken torkar sågspånet i det sista torksteget där bandtorken blir mindre effektiv. I en pneumatisk tork används uppvärmd luft för att torka sågspånet samtidigt som luften transporterar sågspånet genom torken. På Karlstads Universitet finns det en pneumatisk tork i laborationsskala för torkning av sågspån. I detta arbete gjordes en effektbalans över torken där lufttemperaturen var 150 °C. Effekten som gick åt till att torka sågspånet jämfördes med den avgivna effekten från den uppvärmda luften. Tre olika sorters sågspån användes. Dessa var färskt, uppfuktat samt pressat sågspån. Totalt genomfördes 36 stycken torkkörningar. Effektivitetsmåtten SMER och SPC användes för att jämföra hur torkningen av dessa tre sågspån varierade i effektivitet. En modell byggdes även i beräkningsprogrammet Excel som skulle användas för att beräkna utgående fukthalt hos sågspånet för att underlätta att planera framtida körningar i torken. Det beräknade luftflödet till torken var för lågt och ökades med 12 procent. Detta medför att endast en effektuträkning faller bort då effekten för torkning av sågspån skiljer sig mer än 15 procent från luftens avgivna effekt. SMER är som högst då lufthastigheten är 8 m/s och frekvensen på inmatningsskruven på torken är inställd på 13 Hz samt då lufthastigheten är 12 m/s och frekvensen på inmatningsskruven står på 26 Hz. SPC blir lägst vid en lufthastighet på 6 m/s för båda frekvenserna. Med hjälp av korrigeringsekvationer ger modellen en fukthalt ut på sågspånet som stämmer överens med praktiskt uträknade fukthalter med en noggrannhet på 0,8 procentenheter. Modellen fungerar mellan lufthastigheterna 6-14 m/s, då inmatningsskruven står på 13-26 Hz och startfukthalten hos sågspånet in i torken är 20 procent. Vid en startfukthalt på 20-50 procent hos sågspånet in i torken behövs korrigeringsekvationer som finns för lufthastigheterna 8 och 12 m/s samt vid ett materialflöde på 13 och 26 Hz. SMER för det färska sågspånet har tendenser till att vara lägre än för de andra sorterna. Då begränsat med data finns för torkning av pressat samt färskt sågspån behöver fler körningar göras för dessa sågspån. Om samma mönster upprepas kan det vara idé att undersöka energiflödena närmare vid pressning av sågspån för att se om denna process är mer energieffektiv än om sågspånet inte skulle ha förbehandlats. SPC blir lägre med lägre lufthastighet vilket beror på att med högre lufthastighet måste fläkten som skapar luftflödet jobba mer. Högre torkningstemperatur ger lägre SPC då tryckskillnaden över torken samtidigt blir lägre. Modellen fungerar bra och kan användas för att planera körningar som görs vid 150 °C ifall en fortsatt jämförelse vill göras mellan färskt, pressat samt uppfuktat sågspån. / Wood fuels are the foundation for renewable energy in Sweden. The raw material that is used to produce pellets, such as sawdust, usually has a moisture content of 50 percent. Drying material that is used to make pellets is expensive and the energy that is used to dry pellets is a major part of the costs. Drying of hygroscopic substances like sawdust can be divided into three parts. Steady moisture transport from the material that is drying characterizes the first drying part. The second drying part starts when there is a reduced moisture transport due to dry spots occurring on the material and the third drying part is when the moisture transport is at the lowest and transports through diffusion because the surface of the material is dried out. By combining a packed moving bed and a pneumatic dryer the drying can be more efficient because at the last drying part the packed moving bed is less efficient and the pneumatic dryer is used instead. In a pneumatic dryer heated air is used to dry the sawdust at the same time as it transports the sawdust through the dryer. At Karlstads University there is a pneumatic dryer for drying of sawdust for laboratory use. In this thesis an effect balance on the dryer was made when the air temperature was 150 °C. The effect for drying sawdust and the effect that the heated air was emitting to the sawdust was compared. Three different kinds of sawdust were used: fresh, rewetted and pressed sawdust. In total 36 drying tests were made. The performance measurements SMER and SPC were used to compare how the performance changed when drying these three kinds of sawdust. A model to predict the outgoing moisture content of the sawdust was built in the calculation program Excel to simplify future tests of the dryer. The air flow that was calculated for the dryer was too low and was increased with 12 percent. By doing this only one effect balance was needed to be cut out when the effect difference for drying sawdust and the heated air was more than 15 percent. The highest SMER can be found when the air velocity is 8 m/s and the frequency of the feeder on the dryer is 13 Hz, and 12 m/s when the feeder has a frequency of 26 Hz. The lowest SPC can be found when the air velocity is 6 m/s for both frequencies. By using correction equations to the model the outgoing moisture content of the sawdust from practical measurements coincide with the result from the model with 0,8 percent accuracy. The model can be used when the air velocity is between 6-14 m/s, the feeder is at 13-26 Hz and when the initial moisture content of the sawdust being sent into the dryer is 20 percent. When the initial moisture content of the sawdust being sent into the dryer is 20-50 percent, correction equations are needed and available when the air velocity is 8 and 12 m/s, and for a material flow of 13 and 26 Hz. The SMER for fresh sawdust show tendencies of being lower than the SMER for the other two kinds of sawdust. More tests need to be done because of limited data of drying pressed and fresh sawdust. If the same pattern is repeated it may be of interest to study more about the energy flow when pressing sawdust to see if this process is more energy efficient than if the sawdust is not pretreated. The reason SPC is lower with lower air velocity is that the fan needs to work harder when the air flow is rising. SPC drops when the drying temperature is rising because the pressure difference over the fan is lowered. The model works well and can be used to plan tests at 150 °C in case further comparison between fresh, pressed and rewetted sawdust is wanted.

Under de senaste årtiondena har efterfrågan av pellets ökat. Produktion av pellets är en energikrävande process där torkning av sågspån är den del som kräver mest energi. Därför behövs, av ekonomiska och miljömässiga skäl, att energieffektiva lösningar skapas. I denna rapport studeras en möjlig effektiviserad energianvändning genom att ett befintligt värmekraftverk integreras med en anläggning för produktion av pellets. Värme till torkningen av sågspån tas i form av ånga och rökgaser ifrån Åmotfors energis värmekraftverk. Fyra olika torktekniker av sågspån studeras där antingen luft eller ånga används som torkmedium. Två av de studerade fallen är ångtorkar, den ena använder värme i form av ånga vid 24 bars övertryck och den andra använder ånga vid 6 bars övertryck. Den tork som använder luft som torkmedium är en bäddtork. Ånga vid atmosfärstryck och rökgaser används för att värma upp uteluft till torken. Den fjärde torken är anpassad för att ge hög pelletsproduktion samtidigt som den är anpassad till de befintliga ångflöden som finns i värmekraftverket. Den använder både en bäddtork och en ångtork till torkning av sågspån. Målet med rapporten är att öka förståelsen kring tekniska begränsningar och möjligheter för olika torktekniker samt att avgöra vilken av de fyra studerade torktekniksfallen som är lämpligast vid en integrering. Resultaten tas fram med hänsyn till fyra faktorer: pellets-produktion, elproduktion, integrering och dimensionering av tork samt ekonomi. Där tyngdpunkten ligger på pelletsproduktionen i form av mängd tillverkad pellets per år och elproduktion i form av förändrad elproduktion per år efter integreringen. Dimensionering av tork används för att visa på vilka integreringar som kräver störst värmeväxlingsyta samt används till resultat och diskussion för ekonomi. Den ekonomiska utvärderingen avser att ge en fingervisning på vilken integrering som får högst/lägst investeringskostnad samt vilken som får kortast/längst återbetalningstid. Resultaten visar på att ångtorken med 24 bars värmeånga gav den högsta pellets-produktionen på nästan 250 000 ton/år, den kombinerade bädd och ångtorken fick näst högst pelletsproduktion på drygt 180 000 ton/år. Lägst pelletsproduktion fick bäddtorken.    Alla integreringar med en ångtork gav en minskad elproduktion, medan fallet med en bäddtork gav en ökad elproduktion. Störst minskning i elproduktion gav ångtorken med värmeånga på 24 bar. Ekonomiskt var bäddtorken den integrering som hade lägst investeringskostnad men näst högst återbetalningstid på 5,7 år. Ångtorken med värmeånga på 24 bar hade den högsta investeringskostnaden men kortast återbetalningstid på 3,7 år. Beräkningarna på pelletsproduktionen visar på stora skillnader beroende på ifall det är en ångtork eller bäddtork som integreras. Ångtorkarna ger en hög pelletsproduktion och två av fallen ger en pelletsproduktion som skulle vara den högsta i Sverige. För elproduktionen blir resultaten de motsatta där ångtorkarna ger en minskad elproduktion och bäddtorken en ökad. Ångtorken med 6 bars övertryck och den kombinerade ång- och bäddtorken får den största minskningen i elproduktion då elproduktionen från lågtrycksturbinen helt försvinner. Beräkningar på torkarnas värmeväxlingsytor gav ett underlag för vidare beräkningar och diskussion kring ekonomi men än viktigare gav det en fördjupad förståelse i torkarnas uppbyggnad och teknik.   De ekonomiska beräkningarna tar inte hänsyn till vissa faktorer så som ombyggnationer i det befintliga värmekraftverket samt kostnader för lager och värmeväxlare. Dessa faktorer tillsammans med att ekonomiekvationerna på ångtorkarna inte är helt anpassade till denna rapport gör att de är skapade för att användas som fingervisningar på ungefärliga skillnader i kostnader. Beroende på vilket faktor (pelletsproduktion, elproduktion, integrering eller ekonomi) som anses vara viktigast blir valet av fall olika. Ifall en hög pelletsproduktion anses vara av störst värde skall ångtorken med 24 bar övertryck eller den kombinerade bädd och ångtorken väljas. Om däremot elproduktionen värderas högst bör bäddtorken väljas, den är även det fall som kräver minst ombyggnationer av det befintliga värmekraftverket vid en integrering. Ekonomiskt så har bäddtorken den lägsta investeringskostnaden medan de två fall med högst pelletsproduktion ger den kortaste återbetalningstiden. / During the recent decades the demand of pellets has increased. Production of pellets is an energy intensive process where drying of sawdust is the part that requires the most energy. In production of pellets energyefficient solutions needs to be created to achieve better environmental and economical results. This report studies a possible energy efficient solution of integration between an existing thermal power plant and a pellets production unit. Heat for the dryers is extracted from Åmotfors energi’s thermal power plant in the form of steam and flue gas. Four different drying techniques are studied where either air or steam are used as a drying medium. Two of the cases are steam dryers where one uses heat from steam at 24 bar overpressure and the other uses heat from steam at 6 bar overpressure. The dryer using air as the drying medium is a conveyor dryer where steam at atmospheric pressure, and flue gases is used to heat air for the dryer. The fourth dryer is designed to provide a high production of pellets while being adapted to the existing flows of steam in the power plant. It uses both a conveyor dryer and a steam dryer for drying sawdust. The objective of this report is to improve the understanding of technical limitations and possibilities for different drying techniques as well as to determine which of the four studied drying techniques is most suitable for an integration. The results are evaluated with respect to four factors: pellet production, power generation, integration and dimension of the dryers and economy. The focus is on pellets output in terms of quantity produced pellets per year and changes in the electricity generation. Design of drying is used to indicate those integrations that require the greatest heat exchange surface and is used for results and discussion for economics. Economy is calculated as an indicator on which integration that gets the highest/lowest investment cost and which one gets longest/shortest payback time. The results show that the steam dryer with 24 bar steam provided the highest pellet production of over 200 000 tonnes / year, the combined conveyer and steam dryer got the second highest pellet production of almost 200 000 tonnes / year. The conveyor dryer got the lowest production of pellets. All integrations with a steam dryer resulted in a reduced total production of electricity per year, while the case with an conveyor dryer increased the electricity production. The steam dryer with steam at 24 bar gave the greatest reduction in electricity production. Conveyor dryer was the integration that gave the lowest investment cost but the second highest payback time of 5.7 years. The steam dryer with steam at 24 bar had the highest investment cost but the shortest payback time of 3.7 years.        The calculations of pellet production show large differences depending on whether it is a steam dryer or conveyor dryer that is integrated. Steam dryers provide a high pellet production and two of them provide a pellet production which would be the highest in Sweden. For electricity generation, the results are the opposite where steam dryers provide a reduction in electricity and for conveyor dryer it increased. The steam dryer with steam at 6 bars and the combined steam- and conveyor dryer shows the greatest reduction in electricity production because electricity generation from the low pressure turbine ceases. Calculations on the dryer's heat exchanging surface provided a basis for further calculations and discussion about the economy but more importantly it gave a deeper understanding of the design and technology behind the dryers. The financial calculations do not take into account certain factors such as the rebuilding of the existing thermal power plant and the cost of storage warehouse and heat exchangers. These factors, as well as the equations of steam dryers investment cost are not perfectly suited to this report makes the financial result more of an indicator of the cost differences between the dryers. Depending on which of the factors is considering to be most important, pellets production, power generation, integration or economic, the choice of which integration will be most preferable differs. If a high pellet production is considered to be of greatest value, the steam dryer with steam at 24 bars or the combined conveyor and the steam dryer should be selected. However, if the electricity is valued to be more important the conveyor dryer should be selected, it is also the case that requires a minimum of rebuilding of the existing thermal power plant. Economically the conveyor dryer has the lowest investment cost while the two cases with a maximum pellet production provides the shortest payback time.

Pelletsuppvärmning konkurrerar idag med fjärrvärme och värmepumpar. Det är därför viktigt att reducera de problem som kan uppstå vid användandet av pellets. Ett vanligt problem som kan uppstå är söndersmulad pellets som kan sätta igen pelletspannan. När pelletsen smulas sönder innebär det att pelletsen har en för låg hållfasthet. Målet med arbetet är att analysera pellets med olika kvalitéer gällande hållfasthet, fukthalt, bulkdensitet samt enskild densitet. Även undersöka om enskild densitet för pellets har ett samband med dess hållfasthet. Enskild densitet kommer analyseras med två olika analysmetoder ”fila och mäta”-metoden och ”doppa pellets” i trögflytande vätska-metoden. Målet är vidare att eventuellt vidareutveckla metoden ”doppa pellets”. Resultaten för metoden ”fila och mäta” visar ett samband mellan pelletsens enskilda densitet och hållfasthet. Där visas en tendens att med ökad enskild pelletsdensitet ökar hållfastheten. Däremot visar inte resultaten för metoden ”doppa pellets” något samband mellan pelletsens enskilda densitet och hållfasthet. Metodutveckling av ”doppa pellets” visade inga framsteg.

No description available.

Biomassa är en växande energikälla i samhället. Biomassa så som sågspån behöver ofta torkas och pelleteras innan det kan användas som energikälla vid förbränning. Sågspån torkas innan pelleteringen för att kunna ge ett bra värmevärde och för att kunna förbrännas utan ökade halter av utsläpp. I takt med ökad användning av detta bränsle finns det en ökad efterfrågan på energieffektiva torkningsmetoder. På Karlstad Universitet har det därför byggts en pilotanläggning av en pneumatisk tork med syfte att fungera som ett steg i en energieffektiv torkningsmetod kallad ”Two Step Drying Technique” eller TSDT. Det här arbetet har handlat om att utvärdera effektivitetsmått och driftinformation för torken på Karlstads Universitet. Torken har fått namnet PD-KaU som står för ”Pneumatic Dryer at Karlstad University”. Genom praktiska mätningar av PD-KaU:s prestanda vid torkning av sågspån med uppvärmd luft har effektivitetsmåtten  och  beräknats vid olika driftfall. Även skillnader i torr- och våttemperaturer i olika delar av torken har utvärderats. En effektbalans har använts för att kontrollera mätningarnas stabilitet. De olika driftfallen fås genom variation av torkningsparametrar så som mängden sågspån som torkas, ca 1 och 2 kg torrsubstans per minut, och variation av luftens temperatur, 80, 100 och 120 °C, samt hastighet genom torken, 6, 8 och 10 m/s. Även 12 och 14 m/s testades vid 80 °C. Torkens minimala fluidiseringshastighet för sågspån har beräknats och minimala hastigheten som krävs för att sågspånet ska transporteras genom torkens rörsystem har mätts. Mätningar på sågspånets fukthalter före och efter torken tillsammans med massflöden sågspån genom torken har gjorts för alla driftfall. Använd effekt från överhettare och fläkt som finns i anslutning till torken har också mätts och dessa mätningar ligger till grund för beräkningarna av  och . Med hjälp av elektronisk mätning av torra temperaturer och tryckfall över systemet har också våttemperaturer i olika delar av systemet kunnat beräknas. All data från dessa mätningar har också använts till effektbalansen. Vid massflöden på ca 1 kg/min TS sågspån genom torken är  som högst om hastigheten på luften är låg. Högsta  för de driftfall som testats vid detta massflöde fås när lufttemperaturen är 120 °C och lufthastigheten är kring 8,6 m/s. Genom öka på rörsystemets längd i torken skulle ett högre  kunna uppnås vid högre hastigheter. Vid ett massflöde på ca 2 kg/min fås högsta  vid lufttemperaturen 100 °C och lufthastighet kring 8,3 m/s. Om höga massflöden sågspån används kommer sågspånet i större grad i kontakt med luften och  är högt oberoende av lufthastigheten i de intervall som testats. Optimala lufttemperaturen visade sig vara vid 100 °C.  är som lägst vid låga hastigheter och höga massflöden. Lägsta värdet på  för båda massflödena fås när lufttemperaturen var 120 °C och lufthastigheten 7,0 m/s. Genom att minska på rörsystemets längd skulle  kunna minska. Utvärderingen av våttemperaturen visar att det mesta av torkningen sker i början av systemet. / Biomass is a growing source of energy in our society. Biomass such as sawdust often needs to be dried and pelletized before it can be burnt to produce energy. Sawdust is dried before pelleting in order to give a good calorific heat value and to be able to be incinerated without increased levels of emissions. With increased use of this fuel there is an increasing demand for energy efficient drying methods. A pilot plant of a pneumatic dryer has therefore been built at Karlstad University with a purpose to serve as a step in an energy efficient drying method called “Two Step Drying Technique” or TSDT. This thesis aimed to evaluate performance and operating information for the dryer at Karlstad University. The dryer has been named PD-KaU which stands for "Pneumatic Dryer at Karlstad University." Through practical measurements of the PD-KaU's performance when drying sawdust with heated air, efficiency indices  and  has been calculated at various operating conditions. Differences in the dry and wet-bulb temperature in different parts of the dryer have also been evaluated. An energy balance, or more correctly a power balance has been used to evaluate the stability of the measurements. The various operating conditions is obtained by variation of different drying parameters such as the amount of sawdust dried, about 1 and 2 kg solids per minute, and the variation of air temperature, 80, 100 and 120 ° C, and the speed through the dryer, 6, 8 and 10 m/s. Also, 12 and 14 m/s were tested at 80 ° C. The minimum fluidizing velocity for the dryer when using sawdust has been calculated and the minimum speed required for the transportation of sawdust through the dryer tubes have been measured. Measurements on the sawdust moisture levels before and after the dryer along with the mass flow of sawdust through the dryer have been made for all operating conditions. The power from the super heater and fan that is used with the dryer has also been measured and these measurements together with the moisture levels and mass flows are used for calculating  and. By using electronic equipment measurements of dry temperatures and pressure drop across the system has also been possible and they have been used to calculate the wet-bulb temperature in different parts of the system. All data from these measurements were also used for the power balance. At mass flow rates of about 1 kg/min solids of sawdust through the dryer  is highest if the speed of the air is low. The highest value on  for the various operating conditions at this mass flow rate was found to be at an air temperature of 120 °C and air speed of 8,6 m/s. By increasing the length of tubing in the dryer, a higher  be achieved at higher speeds. If 2 kg/min of solids are put into the system the sawdust comes in contact with the air to a greater extent and  is highly independent of the air velocity in the ranges tested. At this higher mass flow rate the highest value of  was found to be at an air temperature of 100 °C and an air speed of 8,3 m/s Optimum air temperature was found to be at 100° C.  is lowest at low speeds and high mass flows. The lowest value for  for both tested mass flow rates was found to be when the air temperature was 120 °C and the air speed was 7,0 m/s. By reducing the tubing length SPC could be reduced. The evaluation of the wet-bulb temperature shows that most of the drying takes place in the beginning of the system.

Minskad tillgång på fossila material och ökade energibehov i värden skapar ett behov av att utveckla alternativa och miljömässigt hållbara lösningar. Biobränsle har därför växt till en av de viktigaste förnyelsebara energikällorna i målet mot ett koldioxidneutralt samhälle. Dock skapar det obearbetade biobränslet problem, på grund av den höga fuktkvoten, mellan 50-150 %. Som en följd finns ett torkbehov som måste lösas på ett miljö- och energieffektivt sätt. Idag står torkningen av biomaterial innan pelletering för 25 % av den totala kostnaden vid pelletstillverkning. Kostnaden för att torka biomaterialet gör det viktigt att effektivisera torkningen, samtidigt bidrar torkningen till utsläpp av miljöfarliga ämnen såsom terpener. Torkningen måste dessutom ske med jämn kvalitet, så att biomaterialet håller konstant och homogen fukthalt för att möjliggöra effektiv processering. Beroende på vad biomaterialet skall användas till krävs olika torkhalter. Ideal fuktkvot för förbränning är till exempel 15-25 %, medan för pyrolys skall fuktkvoten helst ligga mellan 5-10 % för en effektiv och högkvalitativ process. För pellets skall fuktkvoten idealt ligga mellan de två nämnda processerna, nämligen 8-12 %. Tre vanliga torkartyper för torkning av biomaterial är roterande torktrumma, bandtork och pneumatisk tork. I detta arbete bestäms tryckfallet i en pneumatisk tork. Pneumatisk tork fungerar genom att ett luftflöde transporterar och torkar ett vått material. Fördelarna med en pneumatisk tork är den korta torkningstiden, samtidigt som materialet får en jämn fuktkvot. Den korta torktiden bidrar dessutom med att utsläpp av lättflyktiga organiska föreningar (VOC) såsom terpener är små jämfört med de andra två nämnda torkarna, samt att brandrisken är låg. Kostnaden för pneumatisk torkning är dock högre på grund av det höga gasflödet som krävs jämfört med materialflödet, samt svårigheter med att effektivt separera det torkade materialet från luftflödet. Det skapades en modell som predikterade tryckfallet i en pneumatisk tork, och verifiera det simulerade tryckfallet mot ett praktiskt uppmätt tryckfall på en pneumatisk torkanläggning. På detta sätt skapades en modell som kan undersöka olika material- och luftflöden, och hur de påverkar tryckfallet. Arbetet ger förslag på hur tryckfall och hastigheter kan beräknas dels i regionen för accelerationen av materialflödet, vid stationärt flöde samt i U-böjar. För att anpassas till det praktiskt uppmätta tryckfallet användes därefter ett korrigeringssamband som skapades genom observationer från en kalibrerande körning för den pneumatiska torkanläggningen. Resultaten av modellen stämmer överens med forskning inom pneumatisk transport och torkning. Modellen gav med hjälp av korrigeringssambandet ett mycket bra resultat över hur tryckförlusterna varierar över sträckan i en pneumatisk transport. Tryckfallet var som väntat större för högre material- eller luftflöden. Då sågspånet accelererade till sin maxhastighet på en sträcka mellan 0,4-0,6 meter, beroende på luftflödets hastighet, krävs fler mätpunkter i regionen mellan 0-0,6 meter för att bättre kunna konstatera exakt hur tryckfallet under spånets acceleration sker. Skillnaden mellan det praktiskt uppmätta och det simulerade tryckfallet var aldrig mer än 7,0 % för de flöden som undersökts i detta arbete. Då man bortsåg från mätpunkten vid 0,4 meter var skillnaden mellan uppmätt och simulerat tryckfall aldrig mer än 4,4 %. Om värmeöverföringen mellan materialet och luften tas med i modellen, kan den användas för att prediktera energiåtgång och behövd längd för att uppnå önskad fuktkvot på materialet. / The reduced availability of fossil fuels and the increasing energy demand in the world creates a need to develop solutions that are financial and environment sustainable. Biofuels has grown to become one of the most important renewable energy sources in the target towards a carbon neutral society. Although the high moisture content ranging between 50-150% for unprocessed biofuels causes problems. As a result, there is a drying demand that has to be solved in an energy efficient and environmental friendly way. As of today, the drying of biomaterials pre pelletizing stands for 25 % of the total cost in pellets production. The cost to dry biomaterials makes it important to improve the efficiency of the drying process. Simultaneously the drying process causes emissions of hazardous substances such as terpenes. The drying must also in a consistent quality so that the biomaterial is made to hold constant and uniform moisture content to enable efficient processing. Depending on the usage of the biomaterial, there is a different demand of the final moisture content before processing. The ideal moisture content for combustion for example ranges between 15-25 %, while pyrolysis would rather have moisture content between 5-10 % for effective and high quality processing. The ideal moisture content pre pelletizing is between the two mentioned processes, namely 8-12 %. Three common dryers used to dry biomaterials are rotary dryers, conveyor dryer and pneumatic dryer. In this thesis the pressure drop in a pneumatic dryer is predicted. A pneumatic dryer a airflow simultaneously conveys and dries the wet material. Perks of a pneumatic dryer is the short amount of time required to dry the material, and simultaneously deliver uniform moisture content. The short time required also contributes to minimize the emissions of volatile organic compounds (VOC) like terpenes compared to the other two mentioned types of dryers and the risk of fire during the drying process. Although because of the high airflow compared to the material flow, pneumatic drying is costly and has difficulties with separating the dried material from the airflow. A model to predict the pressure drop in a pneumatic dryer was created. The simulated pressure drop was then verified against a practically measured pressure drop for a pneumatic dryer. In this way a model was created to examine the pressure drop for a variety of material- and airflows. The thesis suggests how to calculate the pressure drop and velocities for the accelerating region, steady state and U-bend of pneumatic conveying. To better predict the pressure drop according to the actually measured pressure drop a correction equation was presented. The results of the model are consistent with the research in pneumatic conveying and drying. The model gave with the usage of the correction equation a very good prediction on how the pressure drop varied over the length of the pneumatic conveying. The pressure drop was as expected larger as the airflow or material flow increased. As the sawdust accelerated on 0,4-0,6 meters there is required more points of measurements in the region between 0-0,6 meters to better establish exactly how the pressure drop in the accelerating region varies. The difference between the practically measured and the simulated pressure drop was never exceeded 7,0 % for the different flows investigated in this thesis. When disregarding the measure point at 0,4 meters the difference between measured and simulated pressure drop never exceeded 4,4 %. If one would include the heat transfer between the material- and airflow, the model could be used to predict the energy consumption and required length to achieve desired moisture content on the material.

3D-skrivare har många användningsområden och de har blivit vanliga i många industrier.Idag talas det om att denna teknik kan vara en möjlig väg till mer hållbart byggande.Tekniken anses lovande inom byggproduktion bland annat för att det visat sig att den kanreducera materialspillet och ge kortare byggtider. Till viss del används tekniken redan förbyggnadstillverkning, men då främst med betong.Målet med arbetet är att beskriva nuvarande kunskap rörande 3D-printing medträbaserad massa, samt att undersöka möjligheten till att använda en träbaserad massabestående av sågspån, vatten och lignin vid 3D-printing.För att kunna nå målet användes en kombination av litteratursökning och laborativaexperiment. Litteratursökningen användes både för att undersöka tidigare genomförda studiergällande träbaserade material i samband med 3D-printing, samt som inspiration för deingredienser och proportioner som används i de laborativa experimenten.Enbart studier om träbaserad 3D-printing studerades. De testobjekt som togs fram i delaborativa experimenten utvärderades i hållfasthet, dimensionsstabilitet och vidhäftning.Resultaten av det laborativa arbetet tyder på att det framtagna materialet går att extrudera,men att det har låg draghållfasthet. Lagren bands samman bra för samtliga tester, medantryckhållfastheten gav varierande resultat. Högst tryckhållfasthet gavs av den blandning somhade högst andel lignin, samt torkades under längst tid.Slutsatsen är att materialet kan vara till nytta, men att rätt användningsområde börbestämmas, då materialet inte tål alltför stora laster. / 3D printers have many uses and they have become common in many industries. Today, thistechnology is seen as a possible route to more sustainable construction. The technology isconsidered promising in construction engineering, among other things because it has beenshown that it can reduce material waste and provide shorter production times. To someextent, the technology is already being used for building construction, but then mainly withconcrete.The aim of this study is to describe current knowledge regarding 3D printing with woodbasedpulp and to investigate the possibility of using a wood-based pulp consisting ofsawdust, water and lignin for 3D printing.In order to reach the goal, a combination of literature search and laboratory experiments wasused. The literature search was used both to investigate previously conducted studiesregarding wood-pulp based materials in 3D printing and as inspiration for the ingredients andproportions used in the laboratory experiments.Only studies on wood-based 3D printing were studied. The test objects produced in thelaboratory experiments were evaluated in strength, dimensional stability and adhesion. Theresults of the laboratory work indicate that the produced material can be extruded, but that ithas low tensile strength. The layers bonded well for all tests, while the compressive strengthresults varied. The highest compressive strength was given by the mixture with the highestproportion of lignin and the longest drying time.The conclusion is that the material might be useful, but that the correct area of use should bedetermined, as the material cannot withstand excessive loads.Keywords:

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