Hydrotermisk karbonisering hos Stora Enso i Heinola – löser slamproblem, spar bränsle och minskar växthusgasutsläpp

Av Kjell-Arne Larsson

Stora Enso Heinola i Finland ska tillämpa tekniken hydrotermisk karbonisering för att omvandla bioslam till biokol vilket ska användas som bränsle i brukets energipanna. Det svenska företaget C-Green Technology står bakom tekniken OxyPower HTC™, en mycket avgörande vidareutveckling baserad på hydrotermisk karbonisering.

Stora Enso Heinola tillverkar fluting som används som förpackningsmaterial. På bruket finns en energipanna. Till skillnad från sulfatmassabruk är mängden koklut begränsad eftersom flutingmassan har ett högt utbyte. Förutom koklut används därför också flera bränslen i pannan, såsom flis och andra biobränslen, men även fossila bränslen. Brukets externa avloppsrening ger årligen upphov till cirka 16000 ton bioslam. Även detta eldas i pannan. Ett stort problem är slammets höga vattenhalt på 85 procent. Dessutom är det svårt att elda slam under vintrarna och då lagras slammet periodvis utomhus vilket orsakar lukt samt utsläpp av metan.

En typ av biokol

Nu har världens första anläggning i industriskala enligt C-Greens koncept OxyPower HTC™ byggts hos Stora Enso Heinola. Anläggningen är kompakt – processutrustningen täcker en yta på 10 x 20 meter – och har en kapacitet på 20000 ton per år. I anläggningen kommer slammet att omvandlas till en typ av biokol. Detta ska användas som bränsle i pannan och därmed undviks utsläpp av växthusgaser på minst 2500 ton koldioxidekvivalenter per år.

Det nya konceptet OxyPower HTC™ bygger i grunden på den befintliga tekniken HTC – Hydrothermal Carbonization eller hydrotermisk karbonisering. HTC är en termokemisk process där organiskt material – i typfallet kolhydrater, döda bakterier, matrester etc – omvandlas till partiellt förkolnade strukturer vid en temperatur på cirka 200 °C och ett tryck på cirka 20 bar under cirka 60 minuter.

– Utmaningen med den konventionella HTC-tekniken är att det krävs extern värme för att få upp temperaturen, berättar Erik Odén, vd för C-Green Technology. Med vårt koncept utnyttjar vi i stället enbart värme som bildas i processen, för att få upp temperaturen.

Delström

I det nya konceptet behandlas en delström i processen med syrgas, som tillverkas i C-Greens anläggning. Denna delprocess kallas våtoxidation och skapar den nödvändiga extravärmen, utöver den värme som återvinns i processen, för att göra denna helt oberoende av extern värme.

– Fördelarna är stora jämfört med den konventionella HTC-tekniken, fortsätter Erik Odén. Reaktorn behöver ingen tillförsel av extern värmeenergi. Och värme återtas sedan från det heta flödet från reaktorn genom att flödet passerar flera flash-steg där den ånga som bildas, allt medan trycket reduceras, återförs till slammet innan det kommer in i reaktorn. Dessutom återvinns värme i form av hetvatten från processen och våtoxidationen.

– Och vi har också utvecklat en kontinuerlig process som är betydligt kompaktare och effektivare än batchvis process, fortsätter Erik Odén. Ingen avvattning av slammet behövs innan det matas in i processen. Det biokol som produceras fungerar utmärkt som bränsle eftersom 85–95 procent av vattnet inne i slammet har tagits bort.

Produkten kallas biokol, men det förekommer också andra beteckningar. Fukthalten är cirka 30 procent efter mekanisk avvattning. I den aktuella anläggningen pressas biokolet till något som liknar stora chokladtårtor som bryts ner till mindre centimeterstora bitar. Andra alternativ är möjliga, som att tillverka pellets eller briketter.

– En finess med OxyPower, påpekar Erik Odén, är också att det vatten som har separerats från slammet och sedan våtoxiderats innehåller rötningsbara organiska syror som kan utnyttjas i brukets rötkammare för ökad produktion av biogas. Detta bidrag läggs givetvis till pluskontot i energibalansen.

Returvattnet från processen innehåller kväve. I massabrukens externrening av processvatten tillsätts ofta urea för att åtgärda kvävebrist. Det vatten som avskiljs i OxyPower innehåller kväve. Detta kan minska behovet av urea. Då utnyttjas även kväveinnehållet i slammet. Genom att merparten av kvävet inte hamnar i biokolet så kommer även NOx-utsläppen att minska jämfört med om slammet förbränns.

– Anläggningen hos Stora Enso Heinola blir den första i industriell skala, påpekar Erik Odén. Vi har sedan tidigare en pilotanläggning där vi har finslipat tekniken. Dessutom har vi studerat andra typer HTC-anläggningar i världen samt ett antal processtekniklösningar för slamhantering. Vi har en ny kraftfull kombination av etablerade processlösningar vilket ligger bakom det koncept som vi nu erbjuder.

Potentialen är mycket stor eftersom flertalet massa/pappersbruk har svårt att hantera sitt slam samtidigt som värdefull pannkapacitet inte bör användas för att elda mycket vått slam, vilket orsakar höga kostnader. C-Green har med framgång testat sitt koncept även på andra typer av slam såsom kommunalt avloppsreningsslam, stallgödsel, rötrester från biogasproduktion och matrester.

FAKTA

Produktion av biokol med OxyPower HTC™

Byggherre: C-Green Technology

Leverantörer och entreprenörer: ÖMV, LM Rör, Zert, Efora, Eurocon, Cowi, GF Service, Valtapinnoite, VN Elteknik, Bilfinger, Fagerberg

Tidplan: januari 2019–januari 2020

//

https://www.nordiskaprojekt.se/