Modellering av flisstack

• Main Authors: Zilén, Martin, Lejnarová, Ulrika
• Format: Others
• Language: Swedish
• Published: Linnéuniversitetet, Institutionen för datavetenskap, fysik och matematik, DFM 2010
• Subjects: wood chip pile; self-ignition; aerobic decomosition; energy losses; flisstack; självantändning; aerob nedbrytning; energiförluster
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:lnu:diva-6467

Bioenergi är en stor industri i Sverige och står för en betydande del av energiomsättningen. Bioenergi i form av flis förvaras runt om i landet på hög i väntan på förbränning. Då högarna läggs upp startar olika processer som värmer upp stacken, ofta till temperaturer på 50°C under det första dygnet. En vanlig ansats i litteraturen är att denna temperaturstegring beror på aerob nedbrytning. Arbetet ämnar undersöka om denna uppvärmning endast beror av mikrobiella aktiviteter. Hypotesen prövas genom kalorimetriska mätningar av effekt från prover av flis och simulering av första dygnets temperaturutveckling i ett program som programmeras under arbetes gång. I modellen så betraktas för enkelhets skulle flisstacken som en avlång figur med rektangulärt tvärsnitt. Figuren delas sedan in i lämpligt stora beräkningsceller. Problemet löses genom att iterativt räkna fram ett strömningsfält. Strömningsfältet och effekterna som räknas ut hålls sedan konstanta under ett tidssteg, 5-15min. Den magasinerade värmeenergin används sedan för att räkna fram en ny temperatur som så ger ett nytt strömningsfält och nya effekter. I modellen användes enbart explicita metoder eftersom de är snabbare och mycket enklare att programmera. Ett flertal experiment i kalorimeter genomfördes med olika prover av flis och torv. Prover med barkflis gav högst utslag. Den högsta effekten som uppmättes var 2,16W/kg TS. Då effekter av denna storleksordning användes som inre effektgenerering i programmet gav detta inte en temperatur ökning motsvarande sådana som uppmätts i verkligheten. Detta tyder på att mer än aerob nedbrytning krävs för att ge en temperatur på över 50°C. === Bioenergy is a major industry in Sweden and accounts for a significant part of the energy production. Bioenergy in the form of wood chips is stored in piles across the country awaiting combustion. When the piles are acumulated, various processes that heat the stack begin, often to temperatures of 50 °C during the first day. A common approach in the literature is that this temperature rise is due to the aerobic decomposition. This paper will investigate whether the microbial activity is the fundamental cause for warming. The hypothesis is tested by calorimetric measurements of power from the samples of wood chips and simulation of the first day's temperature development in a programme that was desinated. For simplicity the model considers an oblong wood chip pile with rectangular cross-section. The pile is then subdivided into appropriately sized calculation cells. The problem is solved by calculating a flow field iteratively. The flow field and the effects that are calculated is then static during one time step for approximately 5-15 minutes. The produced heat energy is then used to calculate a new temperature, which renders a new flow field and new powers. The model uses only explicit methods because they are faster and much easier to programme. Several calorimetric experiments were carried out with various samples of wood chips and peat. Samples of bark chips achieved the highest result. The highest power measured was 2.16 W / kg DM. When the effects of this magnitude were used as internal power source in the programme the temperature did not increase corresponding to those measured in reality. This suggests that more than aerobic decomposition is needed to reach a temperature above 50°C.