Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Biochar production integration into Phoenix BioPower BTC technology
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Energy Technology.
2018 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [sv]

Phoenix BioPowers teknik BTC (Biomass fired TopCycle) integrerar förgasning av biomassa som ett försteg till en TopCycle högtrycksgasturbin. Dessutom injiceras ånga tillsammans med produktgasen i förbränningen, för att uppnå hög effektivitet samt minskar de totala kostnaderna samtidigt som tekniken erbjuder kontrollerbar och pålitlig förnybar kraft. Värmintegrationen med hjälp av ånga som värmebärare resulterar i hög värmeåtervinning genom processen och utgör en ytterligare effektivisering av BTC anläggningen.

Företaget har erhållit finansiering för ett projekt för CO2 negativ kraftproduktion, vilket syftar till att verifiera om BTC-teknik kan bli den första skalbara kommersiellt genomförbara tekniken som erbjuder CO2-negativ kraftproduktion genom att skapa en ny separat intäktsström från biokol. Genom att använda BTC-enheten under olika förhållanden kan biokol produceras tillsammans med det nödvändiga bränslet för att driva gasturbinen.

Uppsatsen presenterar en genomförbarhetsbedömning av integrationen av biokolproduktion i en BTC 30MWe-anläggning. Därför kommer integrationen av pyrolys och förgasningssteg före kraftenheten studeras och analyseras termodynamiskt och ytterligare optimeras för att uppnå de förhållanden under vilka högkvalitativ biokol produceras samtidigt som kraftproduktion och värmeåtervinning säkerställs. En beräkningsmodellen utvecklades för Aspen Plus® för att validera systemets genomförbarhet från teknisk synvinkel.

Resultaten av simuleringen visar en total anläggningsverkningsgrad på höga 88–91%, och elverkningsgrader på 52–55%. Medan modellen visar att systemet är i viss utsträckning är känsligt för förgasningstemperaturen, har temperaturen i pyrolyssteget en signifikant inverkan på den totala prestandan.

Abstract [en]

Phoenix BioPower technology BTC (Biomass fired TopCycle) integrates biomass gasification as a prior step to a TopCycle high pressure gas turbine. Additionally, steam is injected together with the product gas into the combustor, achieving high efficiencies and reducing overall costs while offering controllable and reliable renewable power. Heat recovery is implemented within the system by means of steam as a heat carrier, making optimised heat integration an added asset of the plant. 

The company has been funded to do a carbon negative power project, which aims to verify if the BTC technology can become the first scalable commercially viable technology offering carbon negative power, by generating a new separate revenue stream from biochar. By operating the BTC plant under different conditions, biochar can be produced along with the required fuel to run the gas turbine.

This thesis presents a feasibility assessment of the integration of biochar production into the BTC 30MWe plant. Therefore, the integration of pyrolysis and gasification steps before the power island will be studied and analysed thermodynamically and further optimised to obtain the conditions under which high quality biochar is produced while ensuring power generation and heat recovery. A computational model using Aspen Plus® was built to validate the feasibility of the system from the technical point of view. 

The results of the simulation show an overall plant efficiency as high as 89-91%, and electrical efficiencies of 52-55%. While the model reveals that the system is slightly sensible to gasification temperature, pyrolysis temperature has a significant impact at the overall performance.

Place, publisher, year, edition, pages
2018. , p. 55
Series
TRITA-ITM-EX 2018:667
National Category
Mechanical Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-246129OAI: oai:DiVA.org:kth-246129DiVA, id: diva2:1295990
Supervisors
Examiners
Available from: 2019-03-13 Created: 2019-03-13 Last updated: 2019-03-13Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(1226 kB)90 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 1226 kBChecksum SHA-512
8522b3e586a730652faa3cf22cc1204fc86c6ce7d7d06b10b933554f55b2adc6f72108f1e5799fb273b76b6d0c712ee4532a3395b9366306fd65baf8b408eaf6
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Energy Technology
Mechanical Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 90 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 445 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf