Biohiilen valmistus ja pyrolysointiprosessien kehittäminen

Biohiiltä valmistetaan pyrolysoimalla

Biohiili on biomassasta pyrolyysin avulla valmistettua hiilipitoista ainetta, jossa hiili sitoutuu kiinteään, pysyvään muotoon ja varastoituu pitkäaikaisesti.

Biohiilessä on enemmän kyse tuoteryhmästä kuin yksittäisestä tuotteesta, sillä biohiilen ominaisuuksiin vaikuttavat muun muassa käytettävä raaka-aine, sen esikäsittely, pyrolysointiprosessi ja jälkikäsittely. Optimaalisen biohiilen valmistus on monimutkainen prosessi, jossa on selvitettävä useita tekijöitä. Samasta syystä myös biohiilen potentiaaliset käyttökohteet ovat todella monipuoliset, koska ominaisuuksia voidaan muokata sovelluskohteiden asettamien tarpeiden mukaisesti.

Pyrolyysi eli kuivatislaus on menetelmä, jossa materiaalia kuumennetaan inertissä tai lähes inertissä ympäristössä.

Käytössämme on viisi eri pyrolyysiuunia ja jokainen näistä soveltuu eri tarkoitukseen.  Uunien toimintaperiaate edustaa perinteisiä hitaan pyrolyysin retortteja ja niiden lämpötilat vaihtelevat välillä 300 – 2800 °C. Materiaalin suojaukseen voidaan käyttää vakuumia, typpikaasua tai argonia. Pystymme myös valmistamaan aktiivihiiltä hiilidioksidivirtauksen avulla.

Keijing GSL 1000 pyrolyysiuuni

Pyrolyysiuunissa voidaan käsitellä noin 4 kg puumaista materiaalia kerralla. Uunilla päästään 1000 °C lämpötilaan ja alkuvakumointi on mahdollista. Ajon aikana on myös mahdollista käyttää kaasusyötettä, kuten typpeä tai hiilidioksidia.

Lab Furnace aktivointiuuni

1000 °C pystyvä, suojakaasulla varustettu, sekoittava ja lämpötilahallittu kvartsilasiuuni. Näytemäärän koko on 50 g. Näytteen tulee olla esikäsiteltyä materiaalia hiileksi, josta laitteella jatkojalostetaan hiili paremman ominaispinta-alan materiaaliksi.

Suojakaasuna typpi, aktivoimista tehostamassa hiilidioksidi ja vesi.
Uunilla on toistaiseksi parhaimmillaan valmistettu kotimaisesta männystä BET ominaispinta-alaltaan 1200 m²/g aktiivihiiltä.

Xinduction 1600 °C pyrolyysiuuni

Pyrolysointiuunissa voidaan käsitellä noin yksi litra hiiltä korkeampi laatuiseksi. Uuni pystyy 1600 °C lämpötilaan ja suojakaasuna käytetään typpeä.

2800 °C grafitointiuuni

Pyrolyysiuuni on grafitointiuuni, jolla jatkojalostetaan valmistettua hiiltä grafiitiksi. Uunilla päästään 2800 °C lämpötilaan asti ja suojamenetelmänä käytetään argonihuuhtelua ja tyhjiötä. Uuni toimii induktioperiaatteella ja näyte voi olla muutamia satoja grammoja. Näyte kuumennetaan grafiittiupokkaissa ja näyte on mahdollista puristaa hydraulisesti kiinteäksi napiksi ennen grafitointia.

Tavoitteena on päästä korkean puhtausasteen biohiileen ja grafiittiin. Uunissa pystyy myös käsittelemään hiilikuituja.

Ulkoretortti pyrolyysilaitteisto

BioSammon vanhinta kalustoa edustava varmatoiminen kuivatislainyksikkö. Retortti on täysin automatisoitu ja lämpötilakäyrät tallentuvat muistiin. Tarkat lämpötilamittaukset on mahdollista raportoida erikseen. Laitteisto on BioSammossa suunniteltu ja sillä päästään 420 °C pyrolyysilämpötilaan.

Kiinteän materiaalin näyte-erä on 10 – 27 kg, jonka palakoko on ihanteellisesti 50 mm kuutio. Lastuna tai puruna laitteeseen mahtuu alle 10 kg. Näytteet voivat olla puuta tai muuta kuivaa materiaalia.