D19_3_EN_ Probenahme

Probenahme und Probenteilung
von festen
Biomassebrennstoffen
Jan Burvall, Skellefteå Kraft AB, Sweden
Camilla Wiik, Antero Moilanen & Eija Alakangas, VTT,
Finnland
Martin Englisch, ofi - Österreich
CEN 335 – Technische Spezifikation
Derzeit
In Vorbereitung
CEN/TS 14778-1:2006 Feste
EN 14778 Feste Biomassebrennstoffe
Biomassebrennstoffe – Probenahme
– Probenahme
Teil 1: Verfahren zur Probenahme
CEN/TS 14778-2:2006 Feste
Biomassebrennstoffe – Probenahme
Teil 2: Verfahren zur Probenahme von
Materialien bei Anlieferung in
Lastkraftwagen
CEN/TS 14779:2006 Feste
Biomassebrennstoffe – Probenahme –
Verfahren zur Erstellung von
Probenahmeplänen und -zertifikaten
CEN/TS 14780:2006 Feste
Biomassebrennstoffe – Verfahren zur
Probenvorbereitung
EN 14780 Feste Biomassebrennstoffe
– Verfahren zur Probenvorbereitung
Relevanz der Probenahme
Vom Wert “WAHR” abweichende Analysenergebnisse sind
abhängig von:
− Probenahme:
− Probenaufbereitung:
− Analyse:
80%
15%
5%
Das “National Coal Board” (GB) verifizierte dies auch für
andere Schüttgüter wie z.B. landwirtschaftliche Produkte,
industrielle Mineralien ect.
Prinzip der korrekten Probenahmen
Jeder Partikel in der Gesamtmenge sollte mit gleicher
Wahrscheinlichkeit in der Probe inkludiert werden können. Wenn
dieses Prinzip in der Praxis nicht angewandet werden kann,
müssen diese limitierenden Faktoren vom Probennehmer im
Probenahmeplan vermerkt werden.
Probenahmeplan
Aufgabe
vollständiger
Probenahmeplan
vereinfachter
Probenahmeplan
Berechnung der Anzahl der Inkremente je Gesamtmenge
Berechnung der Inkrementgröße
Berechnung des benötigten Volumens / Masse
visuelle Inspektion der Gesamtmenge
Festelgung der
Probenahmemethode
•Brennstoffe in Bewegung
•ruhendes Material
•spezifische Materilaien
Probenahmeplan 1
Referenz Nr.
Eindeutige
Probenidentifikationsnr.
Datum
Name
des
Probenehmers
Zeit
E-mail
Telefon
Gesamtoder
Identifikationsnr.
Teilmengen
Verpackung der Laborprobe
Produkt
Luftdichter Plastikkontainer
Handelsname
anderes:
Lieferant
Kommentare
ca. nominale max. Größe
mm
Masse/Volumen der Teilmenge
Masse der
Kontainer
Laborprobe
Typ
des
Haufens
Sub-
Adresse
Lieferanten
des
Adresse
Transpoteurs
des
Adresse
des
Probennehmers
Adresse des Labors
und
kg ton oder
m3
kg
stationär:
LKW-Ladung
kleine Halde
andere
bewegt:
Förderband
Silo
andere
Probenahmeplan
Typ des Brennstoffs:
− Homogen: z.B. Sägemehl, Nußschalen, Pellets, Hackschnitzel
− Inhomogen: z.B. Rinde, Altholz
Anzahl der Inkremente stationär:
− n = 5 + 0,025*mLOT für homogen
− n = 10 + 0,040*mLOT für homogen
Anzahl der Inkremente in Bewegung:
− n = 3 + 0,025*mLOT für homogen
− n = 5 + 0,040*mLOT für homogen
Benötigte Probenmenge
Bestimmung der Minimalmenge je Inkrement (abh. von der
Partikelgröße)
Anzahl der Inkremente
1 homogen, Größtkorn < 10 mm
2 homogen, Größtkorn > 10 mm
2
Typische Schüttdichten fester
Biomassebrennstoffe
Die Schüttdichte ist notwendig zur Berechnung der Biobrennstoff-Masse
Fester
Biomassebrennstoff
Schüttdichte
kg/m3
Pellets
550–700
Briketts
500–650
Pulver
150–250
Sägemehl
290–380
Späne
140–170
Hackschnitzel
250–400
Strohballen
130–180
Gehäckseltes Stroh
80–120
Probenahme
Gesamtmenge 10 t
Probe
Vorbehandelte
Probe
Analyseprobe
~5 g
Die Probe muss für die Gesamtmenge repäsentativ sein!
Probenahme aus einer Miete/Haufen
Probenahmequipment
2.5d
2.5d
5d
b>2.5d
d = Größtkorn der Probe (95% des Material passieren das Sieb)
Probenahmefehler: Verunreinigungen
Schnee und Eis sind
typische
Verunreinigungen
Andere typische
Verunreinigungen in
Biomasse:
•
•
•
•
Erde
Sand und Steine
Seile, Kunststoffe
Nägel, Metallteile
Entmischung des Feinanteils während
des Transports
Original
nach Transport
Schaufeln - 2.5 x Größtkorn der Probe
Probennehame von einer entladenen
LKW-Ladung (Miete/Haufen)
Seitenansicht
möglicher
Probenahmepunkte
einer kleinen Miete
Probenahme von Pellets aus
einem Lagerraum
Probenahme von Ballen
Kernbohrer
Probenahme vom Förderband
Beispiele für Probenahme aus Materialströmen
und dafür notwendigem Equipment
Probenahmebox
b>2.5d
d = d95 = Größtkorn
Querstrom Probenahme
Probenahme während der Entladung eines LKWs
(besser als Probenahme aus einer Miete)
Probenahme von einem gestoppten
Förderband
Mischproben
Einzelproben ziehen
Mischprobe erstellen (s)
Probenreduktion wenn notwendig
Etikettieren, Verpacken, Transport
Um die phys. und chem. Eingenschaften zu
konservieren ist die Verpackung ein wesentliches
Element
− Luftdichte Kunststoffverpackung (z.B. Kunststoffbeutel)
− Schutz vor direktem Sonnenlicht
− Schutz vor Verfälschung z.B. durch Versiegeln des
Probenahmebehälters
− Wenn notwendig Kühlung (ca. 5°C) um biol. Aktivität zu
verhindern (speziell bei Feuchtegehalten über 20% und
längerer Lagerzeit)
Verpackung und Transport
Schlechte Beispiele !!!
Information der Kunden und Klienten um diese Fehler zu verhindern!
Verpackung und Transport
Noch mehr schlechte Beispiele!!!
Schritte im Labor
Probenreduktion - Mischprobe
Mischprobe
Probenteilung
Wiegen
Teilprobe zur Analyse der
Schüttdichte, Abriebsfestigkeit, etc.
Trocknen der Probe und Lagerung
im Labor für mind. 24h
Teilprobe für Korngrößenverteilung, etc.
Zerkleinerung auf <30 mm
grob schneiden
Teilprobe für Feuchtegehalt, etc.
Massenreduktion
Größenreduktion auf <1mm
mit Schneidmühle
Entnahme der Analyseproben
Größenreduktion für < 0,25 mm
mit Schneidmühle
Teilprobe für Asche, Heizwert,
chemische Analyse etc.
Teilprobe für Analysen mit < 0,25 mmAnforderung
Prinzipien für die korrekte Probenahme
Während der Gewichtsreduktion muss jedes Partikel in
der Probe die gleiche Wahrscheinlichkeit haben in der
Teilprobe inkludiert zu sein.
Der Verlust des Feinanteils muss während des Mahlens
oder anderer Manipulationen verhindert werden.
Apparate für Massenreduktion (Labor)
Riffelteiler
− Riffelteiler sollten mind. 16 Slots für unterscheidliche Teilproben
besitzen, die Weite der Slots sollte mind. das 2.5-fache des Größtkorns
des Materials sein.
Drehrohrteiler
− Die Zuführung sollte so adjustiert sein, dass der Teiler mind. 20 mal
rotiert während die Probe geteilt wird.
Schaufeln und Löffel
− Eine Schaufel oder Löffel sollten eine flache Unterseite und überhöhte
Seiten haben und mind. die 2.5-fache Weite des Größtkorns des Material
aufweisen.
Apparate für die Größenreduktion
− Schneidmühle
− Siebe
− Waage
Apparate zur Massenreduktion
Schaufeln und
Löffel
− Manuelle
Massenreduktion
− Flache Unterseite,
überhöhte Ränder
− Weite 2,5-fache des
Größtkorns , d95
Drehrohrteiler
Der Teiler muss mind. 20 mal
rotieren, während die Probe geteilt
wird
Apparate zur Massenreduktion: Riffelteiler
Mind. 16 Slots
Weite mind. das 2,5-fache des
Größtkorns (d95)
Manuelle Massenreduktion: Viertelmethode
Streifenmischen
Manuell
Partikelgrößenreduktion von Stroh
Apparate zur Partielgrößenreduktion
Schneidmühle
Siebe
Waage
Mühle:
− Geringe Erhitzung
− Unterschiedliche
Siebeinsätze
− Einfache Reinigung
− Unempfindlich gegen
Verunreinigungen
Minimale zurückbehaltene Massen
während Massenreduktion
Minimale Masse, g
Schüttdichte
Schüttdichte
Schüttdichte
Nominale
< 200 kg/m3 200–500 kg/m3 > 500 kg/m3
Größe (mm)
≥100
20 000
15 000
10 000
50
3 000
2 000
1 000
30
1 000
500
300
10
500
250
150
5
200
100
50
≤2
100
50
20
www.phydades.info
Vorliegende Inhalte wurden unter Mitwirkung von:
VTT, Finland
SLU, Sweden
ofi, Austria
CEN/TC 335, WG3 gestaltet.