Förgasning innebär, i en vidare bemärkelse, tillverkning av brännbara gaser från något kolinnehållande bränsle. Förgasnings skiljer sig därigenom från förbränning, eftersom rökgaserna efter förbränning inte har något kvarvarande kemiskt värmevärde. Förgasning sker således genom oxidering med underskott av syre.

Vid RISE ETC finns flera uppställningar för olika bränsleformer.

• FOX (Fixed bed Oxygen Blown Gasifier Pilot Plant) är en fastbäddsförgasare som kan användas för att erhålla en kvalitativ syngas från biomassa eller plastavfall. FOX kan förgasa råmaterial i pelletsform. I och med den höga förgasningstemperatur som uppstår tack vare den syreblåsta tekniken, så uppnås samma högkvalitativa syngas som från pulveriserat råmaterial. FOX-piloten har en kapacitet på upp till 4 kg bränsle per timme.

• VAFF (Vertical Atmospheric Flexifuel Furnace), är en icke trycksatt förgasare, även den för pulveriserade bränslen. Kapaciteten ligger 20 - 40 kg per timme, motsvarande ca 100 - 200 kW. Som oxidationsmedium i VAFF-förgasaren kan såväl syrgas som luft och ånga användas.

• DTF (Drop Tube Furnace) är en falltubsreaktor där råvaran matas in i den föruppvärmda ugnens topp och sedan faller mot botten. DTF arbetar i atmosfärstryck och kan matas med pulver och vätska.

Slutprodukten från förgasarna är en syngas som i sin tur antingen kan brännas direkt i olika energiapplikationer eller uppgraderas med hjälp av katalysatorer till biodrivmedel och/eller kemikalier. Som bränngas kan den användas i gasturbiner eller gasmotorer för framställning av el. Alternativt kan den användas i cement- eller massa-/pappersindustrin för diverse tork- eller värmningsapplikationer, men även som reduktionsgas vid ståltillverkning.

Nuvarande forskningsprojekt är mestadels fokuserad på karakterisering av syngasen från biomassa och plastavfall för vidare förädling av nya produkter, tillexempel förnybar/återvunnen plastråvara eller biodrivmedel.

Testbädden möjliggör forskning på en industriellt relevant skala.

Slurry hydrocracking (SHC) är en raffinaderiprocess som tagits fram för att uppgradera fraktioner av råolja som har en stor tendens till koksbildning. Forskning på RISE har visat att slurry-reaktorer även är väl lämpade för uppgradering av biobaserade matningar såsom pyrolysolja och lignin, råmaterial som generellt sett är problematiska att processa i raffinaderiinfrastruktur. Uppgraderingen i SHC sker genom att råvaran blandas med en katalysator till en slurry som sedan behandlas vid hög temperatur (typiskt kring 350 – 400 °C) och högt tryck (typiskt ca 50 – 180 bar) under ett genomströmmande flöde av vätgas. SHC-pilotanläggningen är unik i att den möjliggör drift av en kontinuerlig process på en industriellt relevant skala

Testbädden inkluderar även en packad bädd-reaktor, vilket är en mycket vanlig reaktortyp på ett raffinaderi och vilken kan användas för vidare uppgradering av produkter från slurryreaktorn till färdiga drivmedelsprodukter. Bildade produkter kan också destilleras till specifika kokpunktsintervall i vår destillationsutrustning. Gaser kan analyseras med både online- och offline-instrument. SHC-piloten inkluderar även reaktorer för semibatchförsök och för katalysatorframställning.

På RISE finns också en djup och bred kompetens inom området karaktärisering av kemikalier och drivmedel baserade på nya råvaror. 

Pyrolys är en termokemisk process för att omvandla olika typer av organiskt material som biomassa eller plastavfall till energi, kemikalier och/eller drivmedel. Processen sker vid temperaturer mellan 500 till 1000 °C i en syrefri miljö. Produkterna blir en gas som kan kylas ut till en vätska (vanligtvis kallad pyrolysolja) och en icke kondenserbar gas samt en fast produkt, koks.

På RISE kan vi studera snabb pyrolys i olika skalor; analytisk pyrolys, pyrolys i bänkskala samt pyrolys i pilotskala, beroende på den specifika frågeställningen. Med den analytiska pyrolysen, vilken består av en pyroenhet som är ansluten till en gaskromatograf (pyroGC/MS, FID), kan vi studera olika materials termiska beteenden, få en semikvantitativ bestämning av de producerade flyktiga föreningarna samt identifiera typiska pyrolysprodukter (kemiska föreningar och kemiska grupper). För att kunna studera massbalans, karakterisera pyrolysprodukterna (gas, olja och fast material) och ex-situ katalytisk pyrolys har vi en större (1 g/min biomassa) bänkskaleanläggning baserad på en falltubsreaktor (pyroDTF). Slutligen har vi även en pyrolysanläggning i pilotskala baserat på en ablativ cyklonreaktor (POC) för att kunna analysera snabb pyrolys av biomassa i storleksordningen 30 kg/h.

Testbädden möjliggör forskning på en industriellt relevant skala, både i hänseende av pyrolysprocessen själv, samt karakterisering och uppgradering. Tillsammans med våra testbäddar för uppgradering som efterliknar raffinaderiprocesser (SHC, Minirefine och FCC) kan avancerade studier utföras på hela kedjan från råmaterial (såsom sågspån, bark, grot och restprodukter från jordbruket m m) till biodrivmedel.

För att studera långsam pyrolys finns även två testbäddar baserade på satsvisa (batch) reaktorer, på vardera 7 L och 100 L. Med hjälp av dessa testbäddar kan vi utvärdera olika typer av plastinnehållande avfall, exempelvis blandade plastfraktioner, gummi och kompositer, men även biomassa för tillverkning av biokol. Under våren 2025 pågår även ett projekt för att bygga upp en kontinuerlig pyrolysanläggning för långsam pyrolys. 

Denna virtuella testbädd erbjuder en unik möjlighet att utvärdera nya bioraffinaderikoncept på ett tidigt stadium, identifiera möjliga integrationsfördelar med massabruket och ge återkoppling för fortsatt utveckling och optimering på labb eller i pilotskala.

Testbädden består av detaljerade processimuleringsmodeller (referensfabriker) för moderna massabruk baserade på bästa tillgängliga teknik (BAT) och inkluderar samtliga enhetsoperationer i massabruket. Modellerna innehåller massbalanser för fiber, vatten, Na, S, K, Cl och de viktigaste processfrämmande grundämnena då biomassa processas, samt energibalanser med ångsystem och sekundärvärmesystem. Metod för tekno-ekonomisk och hållbarhetsutvärdering är etablerad.

Referensfabriksmodellerna kan anpassas till befintliga fabriker för att utvärdera olika bioraffinaderikoncept.

Utvärdering av funktion-, säkerhet och miljöaspekter i labb och i fält från komponent- till systemnivå är det gäller förbränning av bränslen.

• Provplatser för pannor, brännare och kaminer upp till 500 kW.
• Specialbyggda riggar för studier av bränslen, teknik och process vid väl definierade förhållanden:
  • Testrigg förbränning fluid bed 20 kW.
  • Ångexplosion 10 l, 30 bar.
  • Labreaktor 3 kW förbränning. förgasning, pyrolys, fix, fluid bed.
  • Sintringsreaktor.
• Utrustning för rökgasanalys samt mätning av partiklar, korrosion och avlagringar/påslag.
• Tillverkning av designade bränslepellets.
• Kemiska analyser av partiklar/beläggningar Laboratoriet är ackrediterat för EN- och ISO-standarder.