CSBE-SCGAB

Monitoring moisture and inorganic content of forest harvesting residues for energy production purposes: A case study.

Authors: Vaezi, M., Md. Ruhul Kabir and A. Kumar.
Description: Forest harvesting residues are potentially a vast source of feedstock for bio-based energy facilities. However, the high moisture content of the residues lowers the energy density and adversely impacts the efficiency of transportation. Inorganic and ash contents of forest harvesting residues could also reduce the efficiency of combustion processes and cause fouling, slagging, and corrosion in forest residue-burning apparatuses. The main objective of this research was to conduct measurements to monitor moisture, ash, and inorganic (Ca, K, Mg) contents of forest harvesting residues throughout the year. This would help to decide the optimum size of the residue, height and orientation of the residue pile, as well as the optimum season (that is, when those contents are at their lowest) to remove the residues from the forest to biomass-based facilities. Samples of aspen and pine residues, together with temperature, humidity, and precipitation measurements, were taken bi-weekly in two sites at Cynthia and Drayton Valley, Alberta, Canada, from early spring to early fall, and analyzed for two successive years. The results suggest mainly small-size residues should be stored in toll piles until late September and the piles of such residues should be oriented southward before removing them from the forest.
Keywords: Forest harvesting residue; bioenergy; biomass transportation; ash content; inorganic content; moisture content
Résumé: Les résidus de coupes forestières sont potentiellement une grande source d’intrants pour les centrales de bioénergie. Toutefois, la teneur en eau élevée des résidus diminue la densité énergétique du produit et affecte négativement l’efficacité du transport. Les contenus inorganiques et en cendre des résidus de coupes forestières peuvent aussi réduire l’efficacité des processus de combustion et causer l’encrassage, la scorification et la corrosion des appareils d’incinération de ces résidus. Le principal objectif de ce projet est de réaliser des mesures expérimentales pour évaluer la teneur en eau, les contenus en cendre et en composants inorganiques (Ca, K, Mg) des résidus de coupes forestières durant l’année. Ceci aidera à déterminer les paramètres optimaux pour l’utilisation des résidus dans les centrales de bioénergie : la taille des résidus, la hauteur et l’orientation des piles de résidus accumulés en forêt ainsi que la saison durant laquelle faire le transport aux centrales est préférable. Pendant deux années, des échantillons de résidus de trembles et de pins, ainsi que des mesures de température, d’humidité et de précipitations ont été recueillis deux fois par semaine à partir du début du printemps jusqu’à tôt à l’automne, et ces échantillons ont été analysés. Les résultats indiquent que les résidus, principalement de petites tailles, devraient être entreposés en forêt en piles hautes et orientées vers le sud pour être ensuite transportés aux centrales tard en Septembre.
Mots-clés: Résidus de coupes forestières, bioénergie, transport de biomasse, contenu en cendre, contenu inorganique, teneur en eau
Technical field: Information Systems Engineering
Citation: Vaezi, M., Md. Ruhul Kabir and A. Kumar. 2019. Monitoring moisture and inorganic content of forest harvesting residues for energy production purposes: A case study. Canadian Biosystems Engineering 61: 8.01-8.12. https://doi.org/10.7451/CBE.2019.61.8.1
Volume: 61
Issue: 1
Start page number: 8.01
End page number: 8.12
Publisher: Canadian Society for Bioengineering / Société Canadienne de Génie Agroalimentaire et de Bioingénierie
Contributor: R. Sri Ranjan
Date: September 21, 2020
Publication type:
  • Journal
Type: Text.Article
Format: PDF
Identifier: C19401
Language 1: en
Language 2: fr
Rights: Canadian Society for Bioengineering / Société Canadienne de Génie Agroalimentaire et de Bioingénierie
Located in: Volume 61 (2019)