Vlastnosti palivového dřeva různých druhů: ukazatele kvality dřeva. Seminář „Efektivní výroba pelet“ Výhřevnost palivového dřeva z různých regionů

Vlhkost dřevní biomasy je kvantitativní charakteristika ukazující obsah vlhkosti v biomase. Rozlišuje se absolutní a relativní vlhkost biomasy.

Absolutní vlhkost je poměr hmotnosti vlhkosti k hmotnosti suchého dřeva:

Wa= t~t° 100,

Kde Noa je absolutní vlhkost, %; t je hmotnost vzorku ve vlhkém stavu, g; t0 je hmotnost stejného vzorku vysušeného na konstantní hodnotu g.

Relativní nebo pracovní vlhkost je poměr hmotnosti vlhkosti k hmotnosti vlhkého dřeva:

Kde Wр - relativní nebo pracovní vlhkost, 10

Přepočet absolutní vlhkosti na relativní vlhkost a naopak se provádí pomocí vzorců:

Popel se dělí na vnitřní, obsažený v dřevní hmotě, a vnější, který se do paliva dostal při získávání, skladování a přepravě biomasy. Podle druhu má popel při zahřátí na vysoké teploty různou tavitelnost. Popel s nízkou teplotou tání je popel, který má teplotu, při které začíná bod tání pod 1350°. Středně tavící popel má teplotu počátku kapalného tavného stavu v rozmezí 1350-1450 °C. U žáruvzdorného popela je tato teplota nad 1450 °C.

Vnitřní popel z dřevní biomasy je žáruvzdorný a vnější popel je nízkotavitelný. Obsah popela v různých částech stromů různých druhů je uveden v tabulce. 4.

Obsah popela kmenového dřeva. Obsah vnitřního popela kmenového dřeva se pohybuje od 0,2 do 1,17 %. Na základě toho, v souladu s doporučeními pro standardní metodu tepelného výpočtu kotlových jednotek ve výpočtech spalovacích zařízení, by měl být obsah popela v kmenovém dřevě všech druhů vzat rovný 1% suché hmoty

Dřevo. To je legální, pokud jsou z drceného kmenového dřeva vyloučeny minerální inkluze.

Obsah popela v kůře. Obsah popela v kůře je vyšší než obsah popela ve dřevě kmene. Jedním z důvodů je to, že povrch kůry je po celou dobu růstu stromu foukán atmosférickým vzduchem a zachycuje minerální aerosoly, které obsahuje.

Podle pozorování provedeného TsNIIMOD pro naplavené dříví v podmínkách archangelských pil a dřevozpracujících podniků byl obsah popela v odpadu z odkornění

U smrku 5,2, u borovice 4,9 % - Nárůst obsahu popela v kůře je v tomto případě vysvětlen kontaminací kůry při splavování klád po řekách.

Obsah popela v kůře různých druhů na sušinu podle A.I.Pomeranskyho je: borovice 3,2 %, smrk 3,95 %, bříza 2,7 %, olše 2,4 %. Podle NPO TsKTI im. I. I. Pol-Zunova se obsah popela v kůře různých hornin pohybuje od 0,5 do 8 %.

Obsah popela korunových prvků. Obsah popela korunových prvků převyšuje obsah popela ve dřevě a závisí na druhu dřeva a jeho umístění. Podle V. M. Nikitina je obsah popela v listech 3,5 %. Větve a větvičky mají vnitřní obsah popela 0,3 až 0,7 %. V závislosti na typu technologického postupu těžby dřeva se však jejich obsah popela výrazně mění v důsledku kontaminace vnějšími minerálními inkluzemi. Kontaminace větví a větviček během procesu sklizně, smyku a vytahování je nejintenzivnější za vlhkého počasí na jaře a na podzim.

Hustota. Hustota materiálu je charakterizována poměrem jeho hmotnosti k objemu. Při studiu této vlastnosti ve vztahu k dřevní biomase se rozlišují tyto ukazatele: hustota dřevní hmoty, hustota absolutně suchého dřeva, hustota vlhkého dřeva.

Hustota dřevní hmoty je poměr hmotnosti materiálu tvořícího buněčné stěny k objemu, který zaujímá. Hustota dřevní hmoty je pro všechny druhy dřeva stejná a rovná se 1,53 g/cm3.

Hustota absolutně suchého dřeva je poměr hmotnosti tohoto dřeva k objemu, který zabírá:

P0 = m0/V0, (2,3)

Kde po je hustota absolutně suchého dřeva; pak je hmotnost vzorku dřeva při Nop=0; V0 je objem vzorku dřeva při Nop=0.

Hustota vlhkého dřeva je poměr hmotnosti vzorku při dané vlhkosti k jeho objemu při stejné vlhkosti:

Pw = mw/Vw, (2,4)

Kde je hustota dřeva při vlhkosti Wp; mw je hmotnost vzorku dřeva při vlhkosti Vw je objem, který zabírá vzorek dřeva při vlhkosti Wр.

Hustota dřeva kmene. Hustota kmenového dřeva závisí na jeho druhu, vlhkosti a koeficientu bobtnání /Avg. Všechny druhy dřeva ve vztahu k koeficientu bobtnání KR jsou rozděleny do dvou skupin. Do první skupiny patří druhy s koeficientem bobtnání /Ср = 0,6 (akát bílý, bříza, buk, habr, modřín). Do druhé skupiny patří všechna ostatní plemena, u kterých /<р=0,5.

Pro první skupinu, pro akát bílý, břízu, buk, habr a modřín, lze hustotu kmenového dřeva vypočítat pomocí následujících vzorců:

Pw = 0,957--------------- p12, W< 23%;

100-0,4 WP" (2-5)

Loo-UR р12" №р>23 %

U všech ostatních druhů se hustota kmenového dřeva vypočítá pomocí vzorců:

0* = P-Sh.00-0,5GR L7R<23%; (2.6)

Prase = °,823 100f°lpp Ri. її">"23 %,

Kde prase je hustota při standardní vlhkosti, tj. při absolutní vlhkosti 12%.

Hodnota hustoty při standardní vlhkosti je stanovena pro různé druhy dřeva podle tabulky. 6.

Hustota kůry. Hustota kůry byla studována mnohem méně. Existují pouze útržkovité údaje, které poskytují poněkud smíšený obraz této vlastnosti kůry. V této práci se zaměříme na data M. N. Simonova a N. L. Leontieva. Pro výpočet hustoty kůry přijmeme vzorce stejné struktury jako vzorce pro výpočet hustoty kmenového dřeva a dosadíme do nich koeficienty objemového bobtnání kůry. Hustotu kůry vypočítáme pomocí následujících vzorců: borová kůra

(100-THR)P13 ^str<230/

103,56-1,332 GR "" (2,7)

1,231(1-0,011GR)" ^>23%-"

Smrková kůra Pw

Р w - (100 - WP) р12 102,38 - 1,222 WP

1,253 (1_0,01 WP)

(100-WP)pia 101,19 - 1,111 WP

1,277 (1–0,01 WP)

Hustota lýka je mnohem vyšší než hustota kůrky. Dokládají to údaje A.B.Bolshakova (Sverd - NIIPdrev) o hustotě částí kůry v absolutně suchém stavu (tab. 8).

Hustota shnilého dřeva. Hustota ztrouchnivělého dřeva v počáteční fázi tlení většinou neklesá, v některých případech se dokonce zvyšuje. S dalším vývojem hnilobného procesu hustota shnilého dřeva klesá a v konečné fázi se stává výrazně menší než hustota zdravého dřeva,

Závislost hustoty shnilého dřeva na stupni jeho poškození hnilobou je uvedena v tabulce. 9.

RC(YuO-IGR) 106-1,46WP

Hodnota pis shnilého dřeva je rovna: hniloba osiky pi5 = 280 kg/m3, hniloba borovice pS5=260 kg/m3, hniloba břízy p15 = 300 kg/m3.

Hustota prvků koruny stromů. Hustota korunových prvků nebyla prakticky studována. V palivových štěpkách z korunových prvků objemově převažují štěpky z větviček a větví, které se svou hustotou blíží kmenovému dřevu. Proto při provádění praktických výpočtů lze jako první přiblížení předpokládat, že hustota korunových prvků je rovna hustotě kmenového dřeva odpovídajícího druhu.

"BM Engineering" poskytuje celou řadu služeb pro návrh, výstavbu, uvedení do provozu a následnou údržbu: závodů na zpracování biomasy (výroba pelet a briket), krmivárny Navrhujeme nejprve provést komplexní analýzu a technickou konzultaci proveditelnosti výstavby navrhované zařízení a jeho ziskovost, konkrétně:

• analýza surovin a pracovního kapitálu pro výrobu
• výpočet hlavního vybavení
• výpočet dodatečného vybavení a mechanismů
• náklady na instalaci, uvedení do provozu, zaškolení personálu
• kalkulace nákladů na přípravu místa výroby
• kalkulace výrobních nákladů nebo komplex likvidace odpadu
• výpočet rentability výroby nebo komplexu nakládání s odpady
• výpočet návratnosti investice
Náklady na vypořádání jsou stanoveny po obdržení oficiální žádosti a vygenerování seznamu a úplnosti našich služeb.

SPECIALIZACE SPOLEČNOSTI BM Engineering:

• VÝROBA ZAŘÍZENÍ: linky na pelety/brikety, sušicí komplexy, dezintegrátory, lisy na biomasu
• INSTALACE VÝROBNÍCH KOMPLEXŮ: návrh, vyhledávání na místě, stavba, uvedení do provozu
• UVEDENÍ ZAŘÍZENÍ DO PROVOZU: spuštění a nastavení zařízení
• VÝCVIK: organizování práce technického oddělení, vytváření obchodních, logistických a marketingových oddělení od "0"
• SERVISNÍ ÚDRŽBA: kompletní servis a záruka
• AUTOMATIZACE VÝROBY: implementace kontrolních a účetních systémů ve výrobě
• OSVĚDČENÍ: příprava na certifikaci dle EN+, ISO

Strojírenská společnost v oblasti zpracování biomasy BM Engineering poprvé na ukrajinském trhu poskytuje celou škálu služeb pro vybudování moderních závodů na zpracování biomasy na klíč na výrobu pelet, briket a směsných krmiv. Ve fázi přípravy projektu dávají specialisté společnosti kvalifikovaný názor na proveditelnost výstavby zařízení, jeho očekávanou ziskovost a dobu návratnosti.

Budoucí výrobu analyzujeme od A do Z! Studii začínáme výpočtem objemu surovinové základny, její kvality a zásobovací logistiky. Množství biomasy v počáteční fázi a její přísun by měl být dostatečný pro nepřetržitý provoz zařízení po dlouhou dobu. Na základě shromážděných objektivních informací o budoucí výrobě vypočítáme charakteristiky hlavního zařízení a na přání zákazníka doplňkového zařízení a mechanismů.

Celkové náklady projektu nutně zahrnují náklady na přípravu výrobního místa, montážní a uvedení do provozu a zaškolení personálu. A prognóza výrobních nákladů předem zohledňuje energetickou účinnost a specifické náklady na výrobu jednotky hotového výrobku, jeho technické a kvalitativní vlastnosti, soulad s mezinárodními standardy, ziskovost a dobu návratnosti investic. Použití zařízení na výrobu extrudovaných krmiv výrazně zvyšuje rentabilitu chovu hospodářských zvířat zlepšením jejich kvality a snížením nákladů.

Certifikace a audit výroby pelet v souladu s normami evropských norem řady EN 17461 stanoví, že ve všech fázích práce od získávání a kontroly kvality biosurovin až po výrobu pelet, jejich balení, označování, skladování, dodávku a používání je nutné důsledně dodržovat jednotné normy a technické podmínky a pravidla.

V souladu se systémem ENplus je nutné získat certifikát pro konkrétní šarži biopaliva po provedení příslušných testů všech parametrů v certifikované laboratoři. Pamatovat si! Certifikované produkty stojí několikanásobně více!

Úplný rozsah inženýrských služeb poskytovaných BM Engineering zahrnuje: vypracování podnikatelského plánu výroby s výpočty energetické účinnosti, ziskovosti a nákladů na výrobu, návrh, konstrukci, uvedení do provozu, uvedení do provozu a údržbu. Kromě toho společnost dodává zařízení vlastní výroby, provádí práce na automatizaci a certifikaci vybudovaných podniků.

Unikátní modul pro zpracování biomasy (štěpky a piliny) MB-3 byl vyvinut pomocí nejmodernější technologie, při které se biosuroviny před lisováním s vysokou spotřebou energie nesuší, ale perou ve vodní pračce. Kontaminanty (kovy, částice zeminy, suť) jsou odstraňovány proudem vody a čisté a mokré částice surovin jsou dopravovány dopravníkem a následně přes síto do vstupní násypky zpracovatelského modulu.

Rotující šnek drtí mokrou biomasu a protlačuje ji sítem. Při biochemické reakci v buňkách dřeva (biopolymerech) se uvolňuje teplo. Optimální teplotu navlhčené hmoty udržuje modul tepelné stabilizace. Tepelné čerpadlo cirkuluje ohřátou vodu v celém zpracovatelském okruhu. Celý technologický proces je řízen automatizačním systémem.

Obsah modulu:

• vodní pračka;
• modul zpracování biomasy;
• Tepelné čerpadlo;
• modul tepelné stabilizace;
• procesní automatizační systém.

• produktivita - 1000 kg/h;
• výkon elektromotoru - až 100 kW;
• vstupní suroviny: velikost částic - do 4 cm, vlhkost - do 50 %;
• přepravní rozměry - 2000x2200x12000 mm;
• hmotnost - 16700 kg.

Jen v první polovině roku 2015 se uskutečnilo 6 odborných seminářů „Základy výroby pelet“, na kterých bylo proškoleno cca 200 studentů. Od druhé poloviny roku 2015 se semináře konají měsíčně a mezi studenty jsou stále oblíbenější. Ti specialisté, kteří si vyslechli všechny přednášky a podívali se na provozní zařízení, zcela změnili svůj postoj k technologii výroby pelet. Metoda mokrého lisování je zcela nový inovativní přístup ke zpracování biomasy, který je budoucností.

Palivové dříví- kusy dřeva, které jsou určeny ke spalování v kamnech, krbech, pecích nebo ohni za účelem výroby tepla, tepla a světla.

Palivové dříví převážně připravené a dodávané v řezané a štípané formě. Obsah vlhkosti by měl být co nejnižší. Délka polen je převážně 25 a 33 cm.Takové palivové dříví se prodává v volně ložených skladovacích metrech nebo baleno a prodáváno na váhu.

K vytápění se používá různé palivové dřevo. Prioritní charakteristikou, podle které se vybírá určité palivové dřevo pro krby a kamna, je jeho výhřevnost, doba hoření a komfort při používání (vznik plamene, vůně). Pro účely vytápění je žádoucí, aby uvolňování tepla probíhalo pomaleji, ale po delší dobu. Pro účely vytápění veškeré palivové dříví z tvrdé dřevo.

K vytápění kamen a krbů používají především dřevo z druhů jako je dub, jasan, bříza, líska, tis, hloh.

Vlastnosti spalování dřeva různá plemena dřevo:

Palivové dřevo vyrobené z buku, břízy, jasanu a lísky se těžko roztaví, ale může hořet vlhké, protože má málo vlhkosti, a palivové dřevo ze všech těchto dřevin, kromě buku, se snadno štípe;

Olše a osika hoří, aniž by produkovaly saze, navíc je vypalují z komína;

Březové dříví je dobré na teplo, ale není-li v topeništi dostatek vzduchu, hoří kouřově a tvoří dehet (bříza pryskyřice), který se usazuje na stěnách trubky;

Pahýly a kořeny poskytují složité vzory ohně;

Větve jalovce, třešně a jablka dodávají příjemnou vůni;

Borovicové palivové dřevo hoří žhavěji než smrkové palivové dřevo díky vyššímu obsahu pryskyřice. Při hoření dehtovaného dřeva dochází při prudkém zvýšení teploty k prasknutí malých dutinek ve dřevě, ve kterých se hromadí pryskyřice a jiskry létají na všechny strany;

Dubové palivové dřevo má nejlepší přenos tepla, jeho jedinou nevýhodou je, že se špatně štípe, stejně jako dřevo z habru;

Palivové dřevo z hrušek a jabloní se snadno štípe a dobře hoří a vydává příjemnou vůni;

Palivové dřevo vyrobené ze středně tvrdých druhů se obecně snadno štípe;

Dlouho doutnající uhlí poskytuje cedrové palivové dříví;

Třešňové a jilmové dřevo při spalování kouří;

Hoblované dřevo snadno hoří, ale těžko se štípe;

Jehličnaté dřevo je pro topení méně vhodné, protože přispívá k tvorbě pryskyřičných usazenin v potrubí a má nízkou výhřevnost. Borovicové a smrkové palivové dřevo se snadno štípe a taví, ale kouří a jiskří;

Mezi dřeviny s měkkým dřevem patří také topol, olše, osika, lípa. Palivové dřevo těchto druhů dobře hoří, topolové palivové dříví silně jiskří a velmi rychle hoří;

Buk - palivové dřevo tohoto druhu je považováno za klasické krbové dřevo, protože buk má krásný plamen a dobrý vývoj tepla s téměř úplnou absencí jisker. Ke všemu výše uvedenému je třeba dodat, že bukové palivové dříví má velmi vysokou výhřevnost. Vysoce hodnocený je i zápach hořícího bukového dřeva, proto se bukové dřevo používá především k uzení potravin. Bukové palivové dřevo má univerzální použití. Na základě výše uvedeného jsou náklady na palivové dřevo z buku vysoké.

Je třeba vzít v úvahu skutečnost, že výhřevnost palivového dřeva různých druhů dřeva se velmi liší. V důsledku toho dostáváme kolísání hustoty dřeva a kolísání převodních faktorů metr krychlový => skladovací metr

Níže je tabulka s průměrnými výhřevnostmi na metr palivového dřeva.

Bez dřeva nebude oheň. Jak jsem již řekl, aby oheň hořel dlouho, musíte se na to připravit. Připravte si dříví. Čím větší, tím lepší. Není třeba to přehánět, ale pro každý případ byste měli mít malou zásobu. Po dvou až třech nocích strávených v lese budete pravděpodobně schopni přesněji určit potřebnou zásobu palivového dřeva na noc. Samozřejmě můžete matematicky spočítat, kolik dřeva je potřeba k udržení ohně po určitý počet hodin. Převeďte uzly jedné nebo druhé tloušťky na Metry krychlové. Ale v praxi takový výpočet nebude vždy fungovat. Existuje spousta faktorů, které nelze vypočítat, a pokud se o to pokusíte, rozptyl bude poměrně velký. Přesnější výsledky dává pouze osobní praxe.

Silný vítr zvyšuje rychlost hoření 2-3krát. Vlhké, klidné počasí naopak spalování zpomaluje. Oheň může hořet i během deště, ale k tomu je nutné jej neustále udržovat. Když prší, neměli byste do ohně přikládat tlustá polena; hoří déle a déšť je může jednoduše uhasit. Nezapomeňte, tenčí větve rychle vzplanou, ale také rychle vyhoří. Měly by být použity k osvětlení silnějších větví.

Než budu mluvit o některých vlastnostech dřeva při spalování, rád bych ještě jednou připomněl, že pokud vás nenutí přenocovat v těsné blízkosti ohně, snažte se rozpálit oheň ne blíže než 1 -1,5 metru od okraje vaší postele.

Nejčastěji se setkáváme s těmito dřevinami: smrk, borovice, jedle, modřín, bříza, osika, olše, dub, třešeň, vrba. Takže v pořádku.

Smrk, Jako všechny pryskyřičné druhy stromů hoří horko a rychle. Pokud je dřevo suché, oheň se šíří po povrchu celkem rychle. Pokud nemáte možnost nějak rozdělit kmen malého stromu na relativně malé stejné části a celý strom použijete na oheň, buďte velmi opatrní. Oheň na dřevě může přesáhnout hranice ohniště a způsobit spoustu problémů. V tomto případě uvolněte dostatečný prostor pro ohniště, aby se oheň nemohl dále šířit. Smrk má schopnost „střílet“. Během spalování se pryskyřice obsažená ve dřevě vlivem vysokých teplot začne vařit a když nenajde cestu ven, exploduje. Kus hořícího dřeva, který je nahoře, odletí pryč od ohně. Pravděpodobně mnozí, kteří pálili oheň, si tohoto jevu všimli. Abyste se před podobnými překvapeními ochránili, stačí polena položit koncem k vám. Uhlíky většinou létají kolmo ke kmeni.

Borovice. Hoří žhavěji a rychleji než smrk. Snadno se zlomí, pokud strom nemá v průměru více než 5-10 cm. "Výstřely." Tenké suché větve se dobře hodí jako druhé a třetí palivové dříví k rozdělávání ohně.

Jedle. Domov charakteristický rys je, že prakticky „nestřílí“. Kmeny mrtvého dřeva o průměru 20-30 cm se velmi dobře hodí pro „nodya“, oheň na celou noc. Hoří za tepla a rovnoměrně. Rychlost hoření mezi smrkem a borovicí.

Modřín. Tento strom, na rozdíl od jiných pryskyřičných stromů, v zimě shazuje jehličí. Dřevo je hustší a pevnější. Hoří dlouho, déle než smrk, rovnoměrně. Vydává hodně tepla. Pokud na břehu řeky najdete kus suchého modřínu, je možné, že než tento kus narazil na břeh, ležel nějakou dobu ve vodě. Takový strom bude hořet mnohem déle než obvykle z lesa. Strom, který je ve vodě, bez kyslíku, se stává hustším a silnějším. Vše samozřejmě závisí na délce pobytu ve vodě. Poté, co tam ležel několik desítek let, se promění v prach.

Vlastnosti dřeva pro hoření

Palivové dřevo na spalování musí být připraveno pečlivě a předem. Dobré palivové dřevo by mělo schnout alespoň rok. Minimální doba schnutí závisí na měsíci, kdy byla hromada položena (ve dnech):

Ještě jeden důležitý ukazatel, která charakterizuje kvalitu palivového dřeva pro vytápění krbu nebo kamen, je hustota nebo tvrdost dřeva. Největší přenos tepla má tvrdé listnaté dřevo, nejméně naopak měkké. Hustota dřeva při obsahu vlhkosti 12% je uvedena v tabulce níže:

Specifická výhřevnost dřeva různých druhů.

Vlhkost vzduchu

Vlhkost dřevní biomasy je kvantitativní charakteristika ukazující obsah vlhkosti v biomase. Rozlišuje se absolutní a relativní vlhkost biomasy.

Absolutní vlhkost se nazývá poměr hmotnosti vlhkosti k hmotnosti suchého dřeva:

kde W a je absolutní vlhkost, %; m je hmotnost vzorku ve vlhkém stavu, g; m 0 - hmotnost stejného vzorku, vysušeného na konstantní hodnotu, g.

Relativní nebo provozní vlhkost Poměr hmotnosti vlhkosti k hmotnosti vlhkého dřeva se nazývá:

Kde W p je relativní nebo provozní vlhkost, %

Při výpočtu procesů sušení dřeva se používá absolutní vlhkost. V tepelných výpočtech se používá pouze relativní, neboli provozní vlhkost. S přihlédnutím k této zavedené tradici budeme v budoucnu používat pouze relativní vlhkost.

Dřevní biomasa obsahuje dvě formy vlhkosti: vázaná (hygroskopická) a volná. Vázaná vlhkost se nachází uvnitř buněčných stěn a je držena fyzikálně chemickými vazbami; Odstranění této vlhkosti s sebou nese další energetické náklady a výrazně ovlivňuje většinu vlastností dřevní hmoty.

Volná vlhkost se nachází v buněčných dutinách a mezibuněčných prostorech. Volná vlhkost je zadržována pouze mechanickými vazbami, mnohem snadněji se odstraňuje a má menší vliv na mechanické vlastnosti dřeva.

Když je dřevo vystaveno vzduchu, dochází k výměně vlhkosti mezi vzduchem a dřevní hmotou. Pokud je obsah vlhkosti dřevěné hmoty velmi vysoký, tato výměna způsobí vysychání dřeva. Pokud je jeho vlhkost nízká, dřevní hmota se navlhčí. Při dlouhém pobytu dřeva na vzduchu, stabilní teplotě a relativní vlhkosti se ustálí i vlhkost dřeva; toho je dosaženo, když se tlak vodní páry okolního vzduchu rovná tlaku vodní páry na povrchu dřeva. Množství stabilní vlhkosti ve dřevě udržované po dlouhou dobu při určité teplotě a vlhkosti vzduchu je u všech dřevin stejné. Stabilní vlhkost se nazývá rovnovážná a je zcela určena parametry vzduchu, ve kterém se nachází, tedy jeho teplotou a relativní vlhkostí.

Obsah vlhkosti kmenového dřeva. Podle obsahu vlhkosti se kmenové dřevo dělí na mokré, čerstvě řezané, na vzduchu suché, pokojově suché a absolutně suché.

Mokré dřevo je dřevo, které bylo dlouhou dobu ve vodě, například při raftingu nebo třídění ve vodní nádrži. Vlhkost vlhkého dřeva W p přesahuje 50 %.

Čerstvě nařezané dřevo je dřevo, které si zachovalo vlhkost rostoucího stromu. Závisí na druhu dřeva a pohybuje se v rozmezí W p =33...50 %.

Průměrná vlhkost čerstvě nařezaného dřeva je, %, u smrku 48, u modřínu 45, u jedle 50, u borovice cedru 48, u borovice lesní 47, u vrby 46, u lípy 38, u osiky 45, u olše 46, pro topol 48, pro břízu bradavičnatou 44, pro buk 39, pro jilm 44, pro habr 38, pro dub 41, pro javor 33.

Sušené na vzduchu je dřevo, které bylo dlouhou dobu drženo na čerstvém vzduchu. Dřevo při pobytu na čerstvém vzduchu neustále vysychá a jeho vlhkost postupně klesá na stabilní hodnotu. Vlhkost vzduchem sušeného dřeva W p =13...17%.

Pokojově suché dřevo je dřevo, které bylo dlouhou dobu ve vytápěné a větrané místnosti. Vlhkost pokojově suchého dřeva W p =7...11 %.

Absolutně suché - dřevo vysušené při teplotě t=103±2 °C do konstantní hmotnosti.

U rostoucího stromu je vlhkost kmenového dřeva rozložena nerovnoměrně. Mění se jak podél poloměru, tak podél výšky kmene.

Maximální vlhkost kmenového dřeva je omezena celkovým objemem buněčných dutin a mezibuněčných prostor. Když dřevo hnije, ničí se jeho buňky, což má za následek tvorbu dalších vnitřních dutin; struktura shnilého dřeva se postupem rozkladu uvolňuje a porézní a pevnost dřeva se prudce snižuje.

Z těchto důvodů není vlhkost hniloby dřeva omezena a může dosáhnout tak vysokých hodnot, že se jeho spalování stane neefektivním. Díky zvýšené pórovitosti shnilého dřeva je velmi hygroskopické, na čerstvém vzduchu se rychle navlhčí.

Obsah popela

Obsah popela nazývaný obsah v palivu minerály zbývající po úplném spálení celé hořlavé hmoty. Popel je nežádoucí součástí paliva, protože snižuje obsah hořlavých prvků a komplikuje provoz spalovacích zařízení.

Popel se dělí na vnitřní, obsažený v dřevní hmotě, a vnější, který se do paliva dostal při získávání, skladování a přepravě biomasy. Podle druhu má popel při zahřátí na vysoké teploty různou tavitelnost. Nízkotavitelný popel je popel, který má teplotu nástupu kapalného tavného stavu pod 1350°C. Středně tavící popel má teplotu počátku kapalného tavného stavu v rozmezí 1350-1450 °C. U žáruvzdorného popela je tato teplota nad 1450 °C.

Vnitřní popel z dřevní biomasy je žáruvzdorný a vnější popel je nízkotavitelný.

Obsah popela v kůře různých druhů se pohybuje od 0,5 do 8 % a vyšší v případě silného znečištění během sklizně nebo skladování.

Hustota dřeva

Hustota dřevní hmoty je poměr hmotnosti materiálu tvořícího buněčné stěny k objemu, který zaujímá. Hustota dřevní hmoty je pro všechny druhy dřeva stejná a rovná se 1,53 g/cm3. Dle doporučení komise RVHP jsou všechny ukazatele fyzikálních a mechanických vlastností dřeva stanoveny při absolutní vlhkosti 12 % a jsou na tuto vlhkost přepočítávány.

Hustota různých druhů dřeva

Objemová hmotnost odpadu ve formě různého drceného dřevěného odpadu se velmi liší. Pro suché štěpky od 100 kg/m 3, až 350 kg/m 3 a více pro mokré štěpky.

Tepelné vlastnosti dřeva

Dřevitá biomasa ve formě, ve které se dostává do topenišť kotlových jednotek, se nazývá pracovní palivo. Složení dřevní biomasy, tedy obsah jednotlivých prvků v ní, charakterizuje následující rovnice:
C р +Н р +О р +N р +A р +W р =100 %,
kde Cp, Hp, Op, Np jsou obsah uhlíku, vodíku, kyslíku a dusíku v buničině, v tomto pořadí, %; A p, W p - obsah popela a vlhkosti v palivu, resp.

Pro charakterizaci paliva v tepelně technických výpočtech se používají pojmy suchá hmota a hořlavá hmota paliva.

Suchá hmotnost Palivem je v tomto případě biomasa vysušená do absolutně suchého stavu. Jeho složení vyjadřuje rovnice
Cs+Hs+Os+Ns+As=100 %.

Hořlavá hmota Palivo je biomasa, ze které byla odstraněna vlhkost a popel. Jeho složení je určeno rovnicí
Cg + Ng + Og + Nr = 100 %.

Indexy znaků složek biomasy znamenají: p - obsah složky v pracovní hmotě, c - obsah složky v sušině, g - obsah složky ve spalitelné hmotě paliva.

Jednou z pozoruhodných vlastností kmenového dřeva je úžasná stabilita jeho elementárního složení hořlavé hmoty. Proto Měrné spalné teplo různých druhů dřeva je prakticky stejné.

Elementární složení hořlavé hmoty kmenového dřeva je u všech druhů téměř stejné. Kolísání obsahu jednotlivých složek hořlavé hmoty kmenového dřeva je zpravidla v rámci chyby technických měření, na základě toho lze při tepelně technických výpočtech, seřizování spalovacích zařízení spalujících kmenové dřevo apod. přijmout následující složení kmenového dřeva na palivo bez velké chyby hmotnosti: C g = 51 %, N g = 6,1 %, O g = 42,3 %, N g = 0,6 %.

Spalné teplo Biomasa je množství tepla uvolněného při spalování 1 kg látky. Jsou vyšší a nižší výhřevnost.

Vyšší výhřevnost- jedná se o množství tepla uvolněného při spalování 1 kg biomasy s úplnou kondenzací veškeré vodní páry vzniklé při spalování, s uvolněním tepla vynaloženého na jejich odpařování (tzv. latentní teplo výparu). Nejvyšší výhřevnost Q in je určena vzorcem D. I. Mendělejeva (kJ/kg):
Q in =340С р +1260Н р -109О р.

Výhřevnost(NTS) - množství tepla uvolněného při spalování 1 kg biomasy, bez tepla vynaloženého na odpařování vlhkosti vzniklé při spalování tohoto paliva. Jeho hodnota je určena vzorcem (kJ/kg):
Q р =340C р +1030H р -109О р -25W р.

Spalné teplo kmenového dřeva závisí pouze na dvou veličinách: obsahu popela a vlhkosti. Spodní spalné teplo hořlavé hmoty (suché, bezpopelnaté!) kmenového dřeva je téměř konstantní a rovná se 18,9 MJ/kg (4510 kcal/kg).

Druhy dřevního odpadu

Podle výroby, ve které dřevní odpad vzniká, je možné jej rozdělit na dva druhy: odpad z těžby dřeva a odpad ze zpracování dřeva.

Těžba odpadu- Jedná se o oddělené části dřeva během procesu těžby. Patří sem jehličí, listí, nelignifikované výhony, větve, větvičky, hroty, nedopalky, vrcholy, odřezky kmenů, kůra, odpad z výroby drceného vlákninového dřeva atd.

Odpad z těžby dřeva je v přirozené podobě špatně transportovatelný, při energetickém využití se nejprve rozdrtí na štěpky.

Dřevěný odpad- Jedná se o odpad vznikající při dřevozpracující výrobě. Patří sem: desky, latě, odřezky, krátké délky, hobliny, piliny, výrobní odpad průmyslové štěpky, dřevní prach, kůra.

Podle charakteru biomasy lze dřevní odpad rozdělit na tyto druhy: odpad z korunových prvků; odpad ze stonkového dřeva; odpad z kůry; hniloba dřeva.

Podle tvaru a velikosti částic se dřevní odpad obvykle dělí do následujících skupin: kusový dřevěný odpad a odpad z měkkého dřeva.

Kusový dřevěný odpad- jedná se o přířezy, kšilty, výřezy, desky, latě, přířezy, krátké délky. Odpad z měkkého dřeva zahrnuje piliny a hobliny.

Nejdůležitější vlastností drceného dřeva je jeho frakční složení. Frakční složení je kvantitativní poměr částic určité velikosti v celkové hmotnosti drceného dřeva. Frakce drceného dřeva je procento částic určité velikosti v celkové hmotě.

Drcené dřevo lze rozdělit do následujících typů podle velikosti částic:

• — dřevěný prach, vzniklé při broušení dřeva, překližky a dřevěné desky; hlavní část částic prochází sítem s otvorem 0,5 mm;
• — piliny, vzniklé při podélném a příčném řezání dřeva, projdou sítem s otvory 5...6 mm;
• — dřevěné třísky získané mletím dřeva a dřevěného odpadu v štěpkovačích; hlavní část třísek prochází sítem s otvory 30 mm a zůstává na sítu s otvory 5...6 mm;
• — velké třísky, jejichž velikost částic je větší než 30 mm.

Samostatně si všimněme vlastností dřevěného prachu. Dřevní prach vznikající při broušení dřeva, překližky, dřevotřískových desek a dřevovláknitých desek nelze skladovat ani ve vyrovnávacích skladech kotelen, ani v mimosezónních skladech malých dřevěných paliv z důvodu vysokého nebezpečí větru a výbuchu. Při spalování dřevního prachu ve spalovacích zařízeních je nutné zajistit dodržování všech pravidel pro spalování práškového paliva, zamezení vzniku záblesků a výbuchů uvnitř spalovacích zařízení a v cestách plynu parních a horkovodních kotlů.

Brusný prach na dřevo je směs dřevěných částic o průměru 250 mikronů s brusným práškem odděleným od brusného papíru během procesu broušení dřevěného materiálu. Obsah abrazivního materiálu v dřevěném prachu může dosahovat až 1 % hmotnosti.

Vlastnosti spalování dřevní biomasy

Důležitou vlastností dřevní biomasy jako paliva je nepřítomnost síry a fosforu v ní. Jak víte, hlavní tepelnou ztrátou v každé kotlové jednotce je ztráta tepelné energie spalinami. Velikost této ztráty je dána teplotou výfukových plynů. Při spalování paliv obsahujících síru se tato teplota udržuje minimálně na 200...250 °C, aby se zabránilo korozi ocasních výhřevných ploch kyselinou sírovou. Při spalování dřevního odpadu neobsahujícího síru lze tuto teplotu snížit na 100...120 °C, čímž se výrazně zvýší účinnost kotlových jednotek.

Obsah vlhkosti dřevěného paliva se může pohybovat ve velmi širokých mezích. V nábytkářském a dřevozpracujícím průmyslu je vlhkost některých druhů odpadů 10...12 %, v těžařských podnicích je vlhkost větší části odpadu 45...55 %, vlhkost kůry při odkorňování odpad po splavování nebo třídění ve vodních nádržích dosahuje 80 %. Zvýšení vlhkosti dřevěného paliva snižuje produktivitu a účinnost kotlů. Výtěžnost těkavých látek při spalování dřevěného paliva je velmi vysoká – dosahuje 85 %. To je také jeden z rysů dřevní biomasy jako paliva a vyžaduje velkou délku plamene, ve kterém dochází ke spalování hořlavých složek opouštějících vrstvu.

Produkt koksovatelné dřevité biomasy, dřevěné uhlí, je ve srovnání s fosilním uhlím vysoce reaktivní. Vysoká reaktivita dřevěného uhlí umožňuje provozovat spalovací zařízení při nízkých hodnotách součinitele přebytku vzduchu, což má pozitivní vliv na účinnost kotelen při spalování dřevní biomasy v nich.

Spolu s těmito pozitivními vlastnostmi má však dřevo vlastnosti, které negativně ovlivňují provoz kotlů. Mezi takové vlastnosti patří zejména schopnost absorbovat vlhkost, tj. zvýšení vlhkosti ve vodním prostředí. S rostoucí vlhkostí se spodní výhřevnost rychle snižuje a zvyšuje spotřeba paliva, spalování se stává obtížným, což vyžaduje speciální konstruktivní řešení v zařízení kotlů a pecí. Při vlhkosti 10 % a obsahu popela 0,7 % bude NCV 16,85 MJ/kg a při vlhkosti 50 % pouze 8,2 MJ/kg. Spotřeba paliva kotle se tedy při stejném výkonu změní více než 2x při přechodu ze suchého paliva na mokré palivo.

Charakteristický rys dřevo jako palivo má nevýznamný obsah vnitřního popela (nepřesahuje 1 %). Externí minerální inkluze v odpadech z těžby přitom někdy dosahují 20 %. Popel vznikající při spalování čistého dřeva je žáruvzdorný a jeho odstranění ze spalovací zóny pece nepředstavuje žádné zvláštní technické potíže. Minerální inkluze v dřevní biomase jsou tavitelné. Při spalování dřeva s významným obsahem vzniká slinutá struska, jejíž odstranění z vysokoteplotní zóny spalovacího zařízení je obtížné a vyžaduje speciální topeniště pro zajištění efektivního provozu topeniště. technická řešení. Slinutá struska, která vzniká při spalování dřevní biomasy s vysokým obsahem popela, má chemickou afinitu k cihle a při vysokých teplotách ve spalovacím zařízení spéká s povrchem zdivo stěny pece, což ztěžuje odstraňování strusky.

Tepelný výkon obvykle nazývána maximální spalovací teplota vyvinutá při úplném spálení paliva bez přebytku vzduchu, tj. za podmínek, kdy je veškeré teplo uvolněné při spalování zcela vynaloženo na ohřev výsledných produktů spalování.

Termín tepelný výkon navrhl svého času D. I. Mendělejev jako charakteristiku paliva, odrážející jeho kvalitu z hlediska možnosti použití pro vysokoteplotní procesy. Čím vyšší je tepelný výkon paliva, tím vyšší je kvalita tepelné energie uvolněné při jeho spalování, tím vyšší je provozní účinnost parních a horkovodních kotlů. Tepelný výkon představuje hranici, ke které se blíží skutečná teplota v peci, když se proces spalování zlepšuje.

Tepelný výkon dřevěného paliva závisí na jeho vlhkosti a obsahu popela. Tepelný výkon absolutně suchého dřeva (2022 °C) je pouze o 5 % nižší než tepelný výkon kapalného paliva. Při vlhkosti dřeva 70% se tepelný výkon sníží více než 2x (939 °C). Praktickým limitem pro použití dřeva pro palivové účely je proto vlhkost 55-60 %.

Vliv obsahu popela ve dřevě na jeho tepelné vlastnosti je mnohem slabší než vliv vlhkosti na tento faktor.

Vliv vlhkosti dřevní biomasy na účinnost kotelen je mimořádně významný. Při spalování absolutně suché dřevité biomasy s nízkým obsahem popela se provozní účinnost kotlových jednotek jak z hlediska jejich produktivity, tak účinnosti blíží provozní účinnosti kotlů na kapalná paliva a v některých případech překračuje provozní účinnost kotlových jednotek využívajících určité druhy uhlí.

Zvýšení vlhkosti dřevní biomasy nevyhnutelně způsobuje snížení účinnosti kotelen. Měli byste to vědět a neustále vyvíjet a provádět opatření, aby se do dřevěného paliva nedostaly atmosférické srážky, půdní voda atd.

Obsah popela v dřevní biomase ztěžuje spalování. Přítomnost minerálních inkluzí v dřevní biomase je dána využitím nedostatečně vyspělých technologických postupů pro těžbu dřeva a jeho primární zpracování. Těm by měla být dána přednost technologických postupů, u kterých lze minimalizovat kontaminaci dřevního odpadu minerálními vměstky.

Frakční složení drceného dřeva by mělo být pro tento typ spalovacího zařízení optimální. Odchylky ve velikosti částic od optimální, jak směrem nahoru, tak dolů, snižují účinnost spalovacích zařízení. Štěpky používané ke štípání dřeva na palivové štěpky by neměly způsobovat velké odchylky ve velikosti částic ve směru jejich zvětšování. Nežádoucí je však také přítomnost velkého počtu příliš malých částic.

Pro zajištění efektivního spalování dřevního odpadu je nutné, aby konstrukce kotlových jednotek splňovala vlastnosti tohoto druhu paliva.

Tabulka 1 - Obsah popela a prvků popela ve dřevě různých dřevin

Všechny dřeviny jsou na základě obsahu prvků jasanu ve dřevě spojeny do dvou velkých shluků (obr. 1). Do první, v čele s borovicí lesní, patří olše černá, osika a topol balzámový (Berlín), do druhé pak všechny ostatní druhy v čele se smrkem a třešní. Samostatnou podskupinu tvoří světlomilné druhy: bříza bělokorá a modřín sibiřský. Bez nich stojí jilm hladký. Největší rozdíly mezi shluky č. 1 (borovice) a č. 2 (smrk) jsou zaznamenány v obsahu Fe, Pb, Co a Cd (obr. 2).

Obrázek 1 - Dendrogram podobnosti dřevin na základě složení popela v jejich dřevě, konstruovaný Wardovou metodou s použitím matice normalizovaných dat

Obrázek 2 - Charakter rozdílů mezi dřevinami patřícími do různých shluků podle popelovitého složení jejich dřeva

Závěry.

1. Dřevo všech dřevin obsahuje především vápník, který je základem buněčné membrány. Následuje draslík. Ve dřevě je o řád méně železa, manganu, stroncia a zinku. Pořadovou řadu uzavírají Ni, Pb, Co a Cd.

3. Dřeviny rostoucí v rámci stejného nivního biotopu se výrazně liší efektivitou využití živin. Nejúčinnějším využitím půdního potenciálu je modřín sibiřský, jehož 1 kg dřeva obsahuje 7,4krát méně popela než dřevo topolu, ekologicky nejšetrnější druh.

4.Vlastnosti vysoké spotřeby minerálních látek řadou dřevin lze využít ve fytomelioracích při vytváření výsadeb na technogenních nebo přírodně znečištěných pozemcích.

Seznam použitých zdrojů

1. Adamenko, V.N. Chemické složení letokruhy a stav přírodního prostředí / V.N. Adamenko, E.L. Zhuravleva, A.F. Chetverikov // Dokl. Akademie věd SSSR - 1982. - T. 265, č. 2. - S. 507-512.

2. Lyanguzová, I.V. Chemické složení rostlin při znečištění ovzduší a půdy / I.V. Lyanguzová, O.G. Ďábel // Lesní ekosystémy a znečištění atmosféry. - L.: Nauka, 1990. S. 75-87.

3. Demakov, Yu.P. Variabilita obsahu prvků popela ve dřevě, kůře a jehličí borovice lesní / Yu.P. Demakov, R.I. Vinokurová, V.I. Talantsev, S.M. Shvetsov // Lesní ekosystémy v měnícím se klimatu: biologická produktivita, monitorovací a adaptační technologie: materiály mezinárodní konference s prvky vědecké školy pro mládež [Elektronický zdroj]. - Yoshkar-Ola: MarSTU, 2010. S. 32-37. http://csfm.marstu.net/publications.html

4. Demakov, Yu.P. Dynamika obsahu prvků popela v letokruhech starých borovic rostoucích v lužních biotopech / Yu.P. Demakov, S.M. Shvetsov, V.I. Talantsev // Bulletin MarSTU. Ser. "Les. Ekologie. Správa přírody". 2011. - č. 3. - S. 25-36.

5. Vinokurová, R.I. Specifičnost distribuce makroprvků v orgánech dřevin smrkových-jedlových lesů Republiky Mari El / R.I. Vinokurová, O.V. Lobanova // Bulletin MarSTU. Ser. "Les. Ekologie. Management přírody." - 2011. - č. 2. - S. 76-83.

6. Akhromeyko A.I. Fyziologické odůvodnění pro vytváření udržitelných lesních plantáží / A.I. Akhromeiko. – M.: Lesnický průmysl, 1965. – 312 s.

7. Remezov, N.P. Spotřeba a oběh prvků dusíku a popela v lesích evropské části SSSR / N.P. Remezov, L.N. Býková, K.M. Smirnova.- M.: MSU, 1959. – 284 s.

8. Rodin, L.E. Dynamika organické hmoty a biologický cyklus prvků popela a dusíku v hlavních typech vegetace zeměkoule / L.E. Rodin, N.I. Bazilevič. – M.-L.: Nauka, 1965.

9. Metodika měření hrubého obsahu mědi, kadmia, zinku, olova, niklu, manganu, kobaltu, chrómu pomocí atomové absorpční spektroskopie. – M.: FGU FCAO, 2007. – 20 s.

10. Metody biogeochemického výzkumu rostlin / Ed. A.I. Ermaková. – L.: Agropromizdat, 1987. – 450 s.

11. Afifi, A. Statistická analýza. Počítačový přístup / A. Afifi, S. Eisen. - M.: Mir, 1982. - 488 s.

12. Faktorová, diskriminační a shluková analýza / J. Kim, C. Muller, U. Klekka aj. - M.: Finance and Statistics, 1989. - 215 s.