Vlastnosti palivového dreva rôznych druhov: ukazovatele kvality dreva. Seminár "Efektívna výroba peliet" Výhrevnosť palivového dreva z rôznych regiónov

Vlhkosť drevnej biomasy je kvantitatívna charakteristika ukazujúca obsah vlhkosti v biomase. Existuje absolútna a relatívna vlhkosť biomasy.

Absolútna vlhkosť je pomer hmotnosti vlhkosti k hmotnosti suchého dreva:

Wa=t~t° 100,

Kde Noa - absolútna vlhkosť,%; m je hmotnosť vzorky v mokrom stave, g; m0 je hmotnosť tej istej vzorky vysušenej na konštantnú hodnotu, g.

Relatívna alebo pracovná vlhkosť je pomer hmotnosti vlhkosti k hmotnosti vlhkého dreva:

Kde Wp - relatívna alebo pracovná vlhkosť, 10

Premena absolútnej vlhkosti na relatívnu vlhkosť a naopak sa vykonáva podľa vzorcov:

Popolček sa delí na vnútorný, obsiahnutý v drevnej hmote a vonkajší, ktorý sa do paliva dostal pri zbere, skladovaní a preprave biomasy. V závislosti od druhu popola má rôznu tavivosť pri zahriatí na vysoké teploty. Nazýva sa popol s nízkou teplotou topenia, ktorý má teplotu začiatku stavu topenia kvapaliny pod 1350 °. Stredne taviaci sa popol má teplotu začiatku kvapalného stavu tavenia v rozmedzí 1350-1450 °C. Pre žiaruvzdorný popol je táto teplota vyššia ako 1450 °C.

Vnútorný popol z drevnej biomasy je žiaruvzdorný, zatiaľ čo vonkajší popol je taviteľný. Obsah popola v rôznych častiach stromov rôznych druhov je uvedený v tabuľke. 4.

Obsah popola v kmeňovom dreve. Obsah vnútorného popola kmeňového dreva sa pohybuje od 0,2 do 1,17 %. Na základe toho by sa v súlade s odporúčaniami o normatívnej metóde tepelného výpočtu kotlových jednotiek pri výpočtoch spaľovacích zariadení mal obsah popola v kmeňovom dreve všetkých druhov brať ako 1% sušiny.

Drevo. To je opodstatnené, ak je vylúčené vniknutie minerálnych inklúzií do nasekaného kmeňového dreva.

Obsah popola v kôre. Obsah popola v kôre je väčší ako obsah popola v kmeňovom dreve. Jedným z dôvodov je aj to, že povrch kôry je počas rastu stromu neustále fúkaný atmosférickým vzduchom a zachytáva v ňom obsiahnuté minerálne aerosóly.

Podľa pozorovaní, ktoré vykonal TsNIIMOD pre naplavené drevo v podmienkach archangelských píl a drevospracujúcich podnikov, bol obsah popola v odpade z kôry

V smreku 5,2, v borovici 4,9 % - Nárast obsahu popola v kôre sa v tomto prípade vysvetľuje kontamináciou kôry pri splavovaní bičov po riekach.

Obsah popola v kôre rôznych druhov na sušinu je podľa A. I. Pomeranskyho: borovica 3,2 %, smrek 3,95, breza 2,7, jelša 2,4 %. Podľa NPO CKTI im. II Pol - Zunova, obsah popola v kôre rôznych hornín sa pohybuje od 0,5 do 8 %.

Obsah popola prvkov koruny. Obsah popola v korunových prvkoch prevyšuje obsah popola v dreve a závisí od druhu dreva a miesta jeho rastu. Obsah popola v listoch je podľa V. M. Nikitina 3,5 %. Konáre a konáre majú obsah vnútorného popola 0,3 až 0,7 %. V závislosti od typu technologického postupu ťažby dreva sa však ich obsah popola výrazne mení v dôsledku kontaminácie vonkajšími minerálnymi inklúziami. Znečistenie konárov a konárov v procese zberu, približovania a vyťahovania je najintenzívnejšie vo vlhkom počasí na jar a na jeseň.

Hustota. Hustota materiálu je charakterizovaná pomerom jeho hmotnosti k objemu. Pri štúdiu tejto vlastnosti vo vzťahu k drevnej biomase sa rozlišujú tieto ukazovatele: hustota drevnej hmoty, hustota absolútne suchého dreva, hustota vlhkého dreva.

Hustota drevnej hmoty je pomer hmotnosti materiálu, ktorý tvorí bunkové steny, k objemu, ktorý zaberá. Hustota drevnej hmoty je rovnaká pre všetky druhy dreva a rovná sa 1,53 g/cm3.

Hustota absolútne suchého dreva je pomer hmotnosti tohto dreva k objemu, ktorý zaberá:

P0 = m0/V0, (2,3)

Kde ro je hustota absolútne suchého dreva; potom - hmotnosť vzorky dreva pri č. p = 0; V0 - objem vzorky dreva pri №р=0.

Hustota vlhkého dreva je pomer hmotnosti vzorky pri danom obsahu vlhkosti k jej objemu pri rovnakom obsahu vlhkosti:

Р w = mw/Vw, (2,4)

Kde ústa je hustota dreva pri vlhkosti Wp; mw je hmotnosť vzorky dreva pri obsahu vlhkosti Vw je objem, ktorý zaberá vzorka dreva pri obsahu vlhkosti Wр.

Hustota kmeňového dreva. Hodnota hustoty kmeňového dreva závisí od jeho druhu, vlhkosti a koeficientu napučiavania /Porov. Všetky druhy dreva vo vzťahu k koeficientu napučiavania KR sú rozdelené do dvoch skupín. Do prvej skupiny patria druhy s koeficientom napučiavania /Ср = 0,6 (agát biely, breza, buk, hrab, smrekovec). Druhá skupina zahŕňa všetky ostatné plemená, v ktorých /<р=0,5.

Pre prvú skupinu pre bielu akáciu, brezu, buk, hrab, smrekovec možno hustotu kmeňového dreva vypočítať pomocou nasledujúcich vzorcov:

Pw = 0,957 -------- ------- р12, W< 23%;

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

Loo-UR p12" Č. p>23 %

Pre všetky ostatné druhy sa hustota kmeňového dreva vypočíta podľa vzorcov:

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

Ріг = °,823 100f°lpp Ri. її">"23 %,

Kde prasa je hustota pri štandardnej vlhkosti, t.j. pri absolútnej vlhkosti 12%.

Hodnota hustoty pri štandardnej vlhkosti je určená pre rôzne druhy dreva podľa tabuľky. 6.

Hustota kôry. Hustota kôry bola študovaná oveľa menej. Existujú len fragmentárne údaje, ktoré poskytujú dosť zmiešaný obraz o tejto vlastnosti kôry. V tejto práci sa zameriame na údaje M. N. Simonova a N. L. Leontieva. Na výpočet hustoty kôry použijeme vzorce rovnakej štruktúry ako vzorce na výpočet hustoty kmeňového dreva, pričom v nich nahradíme koeficienty objemového napučiavania kôry. Hustota kôry sa vypočíta podľa nasledujúcich vzorcov: borovicová kôra

(100-THR)P13 ^s<230/

103,56 – 1,332 GR "" (2,7)

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

Smreková kôra Pw

P w - (100 - WP) p12 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 oveľa vyššia ako hustota kôrky. Svedčia o tom údaje A. B. Bolshakova (Sverd - NIIPdrev) o hustote častí kôry v absolútne suchom stave (tab. 8).

Hustota hnilého dreva. Hustota zhnitého dreva v počiatočnom štádiu rozkladu zvyčajne neklesá, v niektorých prípadoch dokonca stúpa. S ďalším vývojom procesu hniloby sa hustota zhnitého dreva znižuje a v konečnom štádiu je oveľa menšia ako hustota zdravého dreva,

Závislosť hustoty zhnitého dreva od štádia poškodenia hnilobou je uvedená v tabuľke. 9.

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

Hodnota pis hnilého dreva je: hniloba osiky pi5 = 280 kg/m3, hniloba borovice pS5=260 kg/m3, hniloba brezy p15 = 300 kg/m3.

Hustota prvkov koruny stromu. Hustota prvkov koruny sa prakticky neskúma. V palivových štiepkach z korunových prvkov objemovo prevažujú štiepky z vetvičiek a konárov, ktoré sa svojou hustotou približujú kmeňovému drevu. Preto pri vykonávaní praktických výpočtov je v prvej aproximácii možné vziať hustotu prvkov koruny rovnú hustote dreva kmeňa zodpovedajúceho druhu.

"B.M. Engineering" vykonáva celý rad služieb pre návrh, výstavbu, uvedenie do prevádzky a následnú údržbu: závodov na spracovanie biomasy (výroba peliet a brikiet), krmív

• analýza surovinovej základne a pracovného kapitálu pre výrobu
• výpočet hlavného zariadenia
• výpočet dodatočného vybavenia a mechanizmov
• náklady na inštaláciu, uvedenie do prevádzky, školenie personálu
• výpočet nákladov na prípravu miesta výroby
• výpočet nákladov na výrobu alebo komplex likvidácie odpadu
• výpočet rentability výroby alebo komplexu nakladania s odpadmi
• Výpočet ROI
Náklady na vyrovnanie sa určujú po prijatí oficiálnej žiadosti a zostavení zoznamu a úplnosti našich služieb.

ŠPECIALIZÁCIA BM Engineering:

• VÝROBA ZARIADENÍ: linky na pelety / brikety, sušiace komplexy, dezintegrátory, lisy na biomasu
• INŠTALÁCIA PRIEMYSELNÝCH KOMPLEXOV: projektovanie, vyhľadávanie na mieste, výstavba, uvedenie do prevádzky
• UVEDENIE ZARIADENIA DO PREVÁDZKY: spustenie a konfigurácia zariadenia
• TRÉNING: nastavenie práce technického oddelenia, vytváranie obchodných, logistických, marketingových oddelení od „0“
• SERVISNÁ ÚDRŽBA: kompletný servis a záručný servis
• AUTOMATIZÁCIA VÝROBY: implementácia kontrolných a účtovných systémov vo výrobe
• CERTIFIKÁCIA: príprava na certifikáciu podľa EN+, ISO

BM Engineering, strojárska spoločnosť v oblasti spracovania biomasy, po prvý raz na ukrajinskom trhu poskytuje celý rad služieb pre výstavbu moderných zariadení na spracovanie biomasy na kľúč na výrobu peliet, brikiet a kŕmnej zmesi. Vo fáze prípravy projektu dávajú špecialisti spoločnosti kvalifikovaný názor na realizovateľnosť výstavby objektu, jeho očakávanú ziskovosť a dobu návratnosti.

Budúcu výrobu analyzujeme od A po Z! Štúdiu začíname výpočtom objemu surovinovej základne, jej kvality a dodávateľskej logistiky. Množstvo biomasy v počiatočnom štádiu a jej zásoba by mala postačovať na nepretržitú prevádzku zariadenia na dlhú dobu. Na základe zozbieraných objektívnych informácií o budúcej výrobe vypočítame charakteristiky hlavného zariadenia a na žiadosť zákazníka aj doplnkového vybavenia a mechanizmov.

Celkové náklady projektu nevyhnutne zahŕňajú náklady na prípravu miesta výroby, inštaláciu a uvedenie do prevádzky a školenie personálu. A pri prognóze výrobných nákladov, energetickej účinnosti a špecifických nákladov na výrobu jednotky hotových výrobkov sa vopred zohľadňujú jej technické a kvalitatívne vlastnosti, súlad s medzinárodnými normami, ziskovosť a doba návratnosti investícií. Použitie zariadení na výrobu extrudovaných krmív výrazne zvyšuje ziskovosť chovu zvierat zlepšením ich kvality a znížením nákladov.

Certifikácia a audit výroby peliet v súlade s normami európskych noriem radu EN 17461 zabezpečuje, že vo všetkých fázach prác od príjmu a kontroly kvality biosurovín až po výrobu peliet, ich balenie, označovanie, skladovanie , dodaní a používaní je potrebné dôsledne dodržiavať jednotné normy, technické podmienky a pravidlá.

V súlade so systémom ENplus je potrebné získať certifikát pre konkrétnu šaržu biopaliva po vykonaní príslušných testov na všetky parametre v certifikovanom laboratóriu. Pamätajte! Certifikované produkty stoja niekoľkonásobne viac!

Kompletný rad inžinierskych služieb poskytovaných BM Engineering zahŕňa: vypracovanie podnikateľského plánu výroby s výpočtom energetickej efektívnosti, ziskovosti a nákladov na produkt, návrh, konštrukciu, uvedenie do prevádzky, uvedenie do prevádzky a údržbu. Okrem toho spoločnosť dodáva zariadenia vlastnej výroby, vykonáva práce na automatizácii a certifikácii vybudovaných podnikov.

Unikátny modul na spracovanie biomasy (drevnej štiepky a pilín) MB-3 bol vyvinutý podľa najnovšej technológie, pri ktorej sa biosuroviny pred lisovaním s vysokými nákladmi na energiu nesušia, ale perú vo vodnej práčke. Kontaminanty (kovy, častice pôdy, úlomky) sa odstraňujú prúdom vody a čisté a mokré častice surovín sú dopravované cez dopravník a potom cez sito do vstupnej násypky spracovateľského modulu.

Rotačný šnek rozdrví mokrú biomasu a pretlačí ju cez sito. Počas biochemickej reakcie sa v drevených bunkách (biopolyméroch) uvoľňuje teplo. Optimálnu teplotu navlhčenej hmoty udržiava modul tepelnej stabilizácie. Tepelné čerpadlo cirkuluje ohriatu vodu okolo celého recyklačného okruhu. Celý technologický proces je riadený automatizačným systémom.

Kompletná sada modulu:

• hydrowash;
• modul na spracovanie biomasy;
• Tepelné čerpadlo;
• modul tepelnej stabilizácie;
• systém automatizácie procesov.

• produktivita - 1000 kg / h;
• výkon elektromotora - do 100 kW;
• vstupné suroviny: veľkosť častíc - do 4 cm, vlhkosť - do 50%;
• prepravné rozmery - 2000x2200x12000 mm;
• hmotnosť - 16700 kg.

Len v prvom polroku 2015 sa uskutočnilo 6 špecializovaných seminárov „Základy výroby peliet“, kde sa preškolilo cca 200 študentov. Od druhej polovice roku 2015 sa semináre konajú mesačne a tešia sa čoraz väčšej obľube poslucháčov. Tí odborníci, ktorí si vypočuli všetky prednášky a pozreli si prevádzkové zariadenia, úplne zmenili svoj postoj k technológii výroby peliet. Metóda mokrého lisovania je úplne novým inovatívnym prístupom k spracovaniu biomasy, ktoré je budúcnosťou.

Palivové drevo- kusy dreva, ktoré sú určené na spálenie v kachliach, krboch, peciach alebo ohniskách na výrobu tepla, tepla a svetla.

krbové drevo sa zbierajú a dodávajú hlavne v narezanej a štiepanej forme. Obsah vlhkosti by mal byť čo najnižší. Dĺžka guľatiny je prevažne 25 a 33 cm.Takéto palivové drevo sa predáva v hromadných skladových metroch alebo balené a predávané na váhu.

Na vykurovanie sa používajú rôzne druhy dreva. Prioritnou charakteristikou, podľa ktorej sa vyberá jedno alebo druhé palivové drevo pre krby a kachle, je ich kalorická hodnota, trvanie horenia a pohodlie pri používaní (vzhľad plameňa, zápach). Na účely vykurovania je žiaduce, aby uvoľňovanie tepla prebiehalo pomalšie, ale dlhší čas. Na účely vykurovania všetko palivové drevo z tvrdé drevo.

Pre pece a krby sa používa hlavne palivové drevo takých druhov ako dub, jaseň, breza, lieska, tis, hloh.

Vlastnosti spaľovania dreva rôzne plemená drevo:

Palivové drevo z buka, brezy, jaseňa, liesky je ťažké roztaviť, ale môže horieť vlhké, pretože má málo vlhkosti, a palivové drevo zo všetkých týchto druhov stromov, okrem buka, sa ľahko štiepi;

Jelša a osika horia bez tvorby sadzí, navyše ich vypaľujú z komína;

Brezové palivové drevo je dobré na teplo, ale pri nedostatku vzduchu v peci sa dymí a tvorí decht (brezová živica), ktorý sa usadzuje na stenách potrubia;

Pne a korene dávajú zložitý vzor ohňa;

Vetvy borievky, čerešne a jablka dodávajú príjemnú vôňu;

Borovicové drevo horí horúcejšie ako smrekové drevo kvôli vyššiemu obsahu živice. Pri spaľovaní dechtového palivového dreva prudké zvýšenie teploty s prasknutím praskne v dreve malé dutiny, v ktorých sa hromadí živica a iskry lietajú na všetky strany;

Dubové palivové drevo má najlepší odvod tepla, ich jedinou nevýhodou je, že sa zle štiepa, rovnako ako palivové drevo z hrabu;

Palivové drevo z hrušiek a jabloní sa ľahko štiepi a dobre horí a vydáva príjemnú vôňu;

Palivové drevo zo stredne tvrdého dreva sa vo všeobecnosti ľahko štiepi;

Dlhé tlejúce uhlie dávajú palivové drevo z cédra;

Drevo čerešne a brestu dymí pri horení;

Drevo platanu sa ľahko topí, ale ťažko sa prepichuje;

Palivové drevo z mäkkého dreva je menej vhodné na spaľovanie, pretože prispieva k tvorbe dechtových usadenín v potrubí a má nízku výhrevnosť. Palivové drevo z borovice a smreku sa dá ľahko nasekať a roztopiť, ale dymí a iskrí;

Topoľ, jelša, osika, lipa sú tiež označované ako dreviny s mäkkým drevom. Palivové drevo týchto druhov dobre horí, topoľové palivové drevo silne iskrí a veľmi rýchlo horí;

Buk - palivové drevo tohto plemena sa považuje za klasické krbové drevo, pretože buk má krásny plameňový vzor a dobrý vývoj tepla takmer bez iskier. K všetkému spomenutému treba dodať – bukové palivové drevo má veľmi vysokú výhrevnosť. Veľmi cenená je aj vôňa horiaceho bukového dreva - preto sa bukové drevo používa hlavne na údenie. Bukové palivové drevo má všestranné využitie. Na základe vyššie uvedeného sú náklady na palivové drevo z buka vysoké.

Je potrebné vziať do úvahy skutočnosť, že výhrevnosť palivového dreva rôznych druhov dreva veľmi kolíše. V dôsledku toho dostaneme kolísanie hustoty dreva a kolísanie prepočítavacích koeficientov meter kubický => skladový meter.

Nižšie je uvedená tabuľka s priemernými hodnotami výhrevnosti na meter skladu palivového dreva.

Bez palivového dreva nebude oheň. Ako som už povedal, aby oheň dlho horel, musíte sa na to pripraviť. Pripravte palivové drevo. Čím väčšie, tým lepšie. Netreba to preháňať, ale pre každý prípad musíte mať malú rezervu. Po dvoch-troch nociach strávených v lese budete pravdepodobne vedieť presnejšie určiť potrebnú zásobu palivového dreva na noc. Samozrejme je možné matematicky vypočítať, koľko dreva je potrebné na udržanie ohňa počas daného počtu hodín. Premeňte uzly jednej alebo druhej hrúbky na Metre kubické. V praxi však tento výpočet nebude vždy fungovať. Existuje veľa faktorov, ktoré sa nedajú vypočítať, a ak sa pokúsite, rozptyl bude dosť veľký. Len osobná prax dáva presnejšie výsledky.

Silný vietor zvyšuje rýchlosť horenia 2-3 krát. Mokré, pokojné počasie, naopak, spaľovanie spomaľuje. Oheň môže horieť aj počas dažďa, len na to je potrebné ho neustále udržiavať. Keď prší, nedávajte do ohňa hrubé polená, tie sa dlhšie rozhoria a dážď ich môže jednoducho uhasiť. Nezabudnite, tenšie konáre rýchlo vzplanú, ale aj rýchlo zhoria. Treba ich použiť na podpaľovanie hrubších konárov.

Predtým, ako budem hovoriť o niektorých druhových vlastnostiach dreva pri spaľovaní, chcem vám ešte raz pripomenúť, že ak nie ste nútení nocovať v bezprostrednej blízkosti ohňa, snažte sa oheň rozpáliť nie bližšie ako 1-1,5 metra. z okraja vašej postele.

Najčastejšie sa stretávame s týmito drevinami: smrek, borovica, jedľa, smrekovec, breza, osika, jelša, dub, čerešňa vtáčia, vŕba. Takže po poriadku.

smrek, ako všetky živicové druhy drevín horí horúco, rýchlo. Ak je drevo suché, oheň sa rýchlo šíri po povrchu. Ak nemáte ako rozdeliť kmeň malého stromu na relatívne malé rovnaké časti a celý strom použijete na oheň, buďte veľmi opatrní. Oheň na strome môže presiahnuť hranicu ohňa a spôsobiť veľa problémov. V takom prípade uvoľnite dostatočný priestor pod krbom, aby sa oheň nemohol ďalej šíriť. Smrek má schopnosť "strieľať". Počas spaľovania sa živica, ktorá je v dreve, pod vplyvom vysokých teplôt začne vrieť a keď nenájde cestu von, exploduje. Kus horiaceho dreva, ktorý je hore, odletí od ohňa. Pravdepodobne mnohí, ktorí spálili oheň, si všimli tento jav. Aby ste sa ochránili pred takýmito prekvapeniami, postačí, ak vám polená skončia. Uhlie zvyčajne lietajú kolmo na sud.

Borovica. Horí horúcejšie a jedia rýchlejšie. Ľahko sa zlomí, ak strom nemá v priemere viac ako 5-10 cm. "Výstrely." Tenké suché konáre sú vhodné ako palivové drevo druhého a tretieho plánu na zapálenie ohňa.

Jedľa. Domov charakteristický znak je, že prakticky „nestrieľa“. Kmene mŕtveho dreva s priemerom 20-30 cm sú veľmi vhodné na "nody", oheň na celú noc. Horí horúco a rovnomerne. Rýchlosť horenia medzi smrekom a borovicou.

Smrekovec. Tento strom, na rozdiel od iných stromov živicových druhov, na zimu zhadzuje ihly. Drevo je hustejšie a pevnejšie. Horí dlho, jedol dlhšie, rovnomerne. Dáva veľa tepla. Ak na brehu rieky nájdete kúsok suchého smrekovca, je možné, že predtým, ako tento kúsok dopadol na breh, nejaký čas ležal vo vode. Takýto strom bude horieť oveľa dlhšie ako zvyčajne, z lesa. Strom, ktorý je vo vode, bez prístupu kyslíka, sa stáva hustejším a silnejším. Samozrejme, všetko závisí od toho, ako dlho ste vo vode boli. Po niekoľkých desaťročiach ležania sa zmení na prach.

Vlastnosti dreva pre ohnisko

Palivové drevo pre ohnisko musí byť pripravené starostlivo a vopred. Dobré palivové drevo by malo sušiť aspoň rok. Minimálna doba schnutia závisí od mesiaca položenia hromady dreva (v dňoch):

Ďalší dôležitý ukazovateľ, ktorá charakterizuje kvalitu palivového dreva do krbu alebo kachlí, je hustota alebo tvrdosť dreva. Najvyšší prenos tepla má tvrdé drevo, najnižšie mäkké. Ukazovatele hustoty dreva pri obsahu vlhkosti 12% sú uvedené v tabuľke nižšie:

Špecifická výhrevnosť dreva rôznych druhov.

Vlhkosť

Vlhkosť drevnej biomasy je kvantitatívna charakteristika ukazujúca obsah vlhkosti v biomase. Rozlišujte medzi absolútnou a relatívnou vlhkosťou biomasy.

absolútna vlhkosť Pomer hmotnosti vlhkosti k hmotnosti suchého dreva sa nazýva:

Kde W a - absolútna vlhkosť,%; m je hmotnosť vzorky vo vlhkom stave, g; m 0 je hmotnosť tej istej vzorky vysušenej na konštantnú hodnotu, g.

Relatívna alebo prevádzková vlhkosť Pomer hmotnosti vlhkosti k hmotnosti vlhkého dreva sa nazýva:

Kde W p - relatívna alebo pracovná vlhkosť, %

Pri výpočte procesov sušenia dreva sa používa absolútna vlhkosť. V tepelných výpočtoch sa používa iba relatívna, čiže pracovná vlhkosť. Vzhľadom na túto zavedenú tradíciu budeme v budúcnosti používať iba relatívnu vlhkosť.

Drevná biomasa obsahuje dve formy vlhkosti: viazanú (hygroskopickú) a voľnú. Naviazaná vlhkosť je vo vnútri bunkových stien a je držaná fyzikálno-chemickými väzbami; odstránenie tejto vlhkosti je spojené s dodatočnými nákladmi na energiu a výrazne ovplyvňuje väčšinu vlastností drevnej hmoty.

Voľná ​​vlhkosť sa nachádza v bunkových dutinách a v medzibunkových priestoroch. Voľná ​​vlhkosť sa zadržiava len mechanickými väzbami, oveľa ľahšie sa odstraňuje a má menší vplyv na mechanické vlastnosti dreva.

Keď je drevo vystavené vzduchu, dochádza k výmene vlhkosti medzi vzduchom a drevnou hmotou. Ak je vlhkosť drevnej hmoty veľmi vysoká, drevo pri tejto výmene vyschne. Ak je jeho vlhkosť nízka, potom sa drevná hmota navlhčí. Pri dlhodobom pobyte dreva na vzduchu, stabilnej teplote a relatívnej vlhkosti sa ustáli aj vlhkosť dreva; to sa dosiahne vtedy, keď sa elasticita vodnej pary v okolitom vzduchu rovná elasticite vodnej pary na povrchu dreva. Hodnota stabilnej vlhkosti dreva, starnúceho dlhodobo pri určitej teplote a vlhkosti vzduchu, je rovnaká pre všetky druhy drevín. Stabilná vlhkosť sa nazýva rovnováha a je úplne určená parametrami vzduchu, v ktorom sa nachádza, t.j. jeho teplotou a relatívnou vlhkosťou.

Obsah vlhkosti kmeňového dreva. Podľa obsahu vlhkosti sa kmeňové drevo delí na mokré, čerstvo narezané, na vzduchu suché, izbové a absolútne suché.

Mokré drevo je drevo, ktoré bolo dlho vo vode, napríklad pri splavovaní alebo triedení vo vodnej nádrži. Vlhkosť vlhkého dreva W p presahuje 50 %.

Čerstvo narezané drevo sa nazýva drevo, ktoré si zachovalo vlhkosť rastúceho stromu. Závisí od druhu dreva a pohybuje sa v rámci W p = 33...50 %.

Priemerná vlhkosť čerstvo narezaného dreva je, %, pre smrek 48, pre smrekovec 45, pre jedľu 50, pre cédrovú borovicu 48, pre obyčajnú borovicu 47, pre vŕbu 46, pre lipu 38, pre osiku 45, pre jelšu 46, pre topoľ 48, brezu bradavičnatú 44, buk 39, brest 44, hrab 38, dub 41, javor 33.

Sušené na vzduchu je drevo, ktoré dlho vyzrievalo na vzduchu. Počas pobytu na čerstvom vzduchu drevo neustále vysychá a jeho vlhkosť postupne klesá na stabilnú hodnotu. Vlhkosť dreva vysušeného na vzduchu W p =13...17%.

Izbovo vyschnuté drevo je drevo, ktoré je dlhodobo vo vykurovanej a vetranej miestnosti. Vlhkosť izbového suchého dreva W p =7...11%.

Absolútne suché - drevo vysušené pri teplote t = 103 ± 2 °C do konštantnej hmotnosti.

V rastúcom strome je vlhkosť kmeňového dreva rozložená nerovnomerne. Mení sa tak pozdĺž polomeru, ako aj pozdĺž výšky kmeňa.

Maximálny obsah vlhkosti kmeňového dreva je obmedzený celkovým objemom bunkových dutín a medzibunkových priestorov. Pri rozklade dreva dochádza k deštrukcii jeho buniek, v dôsledku čoho sa vytvárajú ďalšie vnútorné dutiny, štruktúra zhnitého dreva sa s rozvojom procesu rozkladu uvoľňuje, pórovitá a pevnosť dreva prudko klesá.

Z týchto dôvodov nie je vlhkosť hniloby dreva obmedzená a môže dosiahnuť také vysoké hodnoty, že sa jeho spaľovanie stáva neefektívnym. Zvýšená pórovitosť zhnitého dreva ho robí veľmi hygroskopickým a keď je vystavený vzduchu, rýchlo zvlhne.

Obsah popola

Obsah popola nazývaný obsah v palive minerály zostávajúce po úplnom spálení celej horľavej hmoty. Popolček je nežiaducou súčasťou paliva, pretože znižuje obsah horľavých prvkov a sťažuje prevádzku spaľovacích zariadení.

Popolček sa delí na vnútorný, obsiahnutý v drevnej hmote a vonkajší, ktorý sa do paliva dostal pri zbere, skladovaní a preprave biomasy. V závislosti od druhu popola má rôznu tavivosť pri zahriatí na vysoké teploty. Popol s nízkou teplotou topenia sa nazýva popol, ktorý má teplotu začiatku stavu topenia kvapaliny pod 1350 ° C. Stredne taviaci sa popol má teplotu začiatku kvapalného stavu tavenia v rozmedzí 1350-1450 °C. Pre žiaruvzdorný popol je táto teplota vyššia ako 1450 °C.

Vnútorný popol z drevnej biomasy je žiaruvzdorný, zatiaľ čo vonkajší popol má nízku teplotu topenia.

Obsah popola v kôre rôznych plemien sa pohybuje od 0,5 do 8 % a vyššie pri silnej kontaminácii počas zberu alebo skladovania.

hustota dreva

Hustota drevnej hmoty je pomer hmotnosti materiálu, ktorý tvorí bunkové steny, k objemu, ktorý zaberá. Hustota drevnej hmoty je rovnaká pre všetky druhy dreva a rovná sa 1,53 g/cm 3 . Na odporúčanie komisie RVHP sú všetky ukazovatele fyzikálnych a mechanických vlastností dreva stanovené pri absolútnej vlhkosti 12 % a prepočítané na túto vlhkosť.

Hustota rôznych druhov dreva

Objemová hmotnosť odpadu vo forme rôzneho drveného drevného odpadu sa veľmi líši. Pre suchú štiepku od 100 kg / m 3, do 350 kg / m 3 a viac pre vlhkú štiepku.

Tepelné vlastnosti dreva

Drevná biomasa v podobe, v akej sa dostáva do pecí kotlov, sa nazýva pracovné palivo. Zloženie drevnej biomasy, t.j. obsah jednotlivých prvkov v nej, charakterizuje nasledujúca rovnica:
Cp + Hp + Op + Np + Ap + W p \u003d 100 %,
kde Cp, Hp, Op, Np - obsah uhlíka, vodíka, kyslíka a dusíka v drevnej buničine, v tomto poradí; A p, W p - obsah popola a vlhkosti v palive, resp.

Na charakterizáciu paliva v tepelnotechnických výpočtoch sa používajú pojmy suchá hmotnosť a horľavá hmotnosť paliva.

Suchá váha palivom je v tomto prípade biomasa, vysušená do úplne suchého stavu. Jeho zloženie vyjadruje rovnica
Cc + Hc + Oc + Nc + Ac = 100 %.

horľavá hmota palivo je biomasa, z ktorej bola odstránená vlhkosť a popol. Jeho zloženie je určené rovnicou
C g + H g + O g + N r \u003d 100 %.

Indexy pri znamienkach zložiek biomasy znamenajú: p je obsah zložky v pracovnej hmote, c je obsah zložky v sušine, r je obsah zložky v horľavej hmote paliva.

Jednou z pozoruhodných vlastností kmeňového dreva je úžasná stabilita jeho elementárneho zloženia horľavej hmoty. Preto špecifické spalné teplo rôznych druhov dreva je prakticky rovnaké.

Elementárne zloženie horľavej hmoty kmeňového dreva je u všetkých druhov prakticky rovnaké. Kolísanie obsahu jednotlivých zložiek horľavej hmoty kmeňového dreva je spravidla v medziach chyby technických meraní.Na základe toho sa pri tepelnotechnických výpočtoch, nastavovaní pecných zariadení spaľujúcich kmeňové drevo a pod. Pre horľavinu je možné bez veľkej chyby použiť nasledovné zloženie kmeňového dreva: C g = 51 %, H g = 6,1 %, O g = 42,3 %, N g = 0,6 %.

Spaľovacie teplo biomasa je množstvo tepla uvoľneného pri spaľovaní 1 kg látky. Rozlišujte medzi vyššou a nižšou výhrevnosťou.

Vyššia výhrevnosť- ide o množstvo tepla uvoľneného pri spaľovaní 1 kg biomasy s úplnou kondenzáciou všetkých vodných pár vzniknutých pri spaľovaní, s uvoľnením tepla použitého na ich odparovanie (tzv. latentné teplo vyparovania). Vyššia výhrevnosť Q in je určená vzorcom D. I. Mendelejeva (kJ / kg):
Q v \u003d 340 ° r + 1260 h r -109 O r.

Čistá výhrevnosť(NTS) - množstvo tepla uvoľneného pri spaľovaní 1 kg biomasy bez zohľadnenia tepla vynaloženého na odparovanie vlhkosti vzniknutej pri spaľovaní tohto paliva. Jeho hodnota je určená vzorcom (kJ / kg):
Q p \u003d 340 °C p + 1030 H p -109 O p -25 W p.

Výhrevnosť kmeňového dreva závisí len od dvoch veličín: obsahu popola a vlhkosti. Spodná výhrevnosť horľavej hmoty (suchá, bez popola!) kmeňového dreva je prakticky konštantná a rovná sa 18,9 MJ/kg (4510 kcal/kg).

Druhy drevného odpadu

Podľa výroby, v ktorej drevný odpad vzniká, ich možno rozdeliť na dva druhy: odpad z ťažby dreva a odpad z dreva.

ťažba odpadu sú oddeliteľné časti stromu počas procesu ťažby dreva. Patria sem ihličie, listy, nedrevnaté výhonky, konáre, vetvičky, vršky, pažby, priezory, odrezky stoniek, kôra, odpad z výroby delených váh a pod.

Ťažobný odpad je v prírodnej forme málo transportovateľný, pri energetickom využití sa predbežne drví na štiepky.

Drevospracujúci odpad je odpad vznikajúci v drevospracujúcom priemysle. Patria sem: dosky, laty, odrezky, skratky, hobliny, piliny, odpad z výroby technologickej štiepky, drevný prach, kôra.

Podľa charakteru biomasy možno drevný odpad rozdeliť na tieto druhy: odpad z korunových prvkov; kmeňový drevený odpad; odpad z kôry; hniloba dreva.

Drevený odpad sa v závislosti od tvaru a veľkosti častíc zvyčajne delí na tieto skupiny: kusový drevený odpad a odpad z mäkkého dreva.

Kusový drevený odpad- sú to odrezky, priezory, odrezky, dosky, koľajnice, odrezky, šortky. Odpad z mäkkého dreva zahŕňa piliny a hobliny.

Najdôležitejšou charakteristikou drveného dreva je jeho frakčné zloženie. Frakčné zloženie je kvantitatívny pomer častíc určitých veľkostí v celkovej hmotnosti drveného dreva. Frakcia drveného dreva je percentuálny podiel častíc určitej veľkosti v celkovej hmotnosti.

Drvené drevo podľa veľkosti častíc možno rozdeliť do nasledujúcich typov:

• — drevený prach vzniká pri brúsení dreva, preglejky a drevené dosky; hlavná časť častíc prechádza cez sito s otvorom 0,5 mm;
• — piliny, vytvorené pri pozdĺžnom a priečnom pílení dreva, prechádzajú cez sito s otvormi 5 ... 6 mm;
• — štiepka získané mletím dreva a drevného odpadu v štiepkovačkách; hlavná časť triesok prechádza cez sito s otvormi 30 mm a zostáva na site s otvormi 5 ... 6 mm;
• - veľké triesky, ktorých veľkosť častíc je väčšia ako 30 mm.

Samostatne si všimneme vlastnosti dreveného prachu. Drevený prach vznikajúci pri brúsení dreva, preglejky, drevotriesky a drevovláknitých dosiek nie je možné skladovať ako vo vyrovnávacích skladoch kotolní, tak aj v skladoch na mimosezónne skladovanie drobného drevného paliva z dôvodu vysokého nebezpečenstva veternosti a výbuchu . Pri spaľovaní drevného prachu v peciach je potrebné dbať na dodržiavanie všetkých pravidiel pre spaľovanie práškového paliva, aby sa zabránilo vzniku zábleskov a výbuchov vo vnútri pecí a v plynových cestách parných a teplovodných kotlov.

Brúsny prach na drevo je zmes drevených častíc s priemernou veľkosťou 250 mikrónov s abrazívnym práškom, ktoré sa oddelia od brúsneho papiera pri brúsení dreveného materiálu. Obsah abrazívneho materiálu v drevnom prachu môže dosiahnuť až 1 % hmotnosti.

Vlastnosti spaľovania drevnej biomasy

Dôležitou vlastnosťou drevnej biomasy ako paliva je absencia síry a fosforu v nej. Ako viete, hlavnou tepelnou stratou v každej kotlovej jednotke je strata tepelnej energie so spalinami. Hodnota tejto straty je určená teplotou výfukových plynov. Táto teplota sa pri spaľovaní palív obsahujúcich síru, aby sa zabránilo korózii vyhrievacích plôch chvosta kyselinou sírovou, udržiava na minimálne 200...250 °C. Pri spaľovaní drevného odpadu, ktorý neobsahuje síru, môže byť táto teplota znížená na 100 ... 120 ° C, čo výrazne zvýši účinnosť kotlových jednotiek.

Vlhkosť drevného paliva sa môže meniť vo veľmi širokom rozsahu. V nábytkárskom a drevospracujúcom priemysle je vlhkosť niektorých druhov odpadu 10 ... 12 %, v drevorubačských podnikoch je vlhkosť hlavnej časti odpadu 45 ... 55 %, vlhkosť kôry pri odkôrňovaní odpadu po splavovaní alebo triedení vo vodných nádržiach dosahuje 80 %. Zvýšenie obsahu vlhkosti drevného paliva znižuje produktivitu a účinnosť kotlov. Výťažnosť prchavých látok pri spaľovaní drevného paliva je veľmi vysoká – až 85 %. To je tiež jedna z vlastností drevnej biomasy ako paliva a vyžaduje si veľkú dĺžku horáka, v ktorom sa uskutočňuje spaľovanie horľavých zložiek vystupujúcich z vrstvy.

Drevené uhlie, koksovateľný produkt drevnej biomasy, je v porovnaní s fosílnym uhlím vysoko reaktívne. Vysoká reaktivita dreveného uhlia umožňuje prevádzkovať spaľovacie zariadenia pri nízkych hodnotách súčiniteľa prebytočného vzduchu, čo má pozitívny vplyv na účinnosť kotolní pri spaľovaní drevnej biomasy v nich.

Avšak spolu s týmito pozitívnymi vlastnosťami má drevo vlastnosti, ktoré nepriaznivo ovplyvňujú prevádzku kotlov. Medzi takéto vlastnosti patrí najmä schopnosť absorbovať vlhkosť, teda zvýšenie vlhkosti vo vodnom prostredí. So zvyšujúcou sa vlhkosťou sa spodná výhrevnosť rýchlo znižuje, zvyšuje spotreba paliva, spaľovanie je ťažké, čo si vyžaduje prijatie špeciálnych konštruktívne riešenia v zariadeniach kotlov a pecí. Pri obsahu vlhkosti 10 % a obsahu popola 0,7 % bude NCV 16,85 MJ/kg a pri obsahu vlhkosti 50 % len 8,2 MJ/kg. Spotreba paliva kotla pri rovnakom výkone sa teda pri prechode zo suchého na mokré palivo zmení viac ako 2-krát.

charakteristický znak drevo ako palivo má nepatrný obsah vnútorného popola (nepresahuje 1 %). Zároveň externé minerálne inklúzie v odpade z ťažby dreva niekedy dosahujú 20%. Popol vznikajúci pri spaľovaní čistého dreva je žiaruvzdorný a jeho odstraňovanie zo spaľovacej zóny pece nie je nijak zvlášť technicky náročné. Minerálne inklúzie v taviteľnej drevnej biomase. Pri spaľovaní dreva s ich značným obsahom vzniká spekaná troska, ktorej odstránenie z vysokoteplotnej zóny spaľovacieho zariadenia je náročné a vyžaduje špeciálne technické riešenia. Spekaná troska vznikajúca pri spaľovaní vysokopopolnatej drevnej biomasy má chemickú afinitu k tehlám a pri vysokých teplotách v spaľovacom zariadení sa speká s povrchom murivo steny pece, čo sťažuje odstraňovanie trosky.

Tepelný výkon zvyčajne nazývaná maximálna teplota spaľovania vyvinutá počas úplného spaľovania paliva bez prebytočného vzduchu, t.j. za podmienok, keď sa všetko teplo uvoľnené počas spaľovania úplne spotrebuje na ohrev výsledných produktov spaľovania.

Pojem tepelný výkon navrhol svojho času D. I. Mendelejev ako charakteristiku paliva, odrážajúc jeho kvalitu z hľadiska možnosti využitia pre vysokoteplotné procesy. Čím vyšší je tepelný výkon paliva, tým vyššia je kvalita tepelnej energie uvoľnenej pri jeho spaľovaní, tým vyššia je účinnosť parných a teplovodných kotlov. Kapacita ohrevu je hranica, ku ktorej sa skutočná teplota v peci približuje, keď sa proces spaľovania zlepšuje.

Tepelný výkon drevného paliva závisí od jeho vlhkosti a obsahu popola. Tepelný výkon absolútne suchého dreva (2022 °C) je len o 5 % nižší ako u tekutého paliva. Pri vlhkosti dreva 70 % sa tepelný výkon zníži viac ako 2-krát (939 °C). Praktickým limitom pre využitie dreva na palivové účely je preto vlhkosť 55 – 60 %.

Vplyv popola v dreve na jeho tepelný výkon je oveľa slabší ako vplyv vlhkosti na tento faktor.

Vplyv vlhkosti drevnej biomasy na účinnosť kotolní je mimoriadne významný. Pri spaľovaní absolútne suchej drevnej biomasy s nízkym obsahom popola sa účinnosť kotlových jednotiek z hľadiska ich produktivity aj účinnosti približuje účinnosti kotlov na kvapalné palivá a v niektorých prípadoch prevyšuje účinnosť kotlov využívajúcich niektoré druhy čierneho uhlia.

Zvýšenie vlhkosti drevnej biomasy nevyhnutne spôsobuje zníženie účinnosti kotolní. Mali by ste to vedieť a neustále vyvíjať a vykonávať opatrenia, aby sa do drevného paliva nedostali atmosférické zrážky, pôdna voda atď.

Obsah popola v drevnej biomase sťažuje spaľovanie. Prítomnosť minerálnych inklúzií v drevnej biomase je spôsobená používaním nedostatočne dokonalých technologických postupov ťažby dreva a jeho primárneho spracovania. Malo by sa uprednostniť technologických procesov, pri ktorej je možné minimalizovať kontamináciu drevného odpadu minerálnymi inklúziami.

Frakčné zloženie drveného dreva by malo byť optimálne pre tento typ spaľovacieho zariadenia. Odchýlky vo veľkosti častíc od optimálnej, smerom nahor aj nadol, znižujú účinnosť spaľovacích zariadení. Štiepkovače používané na drvenie dreva na palivové štiepky by nemali spôsobovať veľké odchýlky veľkosti častíc v smere ich nárastu. Prítomnosť veľkého počtu príliš malých častíc je však tiež nežiaduca.

Pre zabezpečenie efektívneho spaľovania drevného odpadu je potrebné, aby konštrukcia kotlových jednotiek spĺňala vlastnosti tohto druhu paliva.

Tabuľka 1 - Obsah popola a prvkov popola v dreve rôznych druhov drevín

Podľa obsahu prvkov popola v ich dreve sú všetky dreviny spojené do dvoch veľkých zhlukov (obr. 1). Prvý, na čele s borovicou lesnou, zahŕňa jelšu čiernu, osiku a topoľ balzamový (Berlín) a druhý zahŕňa všetky ostatné druhy na čele so smrekom a čerešňou vtáčou. Samostatnú podskupinu tvoria svetlomilné druhy: breza ovisnutá a smrekovec sibírsky. Od nich stojí brest hladký. Najväčšie rozdiely medzi zhlukmi č.1 (borovica) a č.2 (smrek) sú zaznamenané v obsahu Fe, Pb, Co a Cd (obr. 2).

Obrázok 1 - Dendrogram podobnosti druhov stromov z hľadiska popolového zloženia ich dreva, zostavený Wardovou metódou s použitím normalizovanej dátovej matice

Obrázok 2 - Charakter rozdielu medzi drevinami patriacimi do rôznych zhlukov podľa popolového zloženia ich dreva

Závery.

1. Drevo všetkých druhov stromov obsahuje predovšetkým vápnik, ktorý je základom bunkovej membrány. Po ňom nasleduje draslík. V dreve rádovo menej železa, mangánu, stroncia a zinku. Ni, Pb, Co a Cd uzatvárajú rad poradia.

3. Dreviny rastúce v rámci toho istého lužného biotopu sa navzájom výrazne líšia z hľadiska efektívnosti využívania živín. Najúčinnejšie využíva potenciál pôdy sibírsky smrekovec, ktorého 1 kg dreva obsahuje 7,4-krát menej popola ako topoľové drevo, ekologicky najnehospodárnejší druh.

4. Vlastnosť vysokej spotreby minerálnych látok radom drevín možno využiť vo fytomelioráciách pri vytváraní porastov na technogénne alebo prirodzene znečistených pozemkoch.

Zoznam použitých zdrojov

1. Adamenko, V.N. Chemické zloženie letokruhy stromov a stav prírodného prostredia / V.N. Adamenko, E.L. Zhuravleva, A.F. Chetverikov // Dokl. Akadémia vied ZSSR - 1982. - T. 265, č. 2. - S. 507-512.

2. Lyanguzova, I.V. Chemické zloženie rastlín pri znečistení ovzdušia a pôdy / I.V. Lyanguzová, O.G. Chertov // Lesné ekosystémy a znečistenie ovzdušia. - L .: Nauka, 1990. S. 75-87.

3. Demakov, Yu.P. Variabilita obsahu prvkov popola v dreve, kôre a ihličí borovice lesnej / Yu.P. Demakov, R.I. Vinokurov, V.I. Talantsev, S.M. Shvetsov // Lesné ekosystémy v meniacej sa klíme: biologická produktivita, monitorovacie a adaptačné technológie: materiály medzinárodná konferencia s prvkami vedeckej školy pre mládež [Elektronický zdroj]. - Yoshkar-Ola: MarGTU, 2010. S. 32-37. http://csfm.marstu.net/publications.html

4. Demakov, Yu.P. Dynamika obsahu prvkov popola v letokruhoch starých borovíc rastúcich v lužných biotopoch / Yu.P. Demakov, S.M. Shvetsov, V.I. Talantsev // Bulletin MarGTU. Ser. "Les. Ekológia. Manažment prírody ». 2011. - č. 3. - S. 25-36.

5. Vinokurová, R.I. Špecifickosť distribúcie makroprvkov v orgánoch drevín smrekovo-jedľových lesov Republiky Mari El / R.I. Vinokurová, O.V. Lobanov // Bulletin MarGTU. Ser. "Les. Ekológia. Manažment prírody - 2011. - č. 2. - S. 76-83.

6. Akhromeiko A.I. Fyziologické opodstatnenie vytvorenia trvalo udržateľných lesných plantáží / A.I. Akhromeiko. – M.: Lesnaya prom-st, 1965. – 312 s.

7. Remezov, N.P. Spotreba a obeh prvkov dusíka a popola v lesoch európskej časti ZSSR / N.P. Remezov, L.N. Byková, K.M. Smirnová.- M.: MGU, 1959. - 284 s.

8. Rodin, L.E. Dynamika organickej hmoty a biologický cyklus prvkov popola a dusíka v hlavných typoch vegetácie na zemeguli / L.E. Rodin, N.I. Bazilevič. - M.-L.: Nauka, 1965. -

9. Metodika merania celkového obsahu medi, kadmia, zinku, olova, niklu, mangánu, kobaltu, chrómu atómovou absorpčnou spektroskopiou. - M.: FGU FTSAO, 2007. - 20 s.

10. Metódy biogeochemického výskumu rastlín / Ed. A.I. Ermakov. - L.: Agropromizdat, 1987. - 450 s.

11. Afifi, A. Štatistická analýza. Počítačom podporovaný prístup / A. Afifi, S. Eizen. - M.: Mir, 1982. - 488 s.

12. Faktorová, diskriminačná a zhluková analýza / J. Kim, C. Muller, W. Klekka a kol - M.: Finance and statistics, 1989. - 215 s.