A faforgács energiatartalma - áttekintés és meghatározási utasítások - PDF ingyenes
A faforgács energiatartalma - áttekintés és meghatározási utasítások - P. Verscheure Munkaügyi és Erdőhasználati Tanszék 1998/14
ISSN 1430-3396 Kiadó és hivatkozási cím: Baden-Württembergi Erdészeti Kutató és Kutató Intézet Munkaügyi és Erdőhasználati Tanszék Postfach 708, 79007 Freiburg i. Br. Wonnhaldestraße 4, 79100 Freiburg i. Br. Telefon: (0761) 4018-238 Fax: (0761) 4018-333 e-mail: [email protected] Minden jog fenntartva. Újranyomás, részben is, és fotomechanikus sokszorosítás csak a kiadó engedélyével
Mellékletek TARTALOM 1 Bevezetés. 1 2 Fűtőérték és fűtőérték. 1 3 Víztartalom és nedvesség. 2 4 Az energia egységei. 2 5 A referenciaértékek. 2 6 A befolyásoló tényezők. 3 6.1 A fa egy kilogrammjának energiatartalma (kwh/kg). 3 6.1.1 Különböző fafajok hatása. 3 6.1.2 Különböző nedvesség/víztartalom hatása. 5 6.2 A faforgács köbméter köbméterenkénti energiatartalma (kwh/sm 3). 5 6.2.1 A különböző fatsűrűségek hatása. 5 6.2.2 Különböző nedvesség/víztartalom hatása. 6 6.2.3 Különböző csomagolási tényezők hatása. 6 6.2.3.1. A csomagolási tényező és az energiatartalom összehasonlító vizsgálata. 6 7 A víztartalom meghatározása. 7 7.1 Szárítószekrényes módszer. 7 7.2 Sütő módszer. 8 7.3 Nedvességmérő eszköz használata. 8 8 A faforgács tömegének meghatározása. 9 8.1 Konténerrel. 9 8.2 Vödrök. 9 9 Az energiatartalom meghatározása. 10 9.1 A faforgács kilogrammonkénti energiatartalma. 10 9.1.1 Matematikai. 10 9.1.2 táblázatos formában. 10 9.1.3 A hőmérőről. 10 9.2 A faforgács köbméterének energiatartalma. 11 9.2.1 Matematikai. 11 9.2.2 táblázatos formában. 11 9.2.3 A hőmérőről. 12 10 Irodalom. 12.
Absztrakt A faforgács inhomogén összetétele gyakran okoz nehézségeket a fűtőérték meghatározásában. Ennek az üzemanyagnak a fűtőértéke számos tényezőtől függ. Az energiatartalom meghatározásának eljárásának jobb megértése érdekében bemutatjuk az egyes tényezők fontosságát a fűtőérték szempontjából. Ezután különféle módszereket mutatnak be a fűtőérték meghatározására. Kulcsszavak: fűtőérték, energiatartalom, víztartalom, nedvesség Kivonat A hasított fa inhomogén összetétele miatt a hőérték meghatározása gyakran problémás. Ennek az üzemanyagnak a hőértéke több változótól függ. Annak érdekében, hogy jobban megértsük, hogyan halad az energetikai meghatározás, rámutatunk ezeknek a változóknak az energetikai tartalomra gyakorolt hatására. Végül bemutatjuk az energetikai tartalom meghatározásának különféle módszereit. kulcsszavak: hőérték, energetikai tartalom, nedvességtartalom, víztartalom
2 Víztartalom és nedvesség 3 Víztartalom és nedvesség A fa víztartalmának megjelölésére két paraméter használható (BUNDESAMT FÜR KONJUNKTURQUAGEN 1995): Víztartalom (x; w): az üzemanyagban lévő víztartalom, a tömeg százalékában kifejezve nedves fa. A fa nedvességtartalma (u): az üzemanyagban lévő víz százalékos aránya, a tömeg százalékában kifejezve, a fa száraz tömegére vonatkoztatva. A víztartalom és a nedvesség a következő képletek segítségével alakítható át egymásba: Víztartalom x [%] = u100 [%] u + 100 [%] x 100 [%] Nedvesség u [%] = 100 x [%] 4 Az energiaegységek Mértékegységként a A felhasznált hőmennyiség ma a joule (J), és felváltotta a korábban megszokott kalóriát (cal). Az energiafa gyakorlatban általánosan használt másik mértékegység a kilowattóra (kwh). Előtag faktor Kilo (k) 10 3 Mega (M) 10 6 Giga (G) 10 9 Peta (P) 10 1 1. táblázat: Szorzótényezők (JONAS & GÖRTLER 1997) 1 kwh = 3600 kj 1 kcal = 4,19 kj 1 MJ = 239 kcal 1 GJ = 0,278 MWh 2. táblázat: Átalakítási egységek (JONAS & GÖRTLER 1997) 5 A referenciaértékek A fa energiatartalma vagy a fa tömegéhez, vagy a fa mennyiségéhez kapcsolódik.
A befolyásoló tényezők 3 A súly: A térfogat: általában Kilogrammban (kg) kifejezve, de tonnában (t) is megadható. A gyakorlatban ez a nedves fa tömegére vonatkozik. Ha a tömeg a száraz anyagra vonatkozik, az atro (teljesen száraz) adalékot adjuk hozzá. A faforgács szokásos térfogatmérete az ömlesztett köbméter (Sm 3). Megmutatja az öntött fadarabok mennyiségét, amelyek a légréseket is beleértve egy köbméter teljes térfogatot töltenek be. 6 A befolyásoló tényezők Az 1 kg fa energiatartalma két befolyásoló tényezőtől függ: Fafaj Víztartalom (fa nedvesség) Az 1 Sm 3 fa energiatartalmát három tényező befolyásolja: Fatsűrűség Víztartalom (fa nedvesség) Csomagolási tényező 6.1 A fa egy kilogrammjának energiatartalma (kWh/kg) 6.1.1 Különböző fafajok hatása A fák elemi összetétele csak kis mértékben változik a fafajták között (lásd a 3. táblázatot). A száraz tömeghez viszonyítva tehát nincsenek jelentős különbségek a tűlevelűek és a keményfa fűtőértéke (kWh/kg) között. A puhafák kissé magasabb fűtőértéke (kWh/kg) (kb. 7%) annak köszönhető, hogy a gyanták és a nagy energiájú lignin további részesedést mutatnak.
4 A befolyásoló tényezők Fatípusok Szén hidrogén oxigén nitrogén kén FlA Hu wf [%] waf [kWh/kg] Puhafa 50,8 6,2 43,0 kb. 1 25 mm), annál alacsonyabb a csomagolási tényező (HOLZENERGIE BULLETIN 1997). Tárolási vagy rakodási módszer: a siló/konténer rakodási/rakodási módjától függően (befújás, ömlött ömlesztés vagy tömörítés a kerekes rakodó lapátjával) az ömlesztett anyag eltérõen összenyomódhat. 6.2.3.1 Összehasonlító vizsgálatok a csomagolási tényezővel és az energiatartalommal kapcsolatban Az Interfaces I és az Interfaces II projektek keretében vizsgált cellulózmennyiségek szignifikánsan alacsonyabb száraz tömegeket mutatnak, mint a hagyományos fűtőérték-táblázatokban megadottak (lásd 8. táblázat). Az I interfészben a köbméter köbméterre eső energiatartalma keményfa esetében 13% -kal, puhafa esetében 23% -kal csökken (VEREINIGUNG FÜR HOLZENERGIE 1997). Arra a következtetésre jutottak, hogy a csomagolási tényezőnek jóval alacsonyabbnak kell lennie, mint azt korábban feltételezték, és ezért a faapríték köbméterenkénti energiatartalmát túlértékelték. Egy hasonló tanulmány a faforgács energiatartalmáról és száraz tömegéről egy diplomamunka részeként megerősíti a faanyag viszonylag alacsony energiatartalmát
A faforgács tömegének meghatározása 9 Ennek a mérőeszköznek az előnye, hogy nagyobb, nem homogén faforgács víztartalmát gyorsan meghatározza. További információ: Pandis GmbH, A-8041 Graz. 8 A faforgács tömegének meghatározása 8.1 Konténerrel A faforgács-választékból legalább három teljes konténert kell mérlegelni járműmérlegen. Ügyeljen arra, hogy a tartályok töltési magassága a lehető legegyenletesebb legyen! Egy üres edény visszamérése és a tartályonkénti átlagos nettó tömeg kiszámítása A faforgács tömege [kg/sm 3] = a tartály nettó tömege [kg] térfogata [m³] A száraz tömeg [kg atro/Sm 3] = friss tömeg [kg/Sm³] 100 x [%] 100 8.2 Legalább három teljes vödör (10-20 l) faforgács mérése vödrökkel Az anyag rázása és préselése (az anyag tömörítésének nagyjából meg kell egyeznie a tartályokéval). Egy üres vödör lemérése és a átlagos nettó tömeg/vödör A faforgács tömege [kg/sm 3] = a vödör nettó tömege [kg] térfogata [l] 1000 A száraz tömeg [kg atro/Sm 3 100 x [%]] = friss tömeg [kg/Sm³] 100
Irodalom 13 ÖNORM M 7132 (1986): Österreichisches Normungsinstitut. Bécs WALDWIRTSCHAFT VERBAND SCHWEIZ: Munkalapok az erdőből származó faforgácshoz. Solothurn, Svájc
Növények Fatípus NH fűtőérték-táblázat (Waldwirtschaft Verband Schweiz) Fűtőérték-táblázat (Szövetségi Gazdasági Ügyek Hivatala 1990) Referenciaértékek * (Svájci Faenergia Szövetség) Nedvesség-forgács súly Energiatartalom chip tömeg Energiatartalom Energiatartalom F rel [%] F atro [%] [kg/sm³] [kwh/kg] [kwh/sm³] 0 0 170 170 [kg/sm³] [kwh/kg] [kwh/sm³] [kwh/sm³] 15 17,6 200 4,38 877 200 4,49 900 20 25 600-700 25 33 .3 277 3,79 860 30 42,9 240 240 3,58 870 33,3 50 550-650 35 53,8 262 3,2 837 42,9 75 500-600 45 81,8 309 2,6 802 310 2 .65 820 50 100 450-500 LH 0 0 240 240 15 17,6 282 4,15 1170 290 4,10 1160 20 25 950-1,050 25 33,3 320 3,58 1146 30 42,9 340 3,28 1120 33,3 50 900-1 000 35 53,8 369 3,01 1111 42,9 75 850-950 45 81,8 436 2,44 1066 430 2,43 1,060 50 100 800-900 9. táblázat: Az energiatartalom táblázatos értékei és Faforgács súlyok; * a II interfészekről szóló tanulmányokon alapul, és Svájcban a jelenlegi verzió