Tapasztalatok a biomassza fűtés területén VI. – alternatív üzemanyagok

Előző cikkünkben néhány lágyszárú növénnyel kapcsolatos vizsgálatunkról számoltunk be, melyben arundó és kétféle szalmabrikett égetési vizsgálatát végeztük. Mostani cikkünkben megnézzük, hogy mi a korróziós és salakosodási problémák háttere, valamint bemutatunk egy megvalósult berendezést, mely szőlővenyigével működik.

Ahhoz, hogy a fától eltérő üzemanyagoknak – lágyszárú növények, növényi magok – égetésekor fellépő korróziós és salakosodási problémát megértsük, meg kell vizsgálnunk, hogy a növények egyes összetevőinek milyen hatása van. Az 1. táblázatban [1] látható 2 -féle fa, és néhány lágyszárú növény, ill. mag néhány összetevője.

A 2. táblázatban [2] további növények összetevőit láthatjuk. Mit tudunk ezen adatokból kiolvasni?

A korróziós hatásokért felelős a Cl, K, S, Na tartalom; a Mg és Ca tartalom növekedése viszont emeli a hamu lágyulási hőmérsékletét, azaz csökkenti a salakosodási hajlamot [3]. Látható, hogy a különböző fák esetében a korróziós hatású összetevők (Cl, K, S) arányai viszonylag alacsony, a Ca. tartalom viszonylag magas, míg a lágyszárú növények és magok esetében ezek aránya megfordul. Ezen kívül a hamutartalom is jelentős mértében nagyobb a lágyszárú növényeknél és magoknál. Ezen adatokból rögtön látható, hogy miért nagy a korróziós és salakosodási veszély, a fától eltérő növényi eredetű tüzelőanyagoknak. Az 1. ábra bemutatja [1], hogyan változik a fa, különböző gabonamagvak és szalmák esetében a hamutartalom és a salakosodási hőmérséklet.

Mi tehát a tennivaló mezőgazdasági termény tüzelése esetében, hogy ezen problémákat kiküszöböljük?

Mint előző cikkünkben említettük, a korrózió okozta károsodás elkerülésére a kazán tűzterébe rozsdamentes acél betétet építünk be (2. ábra). A kazán üzemanyag beállításakor ekkor megjelenik:

  • apríték (fa),
  • pellet,
  • árpa,
  • tritikálé
  • miscanthus

A nem fa (apríték, pellet) üzemanyag beállításkor többek között a kazán égőterének hőmérséklete is csökken, hogy lehetőség szerint a salakosodási hőmérsékletet ne érjük el. Mint írtuk előző cikkünkben, a kazán gyártója javasolja vagy előírja, hogy kb. 1% oltott meszet (Ca(OH)2) kell keverni a fűtőanyaghoz, ami a salakosodást gátolja. Ezzel tulajdonképpen az alacsony Ca tartalmat tudjuk pótolni.

Érdekes dolog lehet szőlő és borvidékeken a szőlővenyige égetési problémája. Nézzük meg, hogy itt milyen gondok adódhatnak! A szőlővessző összetételére a következő adatokat találtuk [4]:

  • N                    kb.       0,54 %
  • P                     kb.       0,18 %
  • K                    kb.       0,63 %
  • Mg                  kb.       0,25 %
  • Ca                   kb.       1,1 %

Illetve máshonnan[5] – 3. a táblázatban:

Ezen adatokból az látszik, összehasonlítva az 1. és 2.  táblázatok adataival, hogy a fához képest a K és Cl tartalom jóval magasabb, így a fokozott korróziós veszélyre számítani kell. Mivel azonban a Ca tartalom is viszonylag magas, hasonlóan a fához, salakosodásra nem kell számítani.

Cégünknek volt alkalma egy apríték kazánt szállítani és beüzemelni Villány városába, ahol sok szőlővenyige áll rendelkezésre. A berendezésről látható néhány kép: 3. ábra – üzemanyag tároló, 4. ábra – a kazán, 5. ábra – az égés és hamu. A korrózión túl egyetlen kellemetlen tényezővel kell még szembenézni: a magas hamutartalom. Ez a 2. táblázatban is látszik: 4,42 %, míg a faféléknek a hamutartalma 0,4 és 1 % között mozog általában. Az 5. ábrán látható, hogy viszonylag nagy a hamutartalom, de nem salakosodik. Célszerű lehet a kiegészítő hamukihordó rendszer beépítése.

3. ábra – üzemanyag tároló szőlővenyigével
4. ábra: az apríték kazán
5. ábra: az égés és hamu

Az eddigiekből látható, hogy elemezve az egyes üzemanyagfélék összetételét, lehet következtetni a korróziós veszélyre, ill. salakosodási hajlamra. A szőlővenyige esetén salakosodásra nem kell számítani. Más esetben a mészhidrát (Ca(OH)2) hozzákeverése szükséges lehet, ill. a kazán egyes paramétereinek egyedi beállítása szükségessé válhat. Előfordulhat, hogy egyes üzemanyagok esetén több időt kell arra fordítani, hogy az optimális beállítási paramétereket megtaláljuk.

BORONKAI MIKLÓS
energiagazdálkodási szakértő


Felhasznált irodalom:

  1. BME OMIKK ENERGIAELLÁTÁS, ENERGIATAKARÉKOSSÁG VILÁGSZERTE 45. k. 10. sz. 2006. p. 62–70.  Korszerű energetikai berendezések
  2. ALTERNATÍV ENERGIATERMELÉS A GYAKORLATBAN TECHNOLÓGIÁK ÉS GYAKORLATI  ALKALMAZÁSOK ,KÉSZÜLT AZ OBEKK ZRT. SZERKESZTETTE: DR. HAJDÚ JÓZSEF
  3. Szilárd biomassza tüzelőanyagok – Kérdések és válaszok a minőségi termékpálya tervezés rendszerében,Tóvári Péter Tud. oszt.vezető FVM MGI
  4. „Embernek fia! Mire való a szőlőtőke fája…?” Dr. Zanathy Gábor BCE Kertészettudományi Kar, Szőlészeti Tanszék

Forrás:
PÉCSI TUDOMÁNYEGYETEM TERMÉSZETTUDOMÁNYI KAR SZŐLÉSZETI ÉS BORÁSZATI INTÉSZET Szőlészeti és Agrobotanikai Tanszék
Dr. Csikászné Dr. Krizsics Anna, tanszékvezető, egyetemi adjunktus