Paliwa energetyczne | Biomasa, drewno, olej, gaz, węgiel

Paliwa energetyczne

 

Trochę informacji o paliwach.

Paliwo to substancja, która wydziela duże ilości ciepła podczas jego spalania.

Energia uzyskana ze spalania paliwa wykorzystywana jest przez maszynę (silnik cieplny) lub zespół maszyn i urządzeń do produkcji energii mechanicznej oraz przez piec kocioł do celów grzewczych lub procesów technologicznych.

Najważniejszą cechą paliw jest ich ciepło spalania i wartość opałowa.

Paliwa naturalne oraz sztuczne

Paliwa, ze względu na pochodzenie, dzielą się na:

  • paliwa naturalne: węgiel kamienny, brunatny, torf, biomasa (w tym drewno), ropa naftowa, gaz ziemny, biogaz;
  • paliwa sztuczne: wytwarzane przy przeróbce paliw naturalnych (koks, olej opałowy, olej napędowy, benzyna, gaz drzewny, gaz świetlny, LPG).

Paliwa stałe, ciekłe i gazowe

Paliwa ze względu na stan skupienia dzielą się na:

  • paliwa stałe
  • paliwa ciekłe
  • paliwa gazowe

Zastosowanie paliw energetycznych:

  • paliwa opałowe (do spalania zewnętrznego); paliwa opałowe stałe (węgiel, koks, drewno) nazywane są często krótko określeniem "opał";
  • paliwa napędowe (do spalania wewnętrznego).
 

Co to kaloria?

Kaloria (łac. calor – ciepło) – historyczna jednostka ciepła, obecnie gdy ciepło jest utożsamiane z energią, jest pozaukładową jednostką energii (skrót cal); często używana jest jednostka wielokrotna kilokaloria (skrót kcal); 1 kcal = 1000 cal.

Megakaloria (milion kalorii, skrót Mcal) nosiła kiedyś osobną nazwę "termia" (skrót th, od gr. thermos - ciepły).

Jednostką ciepła w układzie SI jest dżul J.

Co to dżul?

Dżul – jednostka pracy, energii oraz ciepła w układzie SI, oznaczana J.

Co to wat?

Wat – jednostka mocy lub strumienia energii w układzie SI (jednostka pochodna układu SI), oznaczana symbolem W.

W mechanice najkrócej definiuje się wat jako dżul na sekundę.

Nazwa wat pochodzi od nazwiska brytyjskiego inżyniera i wynalazcy Jamesa Watta.

Biomasa - ekologiczne paliwo energetyczne

Biomasa – masa materii zawarta w organizmach. Biomasa podawana jest w odniesieniu do powierzchni (w przeliczeniu na metr lub kilometr kwadratowy) lub objętości (np. w środowisku wodnym – metr sześcienny). Wyróżnia się czasem fitomasę (biomasę roślin) oraz zoomasę (biomasę zwierząt), a także biomasę mikroorganizmów (np. plankton). Inny podział wyróżnia w ekosystemach biomasę producentów i biomasę konsumentów, które składają się na całkowitą biomasę biocenozy. Biomasa producentów tworzona jest w procesie fotosyntezy. Konsumenci i reducenci (destruenci) tworzą swoją biomasę kosztem biomasy producentów.

Pellety

Pellety (z ang. kulka, tabletka, granulka) - materiał opałowy ze sprasowanych pod wysokim ciśnieniem odpadów drzewnych: trocin, wiórów, zrębków (możliwe jest również wykorzystanie kory, upraw energetycznych i słomy). Wykonywane w postaci granulatu w kształcie kulek lub walców o średnicy 6-25 mm i długości do kilku centymetrów, konfekcjonowane w workach. Pellety mają wartość opałową taką jak drewno, niską wilgotność, w czasie spalania powstaje niewielka ilość popiołu. Z tych powodów ich użycie wygodne jest w indywidualnych kotłach c.o. oraz kominkach, wyposażonych w zbiornik na pellety, dozownik i podajnik.

Spalanie biomasy z korzyścią dla środowiska

Spalanie biomasy jest uważane za korzystniejsze dla środowiska niż spalanie paliw kopalnych, gdyż zawartość szkodliwych pierwiastków (przede wszystkim siarki) w biomasie jest niższa, a powstanie w procesie spalania dwutlenku węgla jest zredukowane niedawnym pochłanianiem przez te rośliny CO2. Natomiast dwutlenek wprowadzony do środowiska przy spalaniu paliw kopalnych jest dodatkowym dwutlenkiem węgla wnoszonym do atmosfery, zwiększającym globalne ocieplenie.

Do celów energetycznych wykorzystuje się najczęściej:

  • drewno o niskiej jakości technologicznej oraz odpadowe
  • odchody zwierząt
  • osady ściekowe
  • słomę, makuchy i inne odpady produkcji rolniczej
  • wodorosty uprawiane specjalnie w celach energetycznych
  • odpady organiczne np. wysłodki buraczane, łodygi kukurydzy, trawy, lucerny
  • oleje roślinne i tłuszcze zwierzęce.

Zrębki drzewne

Zrębki drzewne to ekologiczny, atrakcyjny ekonomicznie, opał biomasowy wytwarzany z odpadów drzewnych i upraw energetycznych. Surowcami do produkcji zrębków są przede wszystkim odpady z przemysłu tartacznego i leśnego. Ich jakość i wartość opałowa zależna jest od pochodzenia i sposobu składowania surowca.

Wymagania na zrębki pozyskiwane w Polsce, w lesie określa Polska Norma PN-91/D-95009 - Zrębki leśne. Zgodnie z tą normą, zrębki leśne mogą być przeznaczane do produkcji płyt pilśniowych i wiórowych, wykorzystywane przy produkcji żelazostopów oraz jako opał. Zrębki opałowe można wyrabiać z drewna iglastego i liściastego wszystkich rodzajów. Wilgotności zrębków nie normalizuje się. Wymiary zrębków opałowych określa granica do 50 mm, przy czym zasadnicza frakcja (nie mniej niż 90 %) nie powinna przekraczać 40 mm.

  

Paliwa ekologiczne z biomasy

Zrębki drzewne
zrębki drzewne

EKOLOGICZNE PALIWO BIOMASOWE

  • KALORYCZNOŚĆ 10 - 18 MJ/kg
  • WILGOTNOŚĆ 30 - 60%
  • ZAWARTOŚĆ POPIOŁU 0,6 - 5%
  • GRANULACJA 3 - 100 mm
  • CIĘŻAR WŁAŚCIWY 150 - 300 kg/dm3

1 kg zrębków stanowi równoważnik energetyczny dla:

  • 0,24 ~ 0,42 kg oleju opałowego
  • 0,27 ~ 0,51 m3 gazu ziemnego
  • 0,45 ~ 0,81 kg węgla kamiennego

Ziarno energetyczne
ziarno energetyczne

CZYSTE I EKOLOGICZNE PALIWO BIOMASOWE

  • KALORYCZNOŚĆ ~ 17,5 MJ/kg
  • ZAWARTOŚĆ POPIOŁU ~ 0,6 - 1%
  • ZAWARTOŚĆ SIARKI ~ 0,02%
  • ZAWARTOŚĆ CHLORU ~ 0,01%
  • CIĘŻAR WŁAŚCIWY ~ 0,75 kg/dm3

1 kg ziarna stanowi równoważnik energetyczny dla:

  • 0,42 kg oleju opałowego
  • 0,49 m3 gazu ziemnego
  • 0,79 kg węgla kamiennego

Brykiet ze słomy
brykiet ze słomy

CZYSTE I EKOLOGICZNE PALIWO BIOMASOWE

  • KALORYCZNOŚĆ 14 - 16 MJ/kg
  • ZAWARTOŚĆ POPIOŁU 3 - 5%
  • CIĘŻAR WŁAŚCIWY < 1 kg/dm3

1 kg brykietu stanowi równoważnik energetyczny dla:

  • 0,33 kg oleju opałowego
  • 0,38 m3 gazu ziemnego
  • 0,62 kg węgla kamiennego

Brykiet drzewny
brykietyd m

CZYSTE I EKOLOGICZNE PALIWO BIOMASOWE

  • KALORYCZNOŚĆ ~ 17,5 MJ/kg
  • ZAWARTOŚĆ POPIOŁU <1,5%
  • CIĘŻAR WŁAŚCIWY 1,0 - 1,5 kg/dm3

1 kg brykietu stanowi równoważnik energetyczny dla:

  • 0,42 kg oleju opałowego
  • 0,48 m3 gazu ziemnego
  • 0,76 kg węgla kamiennego

Pelety
pelety

GRANULAT DRZEWNY (PELLET)

CZYSTE I EKOLOGICZNE PALIWO BIOMASOWE

  • KALORYCZNOŚĆ ~18,6 MJ/kg
  • ZAWARTOŚĆ POPIOŁU ~1,5%

1 kg granulatu stanowi równoważnik energetyczny dla:

  • 0,43 kg oleju opałowego
  • 0,51 m3 gazu ziemnego
  • 0,83 kg węgla kamiennego