STUDIE VLASTNOSTÍ SPALOVÁNÍ DŘEVĚNÝCH PILIN – Moderní problémy vědy a vzdělávání (online publikace)

V článku jsou uvedeny výsledky studia dynamiky teplot při spalování pilin na OTM zařízení od 200 oC do maximální hodnoty a poté zpět do 200 oC. Pomocí softwarového prostředí Curve Expert 1.3 byly získány modely dynamiky teploty spalování pilin v čase pomocí stabilního zákona. Klíčová slova: spalování, piliny, teplota spalování, doutnání

úvod

Efektivní a dokonalé spalování je předpokladem pro využití dřeva jako ekologicky přijatelného paliva. Spalovací proces musí zajistit vysoký stupeň využití energie a tedy úplnou destrukci dřeva a nesmí způsobovat tvorbu ekologicky nežádoucích sloučenin.

Účelem článku je stanovit dynamiku teploty při spalování pilin na zařízení OTM v souladu s GOST 12.1.044-89 [6], počínaje od 200 o C do maximální hodnoty a poté zpět do 200 o C .

Тteoretický rozbor

Spalování pilin probíhá v heterogenním režimu. Spalovací proces se skládá z následujících fází: 1) vysušení paliva a zahřátí na teplotu, při které se začnou uvolňovat těkavé látky; 2) vznícení těkavých látek a jejich vyhoření; 3) zahřívání koksu, dokud se nezapálí; 4) vyhoření hořlavých látek z koksu. V praxi se tyto fáze částečně překrývají [5].

Specifické vlastnosti procesů spalování dřeva jsou spojeny s jeho vlhkostí, která vytváří problémy při snaze o dosažení vysoké účinnosti spalování. Přibližně polovinu hmoty čerstvě pořezaného stromu tvoří voda. Druhá polovina je suchá dřevní hmota obsahující 84-88 % těkavých látek, 11,4-15,6 % pevného uhlíku a 0,4-0,6 % popela [2].

Dalším problémem, který vzniká při spalování dřevní biomasy, je velké množství popela (též strusky).

Experimentální technika

Pro experimenty byly připraveny vzorky březových, borových pilin a dřevěných pelet o relativní vlhkosti 12 %, odebrané z pily. Vybraný materiál byl vložen do sklolaminátových sáčků o hmotnosti 4,1 g, sešitých kovovými sponami, hmotnost testovaných vzorků byla 50 g. Vážení bylo provedeno na laboratorních vahách s chybou měření ±0,1 g.

Před testováním byl vnitřní povrch reakční komory zařízení OTM pokryt dvěma vrstvami hliníkové fólie o tloušťce maximálně 0,2 mm, která byla při vyhoření nebo znečištění zplodinami nahrazena novou.

Nastavená teplota (200±5 o C) plynných zplodin hoření v reakční komoře je udržována plynovým hořákem po dobu tří minut.

Vzorek byl upevněn v držáku vertikálně kovovým drátem, zaveden do reakční komory na 3-5 s a testován, dokud nebylo dosaženo maximální teploty výfukových plynných produktů, přičemž se zaznamenával čas, kdy bylo dosaženo. Předběžné testy určily přibližné maximální teplotní limity. Při hlavních zkouškách bylo dosažené maximum stanoveno přidržením po dobu 15-30s. Proto byla doba trvání testu ve fázi nárůstu teploty z 200 o C určena dobou dosažení intuitivního (na základě dosavadních zkušeností z předběžných testů) očekávaného maxima a následně byl hořák vypnut. Pro záznam teploty byl použit přístroj KSP-4 s rozsahem od 0 do 600 °C, pro počítání času byly použity stopky. Odečty byly prováděny každých 50 o C, když teplota vzrostla z 200 o C na maximální hodnotu, poté, když teplota klesla na 200 o C. Vzorek byl uchováván v komoře až do úplného ochlazení na 20 o C, vyjmut a zvážen, stanovení zbytků popela.

Výsledky a jejich diskuse

Výsledky měření jsou uvedeny v tabulce. 1.

Tabulka 1

Výsledky měření teploty spalování v čase

Po mnoho let jsou pilinové brikety nejoblíbenějším a zároveň nejekonomičtějším druhem paliva. Používají se v mnoha zemích po celém světě, a to z dobrého důvodu. A odpověď na záhadu jejich stále rostoucí obliby spočívá v tom, že jsou také šetrné k životnímu prostředí. Palivové brikety se vyrábí ze suchých pilin, které se získávají z listnatého nebo jehličnatého dřeva. Kromě toho lze brikety z pilin vyrábět ze slupek slunečnice a pohanky, slupek a lnu, ovsa a rýže a dalších druhů.

Palivové brikety jsou speciálně lisovány pod obrovským tlakem a vysokou teplotou, v důsledku čehož získávají válcovitý tvar. Jsou široce používány pro mnoho typů topenišť, v kotlích pro systémy ústředního vytápění, v kotlích na dřevo a tak dále. Výborně hoří také v kamnech a krbech, grilech a grilech. Další vážnou výhodou tohoto typu paliva je konstantní teplota při spalování po dobu 4 hodin.

Dalším pozitivem použití pilin v briketách je jejich minimální dopad na životní prostředí při spalování. Ve srovnání s konvenčním pevným palivem (uhlí) s ekvivalentní výhřevností zanechávají palivové brikety 10-15krát méně popela.

Technologie výroby palivových briket ze dřeva je založena na procesu lisování dřevního odpadu (pilin), který se jemně drtí. Jsou lisovány pod vysokým tlakem a zahřívány, čímž se uvolňuje lignin, který se nachází v rostlinných buňkách. Tato látka lepí palivové brikety.

Oproti běžnému palivovému dříví není nutné přikládat palivové brikety příliš často. Tento postup lze zkrátit třikrát. Brikety při spalování prakticky nevydávají kouř a vůbec nestřílí.
Poskytují však stálou teplotu po celou dobu spalování. Jakmile vyhoří, stane se z nich uhlí, podobné obyčejnému palivovému dříví, a pak můžete vařit kebab nebo grilovat na briketách z pilin.

Výhřevnost pilinových briket

Palivové brikety mají mnohem vyšší výhřevnost než jednoduché palivové dřevo a navíc je výhřevnost téměř srovnatelná s výhřevností uhlí. Během grilování nebo grilování se uhlíky nikdy nevznítí, i když se na ně dostane tuk z masa. Naopak brikety z pilin budou nadále hořet rovnoměrným a nízkým plamenem.

Palivové brikety jsou výhodné i díky své stálé teplotě při spalování. Jejich přenos tepla je následující: 4400 kcal nebo 18 MJ.

Šetrnost k životnímu prostředí pilin v briketách

Je důležité vědět, že brikety z pilin jsou produktem šetrným k životnímu prostředí, protože při jejich výrobě se nepoužívají žádné přísady. Ani při intenzivním spalování nemají negativní destruktivní dopad na životní prostředí. Kdy je jako klasické tuhé palivo 15-20x škodlivější pro životní prostředí. Kromě toho lze palivové brikety použít i jako minerální hnojivo.

Proč jsou brikety z pilin tak žádané?

Jak ukazuje výzkum obchodníků, v Rusku neustále roste poptávka po tomto typu paliva. Důvodem je, že palivové brikety se používají k vytápění chat a venkovských domů. A střední třída v Rusku má již dlouho své vlastní předměstské bydlení.

Mnoho Rusů si uvědomuje, že chaty se nejlépe vytápí pomocí krbů a kotlů. A takové zařízení je vytápěno palivovými briketami. Mimochodem, v Evropě se tento způsob vytápění používá již dlouhou dobu a v každém velkém hypermarketu se dají koupit balíky briket různých velikostí.

Na ruském i zahraničním trhu jsou žádané granule a brikety různých kvalit: nejvíce kůry obsahují tmavé, světlé ne více než 5 % kůry. Podle toho uvolňují různá množství tepelné energie.

Již více než 5 let vyrábíme brikety z pilin jehličnatého a listnatého dřeva. Vysoká kvalita! Nízké ceny! Pohodlné způsoby platby. Rozvoz po celém regionu.