mergedfile - ccdsb.pub.ro

Denumire proiect: Optimizarea compoziţiei amestecurilor de biomasă pentru obţinerea unor pelete de calitate superioară Etapa 2: ANALIZA COMPOZIȚIEI AMESTECURILOR DE BIOMASĂ. EXPERIMENTAREA NOILOR AMESTECURI IN CADRUL TEHNOLOGIEI. STAGII DE PREGATIRE LA AGENTUL ECONOMIC ȘI INSTITUTUL DE CERCETARE Activitatea 2.1: Analiza compoziției amestecurilor de biomasă

-Raport de cercetare pelete pentru obținerea de energie-

Program PNCDI III: Programul 2 - Creşterea competitivităţii economiei româneşti prin cercetare, dezvoltare şi inovare Tip proiect: Transfer de cunoaştere la agentul economic „Bridge Grant”. Coordonator proiect: UNIVERSITATEA POLITEHNICA DIN BUCUREŞTI Partener 1 proiect: INMA Bucureşti Partener 2 proiect: S.C. NESS PROIECT EUROPE S.R.L. Durata proiectului: 24 luni Cod proiect: PN-III-P2-2.1-BG-2016-0266 Contractul nr.: 24BG ⁄ 2016

-2017-

RAPORT DE CERCETARE Pag. 2 / 21

CUPRINS

1. DESCRIEREA ŞI IDENTIFICAREA PRODUSELOR CERCETATE ............................... 3

2. CARACTERISTICILE PRODUSELOR OBȚINUTE......................................................... 6

2.1. DETERMINAREA PUTERII CALORIFICE INFERIOARE .......................................... 7

2.2. DETERMINAREA DENSITĂȚII ÎN VRAC .................................................................. 9

2.3. DETERMINAREA DENSITĂȚII UNITARE .............................................................. 10

2.4. DETERMINAREA CONȚINUTULUI DE CENUȘĂ ................................................... 11

2.5. DETERMINAREA CONȚINUTULUI DE MATERII VOLATILE ................................. 12

2.6. DETERMINAREA SUBSTANȚEI NECOMBUSTIBILE NEARSE ............................ 13

2.7. DETERMINAREA CONȚINUTULUI DE UMIDITATE .............................................. 14

2.8. ANALIZA ELEMENTALĂ A PELETELOR ............................................................... 15

2.9. ANALIZA VIZUALĂ A PELETELOR ........................................................................ 16

3. CONCLUZII ÎN URMA ANALIZEI.................................................................................. 19

4. BIBLIOGRAFIE ............................................................................................................. 21


1. DESCRIEREA ŞI IDENTIFICAREA PRODUSELOR CERCETATE

Criza energetică şi impactul asupra mediului reprezintă problemele globale ale

omenirii. Deoarece lumea este atât de dependentă de energie, deoarece majoritatea

populaţiei Terrei foloseşte combustibili fosili pentru a-şi satisface necesităţile energetice,

fapt ce provoacă un grad înalt de poluare a mediului, apare stricta necesitate de a căuta

surse noi de energie durabile şi prietenoase mediului. Vor trebui găsite surse de energie

care produc cea mai mică poluare posibilă. Deoarece toate sursele tradiţionale de energie

utilizate poluează mediul ambiant, energiile regenerabile, practic, sunt lipsite de acest efect

negativ de poluare a mediului. [1]

Cerinţele de biomasă au crescut în mod constant în sectorul de încălzire, energie şi

transport. Consumul primar total de biomasă a ajuns la aproximativ 57 exajouli (EJ) în anul

2013, din care aproximativ 60% reprezentând biomasa tradiţională, iar restul bioenergie

modernă (combustibili solizi, gazoşi şi lichizi). Sectorul de încălzire a înregistrat cea mai

mare utilizare a biomasei,iar cererea pentru biomasă modernă conduce la un comerţ

internaţional crescut de biocombustibili solizi, incluzând peletele de lemn.[2]

Compoziţia chimică a biomasei poate fi diferenţiată în câteva tipuri. De obicei plantele

conţin 25% lignină şi 75% glucide (celuloză şi hemiceluloză) sau zaharide. Fracţiunea

glucidică este compusă dintr-o mulţime de molecule de zaharide, unite între ele prin lanţuri

polimerice lungi. Una din cele mai importante glucide este celuloza. Componenta ligninică

este compusă din molecule nezaharizate. Natura utilizează moleculele polimerice lungi de

celuloză la formarea ţesuturilor, care asigură integritatea plantelor. Lignina apare în plante

ca ceva de genul lipiciului, care leagă moleculele celulozice între ele.[5]

Figura 1 - Sursele de obţinere a biomasei [16]

Există o largă varietate de surse de biomasă, printre care se numără copacii cu viteză

mare de dezvoltare (plopul, salcia, eucaliptul), trestia de zahăr, Rapiță, plantele erbacee cu

rapiditate de creştere şi diverse reziduuri cum sunt lemnul provenit din toaletarea copacilor

şi din construcţii, paiele şi tulpinile cerealelor, deşeurile rezultate după prelucrarea lemnului,


deşeurile de hârtie şi uleiurile vegetale uzate. Principala resursă de biomasă o reprezintă

însă lemnul.

Figura 2 – Exemple de biomasă [17]

Din cauza densităţii scăzute a deşeurilor din biomasă, peletizarea este absolut

necesară pentru un transport şi o utilizare eficientă. Industria producătoare de pelete

necesită o bază mai largă de materie primă a produselor secundare şi o mai mică

dependenţă de biomasa de lemn, pentru a asigura atât o aprovizionare continuă cu

combustibil dar şi pentru menţinerea încrederii consumatorilor în produsele biocombustibile.

Având în vedere cererea enormă de pelete, precum şi ampla disponibilitate şi

diversitate a biomasei provenită din deşeurile rămase în urma prelucrării produselor agricole

şi forestiere, intra pe piaţă noi tipuri de pelete.

Reziduurile agricole sunt o sursă abundentă şi ieftină de energie din surse

regenerabile. Reziduurile agricole reprezintă cea mai abundentă (din punct de vedere al

masei) materie primă de biomasă din lume. Aproximativ 1500 milioane de tone de paie

de la culturile de cereale sunt produse anual la nivel mondial. Datorită disponibilităţii

acestei cantităţi enorme de paie de cereale, a fost recent considerată ca o potenţială

materie primă pentru producerea de biocombustibil. Cu toate acestea, biomasa din paie

de grâu şi din alte culturi au dezavantajul de a avea porozitate ridicată şi densitate în

vrac scăzută. Densificarea paielor are o mare importanţă pentru realizarea unor

operaţiuni de manipulare, de transport şi de depozitare mai bune. Densificarea poate

spori valoarea calorifică volumetrică şi uniformitatea proprietăţilor fizice care conduc la

producerea de pelete mai dense, uniforme, curate, şi stabile energetic, în ca litate de

combustibil ecologic.[4]

Deşeurile de lemn au un conţinut mai ridicat de lignină, comparativ cu paie agricole

şi ar putea fi folosite ca un liant natural bun. Pelete din deşeuri de lemn, cum ar fi rumeguşul

sau talaşul de lemn, au fost populare în ţările europene în ultimul deceniu. Pelete din lemn

au o rezistenţă structurală bună şi un conţinut mai scăzut de praf şi cenuşă. Reciclarea


deşeurilor de lemn este ecologică şi poate rezolva şi problema eliminării acestora. În

general, lemnul de esenţă moale are un conţinut de lignină mai mare decât lemn de esenţă

tare.[15]

În acest raport de cercetare s-a realizat o analiză asupra compoziției amestecurilor

de biomasă din care se realizează peletele și a peletelor obținute (fig. 3) din aceste rețete.

Peletele produse de SC NESS PROIECT EUROPE SRL analizate în acest raport sunt

destinate utilizării ca biocombustibil, pentru obținerea de energie.

Tabel 1

Pelete produse de SC NESS EUROPE SRL

Domeniu de utilizare Tip biomasă Aditivi

Biocombustibili

Rapiță Lipsă

Paie de grâu Lipsă

Coceni porumb

(incluzănd și

pănuși)

Lipsă

Figura 3 – Mostre de pelete produse de către SC NESS PROIECT EUROPE SRL

Pentru obținerea peletelor, masa de material (reţetele obţinute) din biomasă solidă

agricolă este uscată într-un uscător rotativ sau pe cale naturală (la soare), este tocată la

dimensiunile dorite (< 8 mm) și este introdusă prin intermediul transportorului în buncărul

de alimentare al presei, de aici este transportată în interiorul presei de peletizare unde

este transformată în pelete. Evacuarea peletelor din presă se realizează pe la partea

inferioară, de unde sunt preluate de un transportor și duse către zona de răcire.


Figura 4 – Fluxul de peletizare al SC NESS EUROPE SRL

2. CARACTERISTICILE PRODUSELOR OBȚINUTE


Pentru a determina calitatea produselor obținute utilizând tipurile de biomasă ce fac

parte în acest moment din rețetele de peletizare, s-a realizat o analiză asupra celor mai

importanți parametri calitativi ai peletelor produse.

Parametrii calitativi analizați sunt prezentați în tabelul numărul 2.

Tabel 2

Nr.

crt. Parametrul UM

1. Putere calorifică inferioară MJ/kg

2. Densitate în vrac Kg/m3

3. Densitate unitară Kg/m3

4. Conținut de cenușă %

5. Umiditatea %

6. Conținut de substanțe volatile %

7. Substanța combustibilă nearsă %

8. Carbon + hidrogen + azot %

9. Fosfor %

10. Potasiu %

11. Siliciu %

12. Substanță uscată %

13. Cloruri %

Echipamentele utilizate pentru realizarea analizelor sunt prezentate în tabelul

numărul 3.

Tabel 3

Echipamente utilizate pentru realizarea analizelor

Denumire/tip Domeniu de măsură /

diviziune Serie

Aparat de cântărit de precizie

specială/AW 220, cu autocalibrare 0÷200 g / 0,1 mg D440100161

Etuvă cu reglare temperatură

/MEMMERT-UFE 500 0÷260 ºC / 1 ºC G 507.1422

Calorimetru /CAL 2k; 0,001 Mj/kg 04-15/11-06/063

Cuptor de calcinare Naberterm, cu

controler P 320 0÷1400 ºC / 10 ºC

2.1. DETERMINAREA PUTERII CALORIFICE INFERIOARE

Puterea calorifică, (căldura de ardere) reprezintă numărul de unităţi de căldură

degajate prin arderea completă a unei unităţi de masă de combustibil în condiţiile prevăzute

de standarde. Unitatea de masă poate fi molul, kilogramul sau metrul cub normal.


Reacţia chimică de ardere este în mod obişnuit o oxidare a hidrocarburilor, rezultând

dioxid de carbon, apă şi căldură.

Determinarea puterii calorifice inferioare a peletelor s-a realizat utilizând bomba

calorimetrică (fig. 5), în atmosferă de oxigen, la presiune constantă.

Figura 5 – Bomba calorimetrică CAL 2k

Puterea calorifică inferioară a fost determinată în conformitate cu standardul SR EN

14918:2010 - Biocombustibili solizi. Determinarea puterii calorifice. Rezultatele obținute în

urma determinării puterii calorifice inferioare sunt trecute în tabelul numărul 6.

Figura 6 – Aspecte din timpul determinării puterii calorifice inferioare

Tabel 4

Valorile puterii calorifice inferioare determinate

Nr.

Crt. Proba UM Putere calorifica 1 Putere calorifica 2 Media

1 Paie

Mj/kg

16.542 16.664 16.603

2 Coceni 13.932 13.916 13.924

3 Rapiță 15.669 15.985 15.827


2.2. DETERMINAREA DENSITĂȚII ÎN VRAC

Densitatea în vrac reprezintă un parametru important pentru biocombustibili (pentru

transport și depozitare) și împreună cu puterea calorifică, determină densitatea de energie.

Densitatea biomasei este definită ca raportul dintre masă şi volum (kg/m3). În

contextul bioenergiei, densitatea este împărţită în două grupe: densitatea în vrac şi

densitatea particulelor.

Diversitatea structurală a biomasei a determinat necesitatea introducerii în practică

a mai multor modalităţi de exprimare a densităţiilor în funcţie de natura materialului şi

anume:

Densitatea absolută;

Densitatea aparentă;

Densitatea în grămadă în stare afânată sau compactă.

Densitatea ρ, reprezinta masa unităţii de volum şi se calculează ca raport între masă

(m) şi volumul (V) materialului.

ρ=m/V Kg/m^3 (1)

Densitatea aparentă, ρa, este raportul dintre masa solidului poros (m) şi volumul său

aparent (Va) care include şi porii, fisurile şi eventualele goluri interioare.

ρ_a=m/V_a Kg/m^3 (2)

Densitatea în gramadă, ρg, (sau în vrac) se determină pentru materiale granulare

sau pulberi. Se determină raportând masa (m) materialului granular la volumul ocupat de

acesta (Vg). Pentru determinare se utilizează vase calibrate în funcţie de mărimea maximă

a granulelor. Determinarea se poate face în stare afânată (ρg af) sau compactă după tehnici

bine precizate (ρg c).

Densitatea în grămadă este luată în considerare în transportul,vehicularea şi alte

operaţii tehnologice efectuate cu pulberi sau materiale granulare.

ρ_g=m/V_g Kg/m^3 (3)

Densitatea în vrac reprezintă o caracteristică importantă a biomasei, ce influenţează

în mod direct materia primă ce urmează să fie procesată. Dimensiunile şi formele

neuniforme ale biomasei în stare brută incluzând frunzele şi tulpinile conduce la costuri mare

de transport, depozitare şi alimentare a materialului în fiecare unitate a operaţiei de

conversie.

Determinarea densității în vrac s-a realizat prin umplerea unui recipient cilindric

standard cu o porție de material până la o anumită valoare și cântărirea ulterioară a acesteia,

utilizând o balanță electronicăde precizie.

Densitatea în vrac a fost determinată în cilindru de oțel de volum determinat, în

conformitate cu standardul SR EN ISO 17828:2016 - Biocombustibili solizi. Determinarea

densităţii în vrac.

RAPORT DE CERCETARE Pag.

10 / 21

Figura 7 – Aspecte din timpul determinării densitătii în vrac

Rezultatele determinărilor sunt prezentate în tabelul 5.

Tabel 5

Densitatea în vrac a produselor analizate

Nr.

Crt. Proba UM Densitate în vrac 1 Densitate în vrac 2 Media

1 Paie

kg/m3

558.16 530.9 544.53

2 Coceni 646.08 568.56 607.32

3 Rapiță 512.90 477.43 495.17

2.3. DETERMINAREA DENSITĂȚII UNITARE

Pentru determinarea densității unitare, s-a utilizat metoda determinării densității

relative cu picnometrul. Pentru această metodă, se măsoară masele mc și ma cu o balanță

de precizie, prin intermediul unui dispozitiv numit picnometru. Acesta este alcătuit dintr-un

balon de sticlă, având la partea superioară un dop străbătut de un canal, prin care se scurge

surplusul de lichid și se elimină bulele de aer.

Mod de lucru

- se umple picnometrul cu apa distilată, se șterge bine de apa scursă și se cântărește,

obținându-se masa ‘a’;

- se adaugă pe platan corpul de studiat și se cântărește împreună cu picnometrul, rezultând

masa ‘b’. Diferența ‘b-a’ reprezintă masa corpului.

- se introduce corpul în picnometrul plin cu apă, acesta dezlocuind un volum de apa egal cu

cel care se scurge din picnometru. șters cu grijă de apa scursă, picnometrul se cântărește

din nou, obținându-se masa ‘c’. Diferența ‘b-c’ reprezintă masa apei dislocuite.


11 / 21

Figura 8 – Aspecte din timpul detrminării densității unitare

Densitatea relativă a corpului se calculează cu formula:

𝜌𝑟 =𝑏−𝑎

𝑐−𝑎 (4)


Tabel 6

Densitatea unitară a produselor analizate

Nr.

Crt. Proba UM Densitate unitară 1 Densitate unitară 2 Media

1 Paie

kg/m3

1007.66 932.58 970.12

2 Coceni 1265.94 1421.67 1343.81

3 Rapiță 915.82 879.62 897.72

2.4. DETERMINAREA CONȚINUTULUI DE CENUȘĂ

Cenuşa sau scrumul este produsul combustiei unui material, şi este compusă din

substanţe anorganice ne-combustibile, precum sărurile minerale. Acestea rămân ca reziduri

sub formă de praf depozitat în locuri unde au ars combustibilii.

Cenuşa de plante (lemn, vreascuri, etc) are un înalt conţinut de potasiu, calciu,

magneziu şi alte minerale esenţiale pentru ele. Pot fi folosite ca fertilizanţi şi se ştie că nu

conţin metale grele sau alţi contaminanţi.

Pentru biomasă, conţinutul de cenuşă este o caracteristică de calitate foarte

importantă, deoarece această cenuşă provoacă multe probleme operaţionale în timpul

procesării şi combustiei biomasei. De exemplu, siliciul din cenuşa biomasei este principalul

contribuitor la uzarea lamelor echipamentelor de mărunţirea. Potasiul şi calciul cauzează

ancrasarea schimbătoarelor de căldură şi formarea se zgură la baza cuptoarelor de ardere.


12 / 21

Astfel, analiza cuantitativă a conţinutului de cenuşă din biomasă este critică pentru

proiectarea sistemelor de conversie şi utilizare a biomasei.

Conținutul de cenușă este un parametru important pentru biocombustibili, deoarece

această reprezintă un produs secundar al combustiei și trebuie să aibă valori cât mai mici.

În plus, compoziția chimică a cenușei contribuie la formarea zgurii și coroziunii în

echipamentele de combustie, fiind astfel important să se cunoască conținutul de cenusă

conținut de un biocombustibil.

Conținutul de cenușă a fost calculat conform standardului SR EN ISO 18122:2016 -

Biocombustibili solizi. Determinarea conţinutului de cenuşă s-a realizat prin arderea probelor

de pelete în creuzete de porțelan în cuptorul de calcinare.

Figura 9 – Aspecte din timpul determinarii continutului de cenușă


Tabel 7

Conținutul de cenușă al produselor analizate

Nr.

Crt. Proba UM Conținut cenușă 1 Conținut cenușă 2 Media

1 Paie

%

7.83 8.23 8.03

2 Coceni 15.50 12.68 14.09

3 Rapiță 6.79 7.90 7.35

2.5. DETERMINAREA CONȚINUTULUI DE MATERII VOLATILE

Conținutul de materii volatile este determinat ca pierderea în greutate, exceptând

umiditatea, când un combustibil solid este încălzit fără să ia contact cu aerul în condiții

standardizate.


13 / 21

Figura 10 – Aspecte din timpul determinării conținutul de materii volatile

Conținutul de materii volatile a fost determinat prin introducerea probelor în cuptorul

de calcinare, în conformitate cu standardul SR EN ISO 18123:2016 - Biocombustibili solizi.

Determinarea conţinutului de materii volatile.


Tabel 8

Conținutul de materii volatile al produselor analizate

Nr.

Crt. Proba UM

Conținut materii

volatile 1

Conținut materii

volatile 2 Media

1 Paie

%

76.87 76.96 76.92

2 Coceni 72.06 75.44 73.75

3 Rapiță 82.80 79.06 80.93

2.6. DETERMINAREA SUBSTANȚEI NECOMBUSTIBILE NEARSE

Substanța combustibilă nearsă reprezintă produsul ce rezultă în urma arderii probei

în bomba calorimetrică (procentul din produs care nu arde).

Figura 11 – Mostre de substanță combustibilă nearsă rezultate în urma determinărilor


14 / 21


Tabel 9

Substanța combustibilă nearsă în produse analizate

Nr.

Crt. Proba UM

Substanță

combustibilă nearsă

1

Substanță

combustibilă nearsă

2

Media

1 Paie

%

7.14 4.77 5.95

2 Coceni 13.74 14.65 14.20

3 Rapiță 4.17 3.68 3.92

2.7. DETERMINAREA CONȚINUTULUI DE UMIDITATE

Densitatea scăzută a biomasei o face dificil de adunat şi transportat către o unitate

de procesare. Majoritatea resurselor de biomasă au o umiditate ridicată la recoltare, lucru

ce face procesarea la faţa locului dificilă. Unul din motivele pentru care biomasa este

peletizată este pentru a reduce umiditatea şi a creşte densitatea în vrac.

Calcularea umidităţii din pelete se face prin plasarea unei mostre de pelete într-un

cuptor cu convecţie. Temperatura este în mod normal setată la 105 oC până când greutate

finală a materialului se stabilizează. Conţinutul de umiditate (CU), la o fracţie umedă, este

apoi calculată utilizând ecuaţia următoare.

𝐶𝑈 (𝑢𝑚𝑒𝑑ă)% = 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑢𝑚𝑒𝑑ă−𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑢𝑠𝑐𝑎𝑡ă

𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑢𝑚𝑒𝑑ă∗ 100 (5)

Umiditatea a fost determinată prin uscare la etuvă, în conformitate cu standardul

SR EN ISO 18134-1:2016 - Biocombustibili solizi. Determinarea conţinutului de umiditate.

Metoda prin uscare în etuvă. Partea 1: Umiditate totală. Metodă de referinţă.

Figura 12 – Aspecte din timpul determinării umidității peletelor



15 / 21

Tabel 10

Conținutul de umiditate al produselor analizate

Nr.

Crt. Proba UM

Conținutul de

umiditate 1

Conținutul de

umiditate 2 Media

1 Paie

%

7.21 7.29 7.25

2 Coceni 11.62 11.20 11.41

3 Rapiță 11.14 12.15 11.65

2.8. ANALIZA ELEMENTALĂ A PELETELOR

Asupra peletelor produse în acest moment de agentul economic, a fost realizată și o

analiză privind compoziția de elemente majore. Elementele majore conținute de

biocombustibilii zolizi sunt de fapt mai mult elemente majore ale cenușei decât ale

biocombustibililor în sine. Determinarea acestor elemente poate fi utilizată pentru a evalua

comportamentul cenușei în procesul de conversie termică sau pentru a utiliza pretabilitatea

utilizării cenușei ca fertilizant sau în alte scopuri. Mai mult, contaminarea biocombustibililor

sau utilizarea unor aditivi de proces sunt indicate prin existența unor mari cantități din

anumite elemente. De asemenea, contaminarea biocombustibililor cu nisip sau cu sol este

indicată prin niveluri ridicate ale anumitor elemente.

Conținutul de Carbon – Hidrogen - Azot

Determinarea corectă a carbonului, hidrogenului și azotului este importantă pentru

controlul calității peletelor și poate fi utilizată ca parametru de intrare pentru calculele

aplicate pentru combustia biocombustibililor solizi. Importanța ecologică a conținutului de

azot este legată de emisiile de NOx. Conținutul dehidrogen este important pentru calcularea

puterii calorifice nete. Conținutul de carbon este necesar pentru a se putea determina

emisiile de CO2.

Conținutul de carbon – hidrogen – azot a fost determinat prin metoda Kjeldahl,

conform standardului SR EN ISO 16948:2015 Biocombustibili solizi. Determinarea

conţinutului total de carbon, hidrogen şi azot.


Tabel 11

Conținutul de carbon – hidrogen – oxigen al peletelor analizate

Nr.

Crt. Proba UM

Conținutul de

carbon

Conținutul de

hidrogen

Conținutul de

azot

1 Paie

%

45.39 5.94 0.58

2 Coceni 40.90 4.82 0.73

3 Rapiță 46.33 5.56 0.90


16 / 21

Conținutul de Fosfor – Potasiu – Siliciu - Cloruri

Conținutul de fosfor – potasiu – siliciu - cloruri al peletelor analizate a fost determinat

conform metodei descrise în standardul SR EN ISO 16967:2015 - Biocombustibili solizi.

Determinarea elementelor majore - Al, Ca, Fe, Mg, P, K, Si, Na şi Ti.


Tabel 12

Conținutul de fosfor – potasiu – siliciu - cloruri al peletelor analizate

Nr.

Crt. Proba UM

Conținutul de

fosfor

Conținutul de

potasiu

Conținutul de

siliciu

Conținutul de

cloruri

1 Paie

%

0.080 1.208 3.014 0.025

2 Coceni 0.055 0.646 4.77 0.124

3 Rapiță 0.171 1.846 0.23 0.051

2.9. ANALIZA VIZUALĂ A PELETELOR

Din analiza vizuală a peletelor s-a observat că peletele din paie de grâu și cele din

rapiță (fig. 13 a,c) au prezentat următoarele probleme:

- au aspect neregulat;

- lungime mică

- prezintă multe crăpături la suprafață;

- au duritate mică;

- sunt sfărâmicioase.

Tabel 2 – Lungimea peletelor obținute

Proba Paie de grâu Tulpini de rapiță Coceni porumb

Lungimea [mm]

1. 14 11 22

2. 12 15 28

3. 15 16 41

4. 16 18 26

5. 18 21 48

6. 21 22 21

7. 14 22 23

8. 13 10 38

9. 14 11 34


17 / 21

10. 14 8 36

11. 15 22 29

12. 18 14 35

13. 18 12 32

14. 16 11 19

15. 14 16 32

16. 18 18 34

17. 21 17 35

18. 22 17 29

19. 14 18 40

20. 22 21 35

21. 10 19 38

22. 20 11 34

23. 22 8 46

24. 14 10 34

25. 13 18 38

26. 9 18 29

27. 11 16 32

28. 14 12 37

29. 16 14 32

30. 17 17 35

Peletele din coceni (fig. 13 b) au avut cea mai mare lungime și cel mai bun aspect

exterior, cu mai puține crăpături și cu o suprafață exterioară mai lucioasă.

Aceste aspecte conduc la durate de depozitare mai mici, la formarea de praf din

cauza dezintegrării peletelor în timpul manipulării, la densități unitare și în vrac mai mici și

per total la o calitate mai mică a peletelor.


18 / 21

Figura 13 – Vedere detaliată a peletelor – a: pelete din paie de grâu; b: pelete din coceni

de porumb; c: pelete din rapiță


19 / 21

3. CONCLUZII ÎN URMA ANALIZEI

În urma realizării analizei asupra compoziției și a peletelor rezultate din procesul de

peletizare, au fost identificate o serie de probleme și aspecte de îmbunătățit prezentate de

peletele produse în acest moment de SC NESS PROIECT EUROPE SRL, și anume:

Aspecte de îmbunătățit

Domeniu de

utilizare

Tip

biomasă Parametri tehnologici Parametri fizico-chimici

biocombustibili

rapiță

Proces tehnologic:

- creșterea uniformității a

peletizării;

- creșterea vitezei de

peletizare;

- scăderea cantității de praf

tehnologic.

Proces de ardere:

- diminuarea zgurei;

- diminuarea emisiilor

- îmbunătățirea aspectului;

- creșterea durabilității;

- creșterea densității în vrac;

- creșterea puterii calorifice;

- scăderea conținutului de

cenușă;

- prevenirea / diminuarea

formării zgurei;

- minimizarea emisiilor, a

prafului tehnologic, a

prafului în timpul arderii.

paie de

grâu

- îmbunătățirea aspectului;

- creșterea durabilității;

- creșterea densității în vrac.

coceni

- creșterea puterii calorifice;

- scăderea conținutului de

cenușă.

Calitatea și durabilitatea biocombustibililor solizi de tipul peletelor sunt foarte

conectate la forțele fizice care leagă particulele de biomasă una de alta. De exemplu,

efectele constituenților materialului de presat, dimensiunea și distribuția particulelor,

conținutul de umiditate al materialului utilizat, etc. asupra rezistenței și durabilității în timp a

peletelor reprezintă aspecte foarte importante ce trebuie luate în calcul.

În afară de aceste variabile, adăugarea unui aditiv cu rol de liant pentru particule de

biomasă ar putea avea un efect pozitiv asupra rezistenței peletelor. Amidonul, proteinele,

fibrele, grăsimea/uleiul, lignosulfonatul, bentonita, celuloza modificată, etc. au fost testate

de-a lungul timpului ca lianți posibili pentru a influența în mod pozitiv durabilitatea produselor

densificate [3].

În producția peletelor din biomasă, se pot utiliza lianți pentru a se asigura formarea

de legături puternice între particule în prezența căldurii și a umidității. O gamă numeroasă

de lianți organici și anorganici poate fi folosită în procesul de densificare a peletelor. Selecția

lianților trebuie să ia în considerare costurile și impactul asupra mediului.


20 / 21

De exemplu, pentru biocombustibili de tipul peletelor, reziduurile forestiere (coajă și

conuri), lignosulfonatul (un produs secundar din industria hârtiei), amidonul sau parafina pot

reprezenta candidați potriviți pentru satisfacerea acestor necesități.

Având în vedere ca agentul economic nu dispune de o bază puternică de cercetare

(capacități moderne de proiectare, analiză și testare), amestecurile actuale de biomasă

pentru peletizare deși asigură pelete de o calitate bună, acesta (S.C. NESS PROIECT

EUROPE SRL) dorește îmbunătățirea compoziției peletelor în vederea creșterii calității,

scăderii costurilor de producție (a energiei consumate), creșterea puterii calorifice, etc., prin

identificarea unor soluții de utilizare a unor reziduuri din agricultură, respectiv a unor produse

secundare/reziduale din industria prelucrătoare, care nu mai sunt adecvate pentru utilizare

în procesul de producție inițial, dar pot fi incluse (reutilizate) în amestecuri de biomasă pentru

a fi transformate in biocombustibili.

Peletelelor utilizate ca utilizate ca biocombustibil li se pot aduce îmbunătățiri ale

calităților nutritive și la nivel de aspect și durabilitate, prin introducerea în producție a noi

tipuri de materiale, prin combinații între diverse materiale și prin introducerea în compoziția

peletelor a unor a unor elemente care sa ajute la legarea și menținerii coeziunii dintre

particulele de material.

Dat fiind faptul că agentul economic produce pelete din resturi din producția agricolă

(paie de grâu, coceni, resturi de rapiță, etc.) și luând în considerare atât informațiile furnizate

de studiul realizat în cadrul proiectului privind tehnologiile și amestecurile utilizate pentru

peletizarea biomasei, cât și informațiile date de analizele realizate asupra peletelor, s-a

propus pentru început introducerea de aditivi în rețetele actuale de peletizare ale agentului

economic și testarea producerii peletelor din noi materiale.

Pentru îmbunătățirea calității peletelor utilizate ca biocombustibil, a fost propusă

testarea următoarelor tipuri de pelete:

- - paie de grâu 95% + parafină 5%;

- paie de grâu 93,5 %+ parafină 1,5% + amidon de porumb 5%;

- paie de grâu 50% + tulpini de rapiță 50%;

- paie de grâu 55% + tulpini de rapiță 30% + coceni 10% + dolomită 5%;

- paie de grâu 55% + tulpini de rapiță 30% + ciocălăi 10% + dolomită 5%.


21 / 21

4. BIBLIOGRAFIE

[1] Analiza principalelor resurse şi posibilităţi existente pentru producerea pe termen scurt

şi mediu de energie, realizată în cadrul proiectului „Resurse regenerabile de energie -

o soluţie pentru dezvoltarea durabilă a două regiuni Europene”, elaborată de RenERg

EuReg;

[2] Balázsi A., Biomasa ca sursă de energie regenarabilă, analiza technologilor de

obţinere a energiei din aceasta, 2013;

[3] Ghid pentru furnizorii de bio-combustibil, Proiect de energie şi biomasă în Moldova,

2012;

[4] Ion V. I., Ion D. I., Consideraţii teoretice energie, Universitatea „Dunarea de Jos” din

Galaţi, nr. 7/2006;

[5] Popa V. I. - Biomasa ca Sursa de Energie şi Produse Chimice, Universitatea Tehnica

“Gheorghe Asachi” Iasi;

[6] SR EN ISO 18122:2016 - Biocombustibili solizi. Determinarea conţinutului de cenuşă;

[7] SR EN ISO 18123:2016 - Biocombustibili solizi. Determinarea conţinutului de materii

volatile;

[8] SR EN 14918:2010 - Biocombustibili solizi. Determinarea puterii calorifice;

[9] SR EN ISO 17828:2016 - Biocombustibili solizi. Determinarea densităţii în vrac;

[10] SR EN ISO 16967:2015 - Biocombustibili solizi. Determinarea elementelor majore - Al,

Ca, Fe, Mg, P, K, Si, Na şi Ti;

[11] SR EN ISO 18134-1:2016 - Biocombustibili solizi. Determinarea conţinutului de

umiditate. Metoda prin uscare în etuvă. Partea 1: Umiditate totală. Metodă de referinţă;

[12] SR EN ISO 18134-1:2016 - Biocombustibili solizi. Determinarea conţinutului de

umiditate. Metoda prin uscare în etuvă. Partea 3: Umiditatea eşantionului pentru

analiză generală;

[13] SR EN 14780:2011 - Biocombustibili solizi. Preparare eşantioane;

[14] SR EN ISO 16948:2015 - Biocombustibili solizi. Determinarea conţinutului total de

carbon, hidrogen şi azot;

[15] Tumuluru J.K., Wright C. T., Kenny K. L, Hess R.J., A Review on Biomass

Densification Technologies for Energy Application, 2010;

[16] http://www.amemm.ro/index.php?option=com_k2&view=item&layout=item&id=46&Ite

mid=5&lang=ro;

[17] http://www.eosoldesign.ro/biomasa.html

http://www.amemm.ro/index.php?option=com_k2&view=item&layout=item&id=46&Itemid=5&lang=ro

http://www.amemm.ro/index.php?option=com_k2&view=item&layout=item&id=46&Itemid=5&lang=ro

mergedfile - ccdsb.pub.ro

Documents