Технічні характеристики
загальні – характерні усім видам палива (відносять теплоту згоряння, зольність, вологість, вміст сірки)
специфічні (лише окремим видам)
Зольність показує вміст мінеральних домішок. Найбільше – у твердому паливі.
При спалюванні палива мінеральні домішки перетворюються на золу.
Утворена зола представ. суміш мінералів, що мають різну темп. плавлення.
Наймен. частинки золи виносяться разом із прод.горіння, утворюючи летючу золу.
Оскільки золові частинки – це суміш мінералів з різними темп. плавлення ,то по мірі нагрівання вихідного зразка відбувається поступове розм'якшення золових частинок, навіть до розплавленого стану.
На рис. зображено стан золи при високотемпературному нагріванні.
t А – початок деформації золи пірамідки (t А = 1000-1200˚С)
tВ – початок пом'якшення золи, коли вона переходить в стан структурованої рідини (t В = 1200-1280 ˚С)
tС – рідко плавлений стан, що характеризується повільним розтіканням спресованої маси золи на площині (tС = 1280 -1450 ˚С)
Температурні характеристики плавкості золи приведені в таблиці і важливі для врахування роботи печей і котлів.
Частинки золи можуть шлакувати екранні труби, якщо темп газів буде менше за t А.
Вологовміст
Знижує теплоту згоряння палива.
Волога поділяється на вн. і зовн. Зовн. утримується за рахунок змочування.
Наявність вологи призводить до збільшення витрат палива, що в свою чергу призводить до потрапляння вологи в котел.
Підвищення вологості тв. палива утруднює просування його,за рахунок зниження сипучості.
Вміст сірки
Сірка має невисоку теплоту згоряння, а продукти її згоряння мають негативний вплив на середовище і на котельні установки.
Тема: Перв і втор біоенерг. Сировина
Класифікація енергетичної біосировини
Енергетична біосировина поділ. на:
первинну (солома, стебла, торф, відходи дерев)
Вторинну (гній, гноївка)
В Україні вільні ресурси перв. та втор. біосировини складають 9,33 млн. у.п.
Біосировина, як первинна енерг. Сировина використовується у незмінній формі для прямого спалювання або ж попередньо піддають хімічній та біохімічній переробці.
Лісові та с/г культури є як первинна сировина так і вторинна( залишки рослин, відходи виробництва)
Енергетичні рослини
Дерева, як енергетична сировина охоплюють:
Відходи деревини лісового виробництва та деревообробної промисловості
Обрізки гілок і крон дерева, що швидко ростуть та з багаторічних дерев, які вирощуються у так званих енергетичних лісах SRC або SRF.
Сорти тополі. Вирощують для одержання біомаси в енерг. лісах Європи, являють собою поєднання панамериканської та чорної Європейської тополі. Садженці висаджують 16 шт. на га, якщо план вирубки через 4 роки.
У перший рік необхідно поливати і застосовувати азотні добрива. Приріст сухої маси – до 4-6 років – 5-6 тонн, до 9 років – 12-20 тонн. Планують вирубку в березні, коли вологість мінімальна – 45-50 %. Дерева сягають висоти 18-20 м. Теплота при спалюванні 20 МДж/кг. Тобто в середньоому 260 ГДж з га на рік. Враховуючи зміну вологовмісту, то в середньому – 9 МДж/кг.
Приймаючи середній врожай 25 т і вологи 50% і частку витрат 10 ГДж на га на рік, витрати на висушування 13 ГДж на га на рік, можна обрах., що в-во енергії складає близько 220 ГДж на га на рік, чиста енергія 145 ГДж.
Верба. Потребує грунти з рН=6,5-5,5 і опади 600 мм. Суттєве значення має вміст гумусу і рівень грунтових вод (1-1,5м). Добре переносить низькі температури, але боїться заморозків. Плантації, що закладаються біля лісу наражаються на небезпеку хвороб і шкідників.
Ввваж. росл. Придатні для очищення грунтів. коренева система проникає на глибину декілька метрів. Підготовка поля полягає у глибокій оранці землі для забезпечення умов розвитку глибокої кореневої системи (восени).
Перепосівка підгот. повинна дозволити посадити саджанець на глибину 20 см. Верба добре переносить високу вологість. Відстань між деревами 70-85 см. Щільність залежить від передбаченого урожаю. Перед посадкою зберігати при температурі (-4) – (-5) 0С. Рекомендується 48 годин замочення черенків у воді. В перші роки використовують гербіциди. На 2-3 рік збагачують азотними добривами. Після 1-го року рекомендується скосити рослини. Збирають вербу спец. машинами в період з листопала по квітень. Вологість при цьому 50%. Час вирощування 20-25 років. Врожайність 10 тонн сухої маси на га.
Якщо прийняти середній врожай 20 тонн маси при вологості 75%., частка виробничих витрат 15 ГДж, витрати суш. 12 ГДж то Е буде складати 160 ГДж, а при спалювання у печах з ККД=75% можна отримати 120 ГДж Е, енергетична цінність 15,4%.
Міскант великий. Невибагливі до грунту і вологи. Має вигляд міцної швидко ростучої трави. Сорт, що використ у Данії має великий урожай, швидкий ріст, стійкість до низької температури. В-во пальмової олії скл. 20% від в-ва усіх олій.
Міскантус є С4 рослиною. Має додатковий шлях метаболізму. Цикл Кальвіна і цикл Хетчена-Слета. Фотосинтез по С4 шляху проходить у квіткових рослин.
Для в-ва 1кг сухої маси міс канту необхідно небагато води. Хар-ся міцною добре розвиненою кореневою си-мою. Біомаса хар-ся великою конц. целюлози та лігніну. Можна використовувати для рекультивування земель. Міскант не плодоносить.
Висадж. відб. У ранньовесняний період 2-4 садж на 1м2.
Щоб отримати масу з найменшою вологістю урожай збирають з лютого по березень (15-20%). 12-18ГДж на га на рік – Е. Служить твердим паливом для печей. З міс канту отр. 120 ГДж на га на рік Е. З міс канту можна виробити біоетанол, біометанол.
Топінамбур.(земляна груша). Середній вихід спирту – 8-9л, що рівноцінно виходу з картоплі. Але собівартість спирту є набагато нижчою. Для в-ва біоетанолу придатна як бульба так і наземна частина. 30т бульби 40т стебл – вихід 4,5т спирту з га. Для ферментації інуліну необхідно особливий штам дріжджів. Або інулін попередньо гідролізують до фруктази.
Мальва пенсільванська. Вирощується до 20 років. Багато вирощують на не придатних грунтах. Врожай 12 тонн на га.
Румекс – багаторічна (5-6р) рослина. За рахунок нагромадження у кореневій си-мі поживними речовинами підростає швидше ніж інші рослини. Можна використовувати як вітамін корм худобі. Це холодостійка к-ра, вимоглива до світла і вологи.
Ріпак. Однорічна олійна культура. Є озимий і ярий. Містить 40-52% олії. Макуху згодовують худобі.