Energetický obsah drevnej štiepky - prehľad a pokyny na stanovenie - PDF zadarmo

Energetický obsah drevnej štiepky - prehľad a pokyny na stanovenie - P. Verscheure Správa práce a lesné hospodárstvo Správa z testu 1998/14

štiepky

ISSN 1430-3396 Vydavateľ a referenčná adresa: Lesnícky výskumný a výskumný ústav Bádensko-Württembersko Ústav práce a lesného hospodárstva Postfach 708, 79007 Freiburg i. Br. Wonnhaldestraße 4, 79100 Freiburg i. Br. Telefón: (0761) 4018-238 Fax: (0761) 4018-333 e-mail: [email protected] Všetky práva vyhradené. Opakovaná tlač, čiastočne a fotomechanická reprodukcia iba so súhlasom vydavateľa

Prílohy OBSAH 1 Úvod. 1 2 Výhrevnosť a výhrevnosť. 1 3 Obsah vody a vlhkosť. 2 4 Jednotky energie. 2 5 Referenčné hodnoty. 2 6 Ovplyvňujúce faktory. 3 6.1 Energetický obsah na kilogram dreva (kwh/kg). 3 6.1.1 Účinky rôznych druhov dreva. 3 6.1.2 Vplyv rozdielneho obsahu vlhkosti/vody. 5 6.2 Energetický obsah drevnej štiepky na kubický meter (kwh/sm 3). 5 6.2.1 Účinky rôznych hustôt dreva. 5 6.2.2 Vplyv rozdielneho obsahu vlhkosti/vody. 6 6.2.3 Vplyv rôznych faktorov balenia. 6 6.2.3.1 Porovnávacie štúdie faktora balenia a energetického obsahu. 6 7 Stanovenie obsahu vody. 7 7.1 Metóda sušiacej skrinky. 7 7.2 Metóda rúry na pečenie. 8 7.3 Používanie prístroja na meranie vlhkosti. 8 8 Stanovenie hmotnosti drevnej štiepky. 9 8.1 Podľa kontajnera. 9 8.2 Vedrá pri vedre. 9 9 Stanovenie energetického obsahu. 10 9.1 Energetický obsah na kilogram drevnej štiepky. 10 9.1.1 Matematické. 10 9.1.2 V tabuľkovej forme. 10 9.1.3 Informácie o merači tepla. 10 9.2 Energetický obsah drevnej štiepky na meter kubický. 11 9.2.1 Matematické. 11 9.2.2 V tabuľkovej forme. 11 9.2.3 Informácie o merači tepla. 12 10 Literatúra. 12

Abstrakt Nehomogénne zloženie drevnej štiepky často spôsobuje ťažkosti pri určovaní výhrevnosti. Výhrevnosť tohto paliva závisí od rôznych faktorov. Pre lepšie pochopenie postupu stanovenia energetického obsahu je uvedený význam jednotlivých faktorov pre výhrevnosť. Ďalej sú predstavené rôzne metódy stanovenia výhrevnosti. Kľúčové slová: výhrevnosť, energetický obsah, obsah vody, vlhkosť Abstrakt Z dôvodu nehomogénneho zloženia štiepaného dreva je stanovenie tepelnej hodnoty často problematické. Tepelná hodnota tohto paliva závisí od niekoľkých premenných. Aby sme lepšie pochopili, ako pokračuje energetické stanovenie, je poukázané na vplyv týchto premenných na energetický obsah. Na záver sú uvedené rôzne metódy stanovenia energetického obsahu. kľúčové slová: tepelná hodnota, energetický obsah, obsah vlhkosti, obsah vody

2 Obsah vody a vlhkosť 3 Obsah vody a vlhkosť Na označenie obsahu vody v dreve možno použiť dva parametre (BUNDESAMT FÜR KONJUNKTURFRAGEN 1995): Obsah vody (x; w): množstvo vody obsiahnuté v palive, vyjadrené ako percentuálny podiel hmotnosti, na základe vlhké drevo. Vlhkosť dreva (u): percento vody obsiahnutej v palive, vyjadrené ako percento hmotnosti, založené na suchej hmotnosti dreva. Obsah vody a vlhkosti je možné previesť na seba pomocou nasledujúcich vzorcov: Obsah vody x [%] = u100 [%] u + 100 [%] x 100 [%] Vlhkosť u [%] = 100 x [%] 4 Energetické jednotky Ako jednotka merania pre Množstvo tepla, ktoré sa dnes používa, je joule (J) a nahradilo predtým bežnú kalóriu (kal). Ďalšou jednotkou merania bežne používanou v praxi energetického dreva je kilowatthodina (kwh). Faktor prefixu Kilo (k) 10 3 Mega (M) 10 6 Giga (G) 10 9 Peta (P) 10 1 Tabuľka 1: Multiplikačné faktory (JONAS & GÖRTLER 1997) 1 kwh = 3 600 kj 1 kcal = 4,19 kj 1 MJ = 239 kcal 1 GJ = 0,278 MWh Tabuľka 2: Prepočítavacie jednotky (JONAS & GÖRTLER 1997) 5 Referenčné hodnoty Energetický obsah dreva súvisí buď s hmotnosťou dreva, alebo s objemom dreva.

Ovplyvňujúce faktory 3 Hmotnosť: Objem: je zvyčajne Vyjadrené v kilogramoch (kg), ale môžu byť uvedené aj v tonách (t). V praxi sa to týka hmotnosti vlhkého dreva. Ak sa hmotnosť týka suchej látky, pridá sa prídavok atro (absolútne suchý). Zvyčajným meradlom objemu drevnej štiepky je objemový meter kubický (Sm 3). Zobrazuje množstvo naliateho dreva, ktoré vrátane vzduchových medzier vyplní celkový objem jedného metra kubického. 6 Ovplyvňujúce faktory Energetický obsah 1 kg dreva závisí od dvoch ovplyvňujúcich faktorov: Druh dreva Obsah vody (vlhkosť dreva) Na energetický obsah dreva 1 Sm 3 majú vplyv tri faktory: Hustota dreva Obsah vody (vlhkosť dreva) Faktor balenia 6.1 Energetický obsah na kilogram dreva (kWh/kg) 6.1.1 Účinky rôznych druhov dreva Elementárne zloženie dreva sa medzi jednotlivými stromami líši len mierne (pozri tabuľku 3). Pokiaľ ide o suchú hmotnosť, neexistujú žiadne veľké rozdiely medzi výhrevnosťou (kWh/kg) ihličnatého a tvrdého dreva. Mierne vyššia výhrevnosť (kWh/kg) mäkkých drevín (asi 7%) je spôsobená ich ďalším podielom živíc a lignínu, ktorý je energetickejší.

4 Ovplyvňujúce faktory Druhy dreva Uhlík Vodík Kyslík Dusík Síra FlA Hu wf [%] waf [kWh/kg] Mäkké drevo 50,8 6,2 43,0 približne 1 25 mm), čím je faktor balenia nižší (HOLZENERGIE BULLETIN 1997). Skladovanie alebo spôsob nakladania: v závislosti od spôsobu nakladania/nakladania sila/kontajnera (vyfukovanie, sypanie alebo zhutňovanie lopatou kolesového nakladača) môže byť sypký materiál stlačený inak. 6.2.3.1 Porovnávacie štúdie faktoru balenia a energetického obsahu Objemy buničiny skúmané v súvislosti s projektmi Rozhrania I a Rozhrania II vykazujú výrazne nižšie suché hmotnosti, ako sú uvedené v bežných tabuľkách výhrevnosti (pozri tabuľku 8). V rozhraniach I je energetický obsah na kubický meter drevnej štiepky znížený o 13% pre tvrdé drevo a 23% pre mäkké drevo (VEREINIGUNG FÜR HOLZENERGIE 1997). Dospelo sa k záveru, že faktor balenia musí byť oveľa nižší, ako sa pôvodne predpokladalo, a že energetický obsah na meter kubický drevnej štiepky bol teda nadhodnotený. Podobná štúdia o energetickom obsahu a suchej hmotnosti drevnej štiepky ako súčasť diplomovej práce potvrdzuje porovnateľne nižší energetický obsah

Stanovenie hmotnosti drevnej štiepky 9 Výhodou tohto meracieho zariadenia je rýchle stanovenie obsahu vody vo väčšom, nehomogénnom množstve drevnej štiepky. Ďalšie informácie: Pandis GmbH, A-8041 Graz. 8 Stanovenie hmotnosti drevnej štiepky 8.1 Podľa nádoby Na váhe vozidla by sa mali odvážiť najmenej tri plné nádoby zo sortimentu drevnej štiepky. Dbajte na to, aby boli výšky naplnenia nádob čo najrovnomernejšie! Odvážte prázdny kontajner a vypočítajte priemernú čistú hmotnosť na kontajner. Hmotnosť drevnej štiepky [kg/sm 3] = čistá hmotnosť [kg] objem [m³] kontajnera Suchá hmotnosť [kg atro/Sm 3] = čerstvá hmotnosť [kg/Sm³] 100 x [%] 100 8.2 Váženie najmenej tromi plnými vedrami (10 - 20 l) škály drevnej štiepky vedrami. Pretrepávanie a lisovanie materiálu (zhutnenie materiálu by malo byť zhruba rovnaké ako zhutnenie v nádobách). Váženie prázdneho vedra a výpočet hmotnosti stredná čistá hmotnosť na vedro Hmotnosť drevnej štiepky [kg/sm 3] = čistá hmotnosť [kg] objem [l] vedra 1 000 Suchá hmotnosť [kg atro/Sm 3 100 x [%]] = čerstvá hmotnosť [kg/Sm³] 100

Literatúra 13 ÖNORM M 7132 (1986): Österreichisches Normungsinstitut. Viedeň WALDWIRTSCHAFT VERBAND SCHWEIZ: Pracovné listy pre energetické štiepky z lesa. Solothurn, Švajčiarsko

Rastliny Typ dreva Tabuľka výhrevnosti NH (Waldwirtschaft Verband Schweiz) Tabuľka výhrevnosti (Spolkový úrad pre hospodárske záležitosti, 1990) Referenčné hodnoty * (Švajčiarske združenie pre energiu z dreva) Vlhkosť štiepky Hmotnosť Energetický obsah hmotnosti štiepky Energetický obsah Energetický obsah F rel [%] F atro [%] [kg/sm³] [kwh/kg] [kwh/sm³] 0 0 170 170 [kg/sm³] [kwh/kg] [kwh/sm³] [kwh/sm³] 15 17,6 200 4,38 877 200 4,49 900 20 25 600-700 25 33, 3 277 3,79 860 30 42,9 240 3,58 870 33,3 50 550-650 35 53,8 262 3,2 837 42,9 75 500-600 45 81,8 309 2,6 802 310 2, 65 820 50 100 450 - 500 LH 0 0 240 240 15 17,6 282 4,15 1 170 290 4,10 1160 20 25 950 - 1 050 25 33,3 320 3,58 1 146 30 42,9 340 3,28 1 120 33,3 50 900 - 1 000 35 53,8 369 3,01 1 111 42,9 75 850 - 950 45 81,8 436 2,44 1 066 430 2,43 1 060 50 100 800 - 900 Tabuľka 9: Tabuľkové hodnoty energetického obsahu a Závažia na drevnú štiepku; * je založené na štúdiách o rozhraniach II a je aktuálnou verziou vo Švajčiarsku