Ugrás a tartalomhoz

Mezőgazdasági (növénytermesztés, állattartás, erdészeti) hulladékok kezelése és hasznosítása

Dr. Czupy Imre, Vágvölgyi Andrea (2011)

6. fejezet - Energetikai tömörítvények

6. fejezet - Energetikai tömörítvények

A biomasszát eredeti- vagy homogenizálást (aprítás) követő állapotban lehet tömöríteni. A tömörítésnek fő célja a térfogati sűrűség növelése, ami kedvezően változtatja meg

  • a térfogati sűrűséget, és ezzel a tárolási helyigényt;

  • a rakodás feltételeit;

  • a nagyobb térfogati sűrűség révén a fajlagos energiasűrűséget (GJ/m3);

  • esetenként a nedvességtartalmat.

A tömörítés történhet:

  • Bálázással (hengerbála, kis- és nagybála);

  • Brikettálással;

    • Dugattyús préssel (egyirányú, kétirányú, háromirányú prés);

    • Csigás préssel (nyomócsigás, örlőcsigás);

  • Pelletálással (Marosvölgyi, 2002).

A tüzelési célú biomassza tömörítését nagyobb távolságban történő, illetve automatizált és komfortosabb felhasználása indokolja. Bálázással a mezőgazdasági gyakorlatból ismert 15-20 kg-os kis illetve 200-1000 kg-os nagybála állítható elő.

Bálázással a vékony szálú, kis hajlítószilárdságú anyagok tömöríthetők viszonylag csekély energiaráfordítással. A bálázás eredeti célja a biomassza kezelésének, szállításának, tárolásának megkönnyítése, de lehetővé teszi azt is, hogy az energiahordozókat (szalmafélék, energiafű) speciális tüzelőberendezésekben (bálatüzelők) égessék el (Bai, 2002).

A fabrikett

A brikett egy nagyon korszerű, környezetbarát tüzelőanyag, mert használatkor a környezetvédelem érdekei, a természetes anyagok iránt érzett vonzódás és a kényelmi szempontok egyidejűleg érvényesíthetők.

Természetes alapanyagokból (faporok, faforgács, faapríték) készül. - kötőanyagot (ragasztó) nem tartalmaz, ezért kémiai összetétele a természetes fáéval azonos. - nedvességtartalma kicsi (8-14% körüli), ezért könnyebben és jobb hatásfokkal ég, mint a hagyományos tüzifa. - fűtőértéke nagy, kb. 18-18,5 MJ/kg, tehát közel megegyezik a barnaszénével. - hamutartalma kicsi (0.8-7,5 %), hamuja környezetbarát, a szénsalakkal szemben természetes növényi tápanyag, ezért kiskertekben műtrágya helyettesítésére kiszórható. - a fában kén gyakorlatilag nincs, ezért füstje a környezetre káros kéndioxidot nem tartalmaz. Nagy az energiasűrűsége (22-24 MJ/dm3).

Ahhoz, hogy a környezetbarát tüzelőanyag, a fabrikett előbb felsorolt előnyei maradéktalanul érvényesülhessenek, megfelelő tüzelőberendezésben kell elégetni, de kellő figyelem mellett jó tulajdonságai a hagyományos tüzelőberendezésekben is megmutatkoznak.

A biobrikett elállítása történhet:

  • Dugattyús préssel (egyirányú, kétirányú, háromirányú prés) (6.1. ábra);

  • Csigás préssel (nyomócsigás, örlőcsigás).

A présgépekre jellemző, hogy a tömörítés legalább két lépésben történik.

Az első szakaszban az alapanyagot őrléssel vagy anélkül, eltömörítéssel a préscsatornába nyomjuk, a préscsatornában tengelyirányú-, és a préscsatorna kúposságának függvényében keresztirányú tömörítés megy végbe. A préscsatornában relexációs folyamatok is végbemennek. A brikettálás egyik fontos jellemzője az energiaigény. A brikettálásba vitt energia az alapanyag deformálására esetleg utánaprítására és az eltömörítésre, a préscsatornában a keresztirányú tömörítésre, a tömörítvény préscsatornából történő kitolására használódik fel. A felhasznált energia mennyisége nagymértékben függ az elállított tömörítvény térfogati sűrűségétől. A tömörítést megfelelő gépek felhasználásával és kötőanyag felhasználása nélkül végzik. A brikettálandó alapanyagot mechanikai úton apró részekre bontják, (vagy már kis frakciókból áll). A présgépben fellépő 800–1600 bar nyomás, a préselés közben képződő vagy bevitt hő és a túlnyomásos vízgőz hatására megfelelő hatásidő alatt a farészecskék kapcsolatba kerülnek egymással, miközben az alapanyag térfogata jelentősen csökken (tömörítési viszonyszám 1:4...1:12). A térfogati sűrűség jelentősen nő, meghaladja a természetes fa térfogatsűrűségét (sűrűség=1,00...1,4 g/cm3) az alapanyag a kívánt idomú briketté alakul (Marosvölgyi, 2002).

6.1. ábra - Brikettáló gép (Marosvölgyi, 2002)

Brikettáló gép (Marosvölgyi, 2002)


6.2. ábra - A brikettgyártásnál fellépő erők (Marosvölgyi)

A brikettgyártásnál fellépő erők (Marosvölgyi)


6.3. ábra - A brikettgyártás folyamatábrája

A brikettgyártás folyamatábrája