A pelletálás technológiai fejlesztését és alapanyagbázisának bővítését célzó kutatások és azok fontosabb eredményei Papp Viktória PhD.stud. Prof.Dr.Marosvölgyi Béla Deák Levente Nyugat-Magyarországi Egyetem Kooperációs Kutató Központ Nonprofit Kft. 2011. május 24.
Bevezetés -Hazánkban az Európai Uniós elvárások miatt 2020-ra meg kell dupláznunk a megújulók arányát -Magyarország lehetőségei a biomassza tüzelésben rejlenek -Erdészeti, faipari, mezőgazdasági melléktermékek -Az alapanyagok kis térfogati sűrűsége miatt szükség van az energetikai tömörítvényekre -Lényeges kérdés a pelletgyártás energiahatékonysága
A kutatások célkitűzései: Új anyagok bevonása a pelletálásba: -triticale, papír, korom Mezőgazdasági melléktermékek pelletálásának hatása a főtermék gazdaságosságára, energiamérlegére: -repeszár pelletálása, energetikai vizsgálata A pelletálás energetikai elemzése: - energia hatékonyság meghatározása
A vizsgálati módszer A kutatások célkitűzései: - Laboratóriumi pelletálóval pelletek előállítása - Az alapanyagok és a kísérleti pelletek anyagának vizsgálata (víz, hamu, fűtőérték) - Kísérleti pelletek előállítása üzemi technológiában - Pellettüzeléshez etalon tüzelőberendezés pótlólagos műszerezése - Füstgáz-mérések - Hatásfok kisberendezésnél - Teljes technológiában energiabevitel mérése - Következtetések, javaslatok.
A fapellet energetikai jellemzői A Pellet Product Kft-nél előállított fenyő alapú pellet Anyag vizsgálata W (%) FÉ (MJ/kg) AS (%) alapanyag 10,9 18,25 0,3 pellet 9,0 19,38 0,3 W= víztartalom, FÉ= fűtőérték (MJ/kg), AS= hamutartalom (%) Kaloriméter Analítikai mérleg
Hamutartalom vizsgálatok Vizsgálat menete: - Nedvességtartalom mérése, anyag szárítása - Száraz anyag bemérése analítikai mérlegen - Égetés izzító kemencében - Hamu visszamérése analítikai mérlegen AS%=mo/m1*100 Nedvesség tartalom mérő alapanya g fenyő faforgács repceszár triticale papír korom AS% 0,3 5,1 2,2 42 9 Vizsgált anyagok hamutartalma Izzító kemence
Repceszár-pellet előállítása -A biodízel-gyártás következtében a repce termőterülete hazánkban jelentősen megnövekedett -A gyártás energiamérlegének javítása a repce szár felhasználásával -Jelentős mennyiségű 3-6 tonna szalma/hektár adagoló és pelletáló berendezés
A repceszár-pellet energetikai jellemzői Fűtőérték MJ/kg Nedvesség % Hamutartalom % 16,2 12,1 5,01 Repceszárból készült pellet
A repcetermesztés és hasznosítás eredményességének változása a pelletálás hatására Egy hektáron áltag 2,5 tonna repce 60,25 GJ Egy hektáron min. 3 tonna szalma Egy hektáron átlag 4,5 tonna szalma 48,6 GJ 72,9 GJ Egy hektáron RME-vel lehozható energia 47 GJ Egy hektáron pelletálással lehozható energia, a minimum 3 tonna szalmával számolva 44, 8 GJ
A biodízel gyártás energiahatékonysága a repceszalma pelletálásával 1600000000 1400000000 1200000000 1000000000 MJ 800000000 600000000 400000000 200000000 0 ráfordított energia visszanyerhető energia szalma pellet energiája összesen visszanyerhető Bábolnai biodízel üzem adatai alapján évi 18000 t előállított termékre Energiahatékonyság: 1: 4,7 Energiahatékonyság szalma felhasználásával: 1:7,6
Pelletek tüzeléstechnikája - A fapellet és agripellet tüzelésére különböző kazánok - Agripelleteknél magasabb hamutartalom, esetleg salakosodási problémák - A hőtermelés komfortossága eléri a gázalapú fűtés hasonló jellemzőit - A kandallókkal 80, a nagyobb kazánokkal 90% feletti hatásfok érhető el - Hazánkban elterjedésüket akadályozza a kazánok magas ára
Fapellet füstgázelemzése - Különböző lángbeállításokon végeztünk vizsgálatokat egy kis pelletkályha esetén -Fél órás mérések során vizsgáltuk: - A füstgáz hőmérsékletét (Tfüst C o ) - A légfelesleg tényezőt (λ) - A CO2 tartalmat %-ban - A CO tartalmat ppm-ben - A külső levegő hőmésékletét (Tlev C o ) - A hatásfokot %-ban (η%) Füstgázelemző berendezés
% Fapellet füstgázelemzése 300 250 200 150 100 λ Coppm Tlev η % 50 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 min H atás fok változ ás a a lég feles leg tényez ő füg g vényében 80 70 60 50 40 30 20 10 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 min η % λ
Adatok kiértékelése statisztika programmal Hatásfok (η%) vizsgálata - Az adatok legnagyobb része a 60-70%-os tartományba esik - Lángbeállítással, pellet adagolás gyorsításával is változik a hatásfok
Füstgáz hőmérsékletének vizsgálata
A fapelletgyártás energiafelhasználása Vizsgáltuk: -az alapanyag és a termék energetikai jellemzőit -a villamosenergia-felhasználást a fontosabb műveleteknél valamint összesen, -a primer energiafelhasználást a műveleteknél és összesen, - meghatároztuk a fajlagos energetikai mutatókat, úgymint: -a termékre vonatkoztatott energetikai többszöröst, és -az energetikai hatásfokot. Pellet Product Kft petőházai üzeme
A pelletgyártás energiafogyasztása MJ/tonna 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 296 931 151 1325,7 1476,7 aprítógép kompresszor szállítás+rakodás össz villanyfogyasztás össz ráfordítás
A legfontosabb fajlagos energetikai mutatók: - az energia hatékonysági mérleg (a termék energiatartalma a bevitt primerenergia 1 t termékre vonatkoztatva) - az energetikai hatásfok ( a termék energia bevitellel csökkentett energiatartalma / a termék energiatartalma *100) % Energiahatékonyság össz ráfordítás egy tonna pellet energiatartalma Alap gyártási technológia energiahatékonysága Az energiahatékonysági mérleg: 1:13,1 Az energetikai hatásfok: 92,4%
JAVASLATOK A TOVÁBBI KUTATÁSOKRA - Alapanyagbázis bővítése - Agripelletek tüzeléstechnikai, energetikai vizsgálata - Energiamérleg vizsgálatok kiterjesztése Ha nem cselekszünk időben, se gabona, se energia csak a környezetszennyezés marad
Köszönöm a figyelmet! Elérhetőség: pappviktoria@emk.nyme.hu