Енергийно съдържание на дървесен чипс - преглед и инструкции за определяне - PDF безплатно

Енергийно съдържание на дървесен чипс - преглед и инструкции за определяне - P. Verscheure Отдел за управление на труда и използване на горите Доклад за изпитване 1998/14

съдържание

ISSN 1430-3396 Адрес на издателя и справка: Институт за изследвания и изследвания на горите Баден-Вюртемберг Департамент по управление на труда и използване на горите Postfach 708, 79007 Фрайбург i. Br Wonnhaldestraße 4, 79100 Фрайбург i. Бр. Телефон: (0761) 4018-238 Факс: (0761) 4018-333 e-mail: [email protected] Всички права запазени. Препечатка, включително екстракти, и фотомеханично възпроизвеждане само с одобрението на издателя

Приложения СЪДЪРЖАНИЕ 1 Въведение. 1 2 Калорична стойност и калоричност. 1 3 Съдържание на вода и влага. 2 4 Единиците за енергия. 2 5 Референтните стойности. 2 6 Влияещите фактори. 3 6.1 Енергийното съдържание на килограм дървесина (kwh/kg). 3 6.1.1 Ефекти от различни видове дървесина. 3 6.1.2 Ефект от различното съдържание на влага/вода. 5 6.2 Енергийното съдържание на насипен кубичен метър дървесен чипс (kwh/sm 3). 5 6.2.1 Ефекти от различна плътност на дървесината. 5 6.2.2 Ефект от различното съдържание на влага/вода. 6 6.2.3 Ефект на различни опаковъчни фактори. 6 6.2.3.1 Сравнителни проучвания на опаковъчния фактор и енергийното съдържание. 6 7 Определяне на водното съдържание. 7 7.1 Метод на шкафа за сушене. 7 7.2 Метод на фурната. 8 7.3 Използване на устройство за измерване на влага. 8 8 Определяне на теглото на дървесния чипс. 9 8.1 По контейнер. 9 8.2 Кофи с кофи. 9 9 Определяне на енергийното съдържание. 10 9.1 Енергийното съдържание на килограм дървесен чипс. 10 9.1.1 Математически. 10 9.1.2 В таблична форма. 10 9.1.3 Относно топломера. 10 9.2 Енергийното съдържание на кубичен метър дървени стърготини. 11 9.2.1 Математически. 11 9.2.2 В таблична форма. 11 9.2.3 Относно топломера. 12 10 Литература. 12

Резюме Нехомогенният състав на дървесния чипс често причинява трудности при определяне на калоричността. Калоричната стойност на това гориво зависи от различни фактори. За по-добро разбиране на процедурата за определяне на енергийното съдържание е показано значението на отделните фактори за калоричността. След това са представени различни методи за определяне на калоричността. Ключови думи: калоричност, енергийно съдържание, водно съдържание, влага Резюме Поради нехомогенния състав на нарязаната дървесина, определянето на топлинната стойност често е проблематично. Топлинната стойност на това гориво зависи от няколко променливи. За да се разбере по-добре как протича енергийното определяне, се посочва въздействието на тези променливи върху енергийното съдържание. Накрая са показани различни методи за определяне на енергийното съдържание. ключови думи: топлинна стойност, енергийно съдържание, съдържание на влага, водно съдържание

2 Водно съдържание и влага 3 Водно съдържание и влага За обозначаване на водното съдържание в дървесината могат да се използват два параметъра (BUNDESAMT FÜR KONJUNKTURQUAGEN 1995): Водното съдържание (x; w): количеството вода, съдържащо се в горивото, дадено като процент от масата, на базата на влажно дърво. Влагата на дървесината (u): процент на водата, съдържаща се в горивото, даден като процент от масата, базиран на сухата маса на дървесината. Съдържанието на вода и влагата могат да се преобразуват една в друга, като се използват следните формули: Съдържание на вода x [%] = u100 [%] u + 100 [%] x 100 [%] Влага u [%] = 100 x [%] 4 Енергийните единици Като мерна единица за Количеството топлина, използвано днес, е джаул (J) и е заместило предишната обща калория (кал). Друга измервателна единица, често използвана в практиката на енергийната дървесина, е киловатчасът (kwh). Префикс фактор Kilo (k) 10 3 Mega (M) 10 6 Giga (G) 10 9 Peta (P) 10 1 Таблица 1: Коефициенти на умножение (JONAS & GÖRTLER 1997) 1 kwh = 3 600 kj 1 kcal = 4,19 kj 1 MJ = 239 kcal 1 GJ = 0,278 MWh Таблица 2: Преобразуващи единици (JONAS & GÖRTLER 1997) 5 Референтни стойности Енергийното съдържание на дървесината е свързано или с теглото на дървесината, или с обема на дървесината.

Влияещите фактори 3 Тегло: Обемът: обикновено е Изразен в килограми (kg), но може да бъде даден и в тонове (t). На практика това се отнася до теглото на влажната дървесина. Ако теглото се отнася до сухото вещество, се добавя атро добавка (абсолютно сухо). Обичайната мярка за обем за дървесен чипс е обемният кубичен метър (Sm 3). Той показва количеството изсипани парчета дърво, които, включително въздушните междини, запълват общ обем от един кубичен метър. 6 Влияещи фактори Енергийното съдържание на 1 кг дървесина зависи от два влияещи фактора: Вид дървесина Съдържание на вода (дървесна влага) Енергийното съдържание на 1 Sm 3 дървесина се влияе от три фактора: Плътност на дървесината Водно съдържание (дървесна влага) Фактор на опаковане 6.1 Енергийното съдържание на килограм дървесина (kWh/kg) 6.1.1 Ефекти от различни видове дървесина Елементарният състав на дървесината варира само леко между различните видове дървета (вж. Таблица 3). Следователно по отношение на сухото тегло няма значителни разлики между калоричността (kWh/kg) на иглолистната и твърдата дървесина. Малко по-високата калоричност (kWh/kg) на иглолистните дървета (приблизително 7%) се дължи на техния допълнителен дял от смоли и лигнин, който е по-енергичен.

4 Влияещите фактори Видове дървесина Въглерод Водород Кислород Азот Сяра FlA Hu wf [%] waf [kWh/kg] Мека дървесина 50,8 6,2 43,0 приблизително 1 25 mm), толкова по-нисък е коефициентът на опаковане (HOLZENERGIE BULLETIN 1997). Метод на съхранение или натоварване: в зависимост от метода на натоварване/натоварване на силоза/контейнера (издухване, наливане в насипно състояние или уплътняване с лопатата на товарача), насипният материал може да се компресира по различен начин. 6.2.3.1 Сравнителни изследвания на опаковъчния фактор и енергийното съдържание Обемите на пулпата, изследвани в контекста на проектите Интерфейси I и Интерфейси II, показват значително по-ниски сухи тегла от тези, дадени в конвенционалните таблици на калоричност (вж. Таблица 8). В интерфейси I енергийното съдържание на кубичен метър дървесен чипс е намалено с 13% за твърда и 23% за иглолистна дървесина (VEREINIGUNG FÜR HOLZENERGIE 1997). Стигна се до заключението, че коефициентът на опаковане трябва да бъде значително по-нисък от предишното и че енергийното съдържание на кубичен метър дървесен чипс е надценено. Подобно проучване на енергийното съдържание и сухото тегло на дървесния чипс като част от дипломна работа потвърждава сравнително по-ниското енергийно съдържание на

Определяне на теглото на дървесния чип 9 Предимството на това измервателно устройство е бързото определяне на водното съдържание на по-голямо нехомогенно количество дървесен чипс. Допълнителна информация: Pandis GmbH, A-8041 Грац. 8 Определяне на теглото на дървесния чипс 8.1 По контейнер Най-малко три пълни контейнера от асортимент от дървесни стърготини трябва да се претеглят на везна за превозно средство. Уверете се, че височините на пълнене на контейнерите са възможно най-еднакви! Претегляне на празен контейнер и изчисляване на средното нетно тегло на контейнер Тегло на дървесния чипс [kg/sm 3] = нетно тегло [kg] обем [m³] на контейнера Сухото тегло [kg atro/Sm 3] = прясно тегло [kg/Sm³] 100 x [%] 100 8.2 Претегляне на най-малко три пълни кофи (10-20 l) от набор от дървесни стърготини чрез разклащане и натискане на материала (компресията на материала трябва да бъде приблизително същата като тази в контейнерите). Претегляне на празна кофа и изчисляване на средно нетно тегло на кофа Тегло на дървесния чипс [kg/sm 3] = нетно тегло [kg] обем [l] на кофата 1000 Сухото тегло [kg atro/Sm 3 100 x [%]] = прясно тегло [kg/Sm³] 100

Литература 13 ÖNORM M 7132 (1986): Österreichisches Normungsinstitut. Виена WALDWIRTSCHAFT VERBAND SCHWEIZ: Работни листове за енергийни дървесни стърготини от гората. Золотурн, Швейцария

Растения Таблица на калоричността на типа дървесина NH (Waldwirtschaft Verband Schweiz) Таблица на калоричността (Федерална служба за икономически въпроси 1990) Ориентировъчни стойности * (Швейцарска асоциация за дървесна енергия) Влага Тегло на шницел Енергийно съдържание Шницел Тегло Енергийно съдържание 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 1170 290 4.10 1160 20 25 950-1.050 25 33.3 320 3.58 1.146 30 42.9 340 3.28 1120 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 Таблица 9: Таблични стойности за енергийното съдържание и Тежести от дървесен чипс; * се основава на проучванията върху интерфейси II и е текущата версия в Швейцария