Drukuj

Joanna Szyszlak-Bargłowicz, Grzegorz Zając, Tomasz Słowik
Uniwersytet Przyrodniczy, Lublin

Streszczenie
Dynamiczny rozwój rynku biomasy powoduje, że jej tradycyjne źródła nie dają możliwości pokrycia zapotrzebowania na nią. Alternatywą może być biomasa pozyskiwana z innych źródeł w tym biomasa typu agro, która mogłyby zastąpić pelety drzewne stosowane w indywidualnym ogrzewnictwie. Przed jej szerszym wprowadzeniem do użytkowania należy wziąć pod uwagę, że efektywność techniczna i eksploatacyjna generowania ciepła w źródłach małej mocy uzależniona jest zarówno od paliwa jak i od urządzenia grzewczego. Charakterystyka techniczna urządzenia grzewczego determinuje dobór paliwa, z kolei jakość paliwa wpływa na organizację procesu spalania. Rozważając spalanie w nich peletów z innych rodzajów biomasy, należy prowadzić proces w sposób kontrolowany, tak aby nie destabilizować procesu spalania a tym samym zwiększać strat i emisji.
Celem przeprowadzonych badań było wykazanie i przeanalizowanie efektów ekologicznych i problemów eksploatacyjnych wynikających ze stosowania peletów z biomasy typu agro w kotle małej mocy przystosowanym do spalania peletów drzewnych. Określono emisję CO, NO, SO2, podczas spalania w kotle automatycznym, o mocy 10 kW peletów: drzewnych, ze ślazowca pensylwańskiego, miskanta olbrzymiego, słomy rzepakowej i z łusek słonecznika. Instalacja zastosowana w badaniach była typową instalacją wykorzystywaną do ogrzewania domów jednorodzinnych przeznaczoną do spalania peletów drzewnych.
Najniższe stężenie CO i SO2 stwierdzono podczas testu spalania petów drzewnych. Wynosiło ono, po przeliczeniu na 10% zaw. O2 w spalinach, odpowiednio: CO 70,16 mg∙m-3; SO2 0,0655 mg∙m-3. Najwyższe stężenie CO stwierdzono podczas testu spalania peletów z łusek słonecznika: 470,21 mg∙m-3 (10% zaw. O2), a najwyższe stężenie SO2 odnotowano podczas testu spalania peletów ze słomy rzepakowej 0,1384 mg∙m-3 (10% zaw. O2). Otrzymane wyniki badań emisji SO2 korespondują z badaniami zwartości siarki w spalanych paletach. Najwyższe stężenie NO (10% zaw. O2) stwierdzono podczas spalania peletów drzewnych 271,73 mg∙m-3 i peletów ze ślazowca pensylwańskiego 248,31 mg∙m-3, nieco niższa podczas spalania słomy rzepakowej 136,76 mg∙m-3 a najniższe podczas spalania peletów z miskanta olbrzymiego i łusek słonecznika 75,79 mg∙m-3 i 58,62 mg∙m-3.
Największe problemy z ustabilizowaniem pracy kotła wystąpił podczas spalania peletów z łusek słonecznika, co przełożyło się na najwyższą emisję tlenku węgla w spalinach, wynikającą z niezupełnego spalania paliwa.

Słowa kluczowe
pelety, spalanie biomasy, kotły biomasowe

Research on Emissions from Combustion of Pellets in Agro Biomass Low Power Boiler

Abstract
The dynamic development of the biomass market makes its traditional sources are not capable of covering demand for it. Alternatively, biomass can be obtained from other sources including biomass agro type that could replace wood pellets used in individual heating systems. Before to its introduction to the wider use should be taken into account that the effectiveness of technical and operational generating heat sources of low power depends on both the fuel and the heating device. Technical characteristics of the heating equipment determines the choice of fuel, in turn, affects the quality of fuel organization of the combustion process. Considering the combustion of these pellets in other types of biomass, the process should be carried out in a controlled manner so as not to destabilize the combustion process and thereby increase the losses and emissions.
The aim of the study was to demonstrate and analyze the effects of environmental and operational problems arising from the use of pellets from biomass in agro-type boiler low power adapted to burn wood pellets. Specified emission of CO, NO, SO2, during combustion in the boiler automatic 10 kW pellets: wood, from Virginia mallow, giant miscanthus, rape straw and sunflower husk. The installation used in the study was a typical installation, used for heating houses designed to burn wood pellets.
The lowest concentration of CO and SO2 were found during the combustion test wood pets. It was, after conversion to 10% excl. O2 in the exhaust gasses, respectively, CO 70.16 mg∙m-3; SO2 0.0655 mg∙m-3. The highest concentration of CO were found during the combustion test pellets from sunflower husk: 470.21 mg∙m-3 (10% excl. O2), and the highest concentration of SO2 was recorded during the combustion test pellets from rape straw 0.1384  mg∙m-3 (10% excl. O2). The results obtained SO2 emissions correspond to the sulfur concentration in burned pallets. The highest concentration of NO (10% excl. O2) found during the combustion test wood pellets 271.73 mg∙m-3 and pellets from Virginia mallow 248.31 mg∙m-3, slightly lower than the combustion of rape straw 136.76 mg∙m-3 and the lowest during the combustion of pellets from giant miscanthus and sunflower husk 75.79 mg∙m-3 and 58.62 mg∙m-3.
The biggest problems with the stabilization of the boiler occurred while burning pellets from sunflower husk, which resulted in the highest emissions of carbon monoxide in the exhaust gasses resulting from incomplete combustion of fuel.

Keywords 
pellets, biomass combustion, biomass boilers

Pełny tekst / Full text
PDF (Polish)