Medienos plokščių panaudojimo biokurui kompleksiniai tyrimai
Karvelytė, Laura |
Medienos bei medienos gaminių apdirbimo ir gamybos metu susidaro didelis kiekis gamybinių atliekų. Šios atliekos gali tapti potencialiu energijos šaltiniu panaudojant jas kaip biokurą. Tačiau dėl dažnai sudėtyje esančių sintetinių pridėtinių medžiagų (tokių kaip surišančios ar apdirbančios medžiagos, klijai, lakai), vykstant degimui į aplinką gali išsiskirti kenksmingos medžiagos. Todėl svarbu plėtoti bei vystyti tyrimus, siekiant surinkti daugiau informacijos apie atgautojo medienos biokuro fizines bei termocheminės konversijos savybes.
Tyrimų tikslas – ištirti medienos pramonėje susidarančių atliekų tinkamumą biokurui, įvertinant jų šilumines ir termocheminės konversijos savybes.
Tyrimai buvo atliekami kaip biokuro žaliavą naudojant 5 rūšių atgautąją medieną, t.y. medžio drožlių, medžio dulkių, faneros, medienos masyvo plokštes bei medieną mirkytą betone. Tyrimo metu buvo įvertintas kiekvienos žaliavos drėgnumas, šilumingumas, peleningumas, pelenų lydumas bei degimo metu išsiskiriančių emisijų koncentracija.
Tirtų medienos sektoriaus atliekų drėgnumas kito nuo 3,19±0,08 % (betone mirkyta mediena) iki 6,05±0,03 % (medienos dulkių plokštė) ribose. Didžiausias sauso biokuro viršutinis šilumingumas (20,31±0,12 MJ kg-1) nustatytas medienos dulkių plokštės žaliavoje, t.y. tik 2,9 % didesnis nei mažiausiu išsiskyrusiu šilumos kiekiu charakterizuotoje betone mirkytos medienos žaliavoje.
Didžiausias peleningumas (5,61±0,17 %) nustatytas betone mirkytos medienos žaliavoje, t.y. 7,2 karto didesnis už mažiausią (0,77±0,06 %) peleningumą, nustatytą medienos masyvo žaliavoje. Analizuojant pelenų lydymo charakteristikas nustatyta, kad faneros plokštės pelenai pradėjo lydytis anksčiausiai (1170±7 ℃), t.y. 1,15 karto žemesnėje temperatūroje nei didžiausią lydymosi temperatūrą pasiekę medienos masyvo pelenai (1356±44 ℃).
Terminės konversijos metu mažiausi emisijų kiekiai išsiskyrė deginant medžio dulkių plokštės žaliavą, t.y. 1,54 karto (CO), 6,73 karto (NOx), 6,75 karto (NO), 2,19 karto (SO2) mažiau nei atitinkamai iš medžio drožlių plokštės, kuri deginimo metu išskyrė didžiausias emisijų koncentracijas.
Išanalizavus visus tyrimų rezultatus nustatyta, jog iš visų 5 tirtų žaliavų termocheminei konversijai labiausiai tinkama yra medžio dulkių plokštė.
The processing and production of wood and wood products generates a large amount of industrial waste. This waste can become a potential source of energy by using it as a biofuel. However, the frequent presence of synthetic additives (such as binders or process agents, adhesives, varnishes) can release harmful substances during a combustion process. Therefore, it is important to develop further researchs to gather more information on the physical and thermochemical conversion properties of wood waste biofuels. The aim of the research is to investigate the suitability of waste generated in the wood industry as biofuels, evaluating their phisical and thermochemical conversion properties. The research was carried out using 5 types of recovered wood as a biofuel: wood particle board, wood dust board, plywood, solid wood panels and wood soaked in concrete. The study evaluated the moisture content, calorific value, ash content, ash melting temperatures and released emissions during the combustion process. The moisture content of the investigated wood sector waste ranged from 3,19±0,08 % (wood soaked in concrete) to 6,05±0,03 % (wood dust board). The maximum net calorific value of dry biofuels (20,31±0,12 MJ kg-1) was found in the wood dust board raw material which was only 2,9 % higher than in the raw material of wood soaked in concrete characterized by the lowest heat release. The highest ash content (5,61±0,17 %) was found in the raw material of wood soaked in concrete, i.e. 7,2 times higher than the minimum (0,77±0,06 %) ash content determined in the raw wood material. Analyzing the melting characteristics of the ash, it was found that the ash of the plywood board started to melt earliest (1170±7 ℃), i.e. 1,15 times lower than the maximum melting point of solid wood ash (1356±44 ℃). During the thermal conversion, the lowest emissions were emitted during the combustion of the wood dust board raw material, i.e. 1,54 times (CO), 6,73 times (NOx), 6,75 times (NO), 2,19 times (SO2) less than, respectively, from the wood particle board that emitted the highest emission concentrations during combustion. After analyzing all the results of the research, it was found that of all 5 investigated raw materials, wood dust board is the most suitable for thermochemical conversion.