Biotüzelőanyagok energetikai célú hasznosításának magyarországi fejlesztése korszerű méréstechnikai módszerekkel Tóvári Péter1 - Pecznik Pál1 Körmendi Péter1 - Dr.Marosvölgyi Béla2 Mészáros Erika3 1MGI
– 2NYME – 3MTA KK AKI
Gödöllő 2005. december 07.
Előadásom vázlata: 9 Mi is az a biomassza? 9 Biomassza számokban… 9 Laboratóriumi mérési módszerek, energetikai jellemzők
9 Mérési eredmények, tapasztalatok 9 Hasznosítási lehetőségek 9 Projekt bemutatás
Mi az a biomassza? Egy adott élettérben, adott pillanatban jelen lévő szerves anyagok összessége. Növényi eredetű Fitomassza
Állati eredetű Zoomassza
Elsődleges (primer) biomassza természetes növényi vegetáció (mg.i növények, erdő, kertészeti növény) Másodlagos (szekunder) biomassza állatvilág (állattenyésztés fő- és melléktermékei) Harmadlagos (tercier) biomassza feldolgozóipar melléktermékei
Kitekintés
~ 4000 PJ
Magyarországi megújuló energia termelés ~ 38 PJ 1000 900 800
1 0 0 0 to e
700 600 500 400 300 200 100 0 1999
2000
2001 év
2002
2003
Megújuló energiák megoszlása 1000
900
1000toe
800 700 600 500 400 300 200 100 0
2000
2001
2002
2003
szélenergia
0
0
0
0
napenergia
0
1
2
2
vízenergia
15
16
17
15
geotermikus energia
5
6
86
86
416
385
785
817
biomassza
Biomassza szabványosítása Mindenki figyelmébe: CEN TC 335 – Solid biofuel CEN/TS 14588 – Solid biofuels – Terminology, definitions and descriptions
Energetikai jellemzők Nedvességtartalom:
CEN/TS 14774 Szárítási hőmérséklet: 105 ± 2 ºC Módszer: Termogravimetriás szárítás
Előny: Kis mintamennyiség Hordozható mérőműszer Gyors mérés Mérési jegyzőkönyv nyomtatás
Energetikai jellemzők Fűtőérték: ISO1928 ; ASTM 240 D ; DIN 51900 ; ASTM D240-87 Méréstartomány: 40000 J
Szilárd és folyékony minták mérésére alkalmas
Energetikai jellemzők Hamutartalom:
CEN/TS 14775 Hőmérséklet: 550 ± 10 ºC Eljárás: ~ 110 min => 250 ºC ~ 180 min => 550 ºC
Energetikai jellemzők Elemi összetétel: Módszer: katalitikus égetés, az égéstermék gázok elválasztása és detektálás hővezető-képesség detektorral Hőmérséklet: max. 1700 ºC Alk.gázok: He ; O
EMC 89/336/EWG LVD 73/23/EWG
C-H-N-S-O-X
Energetikai jellemzők Szilárdsági mutatók: Max. terhelés: 50 kN Terhelőkeret: szélesség: 934 mm magasság: 1735 mm Keresztfej sebesség: 0,001 – 1000 mm/min Pozíció pontosság: ± 0,02 mm Mérőcellák: 2,5 N ; 500 N ; 50 kN
Miért kellenek ezek? Hazai biotüzelőanyagok szabványosítása érdekében Tüzelőberendezés tervezéshez Technológiai vizsgálatokhoz Minőségi paraméterek biztosítása a végfelhasználók felé
Mérési eredmények Különböző növények TG és DTG görbéi (argon, 20 °C/perc) m (%) 80
P1, Nyárfa TG, DTG
-dm/dt (%/s)
R1, Akácfa W, Fûzfa
60
0.2
M1, Kínai nád 40 0.1 20 0
200
400 T (°C)
600
0.0
Mérési eredmények Megnevezés
Összetétel [%]
Fűtőérték [kJ/kg]
Égéshő [kJ/kg]
H2O
C
H
S
Hamu
O
N
Fenyőkéreg /apró méret/
30
31
4.1
0.3
6.7
27.3
0.6
13101
14740
Fenyőkéreg /nagy méret/
27.5
34
4.5
0.2
2.9
30.2
0.7
12804
14470
Akác fűrészpor
19.5
39.5
5.2
0.1
0.5
34.4
0.8
14836
16460
Fenyő fűrészpor
7.2
46.2
6
0.1
0.4
39.2
0.9
17300
18800
Aprított kender
15.7
40
4.9
0.4
2.6
35.6
0.8
15725
17190
Faforgácslap fűrészpor
6.4
43.6
6.3
0.1
0.6
41.1
1.9
16250
17830
Aprított kender
7.8
41.3
5.4
0.1
1.8
41.2
2.4
14285
15723
Repceszár apríték
8.9
41.6
5.2
0.1
2.7
39.9
1.6
14206
15570
Napraforgó héj
7.6
44
5.6
0.1
1.7
39.6
1.4
16083
17508
Szalmabrikett
11.7
39.6
5.1
0.1
3.3
38.4
1.8
14834
16303
Búzapelyva brikett
8.2
39.8
5.5
0.1
1.1
43.6
1.7
14383
15796
Faapríték /vegyes/
8.5
48.27
4.2
0.06
1.5
36.5
0.97
17970
19151
Fahulladék
27.5
27.5
3.4
0.2
17.5
23
0.9
8215
9638
Fahulladék
56.1
20.5
2.5
0.2
1.6
18
1.1
1638
2117
Préselt szőlő
61.3
18.1
2.2
0.1
1.4
16.2
0.7
1536
2030
9
18.25
6.47
0.07
5
41.6
0.79
17239
18652
Fűzfa
1.68
49.28
6.11
0.07
0.5
41.59
0.77
19273
19613
Bükk
1.68
49.07
5.77
0.05
0.9
42.4
0.13
19137
19475
Miscanthus
1.68
45.96
5.61
0.07
4.5
41.75
0.43
19740
20088
Energiafű pellet
faapríték elemi összetétele 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
minta
N%
C%
S%
H korr %
O % H2O %
Hamu %
15
16
17
18
19
Tapasztalatok:
Fűtőérték kJ/kg
Átlagos bio-tüzelőanyag fűtőértékének változása a nedvességtartalom függvényében 18000 16000 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0
Felhasználási terület
0
10
20
30
40
50
60
Nedvességtartalom %
70
80
90
100
Fitomassza tüzeléstechnikája Magas oxigén tartalom Kevesebb égéslevegő Magas illóanyag tartalom Tűztér kialakítás
Lakossági biomassza hasznosítás Sok esetben nem samottozott tűztér utóégető hiánya nem automatizált berendezés
hatásfok füstgáz
költséges beruházási igény Kommunális biomassza hasznosítás >300 kW Technológiai jellemzők: folyamatos működés automatizált üzem utóégető alkalmazása porleválasztó beépítése
Első magyar biomassza falu fűtőmű bemutatása Hely: Pornóapáti Lakosok száma: 384 fő Eddigi fűtési mód: ~ 4000 lm3 közintézmény – szén/fa 66 db központi fűtés 38 db egyedi (cserépkályha) Eddigi energia felhasználás: 12081 GJ/év A beruházásról… Kiépített hőtávvezeték gerinchossza: 2400 m Bekötővezetékek hossza: 1500 m Beépített kazán teljesítmény: 1100 kW Fűtőmű hőkiadása: 11295 GJ/év Beruházás költsége: 415,5 Mft
Mérési eredmények FHB-06 típusú kazán füstgázösszetevői 100,0
400,0
90,0
350,0
80,0 300,0
250,0
60,0
Határértékek
200,0
150,0
100,0
50,0
0,0 1
5
9
13
17
21
25
29
33
37
41
45
49
53
57
61
65
69
idő CO mg/m3
NO mg/m3
SO2 mg/m3
73
50,0
23/2001 KÖM rendelet
MSZ EN 303-5
mg/m3
mg/m3
40,0 30,0
2500 20,0
CO
250
SO2
2000
-
NO
650
-
77 81 TOC
85
89
93 50
97 101 105 109 100
Halogén
-
-
TOCmg mg/m3
150
150
korom
NO ; SO (mg/m3)
CO ; TOCmg (mg/m3)
70,0
10,0 0,0
Összefoglalás 9Biomassza növekvő és szükséges hasznosítása 9Biomassza szabványosítása, minőségbiztosítása szükséges 9Szemléletváltás
Köszönöm figyelmüket!
Tóvári Péter FVM MGI Energetikai Laboratórium
[email protected] www.fvmmi.hu
