Conținutul energetic al așchilor de lemn - prezentare generală și instrucțiuni pentru determinare - PDF gratuit

Conținutul energetic al așchilor de lemn - prezentare generală și instrucțiuni pentru determinare - P. Verscheure Raportul 1998/14 al Departamentului pentru Managementul Muncii și Utilizarea Pădurilor

energetic

ISSN 1430-3396 Adresa editorului și referinței: Institutul de Cercetare și Cercetare Forestieră Baden-Württemberg Departamentul de Management al Muncii și Utilizarea Pădurilor Postfach 708, 79007 Freiburg i. Br. Wonnhaldestraße 4, 79100 Freiburg i. Fr. Telefon: (0761) 4018-238 Fax: (0761) 4018-333 e-mail: [email protected] Toate drepturile rezervate. Reimprimarea, chiar și parțial, și reproducerea fotomecanică numai cu permisiunea editorului

Anexe CUPRINS 1 Introducere. 1 2 Puterea calorică și puterea calorică. 1 3 Conținut de apă și umiditate. 2 4 Unitățile de energie. 2 5 Valorile de referință. 2 6 Factorii de influență. 3 6.1 Conținutul de energie pe kilogram de lemn (kwh/kg). 3 6.1.1 Efectele diferitelor tipuri de lemn. 3 6.1.2 Efectul diferitelor conținuturi de umiditate/apă. 5 6.2 Conținutul de energie pe metru cub vrac de așchii de lemn (kwh/sm 3). 5 6.2.1 Efectele diferitelor densități ale lemnului. 5 6.2.2 Efectul diferitelor conținuturi de umiditate/apă. 6 6.2.3 Efectul diferiților factori de ambalare. 6 6.2.3.1 Studii comparative privind factorul de ambalare și conținutul de energie. 6 7 Determinarea conținutului de apă. 7 7.1 Metoda de uscare a dulapului. 7 7.2 Metoda cuptorului. 8 7.3 Utilizarea unui dispozitiv de măsurare a umidității. 8 8 Determinarea greutății așchiilor de lemn. 9 8.1 Prin container. 9 8.2 Găleate de găleți. 9 9 Determinarea conținutului de energie. 10 9.1 Conținutul de energie pe kilogram de așchii de lemn. 10 9.1.1 Matematică. 10 9.1.2 În formă tabelară. 10 9.1.3 Despre contorul de căldură. 10 9.2 Conținutul de energie pe metru cub de așchii de lemn. 11 9.2.1 Matematică. 11 9.2.2 În formă tabelară. 11 9.2.3 Despre contorul de căldură. 12 10 Literatură. Al 12-lea

Rezumat Compoziția neomogenă a așchilor de lemn cauzează adesea dificultăți în determinarea puterii calorice. Puterea calorică a acestui combustibil depinde de diverși factori. Pentru o mai bună înțelegere a procedurii de determinare a conținutului de energie, se arată semnificația factorilor individuali pentru puterea calorică. Apoi sunt prezentate diferite metode de determinare a puterii calorice. Cuvinte cheie: puterea calorică, conținutul de energie, conținutul de apă, umezeală Rezumat Din cauza compoziției neomogene a lemnului tăiat, determinarea valorii termice este adesea problematică. Valoarea termică a acestui combustibil depinde de mai multe variabile. Pentru a înțelege mai bine modul în care decurge energia, se evidențiază impactul acestor variabile asupra conținutului energetic. În cele din urmă, sunt prezentate diferite metode pentru determinarea conținutului energetic. cuvinte cheie: valoare termică, conținut energetic, conținut de umiditate, conținut de apă

2 Conținut de apă și umiditate 3 Conținut de apă și umiditate Pentru a indica conținutul de apă din lemn, pot fi utilizați doi parametri (BUNDESAMT FÜR KONJUNKTURQUAGEN 1995): Conținutul de apă (x; w): cantitatea de apă conținută în combustibil, dată ca procent din masă, pe baza lemn umed. Umiditatea lemnului (u): procentul de apă conținut în combustibil, exprimat ca procent din masă, pe baza masei uscate a lemnului. Conținutul de apă și umiditatea pot fi convertite unul în celălalt folosind următoarele formule: Conținutul de apă x [%] = u100 [%] u + 100 [%] x 100 [%] Umiditate u [%] = 100 x [%] 4 Unitățile de energie Ca unitate de măsură pentru Cantitatea de căldură utilizată astăzi este joul (J) și a înlocuit caloriile obișnuite (cal). O altă unitate de măsură folosită în mod obișnuit în practica energetică a lemnului este kilowatul oră (kwh). Factor de prefix Kilo (k) 10 3 Mega (M) 10 6 Giga (G) 10 9 Peta (P) 10 1 Tabelul 1: Factori de multiplicare (JONAS & GÖRTLER 1997) 1 kwh = 3.600 kj 1 kcal = 4.19 kj 1 MJ = 239 kcal 1 GJ = 0,278 MWh Tabelul 2: Unități de conversie (JONAS & GÖRTLER 1997) 5 Valorile de referință Conținutul de energie al lemnului este legat fie de greutatea lemnului, fie de volumul de lemn.

Factorii de influență 3 Greutatea: Volumul: este de obicei Exprimat în kilograme (kg), dar poate fi dat și în tone (t). În practică, aceasta se referă la greutatea lemnului umed. Dacă greutatea se referă la substanța uscată, se adaugă adăugarea atro (absolut uscată). Măsura obișnuită a volumului pentru așchii de lemn este metrul cub vrac (Sm 3). Arată cantitatea de bucăți de lemn turnate care, inclusiv spațiile de aer, umple un volum total de un metru cub. 6 Factorii de influență Conținutul de energie al 1 kg de lemn depinde de doi factori de influență: Tipul de lemn Conținutul de apă (umiditatea lemnului) Conținutul de energie al lemnului de 1 Sm 3 este influențat de trei factori: Densitatea lemnului Conținutul de apă (umiditatea lemnului) Factorul de ambalare 6.1 Conținutul de energie pe kilogram de lemn (kWh/kg) 6.1.1 Efectele diferitelor tipuri de lemn Compoziția elementară a lemnului variază doar ușor între tipurile de arbori (a se vedea tabelul 3). În raport cu greutatea uscată, nu există deci diferențe majore între puterea calorică (kWh/kg) a lemnului de esență tare și a lemnului de esență tare. Puterea calorică ușor mai mare (kWh/kg) a rasinoase (aproximativ 7%) se datorează ponderii lor suplimentare de rășini și lignină, care este mai energică.

4 Factorii de influență Tipuri de lemn Carboni Hidrogen Oxigen Azot Sulfur FlA Hu wf [%] waf [kWh/kg] Rășinoase 50,8 6,2 43,0 aproximativ 1 25 mm), cu atât este mai mic factorul de ambalare (BOLLETIN HOLZENERGIE 1997). Metoda de depozitare sau încărcare: în funcție de metoda de încărcare/încărcare a silozului/containerului (suflare, turnare slabă sau compactare cu lopata încărcătorului pe roți), materialul vrac poate fi comprimat diferit. 6.2.3.1 Studii comparative privind factorul de ambalare și conținutul de energie Volumele de celuloză investigate în contextul proiectelor Interfețele I și Interfețele II arată greutăți uscate semnificativ mai mici decât cele date în tabelele cu puteri calorice convenționale (vezi Tabelul 8). În interfețele I, conținutul de energie pe metru cub de așchii de lemn este redus cu 13% pentru lemn de esență tare și 23% pentru lemn de esență tare (VEREINIGUNG FÜR HOLZENERGIE 1997). S-a ajuns la concluzia că factorul de ambalare trebuie să fie considerabil mai mic decât se presupunea anterior și că conținutul de energie pe metru cub de așchii de lemn a fost astfel supraestimat. Un studiu similar privind conținutul de energie și greutatea uscată a așchilor de lemn ca parte a unei teze de diplomă confirmă conținutul de energie relativ scăzut al

Determinarea greutății așchiilor de lemn 9 Avantajul acestui dispozitiv de măsurare este determinarea rapidă a conținutului de apă dintr-o cantitate mai mare neomogenă de așchii de lemn. Informații suplimentare: Pandis GmbH, A-8041 Graz. 8 Determinarea greutății așchiilor de lemn 8.1 Prin container Cel puțin trei recipiente pline dintr-un sortiment de așchii de lemn ar trebui cântărite pe o cântare de vehicul. Asigurați-vă că înălțimile de umplere ale recipientelor sunt cât mai uniforme! Cântărirea înapoi a unui recipient gol și calcularea greutății nete medii pe container Greutatea așchiilor de lemn [kg/sm 3] = greutatea netă [kg] volumul [m³] al containerului Greutatea uscată [kg atro/Sm 3] = greutatea proaspătă [kg/Sm³] 100 x [%] 100 8.2 Cântărirea cu găleți a cel puțin trei găleți pline (10-20 l) dintr-o gamă de așchii de lemn. Agitarea și presarea materialului (comprimarea materialului ar trebui să fie aproximativ aceeași cu cea din containere) greutatea medie netă pe găleată Greutatea așchiilor de lemn [kg/sm 3] = greutatea netă [kg] volum [l] a găleatei 1.000 Greutatea uscată [kg atro/Sm 3 100 x [%]] = greutatea proaspătă [kg/Sm³] 100

Literatură 13 ÖNORM M 7132 (1986): Österreichisches Normungsinstitut. Viena WALDWIRTSCHAFT VERBAND SCHWEIZ: Fișe de lucru pentru așchii energetici din pădure. Solothurn, Elveția

Plante Tipul lemnului Tabel cu valoare calorică NH (Waldwirtschaft Verband Schweiz) Tabel cu valoare calorică (Oficiul Federal pentru Probleme Economice 1990) Valori de referință * (Asociația Elvețiană pentru Energia Lemnului) Greutatea cipului de umiditate Conținutul energetic Greutatea cipului Conținutul de energie Conținut de energie 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 25 600 600-700 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 1,170 290 4,10 1.160 20 25 950-1,050 25 33,3 320 3,58 1,146 30 42,9 340 3,28 1.120 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 Tabelul 9: valori tabulare pentru conținutul de energie și Greutăți așchii de lemn; * se bazează pe studiile privind interfețele II și este versiunea actuală în Elveția