Fapellet gyártása és korszerű eltüzelése
2005/9. lapszám | Dr. Barcsik József | 3419 |
Figylem! Ez a cikk 19 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
Biomassza korszerű eltüzelése háztartásokban, alacsony hőigényű intézmények épületeiben biopellet alkalmazásával biztosítható. A 2005. január 26-27-én megtartott Közép Európai Biomassza Konferencián, Grazban számos előadás hangzott el fapellet és faapríték központi fűtési kazánokban történő eltüzeléséről, valamint a biomassza-távfűtés területén – egyes országokban – szerzett gyakorlatról.
A fapellet – biopellet – természetes fűtőanyag, amelyet egy tiszta, száraz fűrészporból és faaprítékból nagy nyomás alatt – kémiai kötőanyagok hozzáadása nélkül -, összepréseléssel állítanak elő. Segédanyagként – a mezőgazdaságból származó, max. 2% kukoricalisztet adnak hozzá. Az adalék a pellet minőségét feljavítja, és a préselési nyomás teljesítményének növelését kedvezőbbé teszi. Stájer Tartományban, Predingben mutatták be az érdeklődő szakembereknek a Holzindustrie Leitinger GmbH.-t, mely melléktermékként fapelletet gyárt. A céget 1928-ban alapították Wernersdorf-ban, mely a szlovén határ közelében található. A fafeldolgozó vállalat jelenleg is 100%-ban családi tulajdonban van. A termelési nagyságrendjét mutatja, hogy a vállalat üzemeiben évente kb. 320 000 m³ fát dolgoznak fel. Az üzemek szárítókapacitása mintegy 270 000 m³.
A fapellet előállításához kizárólag a saját faipari üzemükben, a technológia során keletkező fűrészport és gyaluforgácsot használják fel, amelyhez, természetes prés segédanyagot, kb. 0,5-1% kukoricalisztet adnak hozzá. A csekély mennyiségű kukoricaliszt hozzáadása magas tartósszilárdságot eredményez, és egyben meghatároz egy optimális termékminőséget is. A fapellet gyártásához vegyi-szintetikus kötőanyag hozzáadását a szabvány szigorúan tiltja. Az üzem nyersanyagsilóit 3 különböző anyagáram látja el. A száraz forgács a feldolgozó területekről közvetlenül a silóba kerül. A friss forgácsot – ha szükséges – először a forgácsszárítóban szárítják, aztán a silóba vezetik. A vállalat 10 MW teljesítményű fahulladék-tüzelési fűtőművet üzemeltet, amely biztosítja az üzem technológiai, fűtési stb. hőigényét is. A termelt hőenergiával a szárító hetente 860 tonnát tud a technológia által megkívánt nedvességre leszárítani. A faforgácssiló tárolókapacitása összesen kb. 3200 m³.
A fa technológiai feldolgozás során a keletkező faaprítékot a fapellet-nyersanyaghoz hozzákeverik. A gyártás további előkészítését jelenti a homogén anyag előállítása. Ezt a feladatot egy kalapácsos malom látja el, mely a megfelelő „őrlést” elvégzi. Ezt követően a kukoricalisztet hozzáadják a homogenizált, őrölt faalapanyaghoz. A gyártás során nagyon ügyelnek a pontos nedvességtartalom betartására. A teljesen automatikusan szabályozott biopellet-gyártáshoz összesen 2 db présgép és 1 körmatrica-prés áll rendelkezésre. A préselést követően a felmelegedett fapelletet lehűtik és feldarabolják, majd elszállítás előtt készre darabolják és pormentesítik. Az üzem óránkénti gyártási kapacitása 8100 kg fapellet, amely végül a tárolósilóba kerül. A fapelletsiló tárolókapacitása kb. 4200 tonna.
Az előállított fapellet-termék minőségét a szabványok betartása biztosítja. Az üzem ezért a gyártás alatt laboratóriumában folyamatosan ellenőrzi az előállított fapellet minőségi paramétereit. A pellet számára a minőségi követelményeket az Ö-Norm és a DIN-Norm előírásai szabják meg. (Ezek az adatok az 1. táblázatban láthatók.) A követelményekből talán a legszembetűnőbb, hogy a DIN szabvány nem engedi meg préselési segédanyag alkalmazását. A piac kereslete alapján az üzem által előállított termékmennyiség 1996 óta folyamatosan növekszik. Az üzem három műszakban termel. A termelésirányító mellett 9 további munkatárs segíti a teljesen automatizált fapellet-gyártást.
A preding-i üzem 2002. évi termelését a következő néhány adat jól mutatja:
- 6 mm átmérőjű pelletből, ömlesztett kiszereléssel 51 000 tonnát,
- 6 mm átmérőjű pelletből, 15 kg-os zsákos kiszereléssel 12 000 tonnát termeltek.
Az ömlesztett fapelletet a fogyasztókhoz 1 tonna kapacitású tartályautókban szállítják ki. A jó minőségű, hazai gyártású fapellet alkalmas arra, hogy pelletkályhában – teljesítménye max. 10 kW – vagy egy korszerű pelletkazánban eltüzeljék. A hőtermelő egység központi fűtési kazánként szerelhető be a kialakított melegvizes központi fűtésű rendszerekbe. Ezek teljesítménye 10-30 kW között változhat, üzemeltetésük teljesen automatikus. A rendszer üzemeltetése a külső levegőhőmérséklet függvényében a kívánt helyiséghőmérsékletre beszabályozható. A pelletkazántól azt várják el, hogy üzemeltetése során hasonló funkciók – tüzelés, szabályozhatóság – birtokában legyen, mint az olaj- vagy gáztüzelésű kazánok. A pelletkazán, mint a kapcsolási séma szemlélteti, összeépíthető napkollektorral, hőszivattyúval, tárolós vízmelegítővel és a központi fűtési rendszerrel is.
A fapellet-tüzelés előnyei – a teljesség igénye nélkül – a következők szerint foglalható össze:
- kezelése egyszerű, tiszta,
- a fűtés a természet erejével történik,
- környezetbarát,
- magas komfortfokozatú,
- teljesen automatikus fűtésű üzem alakítható ki,
- gombnyomással szabályozható,
- a fapellet tüzelőanyag-tároló tartályt évente egyszer töltik fel,
- a tüzelés során keletkező salakot, hamut évenként általában kétszer ürítik le. A keletkezett hamu teljes értékű kerti trágyaként hasznosítható.
A fapellet tüzeléstechnikai felhasználását motiválja az égéstermékben jelentkező kedvező CO2-kibocsátási érték (68 g/kWh) is, mely más energiahordozókkal – tüzelőolaj, földgáz és villamos energia – összehasonlítva lényegesen kisebb értéket ad. A piaci versenyképességét ez is erősíti.
A meleg vizes fapellet-kazán általában a következő fő egységekből épül fel :
- kazántest hőcserélővel, égőkamrával, és füstgázhuzamokkal,
- égő, fapellet, valamint primer és szekunder levegő-hozzávezetéssel, meleglevegő-ventilátor a gyújtáshoz, és készülék a rostélytisztításhoz,
- elszívó ventilátor,
- lángvisszalobbanást gátló készülék,
- kazánbiztonsági armatúrák,
- szállítórendszer a fapellet számára,
- füstgáz-tisztító berendezés,
- salakeltávolítás,
- tüzelés- és fűtésszabályozás.
A fapellet eltüzelésének elméleti vonatkozását tekintve három fázist lehet megkülönböztetni, melyek a következők:
- Szárítás, ami kb. 150 °C-ig játszódik le. A folyamat során a fapelletben lévő víz elgőzölög, és kiszárított fát kapnak.
- Pirolízis, 150 és 600 °C között játszódik le, a hő hozzávezetése során. Ennek következtében faszén és fagáz keletkezik a fapelletből.
- Oxidáció (égés), kb. 400 °C-tól 1300 °C-ig az égési levegő bevezetésével zajlik le. A folyamat során a tulajdonképpeni égés játszódik le. A tökéletes égés érdekében még szekunder levegőt is juttatnak az égőhöz. A pyrolízis során keletkezett szabad gázok és szilárd faszén sárga lánggal elég. Ennek következtében hőenergia szabadul fel és salak keletkezik.
Pelletkazánokba többfajta égőtípust építenek be – a teljesítménytől függően – a gyártó cégek, melyek a következők :
- Fazékégő. Kifejezetten a pellet elégetésére fejlesztették ki. Kályhákban 10 kW-ig, míg kazánokba max. 30 kW teljesítményig szerelik be.
- Alátoló-égő. Érdemes megemlíteni, hogy az égőtányérral ellátott alátoló-égőt a faapríték tüzelésére fejlesztették ki, de alkalmas a pellet eltüzelésére is. Az égő 30 kW fűtési teljesítmény elérésére alkalmas.
- Alátoló-égő lepárlóüsttel. A kazángyártók ezt az égőtípust is a pelletkazán számára alakították ki.
1 kg környezetbarát tüzelőanyag elégetésekor 1,83 kg neutrális CO2 gáz szabadul fel, amelyet az élő növényzet a fejlődés folyamatában fel is használ, és a fotoszintézis folyamatában oxigént juttat az atmoszférába. Ezáltal a folyamat bezárul, újrakezdődik a természetben minden elölről, és a környezet nem szennyeződik. A faipari üzem a gyártás során keletkező a mellékterméket – tájékoztatásaik szerint – gazdaságosan hasznosítja, ezáltal az egész vállalat üzemvitele is gazdaságosságosabb lett. A fapellet iránti folyamatosan növekvő piaci igényt Predingben is igyekeznek a termelőkapacitásuk biztosításával kielégíteni, melyre a három műszakos üzemvitel is utal. Hiszen Nyugat-Európában, de azon belül különösen Ausztriában és Németországban nő az igény a környezetbarát, magas fűtési komfortot biztosító tüzelőanyag, a fapellet iránt.