VGF&HKL szaklap

A fa brikettálása

2015. március 2. | Lantos Tivadar |  3171 | |

Az alábbi tartalom archív, 5 éve frissült utoljára. A cikkben szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).

A fa brikettálása

A biomassza-tüzelés manapság újra reneszánszát éli. Nemcsak a fatüzelésű cserépkályhák jelentenek alternatívát fűtés tekintetében, hanem a pelletes kazánok és a különböző brikettek is. A brikettálásnak számos előnye van, többek között az, hogy újrahasznosítja a hulladékot, tömöríti az anyagot, így csökkentve a helyigényt, megoldva a szállíthatóságot és automatizálást.

A tömörség okán

A brikett a brikettálásnak nevezett agglomerációs eljárás során keletkezik. Formája és mérete elméletileg bármilyen lehet, az 5 centiméteres átmérőnél nagyobb kör alaktól a négyszög vagy sokszög profilú tömörítvényig, függően a préshüvely formájától. Blaskó Gergely, egy brikettálással foglalkozó cég munkatársa lapunknak elmondta, hogy a gyártási folyamat célja a nagy sűrűségű végtermék előállítása, melyet a préselés során négyzetcentiméterenként minimum 1 tonna nyomással érnek el az alapanyag felületén. Ez annyit jelent, hogy a brikett 1000 bar-nál is nagyobb préselő nyomás hatására áll össze.

​1. kép: A jó brikettnek alacsony a nedvességtartalma

Eljárástól és alapanyagtól függően a végtermék készülhet kötőanyag nélkül (ez általában a hidraulikus brikettáló rendszerekre jellemző), illetve kötőanyaggal (a mechanikus brikettáló gépek sajátsága). Brikettet gyakorlatilag bármilyen alapanyagból előállíthatnak, ha a szemcseméret (az aprított alapanyag-darabkák mérete) megfelelő. A tüzelőanyagok előállítása során beszélhetünk keményfa-, illetve agrobrikettről. A keményfa a legértékesebb alapanyag, rönkök esetén viszont az előállítását tovább drágítja a kérgező berendezés. A fakéreg ugyanis rontja a brikett minőségét, ráadásul sok szeny-nyezőanyagot tartalmaz, amely csökkenti a brikettáló gép élettartamát, ezért attól a gyártási folyamat legelején célszerű megszabadulni. Az agrobrikett mezőgazdasági melléktermékekből készül, különböző lágyszárú növények felhasználásával. Általánosságban elmondható, hogy az agrobrikett fűtőértéke elmarad a keményfa-brikett fűtőértékétől, és hamu- és szilikáttartalma jóval magasabb, éppen ezért egyes biomassza-kazánokban nem alkalmazható tüzelőként.

A brikett sajátos jellemzője az alacsony nedvességtartalom, mely a préseléshez nélkülözhetetlen alapkövetelmény. Ez, valamint a brikett nagy tömörsége biztosítja a jó tüzeléstechnikai jellemzőket. A jó minőségű brikett energiatartalma megegyezik a barnaszénével, átlagos fűtőértéke 16-19 MJ/kg, ami a gyakorlatban azt jelenti, hogy 2 kg brikett eltüzelése 1 köbméter gázénak felel meg. Hátránya, hogy a gyártás során viszont a fabrikett nagy nyomáson való préselése is nagy energiabefektetést igényel (áram és hő), amely behatárolja a gyártási folyamatot és a megtérülést.

Némely fabrikett begyújtása elég nehézkes, ezért előgyújtó anyagot kell alkalmazni. Amennyiben az a célunk, hogy a brikett hosz-szú égési idővel rendelkezzen, célszerű tömörebbet választani. Erről a tulajdonságról a brikett felszínének repedezettsége is árulkodhat. A töredezett felszínű tüzelőanyag rövidebb ideig fog égni. A hamu mennyisége a felhasznált alapanyagtól függ. A fabrikettek hamutartalma igen alacsony, 1-2% körüli, míg például szalmából (vagy egyéb lágyszárú anyagból) készült brikett esetén hamuban szinte ugyanazt a térfogatot kapjuk vissza, mint az eredeti brikettünk.

2. kép: Nagy teljesítményű aprító

3. kép: nagy teljesítményű mobil daráló

4. kép: aprítófogak

Törni, zúzni, aprítani!

A brikettáló gépek többsége részegységekből áll, melyek az automatizálhatóság érdekében egymással össze vannak kötve csigás adagolással vagy szállítószalaggal. Blaskó Gergely elmondta, hogy a gyártási folyamat legelején a legtöbb esetben szükség van aprításra. A brikett készítése során léteznek olyan alapanyagok is, melyek szemcsemérete megfelelő, nem igényelnek különösebb kezelést – ilyen a fűrészpor –, de túlnyomó részt a fahulladékot aprítógépekben kell feldolgozni.

Telepített aprítógépek alatt a villamos motorral meghajtott, a bemenő anyag méretét csökkentő, fizikai megjelenési formáját nagymértékben megváltoztató technológiai berendezéseket értjük. Két markánsan elkülönülő csoportjuk létezik, a shredderek, illetve a finomaprítók csoportja.

A shredderek a darálandó anyag térfogatcsökkentését, a megfelelő méretre történő aprítását végzik. Ezek a berendezések lehetnek egy-, illetve többtengelyesek. Az egytengelyes aprítógépekben egy forgó, késekkel szerelt rotor végzi el úgy az aprítási feladatot, hogy egy hidraulika által mozgatott úgynevezett „kos” szorítja a rotorhoz a feldolgozandó anyagot. A berendezések kapacitása 30-3000 kg között lehet óránként, természetesen a gép méretétől függően. A berendezés belsejében, a forgó rotor alatt egy perforált rosta helyezkedik el, amelynek az a szerepe, hogy a gépből csak a megfelelő méretű anyag kerüljön kitárolásra. A forgó rotor addig aprítja, szaggatja az anyagot, amíg az át nem fér a rosta lyukain.

A megfelelő aprító kiválasztásához minden esetben figyelembe kell venni a beadagoló garatméretet, a megfelelő motorteljesítményt, illetve a rotoron elhelyezkedő kések számát. A két- vagy többtengelyes aprítógépek segítségével gyakorlatilag bármilyen manapság keletkező hulladékfajta feldolgozható. A berendezés működésének lényege, hogy a két egymással párhuzamos, ám egymással lassú fordulatszámon szembe forgó rotoron elhelyezkedő kések gyakorlatilag szakítják, tépik, elnyüvik az aprítandó anyagot. Teljesítményük 200 kg/h-tól egészen akár a 10-30 t/h-s kapacitásig terjedhet.

A finomaprítók a fent említett shredderek vagy az erdészeti faaprítók segítségével megfelelő méretűre előaprított hulladékok, illetve nyersanyagok egészen apró méretre történő darálását végzik. A kalapácsos malomnak nevezett finomaprító berendezésekben több, tengelyre felfűzött, ám szabadon lengő kalapács végzi az aprítást. A kalapácsok igen nagy sebességgel mozognak. A berendezésbe bekerülő anyagot addig őrlik, amíg az a 2-10 mm lyukátmérőjű rostán át nem hullik. Az így keletkezett durva vagy éppen finom fűrészpor a pellet-, valamint brikettgyártás alapanyaga is lehet.

5. kép: brikettálógép működés közben

6. kép: apróra darált faapríték

7. kép: brikettálógép vezérlése

A szárítás a kulcskérdés

A brikettálásra használt alapanyagot gyakran szárítani kell, amennyiben nedvességtartalma meghaladja a 10-14%-os értéket. Ebben az esetben a pellet, illetve brikett előállításának technológiai eszközei közé be kell iktatni a szárítógépet. A szalma, valamint az asztalosüzemekből származó anyagok, másodnyersanyagok (fűrészpor, faforgács, kisebb fahulladékok stb.) esetében nincs szükség ilyen berendezésre, mert a felhasználási területen már szárított alapanyaggal dolgoznak. A víztartalomnak a lehető legkisebbnek kell lennie a jó minőségű végtermék eléréséhez. Kis volumenben (100-200 kg/óra előállítási kapacitás) nem érdemes szárítani, mert az előállítás nem rentábilis. Legalább tonna/óra kapacitás fölött éri meg a berendezések működtetésével előállítani a brikettet.

A szárítási technológiák sora rendkívül változatos. A pellet- és brikettgyártásban elterjedt technológiák közé tartoznak a kisebb kapacitással bíró úgynevezett csöves szárítóberendezések, valamint a nagyobb hatásfokú forgódobos szárítók. A csöves készülékek a 300-800 kg/óra végterméket előállító rendszerekhez csatolva üzemeltethetők hatékonyan, de ami még fontosabb, költséghatékonyan. A bemenő magas nedvességtartalmú alapanyag egy úgynevezett csőkígyós rendszeren halad át egyenáramban a biomassza-tüzelésű kazán (vagy más fűtőegység) által előállított meleg/forró levegővel. A csőkígyón keresztülhaladva a viszonylag hosszú, kanyargós úton az anyag nedvességtartalmának jelentős részét elveszíti.

A rendszerhez egy ventilátor kapcsolódik, melynek szívóoldala előtt található a tüzelőberendezés, a nedves anyag betáplálása, valamint maga a csőkígyós rendszer is. A ventilátor nyomóoldalán helyezték el a por- és szemcseleválasztó rendszert. A porleválasztást ciklonnal, multiciklonnal vagy egy különösen hatékony rendszerrel, az úgynevezett zsákos porszűrő berendezéssel végzik. A szemcse- és porleválasztást követően a száraz alapanyag már teljes mértékben beadagolható a pelletáló vagy a brikettáló rendszerbe. A tüzelőberendezés biomassza-tüzelőanyag felhasználása 50 kg/órától 300 kg/óráig terjedhet.

A forgódobos szárítóberendezések szárítási hatásfoka, valamint szabályozhatósága lényegesen jobb, mint a csőkígyós rendszereké, azonban kis kapacitás mellett (800 kg/h alatt) nem gazdaságos az üzemeltetésük, mert nagy a felmelegíteni szükséges levegő mennyisége. A megfelelően előaprított alapanyag egy szállítócsiga segítségével cellás adagolóval szabályozva kerül a forgódobos szárítóba. A berendezés egy relatíve nagy átmérőjű (>0,8 m) és hosszú (10-20 m) technológiai elem, amelyben a szárítandó anyag áramlása történhet a szárító levegővel egyen-, illetve ellenáramban. A szárítási fázis végén, tehát a forgó szárítódob kiadagoló nyílásán egy megfelelően száraz, alacsony nedvességtartalmú anyagot kapunk. A forgódobos berendezésekben több ponton hőmérséklet- és nedvességtartalom-érzékelők találhatók, amelyek segítségével nagyon pontos nedvességtartalom-beállítás érhető el. Az érzékelőknek, a fordulatszám-szabályozással ellátott hajtóműveknek, valamint a be- és kiadagoló csigáknak köszönhetően egy maximálisan automatizálható és megbízható rendszert kapunk.

8. kép: finomapríték készítő berendezés

​A brikettáló gép

Ha az alapanyag kellően száraz, és a szemcsemérete is megfelelő, csak akkor kerül a brikettáló gépbe, ahol nagy nyomáson tömörítik, és elkészül a végtermék. Ezek a gépek lehetnek csigás, valamint dugattyús kivitelűek, amelyek hidraulikus vagy mechanikus dugattyúval működnek. A nyomócsigás eljárás során egy csiga hozza létre az alapanyag előre mozgását, valamint a kompressziót. Ez a technológia elavult, nagy a kopóalkatrész-igénye, így nehezen működtethető rentábilisan. Viszont jóval olcsóbb, mint a másik technológia.

A szárított alapanyag az előtömörítő csatornán (egy szűkülő keresztmetszetű, kúpos edény) át kerül beadagolásra a csiga végső szakaszába, és innen jut el a préscsatornába. A technológia által készített végtermék könynyen felismerhető a brikettben található lyukról. Erről anno azt gondolták, hogy tüzeléstechnikai szempontból jobb megoldás, mára már bebizonyosodott, hogy az égés független attól, hogy a brikett lyukas-e vagy sem.

A csigát a préshüvely oldaláról (a brikett irányából) egy csappal támasztják meg. A csap átmérője megegyezik a brikettben található lyuk átmérőjével. A szükséges préselési nyomás csökkentése érdekében a munkafolyamat hőmérséklete a csiga köré épített külső előfűtő-fejjel növelhető. A súrlódás, valamint az alakváltozási munka hatására a hőképződés hatalmas, a brikett felszíne gyakran megég. A csigás brikettáló berendezéssel előállított brikett tonnánkénti fajlagos energiaszükséglete 80-100 kWh. Természetesen sok múlik az alapanyag kezdeti nedvességtartalmán is. A csigás rendszerű brikettálóval előállított végtermék minősége elmarad a dugattyús technológia által készített agglomerátumétól.

A dugattyús brikettáló rendszerekbe az alapanyagot közvetlenül a préscsatornába juttatjuk be. Itt több ütemből álló tömörítési eljárás zajlik, melyet a préshüvelyben mozgó dugattyú végez el. Az egydugattyús rendszerek kör keresztmetszetű rúdbrikettet állítanak elő, míg a többdugattyús technológiák alkalmazása során változatos alakú brikett készülhet. A többütemű tömörítés sajátsága, hogy az egyes ütemek által létrehozott frakciók határán a brikett hosszirányára merőleges erő hatására az agglomerátum könnyen törik. A dugattyús brikettálóval előállított brikett fajlagos energiaszükséglete 30-70 kWh tonnánként.

Mindennapi szolgálatban

Legnagyobb jelentősége a brikettálónak a tömörítési eljárás okán van. Ha egy üzem sok fűrészport termel, azt nehéz lenne bárhová is szállítani, míg tömörítő, agglomerációs eljárással a kamion teljes szállítókapacitása kihasználhatóvá válik.

Sok asztalosüzemben már a keletkező fűrészport elszívó rendszereken keresztül azonnal brikettálják, így lokális szinten, takarékosan megoldható az üzem fűtése is. De használják a brikettálókat önkormányzatok is, elsősorban a közmunkaprogram keretén belül. A település tisztítása során keletkező zöldhulladékot dolgozzák fel a munkások; az ebből készült fabrikettet otthoni fűtésre haza is vihetik. Látható az, hogy nemcsak nagy méretekben, de kis volumenben is érdemes brikettálni, csak markánsan meg kell fogalmazni a célokat. Ha valaki kereskedelmi befektetésként tekint egy brikettüzemre, annak súlyos tízmilliókat kell beruháznia. A kis pénz és a „zöld gondolat” jegyében viszont csak az élmény marad.


Kérjük, szánjon pár pillanatot a cikk értékelésére. Visszajelzése segít a lap és a honlap javításában.

Hasznos volt az ön számára a cikk?

 Igen

 Nem