Systemy jakości w produkcji i obrocie biopaliwami stałymi...

Systemy jakości w produkcji i obrocie biopaliwami stałymi

Zajęcia V - 5. System jakości biopaliw w oparciu o akty

normatywne

grupa 1, 2, 3

Projekt „Wiedza i umiejętności kluczem do sukcesu inżynierów Ochrony Środowiska

oraz Odnawialnych Źródeł Energii i Gospodarki Odpadami” współfinansowany przez

Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Wzrost popularności stosowania biopaliw stałych w indywidualnych

systemach grzewczych tworzy nowy rynek, na którym klient poszukuje

paliwa trwałego, czystego i o wysokiej wartości opałowej. Producent z kolei

dostarcza produktu wytwarzanego z różnego rodzaju surowca (biomasa

drzewna, słoma, roczne i wieloletnie rośliny energetyczne) przy

ponoszeniu na jego produkcję jak najniższych nakładów.




Jakość i sposoby jej określania

Standardy jakości:

• zapewniają jednakową jakość paliwa, urządzeń grzewczych,

transportu i składowania,

• zapewniają zgodność prawną i bezpieczeństwo dla wszystkich

zainteresowanych uczestników rynku, poprzez określenie ich

odpowiedzialności i obowiązków,

• pomagają zharmonizować poszczególne ogniwa w całym

łańcuchu dostaw poprzez określenie wskaźników jakości i

dopuszczalnych wartości,

• informują odbiorców końcowych o charakterystycznych

właściwościach produktu co z kolei gwarantuje zadowolenie

klienta i przyczynia się do rozpowszechniania paliw z biomasy.




Standardy jakości biopaliw stałych są narzędziem wzmacniającym rynek

biopaliw. Usprawniają handel biopaliwami poprzez zrozumienie

pomiędzy sprzedającym i kupującym, jak również pomiędzy

sprzedającym i producentami sprzętu, w którym te biopaliwa maja być

spalane.

Istnieją dwa podstawowe kryteria oceny jakości biopaliw:

• skład i charakterystyka chemiczna,

• właściwości fizyczne.




Aby ujednolicić system jakości biopaliw stałych w Unii Europejskiej, w roku

2000 Komisja Europejska powołała Europejski Komitet TechnicznyCEN/TC 335 Solid Biofuels.




Zadaniem Komitetu, wynikającym z Dyrektywy w Sprawie Spalania

Odpadów (Dyrektywa 2000/76/WE), jest prowadzenie prac

normalizacyjnych w zakresie biopaliw stałych pochodzących z:

• Produktów rolnictwa i leśnictwa,

• Odpadów roślinnych z rolnictwa i leśnictwa,

• Odpadów roślinnych z przemysłu spożywczego,

• Odpadów drzewnych (z wyjątkiem odpadów mogących zawierać

fluorowe składniki organiczne lub metale ciężkie), jako rezultat

stosowania środków konserwujących lub powłoki, czyli zwłaszcza

takie odpady drzewne, które pochodzą z odpadów budowlanych i z

rozbiórek,

• Włóknistych odpadów roślinnych z produkcji masy celulozowej oraz

papieru,

• Odpadów korkowych.




Prace normalizacyjne prowadzone były w następujących grupach roboczych:

• WG1 – Terminologia, definicje i określenia – grupie przewodniczą Niemcy.

• WG2 – Specyfikacja paliw, rodzaje i zapewnienie jakości – grupie

przewodniczą Finlandia i Dania.

• WG3 – Pobieranie próbek i ich pomniejszanie – grupie przewodniczy

Wielka Brytania.

• WG4 – Metody badań fizycznych i mechanicznych – grupie przewodniczy

Szwecja.

• WG5 – Metody badan chemicznych – grupie przewodniczy Holandia.

Stopniowo opracowywano i publikowano kolejne specyfikacje techniczne (w

latach 2003 – 2006 wprowadzono 27 specyfikacji odnoszących się do

biopaliw stałych), które zaczynały obowiązywać 3 lata po opublikowaniu. W

okresie przejściowym normy te oznaczane są jako CEN/TS były

uaktualniane i dopracowywane tak, aby ostatecznie zostać wprowadzone

jako Normy Europejskie EN.




Instytucją wprowadzająca normy CEN/TC i docelowo EN jest w Polsce Polski

Komitet Normalizacyjny, a dokładnie Komitet Techniczny nr 144 ds. Koksu i

Przetworzonych Paliw Stałych, który stopniowo, w mirę postępu prac,

wprowadza ten system norm oznaczanych jako PKN-CEN i ostatecznie po

okresie przejściowym jako PN-EN.




Biomasa - definicje

Za biomasę uznaje się ulegającą biodegradacji część produktów,

odpadów wraz z substancjami roślinnymi i zwierzęcymi lub pozostałości

z rolnictwa, leśnictwa i związanych z nimi działów przemysłu, a także

ulegającą biodegradacji część odpadów przemysłowych i miejskich.

[Dyrektywa 2003/30/WE, 2003].

Encyklopedia PWN definiuje biomasę jako:

„masę materii zawartą w organizmach zwierzęcych lub roślinnych w

momencie pomiaru, wyrażana bywa w jednostkach tzw. świeżej masy

(naturalna masa organizmów), suchej masy (masa bezwodna), w

przeliczeniu na węgiel organiczny lub w jednostkach energii, pozwala

określić ilość materii organicznej wytworzonej przez populację w danej

przestrzeni oraz czasie i stanowi miarę produktywności biologicznej”




Biomasa - definicje

PN-EN 14588:2011 Biopaliwa stałe -- Terminologia, definicje i określenia:

Biomasa – materiał organiczny z wyłączeniem materiału w postaci

skamielin będących forma geologiczną




Właściwości biomasy

Ze względu na biologiczne pochodzenie biomasy, charakterystyczną jej

cechą jest duża zmienność parametrów uzyskiwanych w procesach

technologicznych. Parametry te wpływają na jakość oraz przydatność

biopaliw. Wyróżniki te uwarunkowane są wieloma czynnikami, takimi jak np.

pochodzenie surowca, jego wilgotność itp.




Właściwości biomasy

Parametr Efekt

Zawartość wody Wzrost powoduje: spadek zdolności do przechowywania, obniżenie wartości opałowej, straty,

samozapłon.

Wartość opałowa Decyduje o sposobie, w jaki wykorzystamy paliwo, determinuje prace projektowe.

Cl

N

S

K

Mg, Ca, P

Metale ciężkie

HCl, emisja dioksyn, korozja urządzeń,

NOx, emisja HCN i N2O,

Emisja SOx,

Wywołuje korozje urządzeń i niekorzystnie zmniejsza temperaturę topnienia popiołu,

Podnoszą temperaturę topnienia popiołu, co jest zjawiskiem korzystnym, ale równocześnie

zwiększają retencję zanieczyszczeń w popiele, co ogranicza możliwości jego wykorzystania,

Zawartość w paliwie powoduje emisję zanieczyszczeń oraz ogranicza możliwości wykorzystania

popiołu.

Zawartość popiołu

Zarodniki grzybów

Wzrost zawartości w paliwie zwiększa emisję cząstek stałych i zwiększa koszty usuwania

popiołu,

Zawartość w paliwie powoduje zagrożenie dla zdrowia podczas kontaktu z paliwem

Gęstość usypowa

Gęstość właściwa

Skład

granulometryczny

Udział pyłu

Trwałość

Wzrost gęstości obniża koszty transportu oraz przechowywania,

Wpływ na dynamikę procesu spalania,

Wpływ na: sypkość paliwa, przebieg procesu suszenia, tworzenie się tzw. mostków, tworzenie

się pyłu,

Wzrost zawartości zwiększa gęstość usypową, jednocześnie zwiększając straty podczas

transportu i powoduje pylenie materiału,

Wysoka trwałość minimalizuje: zmiany jakości paliwa podczas przeładunku oraz transportu,

rozpad i w ostateczności straty.




Klasyfikacja biomasy

Podstawą klasyfikacji biomasy w unijnym systemie jakości biopaliw są:

pochodzenie i źródło. Umożliwia to klasyfikację od pierwszego do

czwartego poziomu. Hierarchiczny system klasyfikacji zawiera cztery typy

biomasy ze względu na ich pochodzenie: drzewną, zielną (trawy i

byliny), owocową oraz mieszanki i mieszaniny.

Drugi poziom klasyfikacji opisuje różne źródła biomasy w ramach grupy

głównej (produkt uboczny, odpad lub materiał nieprzetworzony)

Trzeci i czwarty poziom precyzuje dane źródło biomasy

PN-EN 14961-1:2010 Biopaliwa stałe -- Specyfikacje paliw i klasy --

Część 1: Wymagania ogólne




2 biomasa

zielna

2.1 Rośliny zielne rolnicze

i ogrodnicze

2.1.1 Zboża

2.1.1.1 Całe rośliny

2.1.1.2 Słoma

2.1.1.3 Ziarna lub nasiona

2.1.1.4 Łuski lub łupiny

2.1.1.5 Mieszanki i mieszaniny

2.1.2 Trawy


2.1.2.2 Słoma

2.1.2.3 Nasiona

2.1.2.4 Łupiny


2.1.3 Rośliny oleiste


2.1.3.2 Łodygi i liście

2.1.3.3 Nasiona

2.1.3.4 Łuski lub łupiny


2.1.4 Rośliny okopowe



2.1.4.3 Korzenie


2.1.5 Rośliny strączkowe



2.1.5.3 Owoce

2.1.5.5 Strąki


2.1.6 Kwiaty



2.1.6.3 Nasiona


2.1.7 Biomasa zielna z konserwacji terenów użyteczności publicznej

Klasyfikacja biomasy

2 biomasa

zielna

2.2 Produkty uboczne i

pozostałości z

przetwórstwa roślin

zielnych

2.2.1 pozostałości zielne nie poddane

obróbce chemicznej

2.2.1.1 Zboża i trawy

2.2.1.2 Rośliny oleiste

2.2.1.3 Rośliny okopowe

2.2.1.4 Rośliny strączkowe i kwiaty


2.2.2 pozostałości zielne poddane obróbce

chemicznej

2.2.2.1 Zboża i trawy

2.2.2.2 Rośliny oleiste

2.2.2.3 Rośliny okopowe

2.2.2.4 Rośliny strączkowe i kwiaty


2.3 Mieszanki i mieszaniny




Paliwo Typowy wymiar ziarna Metoda przygotowania

Brykiety Ø > 25mm Sprasowanie mechanicznie

Pelety Ø < 25mm Sprasowanie mechanicznie

Proszek paliwowy < 1mm Mielenie

Trociny 1mm do 5mm Cięcie ostrymi narzędziami

Zrębki drzewne 5mm do 100mm Cięcie ostrymi narzędziami

Paliwa z rozdrobnionych pozostałości

drzewnych (łupki)Zmienny

Rozdrobnione tępymi

narzędziami

Drewno opałowe w postaci kłód/kloców 100mm do 1000mm Cięcie ostrymi narzędziami

Drewno lite > 500mm Cięcie ostrymi narzędziami

Małe bele słomy

Duże bele słomy

Okrągłe bele słomy

0,1m3

3,7m3

2,1m3

Sprasowane i związane

kwadratowe


kwadratowe


cylindryczne

Wiązka Zmienny Ułożone wzdłuż i związane

Kora Zmienny

Pozostałość z okorowania drzew

Może być rozdrobniona lub

nierozdrobniona

Sieczka słomy 100mm do 200mm Cięta podczas zbiorów

Ziarna lub nasiona Zmienny Bez przygotowania lub suszenie

Łupiny i pestki owoców 5mm do 15mm Bez przygotowania

Osad włóknisty ZmiennyOdwodnienie odpadów

włóknistych

UWAGA: Mogą być stosowane również inne formy

Główne formy handlowe biopaliw stałych

Wymagania jakościowe dla brykietów wg CEN/TS 14961 2005

PN-EN 14961-2:2011E

Biopaliwa stałe -- Specyfikacje paliw i klasy

-- Część 2: Pelety drzewne do zastosowań

nieprzemysłowych

PN-EN 14961-3:2011E


-- Część 3: Brykiety drzewne do

zastosowań nieprzemysłowych

PN-EN 14961-4:2011E


-- Część 4: Zrębki drzewne do zastosowań

nieprzemysłowych

PN-EN 14961-5:2011E


-- Część 5: Drewno opałowe do


PN-EN 14961-6:2012E


-- Część 6: Pelety niedrzewne do


PN-EN 14961 Biopaliwa stałe -- Specyfikacje paliw i klasy

PN-EN 14961-3:2011E: Biopaliwa stałe -- Specyfikacje paliw i klasy -- Część 3: Brykiety drzewne

do zastosowań nieprzemysłowych

Przykładowa deklaracja jakości produktu wg wymagań PN-EN 14961-1:2010

Metody pomiaru parametrów jakościowych

PN-EN 14774:2010EBiopaliwa stałe -- Oznaczanie zawartości

wilgoci -- Metoda suszarkowa

PN-EN 14775:2010EBiopaliwa stałe -- Oznaczanie zawartości

popiołu

PN-EN 14918:2010EBiopaliwa stałe -- Oznaczanie wartości

opałowej

PN-EN 15103:2010EBiopaliwa stałe -- Oznaczanie gęstości

nasypowej

PN-EN 15150:2012EBiopaliwa stałe -- Oznaczanie gęstości

cząstek

PN-EN 15210-1:2010E

Biopaliwa stałe -- Oznaczanie

wytrzymałości mechanicznej brykietów i

peletów -- Część 1: Pelety

PN-EN 15210-2:2011E

Biopaliwa stałe -- Oznaczanie

wytrzymałości mechanicznej brykietów i

peletów -- Część 2: Brykiety

PN-EN 16127:2012EBiopaliwa stałe -- Określanie długości i

średnicy peletów




Systemy jakości w produkcji i obrocie biopaliwami stałymi...

Documents

Transcript of Systemy jakości w produkcji i obrocie biopaliwami stałymi...