Да ли сецкање зараженог дрвета смањује његову калоријску вредност за гориво из биомасе?

Коришћење дрвне биомасе за производњу топлотне и електричне енергије је камен темељац транзиције ка обновљивој енергији. Међутим, значајан део расположиве сировине-нарочито од олуја-оштећеног дрвећа, оболелих шума или шумских површина којима се управља-заражен је гљивама или бактеријама, који су уобичајени за процесе у овом кораку. уситњавање (или уситњавање), што смањује величину честица ради лакшег руковања и сагоревања. Ово поставља критично питање за оператере биомасе: Да ли чин уситњавања зараженог дрвета додатно смањује његову калоријску вредност?
Директан одговор је не-сецкање само по себи хемијски не мења дрво нити смањује његов инхерентни енергетски садржај. Међутим, инфекција често разграђује дрво пре уситњавања, а процес уситњавања може индиректно да утиче на то колико ефикасно то гориво-квалитета ради. Овај чланак истражује науку која стоји иза пропадања дрвета, ефекат механике мреже на квалитет горива и механику биса.
1. Прави кривац: биолошко распадање, а не механичко уситњавање
Да бисмо разумели калоријску вредност, прво морамо да погледамо шта гори. Енергија у дрвету потиче првенствено од лигнина и целулозе. Када се дрво инфицира-најчешће трулежом-изазива гљивице као што су Хетеробасидион (трулеж корена) или Ганодерма (смеђа трулеж)-разграђују ове ензиме за храну.
• Смеђа трулеж: гљиве разлажу целулозу док остављају лигнин углавном нетакнутим. Дрво постаје крхко и тамно, али задржава одређени структурни интегритет.
•Бела трулеж: Гљиве разграђују и лигнин и целулозу, претварајући дрво у жиласту, бледу масу.
• Мека трулеж: Уобичајено у веома влажним условима, ово напада целулозу у секундарним ћелијским зидовима.
У свим случајевима, микробни метаболизам претвара чврста запаљива једињења угљеника у ЦО₂, воду и биомасу гљивица. Ова биолошка деградација је оно што смањује калоријску вредност. Студија објављена у часопису Форест Продуцтс Јоурнал открила је да јако распаднуто дрво може да изгуби између 15% и 50% своје првобитне суве енергије-у зависности од трулежи.
Уситњавање је чисто механички процес. Он ломи велике комаде на мање помоћу сила смицања и удара. Не сагорева угљеник нити испарава испарљива једињења; стога, не смањује директно бруто калоријску вредност (ГЦВ) по килограму суве материје. уситњено у прах.
2. Индиректни ефекти: Како сецкање реагује са зараженим дрветом
Иако сецкање не мења хемију, оно значајно мења физичка својства зараженог материјала, што утиче на ефикасан опоравак енергије током сагоревања.
А. Повећан садржај влаге
Заражено дрво често има већи капацитет да задржи воду због разградње ћелијских зидова. Уситњавање драматично повећава однос површине-површине-и-запремине. Иако ово помаже при сушењу ако се гориво правилно складишти, то такође значи да материјал може реабсорбовати атмосферску влагу много брже него што је примарни садржај влаге у чврстом стању. ефикасност сагоревања, јер се енергија троши кувањем воде уместо загревања вашег дома или производње паре.
Б. Убрзана деградација
Уситњавање излаже свеже површине кисеонику и микробиолошкој активности. Ако се заражено дрво сецка, а затим остави на гомили недељама или месецима, аеробне бактерије и гљиве могу да убрзају процес разлагања који је започео у шуми. Ово пропадање „после{2}}сецања“ може довести до мерљивог пада калоријске вредности током времена.
Ц. Садржај пепела и шљака
Раст гљивица доприноси садржају минералног пепела у дрвету. Када се заражено дрво уситњава, земља и зрна покупљени током жетве се темељније мешају у ситне честице. Већи садржај пепела смањује нето калоријску вредност (НЦВ) јер минерали не сагоревају. Осим тога, могу концентрисати одређене гљиве (као што су алкалијски метали). калијум), који, када се уситњава у фину прашину, може допринети шљаку и прљању у котловима-смањујући радну ефикасност чак и ако теоретски садржај БТУ горива остане непромењен.
3. Предности уситњавања за ефикасност сагоревања
Важно је напоменути да упркос недостацима повезаним са -постојећом инфекцијом, уситњавање је генерално корисно за коришћење ниског-дрва:
1.Побољшана кинетика сагоревања: Мање честице се брже запале и потпуније сагоревају. Ово може помоћи да се надокнади нижа густина енергије трулог дрвета тако што ће обезбедити мање излаза неизгорелог угљеника кроз димњак.
2.Хомогеност: Уситњавање меша труло и здраво дрво заједно, стварајући конзистентнији ниво горива од ручног сортирања трупаца.
3. Логистика: Згушњавање уситњеног материјала у пелете или брикете може заправо да га заштити од даљег упијања влаге и биолошког напада током складиштења.
4.Практичне препоруке за произвођаче биомасе
Ако прерађујете заражено дрво за гориво од биомасе, узмите у обзир следеће најбоље праксе:
•Процените озбиљност: Визуелно прегледајте дрво. Дрво које је „покварено“ (лако се мрви под притиском прста) је вероватно изгубило превише масе да би било одрживо. Дрво које је само променило боју, али је и даље структурно чврсто задржава већину своје енергије.
• Одмах осушите: Сеците само када планирате да брзо осушите материјал (користећи отпадну топлоту из постројења). Не дозволите да уситњено заражено дрво стоји на киши.
• Праћење влаге: Циљајте на садржај влаге испод 20–25%. Ово је критичније за заражено него за здраво дрво.
• Мешајте сировине: Помешајте исецкано заражено дрво са -квалитетном пиљевином или чистим струготинама да бисте уравнотежили мешавину горива и спречили проблеме са котлом.
Уситњавање зараженог дрвета само по себи не смањује његову топлотну вредност. Губитак енергије настаје током процеса биолошке инфекције пре сече. Међутим, уситњавање делује као катализатор даље деградације ако се материјалом не рукује правилно после-обраде. Повећањем површине, уситњавање чини више инфицираном дрвету неприхватљивијим за трулежи, што индиректно смањује ефективну топлотну снагу.
За произвођаче горива од биомасе, кључно је да уситњавање посматрају не као узрок губитка енергије, већ као корак који захтева пажљиво одређивање времена. Уситњавањем зараженог дрвета непосредно пре сушења и сагоревања, оператери могу да искористе побољшане карактеристике сагоревања малих честица док минимизирају негативне утицаје угроженог биолошког стања дрвета.