Drewno było pierwszym źródłem energii, jakie świadomie zaczął wykorzystywać człowiek. Poprzez wieki palono je, najpierw w ogniskach, potem w piecach, kominkach i różnego typu paleniskach.

Następnie zaczęto wydobywać węgiel kamienny, który stopniowo zaczął wypierać drewno. Dopiero pod koniec XX wieku, po kryzysach naftowych, ponownie zaczęto interesować się wykorzystaniem drewna i odpadów z jego przetwórstwa. Na korzyść wykorzystywania biomasy przemawiał dodatkowo fakt, że jest to paliwo ekologiczne, a emisja CO2  krąży w obiegu zamkniętym.

Drewno można wykorzystywać energetycznie na wiele sposobów. Można je spalać, zgazowywać lub przeprowadzać destylację rozkładową. Najpopularniejsze jest spalanie drewna w postaci: kawałkowej, wiór, zrębek, pyłów lub w postaci przetworzonej, np. peletów.

Czym są pelety?

Pelety (ang. pellets – granulki) są granulkami podobnymi do karmy dla zwierząt. Produkowane są z trocin, drobnych wiórów lub pyłu drzewnego. Najczęściej surowcem do ich produkcji są odpady z przemysłu przetwórstwa drzewnego, które idealnie się do tego nadają ze względu na niewielką zawartość wilgoci, brak kory, liści, piasku oraz innych zanieczyszczeń. Dzięki stosowaniu odpadów z materiałów wstępnie przerobionych, np. poddanych procesowi suszenia, można uniknąć pewnych kosztów związanych z produkcją. Istnieje również technologiczna możliwość produkcji peletów ze słomy lub trzciny, można również stosować dodatki pestek owoców oraz łupin orzechów.

Surowce są prasowane pod wysokim ciśnieniem bez użycia żadnych dodatków. Pelety mają średnicę od 4 do 10 mm, długość 10-25 mm, wilgotność nie większą niż 10%, gęstość właściwą 1,2–1,4 t/m3.  Wartość opałowa takiego paliwa powinna wynosić 17,5–21 MJ/kg.

Wytwarzanie granulatu jest od dawna powszechnie znane, stosowane m.in. w produkcji pasz dla zwierząt. Jednak w przypadku peletów technologia produkcji jest trudniejsza. Urządzenia do granulacji pasz nie nadają się do produkcji peletów, ze względu na większe opory, związane chociażby z wyższymi ciśnieniami prasowania materiału oraz z większą twardością prasowanego materiału. Na rynku dostępne są bardzo zróżnicowane urządzenia peletyzujące. Ich moce przerobowe wahają się od 50 do 10000 kg/h. 

Technologia produkcji składa się z kilku etapów:
1.    Suszenie
2.    Oczyszczanie
3.    Mielenie
4.    Granulowanie
5.    Chłodzenie
6.    Usuwanie pyłów

Pelety są pakowane w worki (przeważnie o pojemnościach 20–40 kg) lub w tzw. „big bagi”, w których mieści się ich 1000 kg. W przypadku ciepłowni średnich i dużych mocy opał dostarczany jest luzem cysternami (wyładunek pneumatyczny do magazynu) lub wywrotkami (jeśli jest możliwy wyładunek mechaniczny do magazynu opału).

Jakość wyprodukowanych peletów zależy od:

  • zawartości pyłów – pomimo że w procesie produkcyjnym pyły zostały usunięte, to mogły powstać nowe, np. podczas transportu. Zawartość pyłów nie powinna przekraczać 8%;
  • wilgotności paliwa – zawartość wody w peletach nie powinna przekraczać 10%,
  • trwałości paliwa – zależy głównie od zawartości ligniny w surowcu, z którego zostały wyprodukowane, oraz od siły prasowania.

Technologie spalania

Tak wysoce przetworzone paliwo jak pelety, idealnie nadaje się do zautomatyzowania procesu spalania. Jest to możliwe dzięki ich dokładnie określonym parametrom, takim jak wilgotność, równomierne wymiary czy zawartość pyłów. Nawet małe kotły na pelety wyposażone w palniki retortowe posiadają podajniki automatyczne, które w sposób ciągły dostarczają paliwo do spalania. Dlatego też można powiedzieć, że stosowanie tego paliwa jest prawie bezobsługowe. W małych kotłach, o mocach do 100 kW, występuje często przy kotle niewielka komora zasypowa, której objętość pozwala na załadowanie paliwa na kilka, a nawet kilkanaście dni.

Ciekawym rozwiązaniem jest także kominek lub piecyk z podajnikiem na pelety. Rozwiązanie takie pozwala cieszyć się klimatem kominka, beż uciążliwego ręcznego dokładania szczap drewna. Innym rozwiązaniem, mniej wygodnym od kominka z podajnikiem, jest stosowanie kosza na pelety. Kosz wkłada się do kominka i zasypuje peletami. W takim przypadku stałopalność jest krótka – wynosi od 2 do 6 godzin, w zależności od wielkości kosza, wkładu kominowego oraz czynników atmosferycznych.

Kosz na pelety

Przebieg procesu spalania

Kolejne porcje peletów, dostarczane do kotła, są osuszane energią pochodzącą z procesu spalania wcześniej dostarczonych granulek. Ze względu na niską zawartość wody w peletach proces ten trwa bardzo krótko i z podgrzanych peletów zaczynają się uwalniać części lotne – rozpoczyna się proces gazyfikacji. Temperatura konieczna do rozpoczęcia tego procesu to 2700C. Uwalniające się gazy to tlenek węgla (CO), wodór (H2), metan (CH4) oraz inne węglowodory [1]. Jeżeli jest dostępna wystarczająca ilość powietrza, gazy te zaczną się palić. Produktem spalania tlenku węgla będzie dwutlenek węgla, wodoru – woda, węglowodorów – dwutlenek węgla i woda.

 

 

Fot. Kosz na pelety do kominka (www.r-eco.pl)

Pelety a brykiety

Zarówno pelety, jak i brykiety są paliwem wysoce przetworzonym, jednak ich różne wymiary determinują różne sposoby ich wykorzystania. Brykiety mają znacznie większe rozmiary od peletów. W zależności od technologii produkcji (zastosowanie brykieciarki ślimakowej lub hydraulicznej) średnica brykietów wynosi od ok. 50 mm do 70 mm, ich długość jest różna. Pelety bardziej nadają się do automatycznych podajników ślimakowych, w których brykiety mogą powodować zacięcie zespołu podającego. Z tego powodu brykiety wykorzystywane są przeważnie w kotłach stałopalnych, kominkach i piecach.

Rynek peletów w Polsce

W Polsce rynek odbiorców peletów dopiero się rozwija. Z roku na rok zużycie ich gwałtownie się zwiększa – obrazuje to wykres. Pelety są alternatywą dla oleju opałowego, gazu LPG, gazu ziemnego  lub węgla.  Obecnie w kraju jest nadprodukcja peletów w stosunku do zapotrzebowania krajowego, dlatego większość produkowanego paliwa jest eksportowana do krajów Europy Zachodniej, gdzie pelety są bardzo popularnym paliwem.

Literatura:

  • Poradnik użytkownika pelet drzewnych: „Pellets@las”
  • A. Zuchniarz, M. Szymanek, I. Niedziółka, K. Dreszer, Charakterystyka brykietów z biomasy roślinnej wytworzonych w wybranych rodzajach zespołów zagęszczających, „Technika Rolnicza Ogrodnicza Leśna” 2/2009
  • M. Jakubiak, W. Kordylewski, Pelety podstawowym biopaliwem dla energetyki, „Archiwum Spalania” 3–4/2008
  • Pelety – paliwo ekologiczne, Bałtycka Agencja Poszanowania Energii, Gdańsk 2008
  • J. Franczak, Ekologicznie to też oszczędnie, „GLOBEnergia” 4/2009
  • www.biomachines.pl
  • www.kostrzewa.com
  • www.pawpol.pl
  • www.herz.com.pl
  • www.r-eco.pl

Grzegorz Pełka, GLOBEnergia


Cały artykuł – GLOBEnergia 1/2010

pelety