Wpływ technologii pozyskania i składu zrębków leśnych na ich wartość opałową i zawartość popiołu

• Autorzy: Gendek A. , Malatak J. , Velebil J.

Warianty tytułu

EN

Effect of harvest method and composition of wood chips on their caloric value and ash content

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

EN

Wood chips composition and abundance of the impurities affecting the ash content are parameter of the chips quality that is important for the power plants. These parameters may be used as criteria in settlements between the supplier and the chipmaker. The determination of calorific value, ash content and share of individual elements in forest chips was undertaken. The wood chips obtained from the fragmentation of sawmill wastes and forest trees residues with various species compositions (Scots pine, multi−species and bundled Norway spruce residues) were investigated. The linear relationship between the ash content and the calorific value of the chips was determined. In all cases, the largest share (over 87%) in the composition of forest chips is assigned to the clean timber and wood particles with bark. The share of mineral impurities is within the range of 0.6−1.6%. The ash content in wood particles ranges 1.04−3.94% and is close to the values reported in the literature. In terms of ash content, the chips produced from bundled coniferous residues were the worst. The obtained results indicate that the best technology for obtaining high calorific value of dry wood chips (17.89−18.11 MJ/kg) with a low proportion of ash is the chipping of wood residues collected directly from the forest surface or from previously prepared piles. The least advantageous technology is the bundling of residues and their storage for several months (16.29 MJ/kg).

Słowa kluczowe

PL

lesnictwo; biomasa lesna; zrebki drzewne; pozyskiwanie biomasy; skladowanie; wartosc opalowa; zawartosc popiolu

• Wydawca: -
• Czasopismo: Sylwan
• Rocznik: 2018
• Tom: 162
• Numer: 03
• Opis fizyczny: s.248-257,rys.,tab.,bibliogr.

Twórcy

autor

Gendek A.

• Katedra Maszyn Rolniczych i Leśnych, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie, ul.Nowoursynowska 164, 02-787 Warszawa

autor

Malatak J.

• Wydział Techniczny, Czeski Uniwersytet Rolniczy w Pradze, Kamycka 129, 165 21 Praha 6 Suchdol

autor

Velebil J.

• Wydział Techniczny, Czeski Uniwersytet Rolniczy w Pradze, Kamycka 129, 165 21 Praha 6 Suchdol

Bibliografia

• Altholzverordnung (Verordnung über Anforderungen an die Verwertung und Beseitigung von Altholz) vom 15 August 2002. 2002. BGBI I 2002, 3302.
• Barontini M., Scarfone A., Spinelli R., Gallucci F., Santangelo E., Acampora A., Jirjis R., Civitarese V., Pari L. 2014. Storage dynamics and fuel quality of poplar chips. Biomass Bioenergy 62: 17-25. DOI: 10.1016/j.biombioe. 2014.01.022.
• Chandrasekaran S., Hopke P., Rector L., Allen G., Lin L. 2012. Chemical composition of wood chips and wood pellets. Energy & Fuel. 26 (8): 4932-4937. DOI: 10.1021/ef300884k.
• Eker M. 2011. Assessment of procurement systems for unutilized logging residues for Britian pine forest of Turkey. African Journal of Biotechnology 10 (13): 2455-2468. DOI: 10.5897/AJB10.2059.
• Font R., Conesa J. A., Molto J., Muńoz M. 2009. Kinetics of pyrolysis and combustion of pine needles and cones. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. 85 (1-2): 276-286. DOI: 10.1016/j.jaap.2008.11.015.
• Friedl A., Padouvas E., Rotter H., Varmuza K. 2005. Prediction of heating values of biomass fuel from elemental composition. Analytica Chimica Acta 544: 191-198. DOI 10.1016/j.aca.2005.01.041.
• Gendek A., Nurek T. 2012. Wykorzystanie pakietu Witness do modelowania przebiegu procesów produkcyjnych w leś-nictwie. Technika Rolnicza Ogrodnicza Leśna 2: 17-20.
• Gendek A., Nurek T. 2016. Variability of energy woodchips and their economic effects. Folia Forestalia Polonica A 58 (2): 62-71. DOI: 10.1515/ffp-2016-0007.
• Gendek A., Zychowicz W. 2006. Pozyskiwanie odpadów zrębowych na cele energetyczne w postaci pakietów. Tech-nika Rolnicza Ogrodnicza Leśna 11: 19-21.
• Gendek A., Zychowicz W. 2014. Investigations on the calorific value of forest chips. Annals of Warsaw University of Life Sciences – SGGW, Agriculture 63: 65-72.
• Gendek A., Zychowicz W. 2015. Analysis of wood chippings fractions utilized for energy purposes. Annals of Warsaw University of Life Sciences – SGGW, Agriculture 65: 79-91.
• Grilli G., Garegnani G., Poljanec A., Ficko A., Vettorato D., De Meo I., Paletto A. 2015. Stakeholder analysis in the biomass energy development based on the experts’ opinions: the example of Triglav National Park in Slovenia. Folia Forestalia Polonica A 57 (3): 173-186. DOI: 10.1515/ffp-2015-0017.
• Hałuzo M., Musiał R. 2004. Ocena zasobów i potencjalnych możliwości pozyskania surowców dla energetyki odnawialnej w województwie pomorskim. Biuro Planowania Przestrzennego w Słupsku.
• ISO 18122:2015. 2015. Solid biofuels: determination of ash content. International Organization for Standardization, Geneva.
• Kurowska A. 2016. Struktura podaży odpadów drzewnych w Polsce. Sylwan 160 (3): 187-196.
• Malaťák J., Bradna J., Kučera M., Černý D., Passian L. 2013. Analysis of selected wood biofuels and evaluation of their thermal emission properties. W: Conference Proceeding – 5th International Conference, TAE 2013: Trends in Agricultural Engineering 2013. 402-408.
• Malaťák J., Gurdil G. A., Jevic P., Selvi K. Ç. 2008. Biomass heat-emission characteristics of energy. Biomass heat-emission characteristics of energy plants. Agricultural Mechanization in Asia, Africa and Latin America 38 (4): 9-13.
• Malaťák J., Passian L. 2011. Heat-emission analysis of small combustion equipments for biomass. Research in Agricultural Engineering 57 (2): 37-50.
• Martinka J., Martinka F., Rantuch P., Hrušovský I., Blinová L., Balog K. 2017. Calorific value and fire risk of selected fast-growing wood species. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. DOI: 10.1007/s10973-017-6660-2.
• Mendel T., Kuptz D., Hartmann H. 2016. Fuel quality changes and dry matter losses during the storage of wood chips. Part 2. Container trials to examine the effects of fuel screening. W: Gendek A., Moskalik T. [red.]. From Theory to Practice: Challenges for Forest Engineering. Proceedings and Abstracts of the 49th Symposium on Forest Mechanization. Warsaw, Poland. 139-143.
• Moskalik T. 2013. Techniczne, technologiczne i organizacyjne uwarunkowania pozyskania i transportu drewna energe-tycznego. W: Gołos P., Kaliszewski A. [red.]. Biomasa leśna na cele energetyczne. Instytut Badawczy Leśnictwa, Sękocin Stary. 107-118.
• Moskalik T., Sadowski J., Zastocki D. 2016. Wybrane technologiczne i ekonomiczne aspekty balotowania pozosta-łości pozrębowych. Sylwan 160 (1): 31-39.
• Munalula F., Meincken M. 2009. An evaluation of South African fuelwood with regards to calorific value and environmental impact. Biomass Bioenergy 33 (3): 415-420. DOI: 10.1016/j.biombioe.2008.08.011.
• Nati C., Spinelli R., Fabbri P. 2010. Wood chips size distribution in relation to blade wear and screen use. Biomass and Bioenergy 34 (5): 583-587. DOI: 10.1016/j.biombioe.2010.01.005.
• PN-ISO1928:2002. 2002. Paliwa stałe. Oznaczanie ciepła spalania metoda spalania w bombie kalorymetrycznej i obliczanie wartości opałowej. Polski Komitet Normalizacyjny, Warszawa.
• Röser D., Mola-Yudego B., Prinz R., Emer B., Sikanen L. 2012. Chipping Operations and Efficiency in Different Operational Environments. Silva Fennica 46 (2): 275-286.
• Spinelli R., Magagnotti N., Picchi G. 2012. A supply chain evaluation of slash bundling under the conditions of mountain forestry. Biomass and Bioenergy 36: 339-345. DOI: 10.1016/j.biombioe.2011.11.001.
• Stampfer K., Kanzian C. 2006. Current state and possibilities of wood chip supply chains in Austria. Croatian Journal of Forest Engineering 27 (2): 135-145.
• Suadicani K., Gamborg C. 1999. Fuel quality of whole-tree chips from freshly felled and summer dried Norway spruce on a poor sandy soil and a rich loamy soil. Biomass and Bioenergy 17 (3): 199-208. DOI: 10.1016/S0961-9534(99)00039-2.
• Sulaiman S. A., Roslan R., Inayat M., Naz M. Y. 2017. Effect of blending ratio and catalyst loading on co-gasification of wood chips and coconut waste. Journal of the Energy Institute. Available online 13 May 2017 1-7. DOI: 10.1016/j.joei.2017.05.003.
• Yoshioka T., Aruga K., Nitami T., Sakai H., Kobayashi H. 2006. A case study on the cost and the fuel consumption of harvesting transporting and chipping chains for logging residues in Japan. Biomass and Bioenergy 30 (4): 342-348. DOI: 10.1016/j.biombioe.2005.07.013.
• Zajączkowski J., Brzeziecki B., Perzanowski K., Kozak I. 2013. Wpływ potencjalnych zmian klimatycznych na zdolność konkurencyjną głównych gatunków drzew w Polsce. Sylwan 157 (4): 253-261.
• Zhao D., Kane M., Teskey R., Markewitz D., Greene D., Borders B. 2014. Impact of management on nutrients, carbon, and energy in aboveground biomass components of mid-rotation loblolly pine (Pinus taeda L.) plantations. Annals of Forest Science 71 (8): 843-851. DOI: 10.1007/s13595-014-0384-2.
• Zychowicz W., Gendek A. 2009. Efektywność stosowania samobieżnej rębarki z zasobnikiem do pozyskiwania zrębków na cele energetyczne. Ekologiczne aspekty mechanizacji produkcji rolniczej i leśnej. Konferencja KMRIL, Warszawa. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych 543: 417-425.
• Zychowicz W., Moskalik T., Gendek A., Nurek T., Kikulski J. 2016. Logistic analysis of wood chips procurement chain from forest to power industry plants. W: Gendek A., Moskalik T. [red.]. From Theory to Practice: Challenges for Forest Engineering. Proceedings and Abstracts of the 49th Symposium on Forest Mechanization. Warsaw, Poland. 169-170.