Share PDF

Search documents:
  Report this document  
    Download as PDF   
      Share on Facebook

Lukiškiu g. 3, LT-01108, Vilnius tel. (85) 2191303

faks. (85) 2124777

Studijos

Šiaudu kuro naudojimo technologiju ivertinimas ir rekomendaciju tolimesniam ju naudojimui bei biokuro briketu iš smulkiu šiaudu ir žoliniu augalu paruošimo technologijos parengimas

Ataskaita

2007 m.

Ruoše:

Darius Biekša, Energetikos mokslo magistras

 

Mindaugas Janulis, Pastatu energetikos bakalauras

 

Vidmantas Plankis, Diplomuotas inžinierius

 

Egle Jaraminiene, Energetikos mokslo magistras

Tikrino:

Arunas Barauskas, Energetikos mokslo magistras

Tvirtino:

Arunas Barauskas, Energetikos mokslo magistras

Redagavo:

Jurgita Impoliene

2

Turinys

Ivadas

3

 

1

Šiaudu paruošimo ir panaudojimo kurui technologiju

4

 

Lietuvoje ir užsienyje apžvalga

1.1

Å iaudu kuro potencialas Lietuvoje

5

1.2

Šiaudu ir žoliniu augalu kuro sudetis ir savybes

7

1.3Šiaudu ir žoliniu augalu paruošimo kurui technologiju

 

apžvalga

12

1.3.1

Presuoti ryšuliai ir ritiniai

13

1.3.2

Granules

17

1.3.3

Å iaudu briketai

24

1.3.4

Granuliu ir briketu standartai

29

1.4

Å iaudu kuro deginimo aplinkosauginiai aspektai

30

1.5Šiaudu ir žoliniu augalu kuro deginimo technologiju

 

apžvalga

32

2

Rekomendacijos del šiaudu kuro ruošimo ir

37

 

panaudojimo technologiju tolimesnio taikymo Å¡alyje

3

Biokuro briketu iš susmulkintu šiaudu ir žoliniu

39

 

augalu galimybiu ištyrimas ir ivertinimas

4Rekomendacijos del biokuro briketu iš susmulkintu šiaudu ir žoliniu augalu gamybos technologijos

 

parinkimo ir gamybos

44

5

IÅ¡vados ir pasiulymai

46

3

Ivadas

Studija parenge UAB „COWI Baltic“ pagal Lietuvos Respublikos ukio ministeri- jos užsakyma.

Šiaudai yra ekologiškas, atsinaujinantis, vietinis kuras, kurio platesnis naudoji- mas šalyje turi buti skatinamas. Šio kuro naudojimas generuoja teigiamus aplin- kosauginius, socialinius bei ekonominius efektus.

Nustatyta, kad kasmetinis šiaudu potencialas, kuris gali buti konvertuotas i bio- kura Lietuvoje sudaro apie 400 tukst. t. Didžiausi šiaudu kiekiai susidaro Šiauliu ir Panevežio regionuose, kai tuo tarpu mažiausiai - Telšiu ir Utenos rajonuose.

Šiaudu kuro ruošimas atliekamas pasitelkiant skirtingas technologijas. Pasirinki- mas priklauso nuo norimo gauti kuro savybiu. Pats paprasciausias budas yra šiaudu presavimas i ritinius ir tiesioginis deginimas specialiose pakurose. Kitas budas yra šiaudu briketavimas, kuomet gaunamas sutankintas stambesniu para- metru produktas artimas malkiniam kurui. Ir treciasis šiaudu kuro ruošimo budas yra granuliavimas. Sutankintos šiaudu granules gali buti naudojamos automati- zuotose šilumos gamybos sistemose.

Studijoje apžvelgiamos trys kuro ruošimo technologijos, apibudinamos pageidau- tinos žaliavos savybes, apibudinami gamybos procesai bei naudojama iranga. Apžvelgiami galiojantys ir rengiami kokybes reikalavimai, aptariami šiaudu de- ginimo aplinkosauginiai aspektai

Pateikiamos šiaudu kuro ruošimo ir panaudojimo technologiju tolimesnio taiky- mo šalyje rekomendacijos. Pristatomos šiaudu ir žoliniu augalu briketavimo ga- limybes. Formuluojamos rekomendacijos del briketu technologijos parinkimo ir pacios gamybos organizavimo.

4

1Šiaudu paruošimo ir panaudojimo kurui technologiju Lietuvoje ir užsienyje apžvalga

Atsinaujinancios energijos gamybai naudojamus augalus galima skirti i žolinius ir medžius (taip pat krumus). Šiame darbe nagrinejamos butent žoliniu augalu pa- naudojimo kuro gamybai galimybes, didžiausia demesi skiriant šiaudu kurui.

Nepanaudotos žemes ukio atliekos, tokios kaip šiaudai, gali buti sekmingai nau- dojami kuro gamybai. Per praejusius metus paseliu plotai Lietuvoje sudare 1,1 mln. hektaru, iš kuriu buvo gautas 3500 - 4000 tukst. t. šiaudu derlius. Deja ne visi šiaudai gali buti panaudoti kuro gamybai, butina numatyti šiaudu poreiki gy- vuliu pašarui bei kraikui, daržininkystei, kitoms reikmems, pagaliau patiriami ir derliaus nuemimo nuostoliai. Likutinis šiaudu kiekis sudaro 1,5 tukst. t. Kurui galima butu sunaudoti apie trecdali šiaudu likucio arba apie 12-15 % bendro šiaudu derliaus, kas vidutiniškai sudarytu 400 tukst. t arba ekvivalenta 100 ktne.

Pagrindines žolines augalines kulturos iš kuriu gali buti gaminamas kuras yra žieminiai javai (kvieciai, kvietrugiai, rugiai, miežiai), vasariniai javai (kvieciai, miežiai, kvietrugiai, avižos, grikiai, varpiniu mišiniai, kiti javai) ir rapsai (vasari- niai rapsai, žieminiai rapsai).

Å iaudu kuro naudojimo privalumai:

·Aplinkosauginis efektas - biomases yra laikoma neutrali CO2 išmeti- mams, t.y. neprisideda prie anglies dvideginio kiekio didinimo atmosfe- roje. Susidarantys pelenai nera pavojingos atliekos ir netgi gali buti pa- naudoti žemes ukyje ir miškuose kaip trašos.

·Socialinis efektas. Bus sukurta šiaudu kuro gamybos ir naudojimo inf- rastruktura. Tai paskatintu nauju darbo vietu kurimasi žemes ukio, kuro ruošimo, aprupinimo iranga sektoriuose.

·Ekonominis efektas. Padidinus vietinio kuro dedamaja šalies kuro balan- se bus sumažintas brangaus iškastinio kuro importas. Pajamos už sunau- dojama kura atitenka šalies ekonomikai. Padidinimas energijos tiekimo šalyje saugumas ir nepriklausomumas nuo išores kuro importuotoju.

Nepaisant akivaizdžiu privalumu reikia pastebeti, kad esti ir sunkumu sietinu su konkurencijos atsiradimu tarp energetiniu ir maistiniu augalu, kas itakoja maisto

5

kainu augima; dirvožemio skurdinimu, kuomet i žeme neiterpiamos žemes ukio atliekos; aukštais ekonominiais kaštais; šiaudu derliaus sezoniškumu.

1.1Å iaudu kuro potencialas Lietuvoje

Remiantis Lietuvos statistikos departamento duomenimis 2006 metais Å¡iaudu kurui tinkamu paseliu plotai Lietuvoje sudare 1113,7 tukstancius hektaru. Å iu plotu kitimas per pastaruosius metus pateiktas Lentele 1.

Lentele 1. Paseliu plotai Lietuvoje

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

 

 

 

 

 

 

 

 

Javai (tukst.ha)

979,6

935,9

918,0

864,6

878,5

956,1

962,9

 

 

 

 

 

 

 

 

Rapsai (tukst.ha)

55,5

50,7

60,0

66,6

100,6

109,4

150,8

 

 

 

 

 

 

 

 

Iš vieno hektaro prikuliamu grudu ir gaunamu šiaudu santykis lygus ~0,9 [3]. Priimant, kad vidutinis grudu derlius siekia ~2,9 t/ha, gaunama, kad iš ~1 mln. hektaru paseliu nuimamas ~3200 tukst. t šiaudu derlius. Ivertinus rapso šiaudu dedamaja bendras šiaudu derlius Lietuvoje siekia ~3500 tukst. t.

Ivertinus tai, kad kurui gali buti panaudota vidutiniškai 12-15% šiaudu derliaus, gaunama, kad metinis šiaudu kuro potencialas Lietuvoje sudaro apie ~400 tukst. t, kurio energetinis ekvivalentas sudaro ~100 ktne.

Å iaudu kuro potencialas atskirose apskrityse pateiktas Lentele 2[2]

Lentele 2. Biokuro potencialo pasiskirstymas pagal apskritis

Apskritys

Biokuro potencialas, tukst. t

 

 

 

 

 

 

Mediena

Å iaudai

Energetiniai augalai

 

 

 

 

Alytaus

99

4

276

 

 

 

 

Kauno

243

89

395

 

 

 

 

Klaipedos

71

6

336

 

 

 

 

6

Lentele 2. Biokuro potencialo pasiskirstymas pagal apskritis (tesinys)

Apskritys

Biokuro potencialas, tukst. t

 

 

 

 

 

 

Mediena

Å iaudai

Energetiniai augalai

 

 

 

 

Panevežio

133

125

444

 

 

 

 

Å iauliu

186

158

392

 

 

 

 

Taurages

120

3

213

 

 

 

 

Telšiu

82

0

303

 

 

 

 

Utenos

81

0

654

 

 

 

 

Vilniaus

224

19

882

 

 

 

 

Å iaudu kuro potencialo geografinis pasiskirstymas regionuose pateiktas 1 pav.

TELÅ IAI

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PANEVEŽYS

KLAIPEDA

 

Å IAULIAI

 

 

 

125

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

158

 

 

 

 

 

 

 

UTENA

0

TAURAGE

3

 

 

 

 

 

KAUNAS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

89

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VILNIUS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

19

 

 

 

MARIJAMPOLE

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 tukstanciu tonu

96

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4-20 tukstanciu tonu

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ALYTUS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

80-100 tukstanciu tonu

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

120-160 tukstanciu tonu

1 pav. Å iaudu kuro potencialo regioninis pasiskirstymas [2]

Didžiausi šiaudu kiekiai susidaro Šiauliu ir Panevežio regionuose (apie 60 % vi- so potencialo), kai tuo tarpu mažiausi kiekiai susidaro Telšiu ir Utenos regionuo- se.

7

Å iaudu derliaus nuemimas ir sandeliavimo budai

Po rugiapjutes palikti lauke šiaudai pradžiuna (bazinis dregmes lygis skaitomas 15 %). Iš pradalgiu šiaudai yra surenkami ir presuojami i ryšulius arba ritinius. Pagal formuojama ritini ar ryšuli galima išskirti tris grupes:

üSurinkti šiaudai yra presuojami i nedidelius staciakampius ryšulius, kuriu matmenys yra 0,5*0,4*0,8 – 1,2 m. Svoris iki 15 kg.

üŠiaudai presuojami i didelius staciakampius ryšulius, kuriu matmenys yra 1,2*0,7 – 0,9*2,35 – 3 m. Svoris 300 – 500 kg.

üŠiaudai yra presuojami ir formuojamas ritinys, kurio skersmuo siekia 1,2

– 1,8 m, ritinio (cilindro) ilgis 1,2 – 1,5 m. Tankumas – nuo 150 iki 250 kg/m³.

Supresuoti ritiniai ar ryšuliai yra kurenami didesnese jegainese arba katilinese. Šiaudu derlius yra nuimamas per trumpa laika viena karta per metus, todel ju sandeliavimui reikalingi dideli plotai. Neturint kur sandeliuoti, šiaudus galima perdirbti i granules arba briketus, kurie savo ruožtu gali buti sunaudojami tiek jegainese (katilinese), tiek ir apšildant individualius namus.

2 pav. Å iaudu kuro sandeliavimas

Šiaudu ryšuliu arba ritiniu sandeliavimas prieš juos naudingai sudeginant ar su- tankinant turetu buti vykdomas aplinkoje, kurios tiesiogiai neveikia krituliai ar paviršiniai vandenys. Tai gali buti šieno daržines, dengti pastatai, blogiausiu at- veju šiaudai gali buti sandeliuojami nuo dregmes izoliuotose stirtose. Šiuo atveju del dregmes gali buti prarandama iki 10 % šiaudu derliaus.

1.2Šiaudu ir žoliniu augalu kuro sudetis ir savybes

Šiaudai, kaip ir bet kuris kitas biologinis audinys, sudarytas iš lasteliu, kurios sa- vo ruožtu susideda iš lasteles sieneles bei vidines erdves užpildytos citoplazma ir joje terpsianciais organoidais.

8

Vertinant pagal sausa mase, sieneles audinys sudaro 80-90%, kai lasteles vidaus turinys – 10-20 %. Molekuliniame lygyje, šiaudu sandara kaip ir beja medienos susideda ir triju tipu angliavandeniu molekuliu: celiuliozes, hemi-celiuliozes ir lignino. Pastarasis atlieka kliju vaidmeni sujungdamas lasteles bei formuodamas augalo audini. Didžiausias skirtumas lyginant medienos ir šiaudu audinius yra tas, kad šiauduose yra didesne dalis hemi-celiuliozes bei mažiau lignino. Del šios priežasties šiaudu lasteles pasižymi mažesniu atsparumu tempimui ir gniuždy- mui.

Lentele 3. Medienos ir Å¡iaudu audiniu sandaros palyginimas [1]

 

 

Å iaudai

 

Minkštoji

Kietoji

 

 

 

 

mediena

mediena

 

stiebas

viršune

lapai

 

 

 

 

 

 

 

 

Augalo sudetis, %

100

100

100

100

100

 

 

 

 

 

 

Lasteles sienele

90

79

76

95

93

 

 

 

 

 

 

Silicio dioksidas

3

11

11

<0,5

<0,5

 

 

 

 

 

 

Ekstraktas

7

13

13

4,5

6,5

 

 

 

 

 

 

Lasteles sieneles sudetis, %

100

100

100

100

100

 

 

 

 

 

 

Celiulioze

40

40

35

45

42

 

 

 

 

 

 

Hemi-celiulioze

45

40

55

25

38

 

 

 

 

 

 

Ligninas

15

20

10

30

20

 

 

 

 

 

 

Biomases arba konkreciai šiaudu naudojima lydi keletas praktiniu problemu. Pa- grindiniai sunkumai siejami su dideliu piltiniu medžiagu turiu, kuris tiesiogiai salygoja aukštus transportavimo kaštus, reikalauja dideliu sandeliavimo plotu. Kita vertus šiaudai ir žoliniai augalai pasižymi gan aukštu dregmes kiekiu, tai savo ruoštu neigiamai veikia kuro padavimo i pakura, sistemas, atsiranda ju už- šalimo pavojus. Aukštas dregmes lygis skatina žaliavos biodegradacija. Papildo- mai dregmes kiekio svyravimas kure trikdo optimalu jegaines ar katilines darbo režima, apsunkina procesu kontrole ir valdyma.

Visos išvardintos problemos gali buti išsprestos sutankinant šiaudus, t.y. suspau- džiant, suteikiant kurui pastovias savybes. Pagrindiniai sutankinto kuro pranašu- mai prieš nesutankinta yra:

·Padidejes medžiagos tankumas (nuo 80-150 iki 600-700 kg/m3) leidžia sumažinti transportavimo kaštus bei saugojimo pajegumus.

9

·Pasiekiamas žemesnis dregmes kiekis (mažiau kaip 10%) leidžia kura il- giau sandeliuoti bei patiriami mažesni jo nuostoliai saugojimo laikotarpiu (letesne biodegradacija).

·Padidejes energijos tankis turio vienete bei homogeniška sandara leidžia geriau kontroliuoti degimo procesa, taip didinant energijos gamybos efektyvuma bei mažinant degimo produktu emisijas.

Šiaudu kuro elementine sudetis pateikta Lentele 4. Kuro peleningumas priklau- somai nuo šiaudu rušies svyruoja nuo 4 - 7 %.

Lentele 4. Å iaudu kuro elementine sudetis

 

Å iaudai

 

Elementine sudetis, %

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

H

O

N

S

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Kvietiniai

48,53

5,3

39,08

0,28

0,05

6,53

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Miežiniai

45,67

6,5

38,26

0,43

0,11

4,30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rapsu

35,93

4,6

38,48

0,57

0,34

6,14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Kukuruzu

47,09

5,4

39,79

0,81

0,12

5,77

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nepaisant to, kad didžiausias šiaudu ir žoliniu augalu biomases potencialais ten- ka butent šiaudams, energetinems reikmems gali buti panaudojami ir kiti žoliniai augalai bei trumpos rotacijos energetiniai miškai. Tiesa, pramoniniu budu augi- namos žoliniu augalu plantacijos Lietuvoje nera paplitusios, taciau tai gali buti vertinama kaip potenciali galimybe išnaudoti mažai derlingas žeme ateityje.

Žolinius augalus galima skirstyti i tradicinius ir netradicinius. Tradicinems priski- riama žole, kuri naudojama kaip pašaru gamybos žaliava. Energetiniams tiks- lams gali buti naudojamos tokios žoles (3 pav.) kaip daugiameciai lubinai (lot. Lupinus perennis), beginkles dirsuoles (lot. Bromopsis inermis), nendriniai erai-

cinai (lot. Festuca arundinacea), nendriniai dryžuciai (lot. Phalaroides arundi- nacea) ir t.t. Žoles derliaus nuemimui ir dorojimui naudojama identiška technika kaip ir šiaudams.

Taip pat kaip iš šiaudai, nuimta žole turi buti išdžiovinta mažiausiai iki 20 % dregmes kiekio. Sausa žole supresuojama i ritinius ir transportuojama iki saugyk- los.

10

1

2

3

4

3 pav. Tradiciniai žoliniai augalai naudojami energetiniams tikslams: 1 - daugiameciai lubinai; 2 - beginkles dirsuoles; 3 - nendriniai eraicinai;

4 - nendriniai dryžuciai

Netradiciniai žoliniai augalai, dar vadinami stambiastiebiai, yra topinambai, sau- legražos, nendres, kanapes. Stambiastiebiu augalu panaudojima energetinems reikmes Lietuvoje tiria Lietuvos žemes ukio universiteto Žemes ukio inžinerijos institute. Po institute atliktu tyrimu buvo gauti rezultatai, kad bendrosios tradici- niu žoliniu augalu auginimo ir nuemimo energijos sanaudos yra nuo 1,3 karto mažesnes už saulegražu stiebu iki 1,7 karto mažesnes už topinambu stiebu augi- nimo ir nuemimo energijos sanaudas. Gauta išvada, kad energetiniu požiuriu tra- diciniu žoliu auginimo ir nuemimo technologija yra pranašesne už stambiastiebiu augalu auginimo ir nuemimo technologijas.

Šiaudu ir žoliniu augalu kuro šilumines vertes dydis priklausomai nuo augalo rušies pateiktas Lentele 5.

Lentele 5. Šiaudu ir žoliniu augalu dregmes kiekis bei šiluminingumas [9]

 

 

 

 

 

Aukštutine degi-

 

Sausosios mases

 

 

Biomases dregnis,

 

 

 

žemutine degimo

Augalu pavadinimas

 

 

 

mo Å¡iluma1

 

 

 

W, %

 

 

Qa, MJ/kg

 

šiluma, Qžs,

 

 

 

 

 

 

MJ/kg

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gluosnis - žilvitis

9,8

 

17,5

 

17,63

 

 

 

 

 

 

Ilgalapis gluosnis

7,6

 

17,8

 

17,6

 

 

 

 

 

 

Beržas

6,9

 

18,5

 

18,24

 

 

 

 

 

 

Nendres

11,3

 

17,5

 

17,89

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Kuro degimo šiluma vadinamas šilumos kiekis, gautas visiškai sudeginus 1 kg kietojo bei skystojo arba 1 n.m3 dujinio kuro. Skiriamos dvi kuro šilumines vertes: aukštutine ir že- mutine. Skirtumas tarp ju yra toks, kad i aukštutine kuro degimo šiluma ieina šiluma, išsi- skirianti kondensuojantis dumuose esantiems vandens garams, kurie susidaro garuojant kure esanciai dregmei ir degant vandeniliui.

 

 

 

 

 

 

 

 

11

 

Lentele 5. Šiaudu ir žoliniu augalu dregmes kiekis bei šiluminingumas (tesinys)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Aukštutine degi-

 

Sausosios mases

 

 

 

Biomases dregnis,

 

 

 

žemutine degimo

 

Augalu pavadinimas

 

 

 

mo Å¡iluma

 

 

 

 

W, %

 

 

Qa, MJ/kg

 

šiluma, Qžs,

 

 

 

 

 

 

 

MJ/kg

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Kanapes

8,2

 

17

 

16,82

 

 

 

 

 

 

 

 

Topinambai

9,5

 

16,3

 

16,26

 

 

 

 

 

 

 

 

Kvietiniai Å¡iaudai

9,8

 

16,5

 

16,52

 

 

 

 

 

 

 

 

Miežiniai šiaudai

10,6

 

16,4

 

16,54

 

 

 

 

 

 

 

 

Nendriniai dryžuciai

4,3

 

18,24

 

17,54

 

 

 

 

 

 

 

 

Beginkles dirses

6

 

18,16

 

17,72

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nendriniu dryžuciu su gelton-

4,6

 

18,32

 

17,67

 

žiedžiais barkunais mišinys

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Beginkliu dirsiu su geltonžie-

6

 

18,57

 

18,16

 

džiais barkunais mišinys

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Didele itaka Å¡iaudu kuro Å¡iluminei vertei turi dregmes kiekis. Kuro kaloringumo priklausomybe nuo dregmes pateikta Lentele 6.

Lentele 6. Å iaudu kuro kaloringumo priklausomybe nuo dregmes

Dregme (W), %

0

10

20

30

40

50

 

 

 

 

 

 

 

Kvietiniai Å¡iaudai, MJ/kg

17,8

15,79

13,78

11,77

9,76

7,75

 

 

 

 

 

 

 

 

Miežiniai šiaudai, MJ/kg

17,1

15,16

13,22

11,28

9,34

7,4

 

 

 

 

 

 

 

 

Kaip jau buvo mineta, dregmes buvimas kure mažina jo šilumininguma bei spar- tina šiaudu biodegradacija – patiriami sandeliavimo nuostoliai. Mažas dregmes kiekis kure pasiekiamas savalaikiai surenkant šiaudus arba papildomai juos džio- vinant.

12

1.3Šiaudu ir žoliniu augalu paruošimo kurui technologiju apžvalga

Šiame skyriuje bus apžvelgtos šiaudu ir žoliniu augalu panaudojimo kurui gali- mybes. Pagrindinis demesys bus skiriamas šiaudu ir žoliniu augalu žaliavos nau- dojimui gaminant:

üsupresuotus ritinius (ryšulius);

ügranules;

übriketus.

Bus aptarti biomases kuro gamybos ypatumai apibudinant techninius, ekonomi- nius bei ekologinius aspektus. Skyriaus pabaigoje bus atliktas pateiktu šiaudu kuro rušiu palyginimas.

Bendra kuro iš šiaudu ir žoliniu augalu ruošimo etapu schema pateikta žemiau esanciame paveiksle.

Supresuotu ritiniu deginimas

Žaliavu sau-

 

Metalu ir akmenu

 

 

Grubus žaliavos

 

gojimas

 

 

atskirimas

 

 

 

smulkinimas

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Džiovinimas

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Galutinis žaliavos

 

 

 

 

 

 

 

Dulkes

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

smulkinimas

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Granules

 

 

Sijojimas

 

Aušinimas

 

 

 

Suspaudimas

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Briketai

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 pav. Kuro iš šiaudu ir žoliniu augalu ruošimo etapu schema

Biokuro gamybos žaliava – šiaudai ir žoliniai augalai saugomi supresuoti i riti- nius ar ryšulius sukrauti laukuose ar specialiose patalpose apsaugojant juos nuo dregmes.

13

Supresuoti ritiniai gali buti tiesiogiai naudojami kaip biokuras, deginant juos spe- cialiai šiaudu ritiniu deginimui skirtose pakurose (placiau žr. sk. 1.5). Kitas bio- kuro ruošimo budas yra šiaudu sutankinimas, gaminat briketus bei granules.

Del skirtingo dregmes kiekio ir daleliu dydžio, briketavimo ir granuliavimo pro- cesams keliami skirtingi reikalavimai. Pradžioje žaliava yra išvaloma nuo prie- maišu (metalo ir akmenu) ir sumulkinama. Jeigu reikalinga, susmulkinta žaliava papildomai džiovinama. Prieš suspaudžiant, priklausomai nuo galutinio produkto (briketai ar granules) žaliava galutinai susmulkinama.

Svarbu pamineti, kad šiaudu ir žoliniu augalu granuliavimui ir briketavimui yra naudojama ta pati technologija bei iranga. Priklausomai nuo naudojamos ža- liavos (šiaudai ar žole) iranga yra specialiai suderinama, taciau patys irenginiai nera keiciami.

1.3.1Presuoti ryšuliai ir ritiniai

Po derliaus nuemimo šiaudai paliekami pradalgese. Palaidu šiaudu kaina šiais metais siekia iki 105 Lt/t. Iš pradalgiu šiaudai yra surenkami ir supresuojami i ritinius arba i ryšulius. Butina pamineti, kad po kombaino nupjovimo šiaudai tu- retu buti surinkti per 1-2 paras.

5 pav. Presuoti šiaudu ritiniai (kaireje) ir ryšuliai (dešineje)

Tokioje formoje šiaudai yra transportuojami i saugojimo vietas arba pristatomi i perdribimo imones ar jegaines (katilines). Rekomenduojamas žaliavos transpor- tavimo atstumas siekia 60 km [16].

Pradalgese gulinciu Å¡iaudu surinkimui naudojami savaeigiai arba tempiami pre- sai. Presas atlieka dvi funkcijas: surenka laukuose gulinti Å¡iaudu derliu (palaidus Å¡iaudus) bei juos presuoja.

14

6 pav. Å iaudu presas (kairje) ir Å¡iaudu surinktuvas su integruotu smulkintuvu

Šiaudu surinkimo metu šie gali buti papildomai smulkinami, taip pasiekiant di- desni presavimo tanki. Supresuoti šiaudu ritiniai yra apvyniojami špagatu arba tinkleliu taip paruošiant juos transportavimui. Vidutiniai 2007 metu šiaudu pre- savimo ikainiai Lietuvoje sudaro nuo 50 iki 200 Lt/ha, vidutinis ikainis sudare 103 Lt/ha. Perskaiciavus kaina šiaudu kiekiui gaunama, kad 1 tonos šiaudu pre- savimas i ritinius atsieina vidutiniškai 32 Lt.

Pirmoji šiaudais kurenama katiline Lietuvoje buvo pastatyta 1996 metais Nartei- kiuose. Bendradarbiaujant su Danijos energetikos agentura buvo igyvendintas projektas, kurio išdavoje buvo pastatyta 1MW galios katiline aprupinanti šiluma Pasvalio rajono Joniškelio aukštesniaja žemes ukio mokykla. Iš šalia katilines esancio šiaudu saugojimo sandelio šiaudu ryšuliai konvejeriu yra transportuojami i smulkintuva iš kurio nuolatos tiekiami i katilo kurykla. Nenutrukstamas kuro tiekimas užtikrina efektyvesni degimo proceso reguliavima bei pastovuma. Ve- liau panašios šiaudais katilines buvo irengtos Lavenuose, Vaškuose bei Gružuo- se.

7 pav. Juknaiciu Å¡iaudus deginanti katiline

15

Kitas pavyzdys galetu buti 2001 metais Juknaiciuose pastatyta 1,36 MW galios Å¡iaudais kurenama katiline.

Katilineje sumontuoti keturi gamintojo UAB „Umega“ katilai AKU – 340, galin- tys deginti šiaudus ir durpiu briketus. Vienu metu i katila pakraunamas vienas šiaudu ritinys, kuris dega apie 5 valandas. Šiaudams visiškai sudegus pelenai pašalinami mechaniškai. Katiline eksploatuojanti imone UAB „Šilutes šilumos tinklai“ siekdama sumažinti naudojamo kuro kaštus isigijo šiaudu surinkimo te- chnika ir šiaudus surenka pati (nuomoja iš ukininku laukus po grudu derliaus nu- emimo). Toks apsirupinimo kuru metodas yra pigesnis nei tiesiogiai perkant šiaudus iš ukininko.

Vidutiniškai katilineje sudeginama 1200 tonu šiaudu per metus.

Apibendrinti duomenys apie Lietuvoje pastatytas Å¡iaudu kura deginancias katili- nes pateikti Lentele 7.

Lentele 7. Å iaudais kurenami katilai Lietuvoje 2007 metais

Katiline

Katilu skaicius, vnt.

Katilo galia, MW

Bendra galia, MW

 

 

 

 

Narteikiai

1

1,0

1,0

 

 

 

 

Gružiai

1

0,375

0,375

 

 

 

 

Vaškai

1

0,375

0,375

 

 

 

 

Lavenai

2

0,375

0,75

 

 

 

 

Juknaiciai

4

0,340

1,360

 

 

 

 

Kuigaliai

1

0,340

0,340

 

 

 

 

Kaišiadoriu raj.

1

1,0

1,0

 

 

 

 

Ukininku ukiuose

~30 – 35

~0,05

1,5 – 1,75

 

 

 

 

Viso

 

 

~ 7

 

 

 

 

Kaip matyti iš pateiktos lenteles, bendras instaliuotas šiaudu deginimo katiliniu galingumas Lietuvoje sudaro tik apie 7 MW. Instaliuoti mažos galios katilai ne- viršijantys 1 MW galios.

Galima teigti, kad šiaudu kuro paklausos bei pasiulos rinkos Lietuvoje tik prade- da formuotis. Šiaudu kuro kaina kinta ir priklauso nuo pasirinkto isigijimo budo. Galimi trys šiaudu isigijimo budai. Pigiausias variantas, kai šiaudais kurenamo katilo savininkas yra žemes ukio institucija, turinti nuosavus šiaudu išteklius.

16

Antras, ekonomiškai patraukliausias budas yra lauku išsinuomavimas, kai juose yra nuimtas derlius. Šiuo atveju šiaudai yra surenkami tiesiogiai nuo lauko, pre- suojami ir transportuojami i saugojimo ar panaudojimo vietas. Ir trecias budas, kuris generuoja didžiausius šiaudu kuro isigijimo kaštus, tai tiesioginis šiaudu pirkimas iš ukininku.

Šiaudu kaina Lietuvoje prieš pora metu svyravo intervale nuo 3,79 iki 5,36 Lt/GJ [8]. Šiuo metu, ivertinus palaidu šiaudu pirkimo kaina lauke (vertinime priimta 3,45 Lt/GJ) ir šiaudu presavimo proceso metu patiriamas sanaudas, pagamintu šiaudu ritiniu kaip žaliavos kaina išauga iki 9,5 Lt/GJ (arba 137 Lt/t šiaudu su baziniu 15 % dregnumu). Stebint iškastinio kuro nuolatini brangima tiketina, kad šiaudu kuro kainos augimo tendencija artimiausioje ateityje taipogi augs.

Ruošiant kura iš šiaudu ir žoliniu augalu butina speciali technika, tai presai, su- spaustu šiaudu transportavimo priemones bei sandeliavimo plotai. Lietuvoje ga- lima isigyti ivairiu gamintoju, tokiu kaip „Johne Deere“, „Krone“, „Class“, „Big Bale Company“ ir kitu, iranga. Investicijos i šiaudu presus gaminancius stacia- kampius ryšulius siekia nuo 350 iki 550 tukst. Lt. Presuojant ritinius, irangos kaina žemesne ir siekia apie100 tukst. Lt. Stebimas didelis kainu skirtumas tarp dideliu staciakampiu ryšuliu ir ritiniu susidaro todel, kad pagal užsienyje nusisto- vejusia praktika (pvz.: Danijoje) dideli šiaudu ryšuliai naudojami katilinese ir je- gainese. Iš esmes jegaines priima tik tokios formos supresuotus šiaudus, kai tuo tarpu ritiniai populiaresni gaminant pašarus ir kraika. Lietuvoje padetis skiriasi, dideliu jegainiu deginanciu šiaudus neturime, o vyrauja mažos galios šiaudu riti- nius deginancios katilines.

Supresuotos žaliavos (šiaudu ritiniu) transportavimui naudojamos savikroves priekabos, kuriu vidutine kaina rinkoje siekia nuo 36 iki 120 tukst. Lt. Keliamoji galia svyruoja nuo 6 iki 17 tonu, galima pervežti nuo 6 iki 16 ritiniu.

Sanaudos supresuotu Å¡iaudu ritiniu transportavimui sudaro 17,6 Lt/t [17]. Savik- roves priekabos pakrauna ritinius ir yra nutempiamos iki sandeliavimo vietos. Priekabos tempimui naudojami traktoriai.

Kaip jau buvo mineta, supresuoti šiaudai gali buti tiesiogiai naudojami energijos gamybai arba gali tarnauti kaip žaliava kitu produktu, tokiu kaip šiaudu granules ir briketai, gamybai. Rekomenduojamas maksimalus žaliavos gabenimo atstumas

– 60 km [16].

Atsižvelgiant i tai, kad šiaudu derlius nuimamas per trumpa laika, susidarantys dideli žaliavos kiekiai privalo buti tinkamai saugomi iki tolimesnio ju panaudoji- mo. Supresuotu šiaudu saugojimas gali buti organizuojamas lauke. Savikrove priekaba sukrauna šiaudu ritinius i tvarkingas rietuves. Rietuves papildomai turi buti apsaugotos nuo dregmes, t.y. rekomenduojama jas dengti vandeniui nelai- džia plevele. Šis budas reikalauja mažiausiai sanaudu, taciau taip saugojant ža- liavas patiriami gan dideli nuostoliai.

Kitas budas, pasinaudoti jau esama Å¡iaudu ar Å¡ieno saugojimo infrastruktura. Å iuo atveju, papildomos investicijos sandeliavimo plotams irengti nereikalingos.

17

Jeigu tokios infrastrukturos nera, reikia numatyti lešas nauju saugojimo plotu irengimui. Preliminarios kainos kuro sandeliavimo angaru irengimui pateiktos žemiau esancioje lenteleje.

Lentele 8. Preliminarios metaliniu sandeliavimo angaru irengimo kainos

Angaro turis, m3

730

1140

1368

1710

2052

 

 

 

 

 

 

Kaina

100 000 Lt

127 000 Lt

144 000 Lt

176 000 Lt

200 000 Lt

 

 

 

 

 

 

Preliminarus sandeliavimo kaštai apskaiciuojami darant šias prielaidas:

·Pastato tarnavimo laikas - 15 metu;

·Šiaudu ritiniu tankis - 250 kg/m3.

Pasirinktame 1368 m3 metaliniame angare galima saugoti 290 tonu šiaudu (prii- mama, kad del ritiniu formos ne visas turis gali buti naudingai išnaudotas). Per metus angaro eksploatacijos kaina sutarys 144 000 /15 = 9600 Lt. Vienos tonos sandeliavimo kaštai siekia 33 Lt.

Pateiktos šiaudu sandeliavimo kainos atitinka maksimalias sanaudas, nes yra sta- tomas naujas pastatas. Siekiant sumažinti patiriamus kaštus reikia ieškoti gali- mybiu pasinaudoti jau esama infrastruktura arba sandeliuoti šiaudus lauke už- dengus juos vandeniui nelaidžia plevele.

1.3.2Granules

Granuliu gamyba, kaip ir briketu gamyba, leidžia sutankinti pirmine žaliava, t.y. šiaudus nuo 150-250 kg/m3 iki 600 kg/m3, taip padidinant energijos kieki turio vienete bei sumažinant butinus sandeliavimo plotus.

8 pav. Å iaudu granules

18

Svarbu pamineti, kad granules naudojamos mechanizuojant biokuro tvarkymo uki bei automatizuojant degimo procesus tiek didelese jegainese (arba katilinese), tiek individualiu pastatu katilinese. Šiaudu briketu (arba apskritai briketu) naudo- jimas automatinese kuro padavimo sistemose yra komplikuotas. Tam tikslui turi buti specialiai gaminami minkštesni briketai, kuriuos galetu traiškyti kuro pada- vimo sistemos sraigtai ir pan.

Palyginimui Lentele 9 pateikiamos pagrindines šiaudu ir medienos granuliu bei kitu žaliavu charakteristikos.

Lentele 9. Šiaudu ir medienos granuliu bei ju žaliavu charakteristikos

 

Tankis,

Dregme,

Å ilumine

Pelenai,

Energijos

 

(kg/m3)

%

verte, MJ/kg

%

tankis, GJ/m3

 

 

 

 

 

 

Å iaudai (susmulkinti)

50

10-20%

14,5

5

0,7

 

 

 

 

 

 

Å iaudai (ritinys)

130

10-18%

14,5

5

1,9

 

 

 

 

 

 

Å iaudu granules

450 - 650

<10%

15,0

5

9

 

 

 

 

 

 

Medienos skiedra

250

10-50%

11-17

0,5

4,3

 

 

 

 

 

 

Medienos pjuvenos

200

20-50%

12-17

0,5

3,4

 

 

 

 

 

 

Medienos granules

650

<10%

17,5

0,5

11,4

 

 

 

 

 

 

Anglis

850

10-15%

24

12

20,4

 

 

 

 

 

 

Šalia pateiktu šiaudu granuliu charakteristiku galima pamineti, kad tvarkant ir transportuojant produkcija patiriami nuo 5 % iki 10 % nuostoliai, kuomet granu- les suyra i miltus. Kitas svarbus bruožas yra tai, kad granulese yra sieros, kuri spartina biokura deginancios irangos korozija.

Lyginant atskirus kurus pagal ju šilumininguma gaunama tokia ekvivalentiškumo grandine pagal užimama turi:

1m3 naftos = 6 m3 medienos = 18 m3 skiedru = 3 m3 medžio granuliu =

=4 m3 Å¡iaudu granuliu = 5 m3 Å¡iaudu briketu

Lyginant granuliu gamyba, tam naudojant medžio atliekas arba šiaudus, galima tvirtinti, kad didesniu skirtumu vykdomame granuliavimo procese (išskyrus energijos poreiki) naudojamoje irangoje nera.

Pagrindiniai procesai lydintys granuliu gamyba yra:

19

üŠiaudu paruošimas ir smulkinimas;

üSusmulkintos žaliavos kondicionavimas;

üGranuliavimas;

üAušinimas ;

Visi išvardinti procesai bus aptariami toliau šiame skyriuje.

Šiaudu paruošimas ir smulkinimas

Dažniausiai šiaudai yra transportuojami rulonais, kurio mase siekia 500 kg. Skir- tingai nuo medienos žaliavu, šiaudai buna labiau užteršti (žeme, akmenys ir kt.). Priemaišu kiekis šiauduose tiesiogiai priklauso nuo žaliavos surinkimui naudoja- mu metodu. Bendru atveju galima teigti, kad kuo mažesne ražiena yra paliekama lauke, tuo didesne tikimybe, kad surinkti šiaudai bus užteršti.

Siekiant išvengti smulkinimo irangos gedimu bei prailginti jos tarnavimo laika butina numatyti priemones, kurios leistu pašalinti šiauduose pasitaikancias prie- maišas, pvz., akmenis.

Pagrindiniai parametrai garantuojantys aukšta granuliu kokybe yra ju homoge- niškumas bei tinkamas žaliavos paruošimas. Šiuo atveju šiaudu paruošimas ir smulkinimas turi didžiule itaka busimai granuliu kokybei.

Šiaudu smulkinimas skirtingai nuo medienos yra vykdomas dviem etapais. Pir- majame šiaudu ritinys ar ryšulys yra supjaustomas, t.y. šiaudu ritinys suardomas, gaunami palaidi sukapoti šiaudai.

Antrajame etape šiaudai galutinai susmulkinami iki reikalingo dydžio. Susmul- kintu šiaudu daleles dydis turetu buti apie 85 % ar mažesnis nei gaminamos gra- nules storis.

2

1

3

4

9 pav. Šiaudu smulkinimas: 1– palaidi sveiki šiaudai; 2 – sukapoti šiaudai; 3 – galutinai susmulkinti šiaudai; 4 – susmulkintas šiaudas iš arti

20

9 pav. pateiktas šiaudu vaizdas prieš ir po smulkinimo. Pirmuoju atveju turimi sveiki šiaudai, kurie dar nebuvo apdirbti (pvz.: šiaudai sukapojus ritini). Antrame paveikslelyje pateikti supjaustyti šiaudai, kuriuose 60 % žaliavos susideda iš da- leliu trumpesniu nei 60 mm ir 99 % daleliu, kurios yra trumpesnes nei 100 mm. Treciame paveiksle pateiktas šiaudu praejusiu smulkinimo faze vaizdas. Ketvir- tame paveiksle pateikiamas padidintas susmulkintu šiaudu vaizda. Šiaudo cilind- ras yra suardytas, todel rišancios medžiagos gali lengviau patekti i šiaudo vidu.

Džiovinimas

Kaip jau buvo mineta, šiaudai i granuliu gamybos vieta dažniausiai pristatomi rulonais, kuriuose dregmes kiekis siekia vidutiniškai 15 %. Granuliavimo proce- sui reikalinga, kad dregmes kiekis šiauduose neviršytu 20 %.

Esant poreikiui, reikiamas dregmes kiekis šiauduose pasiekiamas juos džiovinant džiovyklose.

Rišanciuju medžiagu suaktyvinimas ir priedu naudojimas

Gaminamose granulese rišancioji medžiaga yra ligninas. Medienos žaliavoje esancio lignino pilnai pakanka granules suformavimui. Šiauduose lignino kiekis yra mažesnis, todel dažnai reikalingas papildomas procesas, kuris užtikrintu gra- nules tvirtuma bei neleistu jai suirti i miltus saugojimo metu.

Tam, kad pasireikštu lignino rišamosios savybes turi buti pasiekta tam tikra tem- peratura bei dregmes laipsnis. Tai yra igyvendinama šiaudus veikiant garu arba karštu vandeniu. Dažniausiai patiekiamas garas, kurio temperatura siekia 90- 100°C, išlaikant 5% proporcija su žaliavos mase.

Rišanciuju medžiagu naudojimas leidžia padidinti šiaudu granuliu tvirtuma bei atsparuma, taip sumažinant gamybos procese susidaranciu dulkiu išsiskyrima, mažinant nuostolius atsirandancius granuliu transportavimo bei tvarkymo metu.

Kaip galimas naudoti rišanciasias medžiagas galima pamineti krakmola, melasa (cukraus gamybos atlieka), naturalu parafina, augalini alieju, lignino sulfata taip pat sintetinius rišiklius.

Šalia granuliu tvirtumo didinimo priedai gali buti naudojami ir kitu šiaudu granu- liu kuro cheminiu charakteristiku gerinimui. Pavyzdžiui šlako formavimuisi su- mažinti gali buti naudojamas kaolinas arba kalcio ir magnio oksidai.

Rišantieji agentai taip pat gali buti naudojami siekiant sumažinti granuliu suge- riamumo arba absorbavimo savybe.

Po Švedijoje atliktu bandymu [14] yra pastebeta, kad geriausi rezultatai pasie- kiami naudojant lignina. Dideli lignino sulfato kiekiai susidaro popieriaus pramo- neje ir gali buti sekmingai panaudoti šiaudu granuliavime. Taciau verta atkreipti demesi, kad nors lignino sulfato, kaip rišanciosios medžiagos, savybes yra geros, taciau jis taipogi padidina sieros ir pelenu kieki kure. O tai savo ruožtu gali su-

21

kelti problemas susijusias su degimo produktu emisijomis, bei pacia deginimo iranga.

Labai svarbu pamineti, kad tokios modifikacijos, kaip granuliu preso skersmenu koregavimas, spaudimo laiko, temperaturos ir slegio optimizavimas gali užtikrin- ti norima granuliu kokybe be papildomu medžiagu naudojimo.

Apžvelgus rinkoje esanciu granuliavimo bei briketavimo irenginiu gamintoju re- komendacijas matyti, kad žaliavai naudojant šiaudus ir žolinius augalus papildo- mu rišanciuju medžiagu naudoti nereikia.

Granuliavimas

Paruošta ir susmulkinta žaliava yra transportuojama i granuliavimo irengini, ku- riame susmulkinta šiaudu mase yra suslegiama ir išspaudžiama per matrica.

Iš kitos štampo puses išspaudžiami granuliu cilindrai yra nupjaunami, taip gau- nant pageidaujamo ilgio granules. Skiriami du granuliu presu tipai: plokšcios matricos presas ir cilindro formos štampo presas. Granuliavimo presai atitinkan- tys išvardintus tipus pateikti 10 pav.

10 pav. Plokšcios (kaireje) ir cilindro formos (dešineje) matricos granuliavimo presai [1]

Plokšciosios matricos prese yra perforuotas disko formos štampas ant kurio su- kasi du volai spaudžiantys žaliava per skyles. Cilindro formos matricos prese, voleliai juda štampo žiedo vidiniu paviršiumi taip išspausdami granules išoren.

Šiuo metu granuliavimo irangos rinkoje siulomu irenginiu gamybos našumo ribos siekia nuo 250 kg/h iki 30 000 kg/h.

Aušinimas

Likutine dregme proceso ieigoje suspaudimo metu virsta garais, kurie padeda štampo tepimui. Po išspaudimo, granules yra labai karštos, ju temperatura siekia 90 – 100°C, todel jos privalo buti greitai atvesintos (dažniausiai oru) iki +25°C. Šiame etape pasireiškia lignino rišanciosios savybes ir granules sutvirteja. Paga- mintos kokybiškos granules yra atskiriamos, o likes brokas bei dulkes gražina- mos i gamyba. Po granuliu sijojimo, kokybiškos granules yra pakuojamos ir gali

22

buti transportuojamos klientui.

Energijos poreikiai

Remiantis gamintoju pateiktais duomenimis tipine 600 – 800 kW galios šiaudu granuliavimo linija geba pagaminti iki 5 t/h produkcijos, kai vien granuliavimo procesui sunaudojama galia siekia 250 kW. Egzistuoja stiprus ryšis tarp energi- jos poreikio intensyvumo ir granuliavimo žaliavoje esancio dervu kiekio. Savita- sis energijos suvartojimas, kompensuojantis suspaudimo jega svyruoja nuo 30 iki 50 kWh/t. Ivertinus tai, kad šiauduose dervu (lignino) kiekis yra žemas, savitasis energijos poreikis šiaudu granuliavimui siekia 50 kWh/t.

Dirbant su aukšta dregmes kieki turinciomis žaliavomis didžiausia energijos po- reikiu dedamoji tenka džiovinimo etapui (vidutiniškai 950 kWh/t vandens išga- rinti), kai tuo tarpu smulkinimo faze lieka antroje vietoje. Žaliavai naudojant šiaudus, dažnai jie yra pristatomi su pakankamu dregmes kiekiu ir džiovinimo procesas gali buti aplenkiamas.

Šiaudu granuliavimo proceso metu sunaudojama daugiau energijos negu naudo- jant medžio pjuvenas, taciau sutaupyta energija aplenkiant džiovinimo etapa kompensuoja ši padidejima.

Energijos poreikiu palyginimas skirtinguose procesuose bei skirtingu rušiu gra- nuliu gamybai pateikiamas Lentele 10.

Lentele 10. Granuliu gamybos procesuose sunaudojamos energijos poreikiu paly- ginimas

Energijos poreikis (kWh/t)

Pjuvenos

Skiedra

Å iaudai

 

 

 

 

Smulkinimas

10-20

10-40

10-30

 

 

 

 

Džiovinimas

0-400

0-400

0

 

 

 

 

Rišancios medžiagos, priedai

0-10

0-10

0-10

 

 

 

 

Granuliavimas

30-60

30-60

30-60

 

 

 

 

Aušinimas

5

5

5

 

 

 

 

Papildoma iranga

10-20

10-20

10-20

 

 

 

 

Viso

55-515

55-535

55-125

 

 

 

 

Kitas patogus energijos sunaudojimo vertinimo budas yra santykio tarp sunaudo- jamos energijos ir granuliu šilumines vertes nustatymas. Žemiau esancioje lente- leje pateikiamos pagrindiniu granuliu gamybos procesu santykiniu energijos po-

23

reikiu vertes.

Lentele 11. Granuliu gamybos procesuose sunaudojamos energijos dalis lyginant su granuliu Å¡ilumine verte

Procesas

Energijos

Pjuvenos

 

Skiedra

 

Å iaudai

 

 

forma

 

 

 

 

 

 

 

 

En. kWh/t

En.%

En. kWh/t

En.%

En. kWh/t

En.%

 

 

 

 

 

 

 

 

Smulkinimas

Elektra

10

1%

20

1%

10

1%

 

 

 

 

 

 

 

 

Džiovinimas

Elektra (10%)

400

9%

400

9%

-

-

 

Å iluma (90%)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Granuliavimas

Elektra

40

3%

40

3%

40

3%

 

 

 

 

 

 

 

 

Kita

Elektra

30

2%

30

2%

30

2%

 

 

 

 

 

 

 

 

Viso

 

480

15%

490

15%

80

6%

 

 

 

 

 

 

 

 

Gamybos kaštai

Iš atliktu studiju matyti, kad šiaudu granuliu gamybos kaštai yra panašus arba pilnai atitinka medienos granuliu kaštus. Didžiausias skirtumas susidaro del ga- mybai naudojamos žaliavos kainu svyravimo. Kitas svarbus faktorius itakojantis galutine granuliu kaina yra dregmes kiekis naudojamoje žaliavoje, nurodantis ar džiovinimo procesas yra butinas, ar ji galima aplenkti.

Investicijos i granuliu gamybos linija priklauso nuo planuojamo našumo.

tukst. Lt

 

 

 

 

 

 

 

1800

 

 

 

 

 

 

 

1600

 

 

 

 

 

 

 

1400

 

 

 

 

 

 

 

1200

 

 

 

 

 

 

 

1000

 

 

 

 

 

 

 

800

 

 

 

 

 

 

 

600

 

 

 

 

 

 

 

400

 

 

 

 

 

 

 

200

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

 

 

 

 

 

 

 

kg/h

11 pav. Investiciju poreikio priklausomybe nuo našumo [16]

24

Šiaudu granuliu gamybos kaštai buvo paskaiciuoti remiantis šiomis prielaidomis [6]:

·Žaliavos kaina (šiaudu ritiniai ir ryšuliai) – 86 – 173 Lt/t;

·Granuliu gamybos irangos eksploatacijos kaštai – 69 – 104 Lt/t;

·Kapitaliniu kaštu ir pridetiniu išlaidu dedamosios.

Gauti granuliu gamybos kaštai pateikti Lentele 12.

Lentele 12. Granuliu gamybos kaštai [1,6]

Gamybos kaštai LTL/t

Minimalus

Maksimalus

 

 

 

 

Medienos

Sausa žaliava

176

280

granules

 

 

 

 

Dregna žaliava

273

349

 

 

 

 

Å iaudu granules

 

324

566

 

 

 

 

Kaip buvo pristatyta ankstesniame skyrelyje, šiaudu žaliavos rinka Lietuvoje kol kas nera susiformavus. Iš atlikto supresuotu šiaudu ryšuliu gamybos galimybiu skaiciavimo paaiškejo, kad kaina, kuriai esant šiaudu presavimo veikla atsipirktu, siekia vidutiniškai 137 LTL/t (kai vienos tonos palaidu šiaudu kaina lauke 105 Lt).

1.3.3Å iaudu briketai

Šiaudu briketu gamyba yra panaši i jau aptartu granuliu gamyba, bet yra papras- tesne bei kelia mažesnius reikalavimus naudojamos žaliavos paruošimui. Kita vertus briketu realizavimo rinka didžiaja dalimi apima tik individualiu pastatu šildyma, kuriuose nera naudojamos automatines kuro padavimo sistemos, todel žvelgiant iš kuro realizavimo rinkos poziciju, briketai yra laikomi daugiau vieti- nio naudojimo kuru.

Reikalavimai briketavimo žaliavai

Pagrindinai parametrai, kuriuos turi tenkinti briketavimui naudotina žaliava, yra pateikti Lentele 13.

 

25

Lentele 13. Reikalavimai keliami briketavimo žaliavai

 

 

Pavadinimas

Parametro svyravimo ribos

 

 

Žaliava

Šiaudai (geriausiai “pilki”), šienas ir jo

 

mišiniai

 

 

Dregme

15 – 30%

 

 

Temperatura

+5 – 30°C

 

 

Skirtingai nuo granuliavimo, reikalavimai briketuojamu šiaudu dregmei nera to- kie griežti, o tai savo ruožtu atsiliepia šiaudu sandeliavimo reikalavimams bei sanaudoms. Taip pat yra minima, kad briketavimui gerai tinka „pilki“ šiaudai. „Pilkieji“ šiaudai gaunami palikus nupjautus šiaudus kuriam laikui lauke, kur juos tiesiogiai veikia krituliai ir jie papilkeja. Tokie šiaudai turi pranašumu prieš ka tik nupjautus bei surinktus šiaudus.

Pagrindinis privalumas yra tas, kad „pilkuju“ šiaudu deginimas daro mažesni poveikiu katilo vidaus paviršiu ir kamino korozijai. Plovimo metu iš šiaudu yra pašalinama dalis korozija skatinanciu medžiagu, tokiu kaip chloras bei šarmai.

Taipogi buvo nagrinejamas dirbtinio šiaudu plovimo metodas ir gauti rezultatai rodo, kad ekonomiškiausia šiaudus plauti 50 – 60°C temperaturoje [9]. Energijos sanaudos patiriamos šiaudu plovimo, džiovinimo bei organiniu medžiagu šalini- mo procesuose sudaro 8 % nuo šiaudu kuro naudojamos žemutines šilumines vertes. Ivertinus katilu eksploatacijos laiko pratesima patiriami energijos nuosto- liai atsiperka. Kitas privalumas, kuri turi „pilkieji“ šiaudai yra tas, kad pelenai, kuriuose nera šarminiu drusku ir kitu priemaišu, gali buti panaudoti kaip užpildai statybiniu medžiagu gamyboje. Taip gaunama nauda iš šalutinio šilumos gamy- bos produkto ir išvengiama galima pelenu utilizavimo problema.

Žaliavos smulkinimas

Kaip ir granuliu gamybai šiaudai turi buti susmulkinti. Susmulkintu daleliu frak- cija turi sudaryti 2 – 3 cm ilgio šiaudai. Smulkinimas vykdomas smulkintuvais, kurie gali smulkinti tiek šiaudu ritinius, tiek palaidus šiaudus. Atitinkamai šiaudu pakrovimas gali buti vykdomas rankiniu budu arba automatizuotai.

Briketavimas

Šiaudu briketavimo procesas palyginti su granuliavimu yra kur kas paprastesnis. Susmulkinti šiaudai patenka i presa, kuriame vyksta šiaudu suspaudimas. Paga- mintas briketas išstumiamas iš preso ir supjaustomas i reikiamo ilgio cilindrus. Biokuro briketai formuojami iš šiaudu ir žoliniu augalu žaliavos. Briketavimo procese nereikia naudoti jokiu rišanciuju medžiagu.

26

Žaliavos sutankinimo technologijos pagal veikimo salygas gali buti suskirstytos i dvi kategorijas:

üAukšto slegio ir temperaturos sutankinimas;

üŽemo slegio ir temperaturos sutankinimas.

Pagal suspaudimo principa sutankinimo technologijos dar papildomai gali buti skiriamos i nenuolatinio arba nuolatinio sutankinimo.

Placiausiai naudojama yra aukšto slegio ir temperaturos sutankinimo technologi- ja. Priklausomai nuo naudojamos technologijos, t.y. irangos tipo, galima išskirti šias kategorijas:

üSutankinimas naudojant hidraulini presa;

üSutankinimas naudojant stumoklini presa;

üSutankinimas naudojant sraigtini presa;

üSutankinimas vykdant granuliavima, pastarasis buvo detaliai aptartas prieš tai buvusiame skyriuje.

Hidrauliniai presai dažniausiai naudojami esant mažam našumui. Rinkoje siulo- mu preso darbo ribos siekia nuo 50 iki 150 - 300 kg/h našuma. Tuo tarpu dides- nems apimtims gaminti pasitelkiami mechaniniai presai.

Principine stumoklinio preso schema pateikta 12 pav.

12 pav. Stumoklinio preso schema [11]

Stumokliniai presai yra vieni populiariausiu. Presas veikia nenuolatinio suspau- dimo režimu. Briketavimo žaliava yra tiekiama i cilindra, kuriame stumokliu yra suslegiama i švelniai siaurejanti antgali. Suspausta medžiaga stumiama antgaliu del veikiamu trinties jegu ikaista. Del padidejusios temperaturas pradeda reikštis lignino kaip rišanciosios medžiagos savybes, kurios „suklijuoja“ medžiaga. Iš- spaustas briketas yra atvesinamas ir supjaustomas i pageidaujamo ilgio cilindrus. Stumoklinio preso darbo našumas gali buti iki 1800 kg/h.

27

Kitas medžiagos suspaudimo principas naudojamas sraigtiniame prese. Tokio preso schema pavaizduota 13 pav.

13 pav. Sraigtinio preso schema [11]

Sraigtinio preso veikimo principas yra analogiškas, skiriasi tiktai suspaudimo procesui naudojama technologija. Suspaudimo procesas, skirtingai nuo stumokli- nio preso, vyksta nuolatos. Briketavimo žaliava yra tiekiama i spaudimo sraigta, kuris suslegia ir stumia medžiaga cilindriniu antgaliu. Tam, kad cilindre esanti suspausta medžiaga nepersisuktu antgalyje montuojamos nukreipiamosios juos- tos, maišancios žaliavos sukimuisi cilindre. Prie antgalio dažnai montuojamas papildomas elektrinis kaitintuvas, tam atvejui, jeigu suspaudimo metu pakilusios temperaturos nepakanka lignino rišanciosioms savybems suaktyvinti.

Nuolatos gaminamas briketo cilindras atvesinamas ir supjaustomas i norimo ilgio gabalus. Kaip parodyta žemiau esanciame paveiksle, briketo viduje išilgai jo ašiai yra tušcia ertme, kuri padidina briketo deginimo kokybe (užtikrinama oro cirku- liacija).

14 pav. Å iaudu briketai

Naudojant sraigtini presa gali buti pagaminami tankesni briketai negu naudojant stumokline briketavimo sistema. Sraigtiniu presu darbo našumas siekia 75 – 250 kg/h. Taipogi rinkoje siulomos ir didesnio našumo mašinos.

Pagrindines Å¡iaudu briketu kuro charakteristikos pateitos Lentele 14.

28

Lentele 14. Å iaudu briketu kuro charakteristikos

 

Å iaudu briketai

 

 

Naudojamoji žemutine šilumine verte, MJ/kg

14,5

 

 

Tankis, kg/m3

400

 

 

Dregme, %

~ 15

 

 

Peleningumas, %

2 – 4

 

 

Briketavimo irenginiu palyginimas

Stumoklinis ir sraigtinis briketavimo presu palyginimas pateiktas žemiau esan- cioje lenteleje.

Lentele 15. Stumoklinio ir sraigtinio presu palyginimas[13]

 

Stumoklinis presas

Sraigtinis presas

 

 

 

Kontaktiniu dalu susidevejimas

žemas

didelis

 

 

 

Gamybos eiga

su pertrukiais

nuolatine

 

 

 

Elektros vartojimas

50 kWh/t

60 kWh/t

 

 

 

Briketu tankis

400 kg/m3

iki 600 kg/m3

 

 

 

Eksploatacijos sanaudos

aukštos

žemos

 

 

 

Degimo kokybe

ne tokia gera

labai gera

 

 

 

Karbonizacija2

negalima

galima

 

 

 

Briketu homogeniškumas

ne homogeniški

homogeniški

 

 

 

2 Karbonizacija yra procesas, kuomet i biokuro žaliava (tame tarpe ir žemes ukio atliekas) yra papildomai imaišoma anglis. Tokiu budu gaunami aukštesnes šilumines vertes brike- tai.

29

1.3.4Granuliu ir briketu standartai

Lietuvoje, kaip didžiojoje dalyje Europos sajungos šaliu nera, istatymu ar kitokiu teises aktu reglamentuojanciu konkreciai granuliu ir briketu gamybos standartus. Tiktai keletas Europos sajungos šaliu turi pasitvirtinusios oficialius standartus, tai - Austrija, Švedija ir Vokietija.

Kitos šalys, tame tarpe ir tokios, kuriose yra gerai išvystytos granuliu kuro rinkos - Danija ir Suomija, nusprende palaukti, kol isigalios bendri Europos sajungos standartai.

Austrijoje galiojantys standartai ÖNORM M1735 reglamentuoja tiek granuliu, tiek briketu gamyba. Švedijos standartas SS 187120 skirtas granuliu kokybes reglamentavimui, kai tuo tarpu standartas SS 187121 aprašo briketu kokybes reikalavimus. Vokietijoje galiojantis standartas DIN 51731 kaip ir Austrijoje nu- sako reikalavimus granulems ir briketams.

Pasiulymai bendram Europos sajungos šaliu standartui pateikti atliktoje ataskai- toje CEN/TC 14961, o konkreciai Priede A (angl.: “CEN/TS 14961 "Annex A" Examples of specifications for high quality classes of solid bio-fuels recommen- ded for household usage”).

Pagrindiniai parametrai, kuriuos reglamentuoja išvardinti standartai, yra:

1.Granuliu (briketu) dydis. Šis parametras tiesiogiai itakoja kuro trans- portavimo išlaidas bei deginimo irangos parinkima. Vienodo dydžio granuliu (briketu) naudojimas igalima geresni degimo proceso valdy- ma, t.y. efektyviau deginamas kuras. Austrijoje granuliu dydžio para- metrai svyruoja ribose Ø 4 – 20, maksimalus ilgis 100 mm. ES siulo- muose standartuose numatyti du granuliu tipai: Ø 6 mm (± 0,5 mm), ilgis < 5 × Ø; Ø 8 mm (± 0,5 mm), ilgis < 4 × Ø.

2.Granuliu (briketu) piltinis tankis. Jeigu kuro piltinis tankis yra santy- kinai žemas, tai salygoja didesnes transportavimo bei tuo paciu saugo-

jimo išlaidas. Švedijos normose šis parametras svyruoja tarp 500 – 600 kg/m3. CEN rekomendacijoje parametro reikšme neapibrežta.

3.Granuliu (briketu) frakcijos dalis % < 3 mm. Šis parametras parodo kokia dalis granuliu yra suirusi. CEN siulomos dvi kategorijos, kai su- irusiu daleliu kiekis neviršija 1 % ir 2 %.

4.Granules (briketo) tankis. Atskiros daleles (granules) tankis turetu bu- ti nuo 1 iki 1,4 g/cm3.

5.Dregnumas. Å is parametras turi tiesiogine itaka granuliu Å¡iluminei vertei ir degimo proceso efektyvumui. Europos sajungos standartuose granulems leistinas dregmes kiekis turi buti ne didesnis kaip 10%. Kai kitu Å¡aliu norminiuose aktuose Å¡is parametras siekia iki 12 %.

30

6.Å ilumine verte. CEN ataskaitoje rekomenduotina naudoti 16,9 MJ/kg arba 4,7 kWh/kg Å¡ilumine verte medienos granulems.

7.Atskiru cheminiu elementu kiekiai. Granulese ir briketuose yra ribo- jami neigiama poveiki aplinkai daranciu cheminiu elementu kiekiai. Prie tokiu elementu priskiriama siera, azotas, chloras, arsenas, kadis, chromas, varis, gyvsidabris, Å¡vinas, cinkas bei eksrahuojami organi- niai halogenu junginiai (EOX).

8.Suirusiu granuliu (briketu) dalis pristacius vartotojui. ES rekomenda- cijose šio parametro verte neapibrežiama. Vokietijos ir Austrijos stan- dartuose šis parametras neturi viršyti 1 %.

9.Priedai. Rekomenduojama, kad priedai negali sudaryti daugiau kaip 2 % kuro sausos mases. Reikalaujama, kad naudojami priedai nebutu chemiškai apdoroti.

10.Pelenu lydimosi temperatura ir patvarumas.

Svarbu pamineti, kad aukšciau pateikti kokybes vertinimo reikalavimai didžiaja dalimi taikomi granulems ir briketams pagamintiems iš medienos. Ivertinant tai, kad iš šiaudu pagaminamas kuras ateityje konkuruos su medienos kuru, tai ir ko- kybes reikalavimai privales buti kaip imanoma labiau unifikuoti.

1.4Å iaudu kuro deginimo aplinkosauginiai aspektai

Biomases degimas yra sudetingas procesas susidedantis iš keleto nuosekliai vie- nas paskui kita einanciu etapu: dregmes garavimas, kaitimas, gazifikacija, anglies degimas ir dujines fazes oksidacija. Kiekvienam etapui reikalingas laiko tarpas priklauso nuo kuro savybiu, temperaturos ir degimo salygu. Pirmosios fazes me- tu iš kuro išgaruoja buvusi dregme. Gazifikacijos metu išsiskiria lakiosios degio- sios medžiagos. Tarp emisiju visada bus sutinkama anglies monoksido (CO), vandenilio (H2), metano (CH4) ir kitu angliavandeniu. Išsiskyrusios lakiosios me- džiagos sudega. Jeigu yra tiekiamas pakankamas deguonies kiekis, dujos pilnai sudega pagamindamos likutinius produktus - anglies dvidegini (CO2) ir vandeni. Jeigu i kurykla tiekiamas nepakankamas deguonies kiekis dalis degiuju medžiagu nesudega arba sudega nepilnai. Šiuo atveju degimo produktuose galima aptikti anglies viendeginio (CO), suodžiu, dervu ir nesudegusiu angliavandeniu. Paga- liau vyksta anglies degimas. Pasibaigus biomases degimo procesui lieka pelenai sudaryti iš nedegiu neorganiniu medžiagu.

Deginant biomase galima iškirti tris susidaranciu teršalu grupes:

·Teršalai del nepilno kuro sudegimo: anglies monoksidas (CO), nesudege angliavandeniliai, policikliniai aromatiniai angliavandeniliai (PAH), der- va, suodžiai, vandenilis (H2), HCN, NH3 ir azoto oksidai (N2O).

·Teršalai susidare po pilno kuro sudegimo, t.y. azoto oksidai (NOx) ir anglies dvideginis (CO2).

31

·Pelenai ir kiti teršalai.

Aukšta degimo proceso kokybe, kuomet kuras yra pilnai sudeginamas, labai svarbi salyga norint pasiekti žema susidaranciu teršalu lygi. Degimo proceso efektyvumas priklauso nuo degimo kameros temperaturos, degiu duju ir oro su- simaišymo lygio, degimo kameroje trukmes ir tiekiamo deguonies kiekio. Šias salygas savo ruožtu veikia tokie veiksniai kaip naudojama deginimo technologija, degimo proceso suderinimas parenkant optimalu oro pertekliaus koeficienta, irenginiu veikimo režimas (pilnu pajegumu ar dalinai apkrautas) ir pagaliau nuo paciu naudojamo kuro savybiu (forma, dydis, dregmes kiekis ir pan.).

Dujines teršalu emisijos

Deginant kura, kurio sudetyje yra azoto (N), sieros (S) ir chloro (Cl), gaunamos azoto oksidu (NOx), sieros oksido (SO2), chloro vandenilio (HCl) ir chloro ang- liavandenio teršalu emisijos. Papildomai chloras itakoja dioksidu ir furanu for- mavimasi. Taip pat gali susiformuoti teršalu emisijos del nepilno kuro sudegimo.

Žemiau esancioje lenteleje, pateikti duomenys apie azoto ir sieros oksidu bei chloro vandenilio emisijas deginant medienos skiedras, šiaudus ir bendrai visus energetinius augalus.

Lentele 16. Medienos ir Å¡iaudu emisijos

 

Medienos skiedra

Å iaudai

Energetiniai augalai

 

 

 

 

Kiekis kure (mg/kg)

 

 

 

 

 

 

 

Azotas (N)

670

1750

13500

 

 

 

 

Siera (S)

40

470

970

 

 

 

 

Chloras (Cl)

44

1400

3000

 

 

 

 

Emisijos (mg/n.m3)

 

 

 

 

 

 

 

NOx

140

260

250

 

 

 

 

SOx

10

100

145

 

 

 

 

HCl

0,6

36

78

 

 

 

 

IÅ¡ pateiktu duomenu patyti, kad yra tiesiogine priklausomybe nuo kure esanciu elementu kiekio ir degimo produktuose aptinkamu emisiju.

Europos sajungoje galiojantys reikalavimai teršalu emisijoms pateikti Lentele 17.

32

Lentele 17. Teršalu emisiju reikalavimai Europos Sajungoje (pagal direktyva 2001/80/EB)

Emisijos (mg/n.m3)

50 – 100 MW

100 – 300 MW

> 300 MW

 

 

 

 

NOx

400

300

200

 

 

 

 

SOx

200

200

200

 

 

 

 

Svarbu pamineti, kad del salyginai mažo duomenu kiekio apie sutankintu šiaudu deginimo emisijas, Lentele 16 pateikti duomenys atitinka nesupresuotu šiaudu deginima. Iš atliktu palyginimu matyti, kad šiaudu kuras generuoja daugiau terša- lu negu medienos kuras, taciau lyginant šiaudu kura su iškastinio tipo kuru, pa- aiškeja šiaudu naudojimo privalumai.

Lentele 18. Šiaudu ir žibalo emisiju palyginimas [12]

 

 

Žibalas

Å iaudai

Žibalas

Å iaudai

 

 

 

 

 

 

Å ilumos poreikis

GJ

16200

16200

1 MJ

1 MJ

 

 

 

 

 

 

CO2

t/metus

1215

1604

75000 mg

99000 mg

 

 

 

 

 

 

SO2

t/metus

8,1

2,1

500 mg

130 mg

 

 

 

 

 

 

Dulkes

t/metus

0,97

0,32

60 mg

20 mg

 

 

 

 

 

 

NOx

t/metus

2,4

2,4

148 mg

148 mg

 

 

 

 

 

 

1.5Šiaudu ir žoliniu augalu kuro deginimo technologiju apžvalga

Biokuro deginimui naudojami irenginiai gali buti suskirstyti i atskiras grupes pa- gal reikalaujama išvystyti galinguma. Mažiausios galios intervale nuo 1 iki 10 kW dažniausiai sutinkamos krosnys ir židiniai, kuriuose kuro padavimas gali buti tiek automatizuotas (granules), tiek rankinis (briketai). Tuo tarpu didžiausios ga- lios irenginiai naudojami jegainese, ju galingumas dažnai buna didesnis nei 5 MW. Like vidutines galios katilai naudojami individualiu ir daugiabuciu namu apšiltinimui, taip pat centralizuotos šilumos tiekimo sistemose.

Vidutines ir dideles galios segmentuose naudojamos biokuro deginimo technolo- gijos yra: deginimas su ardynine pakura ir deginimas verdancio sluoksnio kati- luose.

33

Biokuro deginimas katiluose su ardynine pakura

Virš katilo pakuros esanti erdve vadinama antrine degimo kamera. Žiotys tarp katilo ir antrines degimo kameros pagerina sukurio formavimasi išmetamosiose dujose tam, kad išmetamosios dujos ir antrinis oras butu veiksmingai sumaišomi ir pasiekiamas visiškas kuro sudegimas.

I ardynine pakura biokuras dažniausiai patenka automatiškai veikiamas gravitaci- jos jegu. Biokuro masei judant ardynu pradiniame etape vyksta kuro džiuvimas, veliau seka užsidegimas, degimas ir atvesimas, kuomet iš pakuros yra šalinami pelenai. Pakurose gali buti naudojami judantys arba stacionarus ardynai. Priklau- somai nuo gamintojo, ardyna gali sudaryti skirtingi ardeliu skyriai: džiovinimo ardeliai, degimo ardeliai ir sudegimo ardeliai. Tarp atskiru ardeliu skyriu sumon- tuojami laipteliai leidžiantys atskirti džiovinimo metu atskirtas nedegias kuro priemaišas.

Pirminis oro padavimas yra organizuojamas po ardynu, dažnai jis papildomai sekcionuojamas atskiroms degimo proceso stadijoms. Reikalingas oro kiekis per groteles ir kuro sluoksni tiekiamas i degimo kamera. Tiekiamas oro srautas pake- liui atlieka groteliu aušinimo funkcija.

Ardyninio tipo pakuros reikalauja palyginti intensyvaus antrinio oro padavimo. I katila antrinis oras yra tiekiamas ardyno gale arba katilo pirmojo dumtakio pra- džioje. Dideliu greiciu tiekiamas antrinio oro srautas užtikrina gera deguonies ir lakiuju medžiagu susimaišyma. Degimo temperatura ardyninese pakurose svy- ruoja nuo 900 – 1100°C.

Tokio tipo kuryklose galima naudoti ivairu kieta kura. Iš biokuro galima pamineti medienos skiedras (cipsus), medienos granules bei briketus. Kuras pagamintas iš žemes ukio atlieku, toks kaip šiaudai, nera visai tinkamas deginti ardyninese pa- kurose. Šiauduose ir kituose žoliniuose augaluose yra kalio ir natrio junginiu. Šios šarmines medžiagos degimo proceso metu jungiasi su silicio oksidu, kuomet del aukštos degimo temperaturos susiformuoja šlakas bei apsineša šilumos mai- nu paviršiai.

Pelenu šlako formavimasis yra išvengiamas jeigu degimo procesas vyksta že- mesneje temperaturoje. Šlakavimosi problema yra išvengiama naudojant verdan- cio sluoksnio pakuras.

Biokuro deginimas verdancio sluoksnio katiluose

Verdancio sluoksnio (angl.: fuidised bed) katiluose kuras yra tiekiams i „verdan- ti“ granulines medžiagos sluoksni, dažniausiai smelio. Verdantis sluoksnis gau- namas per paskirstymo plokšte puciant dujas arba ora. Šiuo metu naudojami du verdancio sluoksnio technologiju tipai:

·Stacionaraus verdancio sluoksnio katilai (SFB)

·Cirkuliuojancio verdancio skyscio katilai (CFB)

34

Stacionaraus verdancio sluoksnio katiluose kuro daleles juda nepalikdamos ver- dancio sluoksnio ribu, tuo tarpu cirkuliuojancio verdancio skyscio sistemoje kuro daleliu greitis yra didesnis, jos dažnai ištrunka iš verdancio sluoksnio, veliau jos yra sugaudomos ciklone ir gražinamos atgal i verdanti sluoksni. Žemiau pateikto- je lenteleje pateikiami tipiniai SFB ir CFB katilu galiu intervalai bei gaminamos šilumos parametrai.

Lentele 19 SFB ir CFB katilu tipu charakteristikos

Katilo tipas

Galios intervalas

Pasiekiama ga-

Maksimalus slegis

 

 

ru temperatura

 

 

 

 

 

SFB

20 – 50 MW

+400°C

40 bar

 

 

 

 

CFB

> 50 MW

+470°C

65 bar

 

 

 

 

SFB katile temperaturai pakilus virš 400 °C, prasideda korozija. CFB katiluose galimi didesni garu parametrai, palyginus su SFB, nes paskutinis perkaitintuvas yra sumontuotas kilpiniame tarpiklyje tarp ciklono ir katilo, o oras turi žymiai menkesnes korozines savybes negu galiniame dumtakyje.

Stacionaraus verdancio sluoksnio katile degimas vyksta sluoksnyje, sudarytame iš inertiniu medžiagu ir šlako. Sluoksnis, del kylancio degimui reikalingo oro srauto (11 pav. 3), palaikomas „verdancioje“ busenoje. Degimas SFB vyksta tirš- tame apatiniame sluoksnyje, išskyrus smulkias kuro daleles, kurios dega daleliu suspensijoje virš sluoksnio. Intensyvaus kietuju daleliu maišymosi deka, degimas vyksta greitai ir tolygiai be susisluoksniavimo, o degimo temperatura išlaikoma žemiau lygio, kuriame susidaro NOx junginiai.

Degimas vyksta siaurame temperaturos intervale apie 950°C ir to pakanka, kad butu palaikomas aukštas degimo efektyvumas. Taip pat svarbu pamineti, kad pasiekiama degimo temperatura yra mažesne už pelenu lydimosi temperatura. Del šios salygos katilo šilumos mainu paviršiai yra apsaugoti nuo šlaku susifor- mavimo ir užsiteršimo.

35

15 pav. Stacionaraus verdancio sluoksnio sistema (SFB), kur: 1 – kuro piltuvas, 2 – „verdantis“ sluoksnis, 3 – oro padavimas, 4 – degimo produktai,

5 – pelenu pašalinimas

Sieros dioksido emisija taip pat sumažinta iki minimumo, kadangi šis temperatu- ros intervalas yra optimalus sieros absorbavimo, kuri atlieka pelenu daleles, at- žvilgiu.

Cirkuliuojancio verdancio sluoksnio katile (CFB) degimas vyksta sluoksnyje, kuri sudaro inertine sluoksnio medžiaga ir pelenai.

16 pav. Cirkuliuojancio verdancio sluoksnio sistema (CFB)

„Verdantis“ sluoksnis susideda iš dvieju daliu. Pirmoji, apatine dalis yra tanki ir panaši i SFB. Joje dega didesnes kuro daleles, kuriu tiekiamo oro srautas neiš- stumia iš verdancio sluoksnio ribu. Antroji sluoksnio dalis yra ne tokia tanki, joje dega mažesnes kuro dalelytes, kurias suspenduotoje busenoje palaiko tiekiamo oro srautas. Dalis daleliu gali buti išsinešama kartu su degimo produktais. Degi- mas CFB vyksta tiek tankiame apatiniame sluoksnyje, tiek mažiau tankiame vir- šutiniame sluoksnyje.

36

Sluoksnio temperatura CFB sistemose svyruoja tarp 750 – 900 °C, o del dideles cirkuliuojancios medžiagos mases, temperatura yra beveik vienoda visame katile.

Verdancio kuro sistemose galima deginti ivairu kura bei ju mišinius. Del savitos deginimo technologijos „verdancio“ sluoksnio katiluose galima deginti aukšta pelenu kieki turinti kura, tame tarpe ir žemes ukio atliekas. Del žemos degimo temperaturos išvengiamas NOx junginiu susidarymas bei tuo paciu nepasiekiama pelenu lydimosi temperatura.

37

2Rekomendacijos del šiaudu kuro ruošimo ir panaudojimo technologiju tolimesnio taikymo šalyje

Šiaudu kuras yra ekologiškas atsinaujinantis vietinis kuras, kurio naudojimas ša- lyje turi buti skatinamas. Siulomos tokios rekomendacijos orientuotos i šiaudu kuro naudojimo didinima šalyje:

1.Platesne informacijos sklaida šia tema, apimanti tiek „geros praktikos“ projektu detalu pristatyma, tiek galimu problemu susietu su šiaudu kuro ruošimu, sandeliavimu ir naudojimu identifikavima. Informacijos sklaida turetu buti orientuota tiek i biokuro naudotojus, tiek ir i šiaudu žaliavu tiekejus – ukininkus.

2.Atsižvelgiant i atlikta ivykdytu tyrimu analize šioje srityje, pastebeta, kad jauciamas viešai prieinamu neapibendrintu duomenu stygius apie šiaudus kurenancias katilines, ju darbo režimus, teršalu emisijas ir pan. Reko- menduojama atlikti detalu veikianciu katiliniu monitoringa.

3.Siekiant padidinti Å¡iaudu kuro efektyvuma, reikia parinkti tinkama Å¡iaudu kuro tipa ir kuro naudojimo technologija.

a)Šiaudu ritiniu paruošimas reikalauja santykinai mažu investiciju, taciau transportavimo ir saugojimo kaštai yra dideli. Šiaudu pervežimo ir pa- krovimo darbu sanaudos sudaro ~ 18 Lt/t, vidutine palaidu šiaudu kaina lauke – 105 Lt/t. Tinka vietiniam naudojimui: degimo efektyvumas stip- riai priklauso nuo dregmes kiekio kure. Pagrindinis reikalavimas šiam kurui yra dregmes kiekis. Rekomenduojamas lygis - 15 %. Presuotu šiaudu kuro gamybos sanaudos siekia 137 Lt/t (iskaitant žaliava).

b)Šiaudu ir žoliniu augalu briketu gaminimas yra santykinai brangesnis,

taciau transportavimo ir sandeliavimo kaštai mažesni. Gali buti naudoja- mas individuliu pastatu šilumos poreikiams tenkinti arba automatizuotose (gaminami minkštesni briketai) šilumos gamybos sistemose. Ruošiant kura, žaliavoms keliami reikalavimai: briketavimui gali buti naudojami šiaudai, šienas ir jo mišiniai; pageidautinas dregmes lygis 15

– 30 %, esant didesniam dregmes kiekiui butinas papildomas žaliavos džiovinimas. Šiaudu kuro koroziniam poveikiui mažinti, žaliava gali buti

38

plaunama arba naudojami „pilki“ šiaudai. Minimalios gamybos sa- naudos, kai naudojama žaliavos dregme neviršija 15%, sudaro 286 Lt/t.

c) Šiaudu granules gali buti naudojamos tiek vietoje, tiek eksportuoja- mos. Gerai tinka tiek individualiose sistemose, tiek didelese automatizuo- to kuro padavimo jegainese (katilinese). Kaip ir kitu kuro tipu atveju, pa- grindinis reikalavimas žaliavai yra dregmes kiekis. Tam, kad šiaudus bu- tu galima granuliuoti be papildomo džiovinimo, dregmes kiekis žaliavoje neturi viršyti 20 %. Šiaudu granuliavimo proceso metu patiriamos sa- naudos siekia 324 – 566 Lt/t.

Lietuvoje, kur dar nera susiformavusi biokuro (briketu ir granuliu) vidaus rinka, tinkamiausia šiaudu kuro paruošimo technologija yra ritiniu (ryšu- liu) presavimas ir deginimas.

4.Rekomenduojamas šiaudu žaliavos surinkimo spindulys – iki 60 km[16]. Sandeliavimo kaštai priklauso nuo pasirinkto budo, maksimalus – 33 Lt/t, kuomet statomas naujas angaras ir minimalus, kada šiaudu ritiniai saugomi laukuose, apsaugojus juos nuo dregmes.

5.Žvelgiant i kuro gamybos sanaudas matyti, kad kuras gaminamas iš šiau- du ir žoliniu augalu reikalauja daugiau sanaudu nei biokuras gaminamas iš medienos. Rekomenduojama, pirmoje eileje, kaip galima labiau išnau- doti biokuro gamybos iš medienos galimybes.

Palyginimui pateikiamas kuro šilumines vertes kainos skirtingoms kuro rušims skaiciavimas: 1 GJ medienos granuliu vidutine gamybos savikai- na lygi 13,0 Lt; 1 GJ šiaudu ritinio vidutine savikaina 10,6 Lt; 1 GJ šiaudu briketu gamybos minimalios sanaudos 19,7 Lt; gaminant šiaudu granules, 1 GJ energijos kaina 22,2 Lt.

39

3Biokuro briketu iš susmulkintu šiaudu ir žoliniu augalu galimybiu ištyrimas ir ivertinimas

Kaip jau buvo pristatyta, kuro paruošimo technologiju apžvalgoje briketu gamy- ba tiek iš šiaudu, tiek iš žoliniu augalu gali buti vykdoma hidrauliniuose, stumok- liniuose arba sraigtiniuose presuose.

Placiau galima pristatyti žoliniu augalu briketavimui keliamus reikalavimus.

Lietuvoje energetiniams augalams galima butu auginti tradicinius žolinius auga- lus, tokius kaip daugiameciai lubinai, beginkles dirsuoles, nendriniai eraiciniai, nendriniai dryžuciai ir t.t. Netradicines žolines kulturos, kurios galetu buti naudo- jamos energetiniams tikslams, yra topinambai, saulegražos, nendres.

Žoliniu augalu dregnis, ju nuemimo metu, siekia iki 50 – 80 %. Esant tokiam dregmes lygiui prieš briketavimo procesa žaliava privalo buti išdžiovinta. Augalu džiovinimas gali buti vykdomas lauke, analogiškai šieno gamybai, kol pasiekia- mas reikalingas 17 – 20 % dregmes lygis. Energetiniu augalu deginimo bandymu duomenys [5] pateikti žemiau esancioje lenteleje

Lentele 20. Energetiniu augalu degimo charakteristikos

Pavadinimas

Dregnis, %

Pelenai, %

Degimo temperatura, °C

 

 

 

 

Nendrinis eraicinas

9,2

8

750

 

 

 

 

Beginkles dirsuoles

9,5

10

740

 

 

 

 

Varpines žoles su barkunais

8,6

5

740

 

 

 

 

Nendres

12,5

4

750

 

 

 

 

Topinambai

16,7

6

700

 

 

 

 

Saulegražos

16,1

4

680

 

 

 

 

40

Kanapes

14,3

7

420

 

 

 

 

Kvietiniai Å¡iaudai

12,5

6

730

 

 

 

 

Paruoštu energetiniu augalu briketavimo procesas nesiskiria nuo apžvalgoje pa- teiktu šiaudu briketavimui keliamu reikalavimu. Išdžiovinti žoliniai augalai lau- kuose yra surenkami ir supresuojami i ritinius ar ryšulius.

Ritiniai gali buti iškarto naudojami energetiniams tikslas deginant juos krosnyse analogiškai šiaudu ritiniams. Taipogi žoliniu augalu ritiniai gali buti sutankinami gaminant briketus arba granules.

Kaip pavyzdys, žemiau esanciame paveiksle pateikiama šiaudu ir žoliniu augalu

17 Šiaudu ir žoliniu augalu briketavimo linija [5] briketavimo linija (LŽUU LUI institutas).

I sutankinimo vieta atgabenti šiaudu ir žoliniu augalu ritiniai yra susmulkinami, iš kur juostiniu transporteriu tiekiami i bunkeri. Hidraulinis presas tiekiama su- smulkinta žaliava suspaudžia. Briketu formavimui nereikalingi jokie papildomi rišikliai. Išspausti briketai aušinami ir paruošiami transportavimui.

Gaminami ivairiu dydžiu briketai, kuriu skersmuo svyruoja nuo 20 iki 120 mm, o maksimalus ilgis siekia 400 mm. Tankis lygus 400 kg/m3, dregmes kiekis brike- tuose sudaro apie 15 %. Šilumine verte, priklausomai nuo briketuojamu augalu, svyruoja tarp 8,6 iki 16,7 MJ/kg.

Investiciju poreikio vertinimas

41

Iš aukšciau pateiktos medžiagos matyti, kad briketu gamybos technologija nau- dojant žaliavai šiaudus ir smulkius žolinius augalus yra patikrinta ir naudojama, todel belieka išsiaiškinti briketu kuro ekonomini konkurencingumo laipsni. Aki- vaizdu, kad jeigu naudojant ši kura pavyktu pagaminti pigesne šiluma (ir elektra), tokio kuro gamybos ir naudojimo rinka šalyje plestusi. Kita vertus, jauciant me- dienos žaliavos pasiulos stygiu, šiaudai ir žoliniai augalai gali sekmingai užpildyti susidariusi deficita biomases pasiulos rinkoje.

Atlikus briketavimo irangos gamintoju apklausa buvo nustatytas investiciju po- reikis atskiriems briketavimo linijos irengimams.

Kaip jau buvo mineta, briketavimo linija sudaro Å¡ie pagrindiniai irenginiai:

1.Šiaudu ir žoliniu augalu smulkintuvas;

2.Briketavimo presas;

3.Kiti irenginiai.

Šiaudu ir žoliniu augalu smulkintuvai yra privalomi irenginiai bet kokioje brike- tavimo linijoje. Priklausomai nuo našumo jie gali buti skirstomi i rankinio užkro- vimo (iki 100 kg/h) ir automatizuotus. Pastarieji naudojami didelio našumo bri- ketavimo linijose, kuomet smulkinami ne palaidi šiaudai (kaip tai daroma ranki- nio užkrovimo smulkintuvuose), o pakraunamas visas ryšulys arba ritinys. Di- džiausio našumo linijose, kuriuose našumas viršija 900 kg/h, naudojami smulkin- tuvai su pakrovimo transporteriais.

18 pav. Lietuvos rinkoje siulomas Å¡iaudu smulkintuvas su transporteriu [15]

Ant transporterio sukraunami keli žaliavos ritiniai ir paduodami i smulkintuva. Orientacines smulkintuvu kainos priklausomai nuo našumo yra:

·iki 100 kg/h (rankinis pakrovimas) ~ 6 000 Lt, galingumas 4 kW, energi- jos suvartojimas 1 MWh per 1 darbo valanda;

·mažu staciakampiu ryšuliu smulkintuvas, kurio našumas iki 400 kg/h kainuoja apytiksliai 15 000 Lt, galingumas 5,5 kW;

42

·didžiausio našumo (iki 900 kg/h) smulkintuvai su pakrovimo transporte- riu ir elektrine pavara kainuoja apie 73 000 Lt, galingumas 37 kW.

Briketavimo presu pasiula rinkoje apima tiek naujus irenginius, tiek ir jau naudo- tus. Pastaruju kainos smarkiai svyruoja priklausomai nuo preso nusidevejimo lygio. Svarbu pamineti, kad gamintojai kaip galima naudoti žaliava nurodo šiau- dus ir žole, t.y. technologiškai nera skirtumo kokia iš šiu medžiagu bus naudoja-

tukst. Lt

600

 

 

y = 3229,7x0,6756

 

500

 

 

 

 

 

 

 

400

 

 

 

 

300

 

 

 

 

200

 

 

 

 

100

 

 

 

 

0

 

 

 

 

0

500

1000

1500

2000

 

 

 

 

kg/h

19 pav. Briketavimo presu investiciju poreikio kreive

ma technologiniame procese. Nauju irenginiu kainu pasiskirstymas priklausomai nuo našumo pateiktas žemiau esanciame paveiksle.

Apklausoje dalyvavo pagrindiniai briketavimo irangos gamintojai, siulantys ivai- raus našumo irenginius. Apibendrinus surinktus duomenis, gauta investiciju po- reikio kreive skirtingo našumo briketavimo presams.

Kita iranga, tai fasavimo irenginiai skirti pagamintos produkcijos pakavimui.

Siekiant nustatyti Å¡iaudu briketu kuro patraukluma rinkoje yra apskaiciuota Å¡iau- du briketu gamybos savikaina.

Finansiniame vertinime priimtos Å¡ios prielaidos:

·Briketavimo linijos našumas 400 kg/h; gamyba vyksta 7000 valandu per metus; metinis produkcijos kiekis sudaro 2800 t.; planuojamas vienas au- to-pakrovejas; žaliavos kaina su atvežimu 154 Lt/t (dregmes kiekis 20%);

·Vidutinis brito darbo užmokestis pagal Lietuvos statistikos duomenis su- daro 1949,8 Lt (2007, III ketv.). Priimama, kad tiesiogiai su briketavimo linija dirbs 4 darbuotojai;

·Investicijos reikalingos lešos yra skolinamos su 10 % metinemis paluka- nomis 5 metu terminui;

43

·Briketavimo linijoje veikianciu irengimu elektros metinis suvartojimas sudaro 108 MWh. Elektros energijos kaina priimama lygi 30 ct/kWh;

·Vertinime nera itraukti kaštai del pastatu statybos (briketavimo linija irengiama jau esamame pastate). Skaiciavime priimta, kad per nagrine- jamus 5 metus ištekliu kainos išliks pastovios;

Atlikus finansini vertinima paaiškejo, kad vidutine per penkerius metus šiaudu ir žoliniu augalu briketu gamybos savikaina siekia 232 Lt/t. Atsižvelgiant i tai, kad skaiciavime buvo naudotos investicijos, atitinkancios žemiausiu kainu irangos segmenta, gauta savikaina yra mažiausia. Augant žaliavos ir kitu ištekliu kainai, blogejant žaliavos kokybei (atsiradus žaliavos džiovinimo butinybei), šiaudu bri- ketu gamybos savikaina neišvengiamai kils.

Šiaudu granuliu, briketu ir medienos granuliu gamybos kaštai pateikti lenteleje žemiau.

Lentele 21. Biokuro gamybos kaštu palyginimas[1,6]

Gamybos kaštai LTL/t

Minimalus

Maksimalus

 

 

 

Medienos granules

176

349

 

 

 

Å iaudu granules

324

566

 

 

 

Å iaudu briketai

232

nera duomenu

 

 

 

Iš gautu rezultatu matyti, kad briketu iš šiaudu ir žoliniu augalu gamyba yra pi- gesne už granuliavima, taciau vis vien išlieka santykinai brangesne už medžio granuliu gamyba.

44

4Rekomendacijos del biokuro briketu iš susmulkintu šiaudu ir žoliniu augalu gamybos technologijos parinkimo ir gamybos

1.Ivertinus, kad Lietuvoje šiaudu kuro rinka tik pradeda vystytis, tiketina, kad artimiausiu metu dideliu pajegumu gamybos poreikio nebus. Tai le- mia tai, kad šiaudu žaliavos transportavimo kaštai riboja žaliavos surin- kimo spinduli, pacios žaliavos kiekis.

2.Apžvelgiant biokuro briketams gaminti galimu naudoti žaliavu pasiula Lietuvoje, galima teigti, kad realiausias variantas yra šiaudu presavimas ir briketavimas. Žoliniu augalu naudojamu energetiniams tikslams augi- nimas šalyje nera paplites. Nepaisant to, technologiniai reikalavimai žoli- niu augalu ir šiaudu briketavimui nesiskiria, todel naujos žaliavos ivedi- mas biokuro briketu gamyboje neturetu iššaukti jokiu techniniu kliuciu.

3.Atlikus naudojamu šiaudu technologiju apžvalga buvo nustatyta, kad naudojamos technologijos pasirinkimas bei jos veikimo efektyvumas pri- klauso nuo planuojamo našumo. Pagal našuma skiriami du našumo inter- valai. Gamybos apimtims iki 150 – 300 kg/h rekomenduojama naudoti hidraulinius presus. Didesniam našumui siuloma rinkti mechaninius pre- sus - stumoklinius arba sraigtinius. Del mažesniu gabaritu ir geresniu te- chniniu savybiu šiuo metu rinkoje populiaresni sraigtiniai mechaniniai presai.

4.Pagrindines rekomendacijos del biokuro briketu gamybos organizavimo apima Å¡iuos etapus:

1)Biokuro briketu pasiulos ivertinimas. Šiame žingsnyje reiketu iša- nalizuoti šiaudu ir žoliniu augalu pasiula regione. Žvalgymosi spindulys turetu neviršyti ekonomiškai naudingo žaliavu transportavimo atstumo.

Žaliavos dregmes kiekis neturetu viršyti 20 %. Priešingu atveju, paren- kant briketavimo linijos irenginius papildomai reikes parinkti ir džiovyk- las. Žaliavos surinkimo spindulys neturetu viršyti 60 km atstumo.

2)Pagamintos produkcijos – briketu rinkos paklausos nustatymas.

3)Briketavimo linijos našumo pasirinkimas. Dažniausiai busima bri-

45

ketavimo našuma apsprendžia ne paklausos lygis, o žaliavos pasiula. In- vesticiju poreikis irangos pirkimui pateiktas 3 skyriuje.

4)Sutarimu su žaliavos augintojais sudarymas del žaliavos tiekimo. Kaip jau buvo mineta, apsirupinimas žaliavomis gali buti igyvendintas perkant jas tiesiai iš ukiu arba nuomojantis laukus ir patiems surenkant šiaudus ir žolinius augalus.

5)Briketavimo linijos irengimas arba paruošimas. Svarbu pabrežti, kad irenginejant briketavimo linija reikia teisingai nustatyti žaliavu sande- lio dydi. Atsižvelgiant i tai, kad šiaudu derlius nuimamas per trumpa lai- ka, susidaro dideli žaliavu kiekiai, kuriuos reikia apsaugoti nuo atmosfe- ros poveikio. Tam tikslui butina numatyti tokius sandeliavimo plotus arba logistine sistema, kad žaliava nesugestu (padideja dregmes kiekis, spar- teja biodegradacija). Investiciju poreikis sandeliavimo plotu irengimui pateiktas 1.3 skyriuje.

Briketavimo linijos dažniausiai yra gaminamos medienos briketu gamy- bai, todel idiegta linija turi buti papildomai derinama šiaudu ir žoliniu au- galu briketu gamybai, taip užtikrinant gaminamos produkcijos kokybe.

Reikalavimai briketavimo žaliavai ir pagamintu briketu charakteristikos pateiktos 4 skyriuje.

6) Pagamintos produkcijos realizavimas: individualiu namu Å¡ildymas, centralizuoto Å¡ilumos tiekimo sistemos.

46

5 IÅ¡vados ir pasiulymai

Šiaudai yra ekologiškas, atsinaujinantis, vietinis kuras, kurio ruošimas ir naudo- jimas Lietuvoje nera placiai paplites.

Metinis šiaudu kuro potencialas sudaro ~ 400 tukst. t. Faktiniu duomenu apie žoliniu augalu potenciala nebuvo rasta.

Šiaudus ir žolinius augalus galima konvertuoti i biokura juos sutankinant, taip sumažinant kuro sandeliavimo ir transportavimo sanaudas.

Iš šiaudu gaminamas biokuras gali buti: supresuoti ritiniai ar ryšuliai, granules ir briketai.

Granuliu ir briketu gamybai keliami specialus reikalavimai žaliavoje esancios dregmes lygiui. Briketavimo atveju dregmes kiekis žaliavoje negali viršyti 30% (rekomenduojamas lygis iki 20%).

Šiaudu briketavimui rišanciosios medžiagos nenaudojamos.

Šiaudu ir žoliniu augalu kuras pasižymi aukštu šarminiu junginiu kiekiu, kurie degimo metu jungdamiesi su silicio oksidu formuoja šlakus bei užteršia šilumos mainu paviršius katiluose. Taip pat kure yra korozija sukelianciu Cl junginiu.

Šarminiu junginiu kiekiui mažinti gali buti naudojamos šiaudu plovimo procedu- ros arba kaip žaliava naudojant „pilkuosius“ šiaudus.

Žemes ukio atlieku deginimui tinkamiausia technologija - verdancio sluoksnio katilai. Del žemesnes už pelenu lydimosi degimo temperaturos išvengiama šlako formavimosi problema, taip pat nepasiekiama NOx junginiu formavimosi tempe- ratura.

Biokuro briketai yra patrauklus kuras individualiu namu šilumos poreikiams dengti. Ypatingai tai teigtina apie nuosavas žaliavas turincius ukius.

Atlikus indikacini finansini vertinima buvo nustatyta, kad minimalios šiaudu ir žoliniu augalu briketavimo sanaudos sudaro 232 Lt. Tai palyginti aukštos bioku- ro gamybos išlaidos gretinant jas su medienos žaliavos granuliavimu, taciau atsi- žvelgiant i juntama medienos stygiu rinkoje bei nuolatos kylancias iškastinio kuro

47

importo kainas, tiketina, kad artimiausiu metu biokuro gamyba iš šiaudu ir žoli- niu augalu taps finansiškai patrauklesne.

Skatinant tolimesne šiaudu ir žoliniu augalu kuro ruošimo pletra Lietuvoje reko- menduojama paruošti šiaudu potencialo GIS žemelapi, kurio deka butu galima greitai ir objektyviai identifikuoti šiaudu kuro potenciala teritorijoje. Numatyti kuro transportavimo atstumus iki sandeliavimo ar naudojimo vietu, planuojamus ir esamus paseliu plotus.

Kaip papildoma savybe, šiaudu potencialo žemelapis galetu talpinti informacija apie jau galiojancias šiaudu supirkimo sutartis, rinkos kaina, tiekejo (ukio) kon- taktai ir pan. Ši priemone išsprestu esamos šiaudu kainos rinkoje nustatyma, po- tencialiems investuotojams atsirastu galimybe objektyviai vertinti busimus ga- mybos kaštus ir rizikas.

Orientacines investicijos, kurios reikalingos isisavinant esama šiaudu kuro poten- ciala Lietuvoje pateiktos žemiau esancioje lenteleje.

Lentele 22.Investiciju poreikis Å¡iaudu potencialo isisavinimui

Apskritys

Å iaudu poten-

Investicijos, mln. Lt

Investicijos, mln. Lt

 

cialas,

Briketavimas*

Granuliavimas**

 

tukst. t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Alytaus

4

273 000 Lt

627 000 Lt

 

 

 

 

 

Kauno

89

6

074 000 Lt

13 949 000 Lt

 

 

 

 

Klaipedos

6

410 000 Lt

940 000 Lt

 

 

 

 

 

Panevežio

125

8

532 000 Lt

19 591 000 Lt

 

 

 

 

Å iauliu

158

10 784 000 Lt

24 763 000 Lt

 

 

 

 

Taurages

3

205 000 Lt

470 000 Lt

 

 

 

 

 

 

Telšiu

0

0

Lt

0

Lt

 

 

 

 

 

 

Utenos

0

0

Lt

0

Lt

 

 

 

 

 

 

Vilniaus

19

1

297 000 Lt

2

978 000 Lt

 

 

 

 

Viso

404

27 574 000 Lt

63 318 000 Lt

 

 

 

 

 

 

* investiciju poreikis briketavimui nustatytas darant prielaida, kad bus insta- liuojamos vidutinio galingumo briketavimo linijos (400 kg/h našumo); ** investiciju poreikis šiaudu granuliu gamybai nustatytas darant prielaida, kad bus instaliuojamos vidutinio galingumo granuliavimo linijos (500 kg/h). Jeigu bus instaliuojamos stambesnes šiaudu kuro ruošimo linijos, investiciju

48

poreikis mažes, atitinkamai, mažejant liniju našumui - santykinis investiciju poreikis augs.

.

49

Literatura:

1.Pastre, O. Analysis of the technical obsticalse related to the production and utilization of fuel pellets made from agricultural resudues// EUBIA Pellets for Europe ALTENER 2002-012-137-160.

2.Genutis, A. Šiaudu kuro vartojimas // Seminaro “Biomase energijai ga- minti” medžiaga. Lietuvos žemes ukio universitetas, Žemes ukio institu- tas. 2006 10 06 Kaunas. Gali buti rasta internete: http://balticbiomass.com

3.Perkauskas, E. Justus Liebig Universitetas Giessene (Vokietija), LŽI http://www.manoukis.lt/index.php?s=905&m=1&z=42

4.Vasen, N. N. Agri-pellets: Perspectives of pellets from agriculture resi- dues. March 3 2005. Gali buti rastas internete: http://www.pelletcentre.info/CMS/webedit/images/cmsdoc__19/%7Badf 23d65-9360-4aad-8269-29b9447eb24d%7D_vasen.pdf

5.Jasinskas, A. Biomases auginimo, ruošimo ir naudojimo kurui technolo- gijos ukininkams ar smulkioms imonems. LŽUU, Žemes ukio inžinerijos fakultetas. Raudondvaris, 2007. p. 47. Gali buti rastas internete: http://www.undp.lt/sgp/download_file.php?id=105&PHPSESSID=3238 bbdf62a2f6df67ecfec9cac52de6

6.Passalacqua, F., Zaetta, C., Rainer Janssen, R. and others. Pellets in southern Europe. THe state of art of pellets utilization southern Europe. New perspectives of pellets from agri-residues. 2nd World Conference on Biomass for Energy, Industry and Climate Protection, 10-14 May 2004, Rome, Italy. Gali buti rastas internete: http://www.eubia.org/uploads/media/2004_-_WBC2_- _Pellets_in_southern_Europe._The_state_of_the_art_of_pellets_utilisatio n....PDF

7.Pedišius, N., Vrubliauskas, S. Technines biokuro deginimo Lietuvoje ga- limybes. Seminaro “Projektas “NETBIOCOF” medžiaga. LMI, LEI. Gi- rionis, Kauno raj. 2007 gegužes 30 d. Gali buti rastas internete: http://www.mi.lt/Netbiocof/4_Pedisius.pdf

8.Energetikos agentura. Lietuvos atsinaujinantieji energetikos ištekliai. In- terneto svetaine: http://www.avei.lt

9.UAB „Ekostrategija“ internetine svetaine: www.ekostrategija.lt

10.Dutta, A. Bio energy fore achieving MGDs. Studiju medžiaga. Assian Institut of technology, Kloang Luang, Thailand: http://www.soi.wide.ad.jp/class/20070041/slides/03/1.html

50

11.Ehab El Saeidy. Renewable Energy in Agriculture in Egypt Technologi- cal Fundamentals of Briquetting Cotton Stalks as a Biofuel. Gali buti ras- tas internete: http://edoc.hu-berlin.de/dissertationen/el-saeidy-ehab-2004- 07-09/HTML/chapter2.html

12.Renovation of a small-scale heating plant at Narteikiai agricultural sch- ool, Pasvalys district, Lithuania. Gali buti rastas internete: http://www.lei.lt/Opet/Projekts/narteikiai.htm

13.Grover P.D., Mishra S.K. Biomass briquetting: technology and prac- tices. Gali buti rastas internete: http://www.rwedp.org/fd46.html

14.Wood pellets in Europe – State of the art, technologies, activities, mar- kets (2000). Asplan Viak, AEBIOM, FastBränslePannor, Lambelet Hei- zungssysteme, Technische Universität München, Umdasch AG, Whitfield Gmbh, UMBERA. Part of the Thermie B project.

15.UAB „Ekotechnologijos“. Gali buti rastas internete: http://www.ekotech.lt/lt

16.ACCENT. Report: Opportunities for Production of Wood Chips, Bio- briquettes, and Bio-pellets Gali buti rastas internete: http://www.bsrec.bg/newbsrec/accent/accent.htm

17.Povilas Cerneckis. Rajono infrastruktura komunalinis ukis ir aplinkosau- ga. Gali buti rastas internete: http://www.kretinga.lt/files/file/pletra_2007_2013/2007_3_1_RAJONO _INFRASTRUKTURA.doc