A tüzelőanyagokról

Szén

Fabrikett

Pellett

Tűzifa

Faapríték

Tüzelhető Biomassza

Gazdaságosság


 
A szén

A szén foszilis fűtőanyag, ma is nagyon fontos és elterjedt. Régi beidegződések, rossz kazánok miatt sokan még ma is a füstöléssel, kormos kéményekkel azonosítják. A korszerű Eko Karbon kazánokban tisztán, nagyon kevés füst keletkezése mellett, nagy hatékonysággal égethetők el. A szén a legtöményebb, energiadús szilárd fűtőanyag. Tárolásra nem érzékeny. Bio anyagokkal keverhető, ekkor használata ökológiailag sokkal kedvezőbb. Nagyobb távolságra is érdemes szállítani. 

A lignit a legfiatalabb szén, szerkezete még erősen fás. A lignitek fűtőértéke többnyire 3,5-10 MJ/kg között van a nagy nedvesség és hamutartalom miatt. Előnye, hogy nagy mennyiségben nem túl vastag takaróréteg alatt található, külfejtéssel kitermelhető. Rossz tüzeléstechnikai tulajdonsága miatt csak nagy erőművekben lehet gazdaságosan eltüzelni. 

Barnaszén: eocén korban, 60-75 millió évvel ezelőtt sűrű láperdőkből keletkezett (mint a mostani trópusi, szubtrópusi, mérsékeltégövi növények) A magyarországi barnaszén is ekkor keletkezett a Pannon tenger partján, de kisebb mennyiségben van krétakori barnaszén is (75-125 millió év). A két szén megkülönböztetése az égéshő alapján történik. Ez a határérték 23,87 MJ/kg. Ez az egyensúlyi nedvességtartalmú (nedvesség nélküli) és hamumentes mennyiségre vonatkozik. A tüzeléstechnikai gyakorlatban a hamutartalmat is magában foglaló mennyiségre vonatoztatott fűtőértéket veszik figyelembe a szenek minősítésénél, ami nem ad éles határt. A feketeszén és a barnaszén választóvonala: 17-20 MJ/kg körül helyezkedik el. Kemény barnaszén: ha 40 %-nál kevesebb bányanedvességet tartalmaz. (röviden: barnaszén) Lágy barnaszén: ha 40 %-nál nagyobb bányanedvességet tartalmaz. (röviden: lignit).
A barnaszenek lehetnek külső megjelenésük alapján: földes, lágy, fénytelen és fényes barnaszenek. Összetételük alapján: szárítva széteső földes, egyenetlen törési felületű darabos, kagylós törésű, majdnem fekete szurok, nagy bitumen tartalmú bitumenes barnaszenek. Mindegyikben van kolloidálisan kötött víz.
A barnaszenek hosszabb időn keresztül történő tárolása során illó anyagok távoznak belőle és folyamatos lassú oxidáció is zajlik. Néhány hónap alatt 10 % fűtőérték veszteség is bekövetkezhet. Ezért nem célszerű több évre előre barnaszenet vásárolni. Jobban megéri minden évben a tavaszi-nyári kisebb szénforgalmú időszakban a kereskedőknél jó áron megvenni a fűtőanyagot.
Egy köbméter gáz helyettesítésére kb. 2kg közepes fűtőértékű barnaszén kell. A daraszén ömlesztett formában kb. 1tonna/m3 fajsúlyú, tehát a tároláshoz tonnánként 1m3 hely szükséges (pl. átlagos 100m2 családiház éves szükséglete 5-8 tonna, vagyis 8m3 tároló kell.)
A szén tárolásakor figyelembe kell venni az öngyulladási hajlamot. A vastag rétegben, 1,5-2m felett összehalmozott szén, főleg ha megázik, hajlamos arra, hogy a belsejében zajló lassú oxidáció hője felhalmozódjon, öngyulladás léphet fel. Emiatt a szenet száraz helyen tároljuk, ne halmozzuk több méteres vastagságba. Ha megjelenik az öngyulladás füstje, szét kell lapátolni a halmot és vízzel locsolva hűteni kell a szenet.

Feketeszén: karbon korban, 300-350 millió évvel ezelőtt mocsárerdőkből (zsurlók, páfrányerdők) keletkezett. Magyarországon a Mecsekben levő feketeszén kora 150-200 millió év, tengerparti mocsarakból keletkezett. A feketeszenek fűtőértéke: 17-33 MJ/kg között van. Típusai a következők: Hosszú lángú szén: sok illó anyagot tartalmaz, rosszul kokszolható, lángkemencék ideális tüzelőanyaga. Gázszén: kisebb lánggal ég, könnyen gyullad, gyengén kokszolható. Kovácsszén: jól kokszolható. Kokszszén (zsírszén): Lágy, szilárdsága kicsi, jól összesül, nagy szilárdságú kokszot lehet belőle csinálni. Sovány kőszén: nem sülőképes.

Antracit: legidősebb szénféleség, teljesen homogén, fénye üveges, nem kokszolható.
Az Eko Karbon kazánokban bálmilyen szén elégethető aminek a szemcse nagysága 5-25mmközött van.

Brikett
A szénbányászat során keletkezett gyengébb minőségű port adalékkal(bitumen) összepréselik.


Lignit, barnaszén, feketeszén, antracit, brikett

vissza az oldal tetejére


 
Fabrikett

vissza az oldal tetejére


 
Pellett

A mezőgazdasági és erdészeti anyagok tömörítése a pelletálás. Pelletnek nevezzük  a körcellás, görgős préseken készített 3 - 25 mm-es tömörítvény. A tüzelésre szánt nagyobb tömörségű 10-25 mm-es pellet a  tűzipellet megnevezést kapta. A tüzelési célra alkalmas biopellet vagy tűzipellet legfőbb jellemzője a nagy sűrűség, tömörség (1-1,3 g/cm3).
A melléktermékekből a biopelletet rendszerint kötőanyag nélkül készítik. A fűrészpornak, fenyőfakéregnek, viasznak adalék anyagként való hozzáadása a szalmához javítja a szilárdságot. A tömörségen kívül az alacsony nedvességtartalom az, mely igen kedvező tüzeléstechnikai tulajdonságokat ad a brikettált-pelletált készítményeknek. 

A pellet megújuló bio fűtőanyag. A pelleteknek két fő fajtája van:
Fapellet, amelynek  a fa belső, tiszta részéből kikerülő fűrészpor, forgács az alapanyaga.
Agripellet, amely  lágyszárú növényekből (szalma, kukorica, energiafű) készül.

A két pelletfajtát elsősorban a hamutartalmuk különbözteti meg egymástól. A fapelletnek 1% , az agripelletnek 3-10% hamutartalma van. A fapellet drágább fűtőanyag, mivel a világ faállománya fogy és ezért egyre távolabbról szállítják. Az agripellet olcsóbb, mert helyben megtermő mezőgazdasági terményekből, hulladékokból gyártható.

A mezőgazdasági termelés során keletkező növényi anyagok, maradékok, hulladékok préselve, pelletálva kiváló fűtőanyagokká alakíthatóak. A fával ellentétben ezek a növények évente újra megnőnek learatják, kaszálják őket. A betakarítás során sok por, homok kerül a növényi részek közé ezért az agripellet hamutartalma jóval magasabb, mint a fa tiszta belsejéből készített fapelleté. A fapellet hamuja 1% körül mozog, az agripellet hamuja 3-10%. Az agripelletek égetési tulajdonságai nagymértékben eltérőek a fapellettől. Fűtőértékük is jóval magasabb. Sok esetben célszerű a különböző alapanyagok keverése a jobb préselhetőség miatt. Ezek miatt az okok miatt az agripelletek beszerzésekor fontos a megbízható információ a gyártótól, esetleg vizsgálati eredmény kérése is célszerű. Az biztos, hogy a vásárolt agripellet használhatósága, fűtőértéke és nedvességtartalma csak tüzelés során derül ki igazán. Mindenképpen készüljünk fel arra, hogy ha a pénzünkért kisebb fűtőértékű, nedvesebb anyagot kaptunk, amivel nem tudjuk elérni azokat a gazdaságossági mutatókat, amit ígért a gyártó, akkor legyen módunk reklamálni. Ne vegyünk ismeretlen anyagból túl nagy mennyiséget.

Szállítása, tárolása
A pellet jól szállítható, nagyon tiszta fűtőanyag. 18-20 kg-os zsákban, vagy big-bag zsákban a legcélszerűbb szállítani. Szállítható ömlesztve is. A peleltek tárolás során érzékenyek a nedvességre. Különösen az agripelleteknél kell figyelni arra, hogy nagyobb méretű tartályban a pelletekből pára csapódhat a tartály falára, ami később lefolyik a pellethalomba és biológiai erjedési folyamatokat indíthat el. A pelletek tárolása során rágcsálókra számíthatunk.

vissza az oldal tetejére


 
A tűzifa

A tűzifa  megújuló bio fűtőanyag. A tűzifa égetése nem automatizálható olyan mértékben, mint a szemcsés, granulált anyagoknál ( szén, pellet, biomassza).
A tüzifát száraz helyen kell tárolni. A tűzifának annál jobb a fűtőértéke minél szárazabb.
A frissen vágott fa nedvesség taralma kb. 50%. A legalább egy évig száraz szellős helyen tárolt fa 15-20% vizet tartalmaz, ezt légszáraznak nevezzük. (az abszolut szárazanyagra vetített víztartalom 15-20%). A nehezen mérhető nedvességtartalom miatt a fát célszerű térfogatban (m3) és nem súlyban vásárolni. A fa vásárlásakor mindenképpen fontos a fajta, nedvességtartalom, feldolgozottság és szállítási körülmények összevetése.

 

A fa égetése
Amint már említettük  fa fűtőértéke erősen függ a nedvességtartalomtól. Minél nedvesebb a fa, annál kisebb a fűtőértéke. A fában található nedvességnek az elégés alatt el kell párolognia. Mivel a víz elpárologtatásához jelentős mennyiségű energia szükséges, ezért minél nagyobb a tűzifa víztartalma, annál több energia vész kárba a fűtés folyamán.

     

Jól látható, hogy a nedves fa 50%-os víztartalommal csak fele annyi fűtőértékkel rendelkezik, mint egy jól kiszárított 10%-os fa.
Fenti táblázat alapján láthatjuk, hogy a nedves fát eltüzelni gazdaságtalan. A nagy nedvességtartalom miatt az égési hőmérséklet kisebb, növekszik a korom és káros anyag kibocsátás, ilyenkor jelentkezik a kátrányosodás a kazán oldalán, amit vegyes tüzelésű módban száraz tüzelőanyaggal le tudunk égetni.  
A fatüzelés hamuja, ha nem kevertük más anyaggal, a kertbe, földre kiszórható. A fahamu lúgos, kerüljük, hogy egy helyre nagy mennyiséget szórjunk.
A Vigas faelgázosító kazánokban kiválóan alkalmazható mindenfajta tűzifa, amelyeknek a nedvességtartalma nem haladja meg a 15-20%-ot. Nedvesebb tűzifákat is ellehet gázosítani, de akkor az égés hatásfoka rosszabb, és a kazán oldalán a kátrányosodás erőteljesebb.  A tűztérbe akár 50cm hosszúságú 25 cm átmérőjű fahasábokat is be tudunk helyezni.  Minél keményebb a fa és minél nagyobb a felülete, annál jobban gázosítható, annál tökéletesebb, és tovább tart az égése. 
A Vigas faelgázosító kazánokban a száraz tűzifán kívül alkalmazható fabrikett, pellet, fűrészpor, háztartási papírhulladék, kert hulladék is.
Az Eko Karbon kazánok égéstere is úgy lett kialakítva, hogy azokban akár 46cm hosszúságú, és 20 cm átmérőjű tűzifa, fahulladék, háztartási papír, kerti hulladék is elégethető. Amikor a felsorolt tüzelőanyagokkal tüzelünk, és azzal elérjük a vezérlő egységen beállított kívánt hőfokot, a kazán automatikusan leállítja a szénadagolást, addig még a kívánt hőmérséklet tartható a felsorolt tüzelőanyagokkal. Amikor a beállított hőfok alá süllyed a kazánban lévő víz hőmérséklete, a vezérlő egység ismételten elkezdi a szénadagolást a tűztérbe, ezzel biztosítva a folyamatos hőfokszabályozást.

Ne tüzeljünk különböző vegyszerekkel kezelt fát, mert a füstgázokkal mérgező, rákkeltő anyagok jutnak a levegőbe. Általában soha ne végezzünk semmilyen munkát, fűrészelést, csiszolást, gyalulást gombaölővel kezelt fával, mert ezeknek a porai is súlyos mérgezést okozhatnak.

A fa tárolása
A fa tárolásánál figyelembe kell venni, hogy jól szellőző fedett helyen tároljuk a tűzifát, hogy ezzel elősegítsük a száradását.      Fal mellé rakásnál el kell hagyni legalább 5cm-t , hogy így biztosítsuk a levegő szabad áramlását.  
Pincében csak száraz fát szabad tárolni, mert a frissen vágott fa a nedves környezetben nem szárad, csak befülled.
A  fa nedvességtartalma alapján az alábbiak szerint csoportosíthatjuk a tűzifát:
 
10% nedvesség tartalom: nagyon száraz fa.
15% nedvesség tartalom: levegőn jól szárított fa
20% nedvesség tartalom: száraz fa, szabadban, esőtől védve, tárolva.
50% nedvesség tartalom felett: frissen kivágott fa.  

A fákat a testsűrűség szerint is csoportosíthatjuk:
Nagyon nehéz fa (som, cser, gyertyán, eper, melyeknek testsűrűsége 880-760 kg/m3),

Nehéz fa
(akác, vadkörte, bükk, kőris, tölgy, szil, dió, vörösfenyő, melyeknek testsűrűsége 680-580 kg/m3),

Könnyű fa (fűz, hárs, vadgesztenye, éger, fehér- és rezgőnyár, egyéb fenyők, testsűrűségük 560-450 kg/m3),

Nagyon könnyű fa
(kanadai és feketenyár, cédrus, melyeknek testsűrűsége 450-380 kg/m3).
Testsűrűségen minden esetben a 15%-os légszáraz fa nedvességtartalmára vonatkoztatott értékét értjük.

vissza az oldal tetejére


 
A faapríték

 

A faapríték erdőgazdaságokban készül, speciális aprítógépek segítségével. A kivágott fatörzseket ill. ágakat darabokra aprítják. A tömör vastag fatörzsből, a levágott ágakból, vagy vékony fiatal fákból nem azonos minőségű faapríték állítható elő, ezért mindegyikhez másfajta aprítógép kell.
A faapríték minősége a nedvességtartalomtól, az aprított anyagtól és az aprítás minőségétől függ. A frissen készült apríték nedvességtartalma 50% körül van. Ez nem alkalmas a fűtésre, az aprítéknak száradnia kell. A szárítás részben önszárító folyamat. A halomba rakott apríték belseje egy idő után felmelegszik a benne zajló vegyi és biológiai folymatoktól. Ez a hő fokozatosan szárítja az aprítékot. Az így elérhető nedvességtartalom kb 25%, ami már használható érték, ám ennél sokkal kedvezőbb, ha a faaprítékot  fedett tároló helyen folyamatosan átkeveréssel, szellőztetéssel kiszárítják, melynek következtében fűtőértéke jelentősen javul. 

Az apríték minősége attól is függ, mennyi kéreg, levéltömeg és föld keveredik be az aprítás során. Ezek csökkentik az apríték fűtőértékét. Az apríték egyenletes mérete is fontos, ezért mérik, mennyi a portartalom és mekkora a leghoszabb darab, majd ezen adatok  alapján kategóriákba sorolják. Minél nagyobbak a méretbeli eltérések, annál nehezebb az anyagot egyenletesen mozgatni és égetni. Az aprítási technika növényfajtánként más lehet, ezért egy bizonyos növény egyáltalán nem biztos, hogy jól aprítható mindenféle géppel. Eko Karbon kazánokban csak a 5-25 mm nagyságú faapríték használható.

vissza az oldal tetejére

 

 Tüzelhető biomassza

A tüzelhető biomasszák jellemzően viszonylag alacsony nedvességtartalmúak (ld. szárítás) és ennek megfelelően magas fűtőértékűek. A tüzelhető biomasszákkal szemben fontos követelmény, hogy az éghetetlen hamutartalmuk olyan vegyi összetevőkből álljon, amelyek nem roncsolják szét a kazánberendezést, illetve nem olvadnak rá a fűtőfelületekre, valamint nem okoznak jelentős levegőszennyezést. A legjellemzőbb tüzelt biomassza-fajták : tűzifa apríték (erdei lágy v. keménylombos erdőkből előállítva, fűrészüzemi hulladékokból, illetve lágyfa-energiaültetvényekből (például nyárfa) előállítva, fűrészpor (fűrészipari melléktermék), szalma, energiafű, illetve ezekből előállított pellet.
A keverékek fontos irányzatot képviselnek az Eko Karbon kazánok sokoldalúságának kihasználásában. Sok anyag önmagában használva nehezen szabályozható, vagy rosszul égő. Magas a nedvességtartalma, kicsi az illótartalma, vagy ellenkezőleg, sok és nehezen égő gáz szabadul fel égetéskor. Ha a rendelkezésre álló anyagokat keverjük, egymás rossz tulajdonságát csökkentik és jobb tüzelőanyagot kapunk.
Pellet keverőanyag esetén nem célszerű előre bekeverni nagyobb mennyiséget, mivel a pellet nedvességre érzékeny és a másik komponens nagyobb nedvességtartalma miatt széteshet.

Két fő keverési irányzat van:
Szén-biomassza együttégetés(co-firing)

Különböző biomassza források egymás közötti keverése



A tüzelőanyagok együtt égetése – co-firing technológia
Az Eko karbon kazánoknál lehetőség van arra, hogy a szén és biomassza egy időben, egy tűztérben kerüljön elégetésre  A szén nagyon kedvező keverőanyag a gyengébb minőségű, vagy nedves biomassza égetéséhez. Az együtt égetés jelentősen csökkenti a szén égetésekor keletkező  szennyező tulajdonságokat, és lehetővé teszi a hígabb, kicsi fűtőértékű biomassza (apríték, poros ocsúk, korpa, gabonák) kényelmes elégetését. A co-firing technológia jelentősen megkönnyíti a felhasználó dolgát a fűtőanyag választásban, mivel jó minőségű szén mellé nagyon sokféle biomasszát keverhet úgy, hogy a kazán beállításait alig kell megváltoztatni és kényelmesen kezelhető marad a rendszer.
A szénkeverésnek fontos iránya, a szalma és az energiafű keverékek. Mivel a szalma és az enegiafű nagymennyiségű klórt és alkáli fémet(főleg kálium) tartalmaz, ezek korróziót és lerakódásokat okoznak a kazánokban. A klór egy része akár sósav formájában is távozhat a kéményből, a kálium klorid pedig a kazán belsejében és a kéményben okoz lerakódásokat. (Sokan tévesen ezt a lerakódást szilíciumnak gondolják). A szénben levő kén és alumíniumszilikátok a szalma klór és kálium tartalmát más vegyületbe viszik, így nem alakul ki korrozív klóros lerakódás.

Biomassza források egymás közötti keverése
A mezőgazdaságból nagyon sokféle bio-melléktermék, hulladék kerül égetésre. Ezek állaga, összetétele, nedvességtartlama változó. A faapríték és a pelletek képezik azt a jól használható alapot, amihez gyengébb minőségű anyagot keverve jó eredményt érhetünk el. A keverékek jól használható arányát próbákkal kell maghatározni. A biomassza keverékek érzékenyek a nedvességre, mindenképpen száraz helyen kell tárolni az összetevőket.

vissza az oldal tetejére


 
A különböző tüzelőanyagok gazdaságossága

A diagram azt mutatja be, hogy 3500 köbméter földgáz elégetésekor kapott hőmennyiséget egyéb tüzelőanyagok felhasználásával, milyen költséggel tudunk előállítani (a számítás alapjául a 2007 tavaszi árakat vettük – pl. földgáz: 110 Ft/köbméter). Az oszlopok tanulmányozásakor kiderül, hogy a közhiedelemmel ellentétben a pelletek és a gabonák nem a legolcsóbb anyagok,. A fapellet kifejezetten drága fűtőanyag. A szén, a faapríték és az olajos pelletek felhasználásával csökkenthetjük minimálisra a költségeinket.
(A hőszivattyú számításakor 3. munkaszámmal (COP=Coefficient of performance) számoltunk.
)

Tárolási térfogatok

A 3500 köbméter földgázt helyettesítő fűtőanyag tárolási térfogatok köbméterben. A faapríték kiugróan magas térfogata mindenképpen elgondolkodásra késztető, főleg kisebb fogyasztóknál.

 

Költség összehasonlítás

Ez a diagram azt mutatja, hány forintba kerül egy köbméter 110ft-os gáz helyettesítése 2007 tavaszán.

vissza az oldal tetejére