Možnosti využití odpadního dřeva po řezu vinic formou výroby topných briket

Anotace

Příspěvek pojednává o možnostech výroby topných briket z odpadního dřeva po řezu vinic. Réví ze čtyř různých odrůd bylo štěpkováno diskovým štěpkovačem. Po vyschnutí na vlhkost 9,5 % byla štěpka z réví lisována do formy válcových briket hydraulickým lisem s pevnou lisovací komorou. Následně byla provedena analýza briket z réví v laboratoři VŠCHT Praha a spalovací zkouška v typovém spalovacím zařízení v laboratoři VÚZT Praha. Provedená měření dokazují, že brikety z réví mají srovnatelné mechanické i energetické vlastnosti jako brikety z energetických dřevin vyrobených ve stejných zařízeních.

Úvod

Možností smysluplného využívání odpadního dřeva po řezu vinic (tzv. réví) není mnoho. Dříve nejčastějším způsobem zpracování réví bylo jeho vyhrnutí z meziřadí a následné neúčelné spálení. Kromě emisní zátěže ovzduší je tento způsob likvidace v rozporu se Zákonem o odpadech. V současné době se nejčastěji využívá drcení réví přímo v meziřadí, kde je rozdrcené réví ponecháno pro následný rozklad. Další možností je využití réví jako suroviny pro výrobu pevných biopaliv nebo jako surovinu do kompostu [2].

Materiál a metodika

Produkce a vlastnosti réví

V ČR je v současné době zaregistrováno přes 19 000 ha vinic, z toho něco přes 16 000 ha ve stádiu plodnosti. Množství vyprodukovaného réví závisí na odrůdě, stáří a hlavně na typu vedení (počtu keřů na 1 ha).

Průměrné hodnoty se pohybují v množstvích 0,45 – 1,20 kg na hlavu, což v průměru představuje asi 3,50 t.ha^-1[1]. Přesnější údaje jsou uvedeny v tabulce 1, ve které jsou pro střední vedení (SV) a vysoké vedení (VV) vyčísleny počty keřů na 1 ha (koresponduje se sponem výsadby) a dále jsou jednotlivé odrůdy rozděleny na odrůdy s menší a větší produkcí dřeva.

Objemová hmotnost réví závisí na vlhkosti, při 30 - 35 % vlhkosti se pohybuje od 250 do 350 kg.m^-3.

Postup výroby a stanovování vlastností briket z réví

K pokusu bylo použito réví získané z VSV Karlštejn ze čtyř různých odrůd – Modrý Portugal, Svatovavřinecké, Veltlínské červené ranné a Müller Thurgau v přibližně stejném poměru. Réví bylo hned v den sběru, koncem února letošního roku, štěpkováno diskovým štěpkovačem PEZZOLATO – 110MB. Vlhkost réví v době sběru a štěpkování byla 63 % a měrná hmotnost štěpky 480 kg.m^-3. Výkonnost štěpkovače a spotřeba paliva jsou uvedeny v tabulce 2.

Pro stanovení zrnitosti štěpky byla provedena sítová analýza. Výsledky sítové analýzy podle ČSN ISO 9276-1 provedené na plechových sítech s kruhovými otvory jsou uvedeny v tabulce 3.

Štěpka byla odvezena do zastřešené budovy bez vytápění, kde byla skladována volně na betonové podlaze na hromadě o výšce cca 0,5 m. V prvních dvou týdnech byla hromada dvakrát překopána a poté už ponechána volně ležet. Během 3 měsíců od konce února do konce května štěpka postupně vysychala z původních 63 % až na 9,5 %.

Poté byla štěpka z réví o vlhkosti 9,5 % lisována do formy válcových briket lisem Briklis HLS 70. Jedná se o hydraulický lis s pevnou lisovací komorou. Lisovací tlak byl v průběhu lisování nastaven na 450 kPa. Výkonnost lisu a spotřeba elektrické energie jsou znázorněny v tabulce 4. Následně byla provedena analýza briket z réví v laboratoři VŠCHT (Ústav energetiky), při které byly stanoveny základní energetické vlastnosti briket. Obsah prvků v materiálu byl stanoven chromatograficky. Hodnoty spalného tepla a výhřevnosti byly stanoveny posle ČSN ISO 1928 a obsah popela podle ČSN ISO 1171. Spalovací zkouška briket byla provedena v typovém spalovacím zařízení (Akumulační kamna SK-2 RETAP 8 kW) v laboratoři VÚZT Praha. Při této zkoušce byly stanoveny emise vznikající při spalování testovaných briket analyzátorem spalin GA 60 MADUR. Spalovací zkouška proběhla podle ČSN EN 13229 „Vestavné spotřebiče k vytápění a krbové vložky na pevná paliva“. Při měřeních byla průměrná koncentrace oxidu uhelnatého a dalších plynných emisí přepočtena na 13 % obsah kyslíku (O₂). Podle zmíněné normy musí průměrné hodnoty oxidu uhelnatého ve spalinách splňovat mezní hodnoty pro příslušnou třídu CO, tak jak uvádí tabulka 5 [3].

Výsledky

Hustota briket z réví, měřená na 10 vzorcích, se pohybovala v rozmezí 760 – 870 kg.m^-3.Hodnoty nad 1 000 kg.m^-3 se při lisování hydraulickým lisem brikety nedosáhly. Ukázka briket z réví je uvedena na obrázku 1.

Při přepočtu parametrů na sušinu jsou získané hodnoty srovnatelné s průměrnými hodnotami energetických dřevin typu topolu nebo vrby [4]. Obsah popela v analyzovaných vzorcích byl mírně zvýšený (3,46 %), ale žádný z analyzovaných vzorků nepřesáhl hodnotu 4,5 %. Výsledky analýzy briket z réví, provedených v laboratoři Ústavu energetiky VŠCHT jsou uvedeny v tabulce 6.

Výsledky spalovaní zkoušky jsou uvedeny v tabulce 7.

Průměrné koncentrace všech sledovaných látek vyhověly hodnotám technické normy ČSN EN 13229. Emise CO však překročily povolené množství pro třídu 1, ale s rezervou vyhovují podmínkám třídy 2. Velmi dobře lze naopak hodnotit emise NO_x. U používaného spalovacího zařízení s ohledem na nízký tepelný výkon sice není pro NO_x stanovena limitní hodnota, podle Směrnice č. 13-2002 MŽP ČR s požadavky pro propůjčení ochranné známky „Ekologicky šetrný výrobek“ pro teplovodní kotle na spalování biomasy pro ústřední vytápění do 0,2 MW (ČSN 07 02 40 a ČSN EN 303-5) jsou však limitní hodnoty pro NO_x 250 mg.mN^-3 při 11 % O₂ a tyto hodnoty nebyly překročeny [3]. Z hlediska mechanických a fyzikálně mechanických vlastností jsou brikety vyprodukované na hydraulickém lisu Briklis BHL 70 srovnatelné s briketami z energetických dřevin lisovanými na stejném zařízení.

Závěr

Výroba pevných biopaliv z odpadního dřeva po řezu vinic je zajímavou možností energetického využívání réví. Ve VÚZT provedená měření dokazují, že brikety z réví mají srovnatelné parametry s briketami z energetických dřevin, které byly experimentálně vyrobeny ve stejném zařízení. I přes některé nedořešené problémy zejména logistického a ekonomického rázu lze konstatovat, že energetické využívání réví se v souvislosti se zpřísňující se legislativou může stát perspektivní alternativou drcení a ponechání réví přímo v meziřadí na vinici.

Poznámka

Příspěvek byl zpracován na základě řešení výzkumného projektu MZe NAZV – IG46082 „Technologické systémy a ekonomika integrované produkce zeleniny a révy vinné“.

Literatura

• [1] ŽUFÁNEK, J., ZEMÁNEK, P.: Bilance zdrojů biologických odpadů ve vinohradnictví a ovocnictví. Sborník mezinárodní vědecké konference „Ekologické aspekty výzkumu, vývoje a provozu zahradnické techniky“, Lednice 1998, str. 203 – 207. ISBN 80-7157-301-9
• [2] MUŽÍK, O., SCHEUFLER, V., PLÍVA, P., ROY, A: Kompostování vinného réví s travní hmotou. [Composting of vine cane with grass]. In Zemědělská technika a biomasa 2006 : Sborník přednášek z mezinárodního semináře s podporou MZe 21.11.2006, Praha. Praha : VÚZT, 2006, č. 4, s. 100–102. ISBN 80-86884-15-5
• [3] HUTLA, P., JEVIČ, P.: Porovnání emisních parametrů paliv na bázi rostlinných materiálů. In Zemědělská technika a biomasa 2006 : Sborník přednášek z mezinárodního semináře. Praha: VÚZT, 2005, s. 76-81. ISBN 86884-07-4
• [4] SLADKÝ, V., DVOŘÁK, J., ANDERT, D.: Obnovitelné zdroje energie – fytopaliva. Praha: VÚZT, 2002. ISBN 80- 238-9952-X

Tento článek byl převzat v rámci spolupráce s magazínem Agritech Science.

Tweet

Novinky z Prodevalu: zkapalňování CO2, Valopur DFM a nová výrobní linka na jihu Francie

Regulace teploty plynových motorů

Bioplynová stanice s kogeneračními jednotkami TEDOM

Olej pro plynové motory – klíčová volba pro kogenerační jednotky

Kam směřuje české odpadové hospodářství z pohledu prevence jejich vzniku?