Materiały do VI zajęć - Wiedza i umiejętności

Projekt „Wiedza i umiejętności kluczem do sukcesu inżynierów Ochrony Środowiska
oraz Odnawialnych Źródeł Energii i Gospodarki Odpadami” współfinansowany przez
Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Systemy jakości w produkcji i obrocie biopaliwami stałymi
Zajęcia VI - Ocena jakościowa brykietów oraz peletów
grupa 1, 2, 3
Projekt „Wiedza i umiejętności kluczem do sukcesu inżynierów Ochrony Środowiska
oraz Odnawialnych Źródeł Energii i Gospodarki Odpadami” współfinansowany przez
Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Trwałośd mechaniczna brykietów
PN-EN 15210-2:2010E: Biopaliwa stałe -- Oznaczanie wytrzymałości mechanicznej
brykietów i peletów -- Częśd 1: Brykiety
Trwałośd jest miarą odporności paliwa na wstrząsy i / lub ścieranie powstające w wyniku
transportu i przebiegu innych procesów dystrybucji. Próbka jest poddawana próbie w której cząstki
paliwa zderzają się z sobą nawzajem oraz ze ścianami komory testera. Pomiar dokonywany jest na
stanowisku do oznaczania trwałości granulatów które zgodnie z normą musi mied znormalizowany
kształt i wymiary bębna.
Rys. Wymiary bębna testera wg wytycznych PN-EN 15210-2:2010E: 1- bęben, 2 – przegroda, 3 –
układ napędowy
Na potrzeby badao prowadzonych w Katedrze Inżynierii Mechanicznej i Agrofizyki, zgodnie z
wytycznymi normy PN-EN 15210-2:2010E zostało wykonane stanowisko do pomiarów trwałości.
Projekt „Wiedza i umiejętności kluczem do sukcesu inżynierów Ochrony Środowiska
oraz Odnawialnych Źródeł Energii i Gospodarki Odpadami” współfinansowany przez
Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
[źródło: opracowanie własne]
Rys. Tester bębnowy: 1- układ napędowy, 2 – bęben, 3 - panel sterowniczy, 4 - rama
Procedura pomiaru
Próbkę o masie 2kg (± 0,1 kg) umieszczamy w testerze bębnowym. W celu uniknięcia
przetaczania granulatu po ściankach wewnątrz bębna urządzenie wyposażone jest w specjalną półkę
(przyśpieszenie procesu destrukcji brykietów) .
[źródło: opracowanie własne]
Rys. Oznaczenie trwałości; a - waga laboratoryjna, b - bęben testera: 1- ekran (półka), 2 - próbka
granulatu
Projekt „Wiedza i umiejętności kluczem do sukcesu inżynierów Ochrony Środowiska
oraz Odnawialnych Źródeł Energii i Gospodarki Odpadami” współfinansowany przez
Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Zgodnie z wytycznymi zawartymi w normie, bęben obraca się z prędkością 21obr/min, a czas
trwania jednej próby wynosił 5 min. Po zakooczeniu próby brykiet przesiewany jest przez sito
otworowe o średnicy otworów 35 mm. Przesiewanie próbki dokonywane jest w celu usunięcia
drobnych frakcji, które oderwały się od granulatu podczas próby. Materiał pozostały na sicie jest
ważony na wadze laboratoryjnej z dokładnością do 0,1g, a trwałośd brykietu DU (mechanical
durability) obliczamy ze wzoru (1):
DU
mA
100%
mE
(1)
gdzie: DU - trwałośd brykietu [%],
mA – masa próbki przed testem [g],
mE – masa próbki po teście [g].
Trwałośd mechaniczna peletów
PN-EN 15210-1:2010E: Biopaliwa stałe -- Oznaczanie wytrzymałości mechanicznej
brykietów i peletów -- Częśd 1: Pelety
Przebieg pomiaru trwałości peletów jest podobny jak w przypadku brykietów z ta różnicą, że
pomiar dokonywany jest na stanowisku do oznaczania trwałości granulatów które zgodnie z normą
musi mied kształt i wymiary bębna przedstawione na rysunku poniżej.
Projekt „Wiedza i umiejętności kluczem do sukcesu inżynierów Ochrony Środowiska
oraz Odnawialnych Źródeł Energii i Gospodarki Odpadami” współfinansowany przez
Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Rys. Wymiary komory testera peletów wg wytycznych PN-EN 15210-1:2010E: 1- pokrywa, 2 – wał
napędowy, 3 – przegroda
Procedura pomiaru
Próbkę o masie 0,5kg umieszczamy w testerze. W celu uniknięcia przetaczania granulatu po
ściankach komora testera ma kształt prostopadłościanu ze specjalna przegrodą wewnątrz
(przyśpieszenie procesu destrukcji peletów). Komora testera obraca się z prędkością 50obr/min, a
czas trwania jednej próby wynosi 10 min. Po zakooczeniu próby pelet przesiewany jest przez sito
otworowe o średnicy otworów 3,15 mm. Przesiewanie próbki dokonywane jest w celu usunięcia
drobnych frakcji, które oderwały się od granulatu podczas próby. Materiał pozostały na sicie jest
ważony na wadze laboratoryjnej z dokładnością do 0,1g, a trwałośd peletu DU (mechanical durability)
obliczamy ze wzoru (1).
Gęstośd właściwa brykietów – metoda uproszczona
Gęstośd właściwa uzyskanego brykietu może byd określona na podstawie pomiaru
geometrii brykietu wykonanego przy pomocy suwmiarki (wysokośd, szerokośd i długośd –
brykiety o kształcie prostopadłościanu lub średnica i wysokośd – brykiety o kształcie walca)
oraz ich masy. Próbę stanowi 10 losowo wybranych sztuk granulatu.
Projekt „Wiedza i umiejętności kluczem do sukcesu inżynierów Ochrony Środowiska
oraz Odnawialnych Źródeł Energii i Gospodarki Odpadami” współfinansowany przez
Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Gęstośd nasypowa peletu
PN-EN 15103:2010E: Biopaliwa stałe -- Oznaczanie gęstości nasypowej
Przez gęstośd nasypową rozumiemy stosunek masy materiału ziarnistego (zrębki, trociny pelet) do
zajmowanej przez ten materiał objętości wraz z objętością przestrzeni pomiędzy ziarnami.
Procedura pomiaru
Wg wytycznych normy PN-EN 15103:2010E pojemnośd zbiornika pomiarowego w kształcie walca,
wynosi 5l a stosunek wysokości do średnicy zbiornika 1,25 – 1,5. Pojemnik napełniamy granulatem z
wysokości 200 – 300mm. Napełniony pojemnik 2 razy upuszczamy z wysokości 150mm na drewnianą
podstawę, uzupełniamy materiał a nadmiar pozostający powyżej krawędzi zbiornika usuwamy.
Gęstośd nasypową BD (bulk density) określamy z zależności (2):
(2)
Gdzie:
m1 - masa, pustego pojemnika
m2 - masa, pojemnika z materiałem
V – objętośd pojemnika
Mar – wilgotnośd próbki w %
Wynik pojedynczego pomiaru zaokrąglamy do 0,1 kg/m³, a średni wynik podajemy z zaokrągleniem
do 10 kg/m³.
Zawartośd popiołu
PN-EN 14775:2010E: Biopaliwa stałe -- Oznaczanie zawartości popiołu
Procedura pomiaru
Próbkę stanowi rozdrobniony materiał o rozmiarze ziarna <1 mm lub mniej. Masa próbki
minimum 1g wyznaczona z dokładnością pomiaru masy 0,1mg. Pomiar wykonujemy w minimum 2
powtórzeniach. Próbki umieszczamy w ceramicznych tyglach i
Projekt „Wiedza i umiejętności kluczem do sukcesu inżynierów Ochrony Środowiska
oraz Odnawialnych Źródeł Energii i Gospodarki Odpadami” współfinansowany przez
Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
przenosimy do komory pieca laboratoryjnego. Przebieg spopielania próbek jest następujący:

30-50min – wzrost temperatury do 250°C

60min – utrzymanie w tem. 250 °C

30min –wzrost temperatury do 550°C

120min - utrzymanie w tem. 550 °C
Po zakooczeniu spopielania próbki są ważone a zawartośd popiołu w próbkach określana z
zależności (3):
(3)
Gdzie:
m1 - masa, pustego tygla
m2 - masa, tygla z próbką
m3 – masa, tygla z popiołem
Mad – wilgotnośd próbki w %
Wynik podajemy jako średnią pomiarów z dokładnością do 0,1%