Brak odpowiednich aktów normatywnych i oczekiwanie na nowe procedury sprawiło, iż przy badaniach produkowanych w Polsce pelet posługujemy się procedurami zagranicznymi – głównie zapisanymi w normie DIN 51731.



W Instytucie Technologii Drewna (ITD) w Poznaniu w ostatnich latach przebadano kilkadziesiąt różnego rodzaju, zbrykietowanych i zgranulowanych, biopaliw stałych. Przesłane do badań materiały różniły się między sobą zarówno rodzajem surowca (różne gatunki drewna, rośliny „energetyczne”), jak i ocenianymi właściwościami. W tab. 1-3 zestawiono otrzymane w trakcie tych badań dane. Tabela 1 pokazuje zmiany podstawowych właściwości paliwowych.



Tab. 1. Podstawowe właściwości paliwowe

Mierzony czynnik
Właściwości
Wymagania DIN 51731
Surowiec
drewno
słoma
ślazowiec
Średnica [mm]
4-10
6,0-8,0
9,0-15,0
5,0
Gęstość [kg/dm3]
1,0-1,4
1,09-1,33
1,0-1,14
1,11
Wilgotność [%]
< 12
4,90-8,99
8,3-8,65
8,05
Popiół [%]
< 1,5
0,30-3,12
5,49-7,90
4,83
Wartość opałowa [MJ/kg]
17,5-19,5
17519-19240
17120-18146
17003




Do badań przesyłano najczęściej pelety o średnicy 6-8 mm, wytworzone z cząstek drzewnych, cechujące się stosunkowo wysoką gęstością (1,09-1,33 kg/dm3) i nieznaczną wilgotnością (4,9-9%). Granulat o takich parametrach posiadał wartość opałową mieszczącą się w zakresie 17,5-19,2 MJ/kg. Duży rozrzut wyników (0,3-3,1%) obserwowano przy ocenie zawartości składników mineralnych (popiołu).

Nadmienić należy, iż ostatnio coraz częściej obserwuje się przekraczanie opisanych normą wymagań w tym zakresie. Przyczyny takiego stanu rzeczy należy upatrywać przede wszystkim w pogarszaniu się jakości dostarczanego przez dostawców surowca. Problemów takich nie stwierdzono przy ocenianiu pelet tych wytwórców, którzy granulowali własne odpady. Inaczej należy oceniać pelety produkowane z tzw. roślin energetycznych: słomy zbożowej i ślazowca pensylwańskiego. Tam wysoki udział składników mineralnych (odpowiednio 5,5-7,9% i 4,8%) wiązać należy z naturalną ich zawartością w tych roślinach.



Tab. 2. Zawartość podstawowych pierwiastków i substancji chemicznych

Mierzony czynnik
Właściwości
Wymagania DIN 51731
Surowiec
drewno
słoma
ślazowiec
Zawartość siarki [%]
< 0,08
n.w.
n.w.
n.w.
Zawartość azotu [%]
< 0,3
0,04-0,21
0,58-1,00
0,45
Zawartość chloru [%]
< 0,03
< 0,001-0,003
0,27
0,128
Wskaźnik EOX [mg/kg]
< 3
0,24-13,00
1,8
3,3




W tab. 2 zestawiono wyniki oznaczeń podstawowych pierwiastków wraz z zawartością ekstrahowalnych związków chloroorganicznych. Oceniane pelety nie zawierały siarki w ilościach przekraczających 0,009%. Zawartość azotu w przedziale 0,04-0,21% dla pelet drzewnych świadczy o naturalnym pochodzeniu surowca. W roślinach jednorocznych pierwiastek ten występuje w większej ilości, stąd jego wyższa zawartość w peletach ze słomy (0,58-1%) i ślazowca (0,45%). To samo zjawisko obserwujemy w przypadku zawartości chloru, którego występowanie na poziomie sięgającym 0,27% (słoma) nie jest niczym niezwykłym. Natomiast wskaźnik EOX informuje o zawartości niebezpiecznych (chloroorganicznych) syntetycznych preparatów. Znaczne przekroczenie tego parametru może wskazywać na obecność w surowcu drzewnym halogenoorganicznych pestycydów lub innych substancji uszlachetniających, np. lakierów o tym charakterze.



Tab. 3. Zawartość podstawowych pierwiastków śladowych

Pierwiastek [mg/kg]
Właściwości
Wymagania DIN 51731
Surowiec
drewno
słoma
ślazowiec
Arsen
< 0,8
0,001-0,75
0,08
0,001
Ołów
< 10
0,30-12,29
0,19
3,61
Kadm
< 0,5
0,001-0,50
0,05
0,31
Chrom
< 8
0,02-5,02
0,11
1,19
Miedź
< 5
0,42-3,59
4,57
2,60
Rtęć
< 0,05
0,001-0,24
0,03
0,004
Cynk
< 100
1,80-20,05
27,93
26,01




Tabela 3 zawiera zestawienie wyników oznaczeń zawartości toksycznych pierwiastków śladowych w ocenianych granulatach. Większość biopaliw poddanych analizie nie wykazywała odstępstw w tym zakresie od wymagań normy DIN 51731. Jedynie w kilku przypadkach (dla ołowiu i rtęci) odnotowano nieznaczne przekroczenia ustalonych wartości. Wyższa zawartość w ocenianych paliwach właśnie tych pierwiastków świadczyć może o zastosowaniu do ich produkcji pewnych ilości obciążonego substancjami chemicznymi drewna poużytkowego.

Zestawienie właściwości granulowanych biopaliw stałych, badanych w ITD pelet w oparciu o wymogi normy DIN 51731, pokazało, iż większość ocenianych pelet cechowała się poprawnymi właściwościami. Zastosowanie do produkcji surowców drzewnych gorszej jakości (zawierających zanieczyszczenia mineralne lub chemiczne) od razu znalazło swoje odzwierciedlenie w przekroczeniu dopuszczalnych normą wartości (popiół, toksyczne pierwiastki śladowe, wskaźnik EOX). W przypadku oceny pelet wykonanych z biomasy niedrzewnej, której naturalne właściwości nieznacznie różnią się od drewna, norma DIN 51731 może służyć jedynie jako punkt odniesienia.



dr inż. Wojciech Cichy

Instytut Technologii Drewna, Poznań