Naukowcy z Politechniki Białostockiej opracowali pellet o podwyższonej wartości opałowej, łączący biomasę z odpadami z tworzyw sztucznych. Rozwiązanie pozwala jednocześnie zagospodarować odpady opakowaniowe i zwiększyć kaloryczność paliwa. Wytworzony granulat spełnia wymogi emisyjne dla kotłów domowych, jednak naukowcy największy potencjał tej technologii widzą w zastosowaniach przemysłowych.
Dotąd było to dużym wyzwaniem
Innowacyjność rozwiązania wynika z faktu, że dotychczas połączenie drewna i tworzyw sztucznych w trwały pellet stanowiło poważne wyzwanie technologiczne. Głównym problemem były różnice we właściwościach i strukturze obu materiałów.
8. Konferencja Biomasa i paliwa alternatywne w ciepłownictwie i energetyce – sprawdź!
– Jednym z etapów badań otrzymanego pelletu było badanie właściwości fizykochemicznych – przypomina dr inż. Małgorzata Krasowska z Katedry Inżynierii Rolno-Spożywczej i Kształtowania Środowiska na Wydziale Budownictwa i Nauk o Środowisku Politechniki Białostockiej. – Badaliśmy m.in. wytrzymałość kinetyczną paliwa, jego gęstość oraz gęstość nasypową. – dodaje.
Problem udało się rozwiązać dzięki zastosowaniu mechaniczno-termicznej obróbki polistyrenu. To rozwiązanie zaproponował dr hab. inż. Marek Jałbrzykowski prof. PB z Katedry Inżynierii Materiałowej i Produkcji na Wydziale Mechanicznym Politechniki Białostockiej.
– Zamiast zwykłego rozdrobnienia, profesor Jałbrzykowski zaproponował, aby tworzywo sztuczne było poddawane, po wstępnym rozdrobnieniu, procesowi wstępnego ogrzewania (obkurczania), a następnie wytłaczania w zmiennych temperaturach (od 210°C do 120°C). Dzięki temu powstaje surowiec, który po schłodzeniu i ponownym zmieleniu do frakcji poniżej 3 mm, idealnie miesza się z trocinami, tworząc jednorodną mieszankę, z której powstaje następnie trwały pellet – opowiada dr hab. inż. Sławomir Obidziński, prof. PB, Kierownik Katedry Inżynierii Rolno-Spożywczej i Kształtowania Środowiska na Wydziale Budownictwa i Nauk o Środowisku Politechniki Białostockiej.
Dwa surowce, jeden produkt
Do produkcji pelletu naukowcy wykorzystali dwa rodzaje materiałów. Pierwszy z nich to polistyren (PS), głównie w formie poprodukcyjnych folii opakowaniowych. Jest materiałem o wysokiej wartości opałowej – niemal dwukrotnie wyższej niż drewno. Drugim surowcem jest biomasa, czyli odpady drzewne w formie trocin, wiórów i zrębek. W badaniach wykorzystano biomasę pochodzącą z sosny i świerku.
W tym połączeniu biomasa stanowi stabilny ruszt spalania, a dodatek tworzywa sztucznego (stanowiący 5-15% masy) podnosi wartość opałową paliwa. Dzięki temu do uzyskania tej samej ilości energii potrzeba mniejszej ilości paliwa.
– Przeprowadziliśmy testy spalania w instalacji, która jest w stanie zasymulować kotły małej mocy, które są stosowane przez użytkowników domowych. Pellet wytworzony w ramach naszego projektu spełnił normy emisyjne dla granulatu drzewnego wysokiej klasy – mówi dr inż. Magdalena Joka Yildiz z Katedry Inżynierii Materiałowej i Produkcji na Wydziale Mechanicznym Politechniki Białostockiej.
Czytaj też: „Czyste Powietrze” w kryzysie. Gminy wskazują, co się musi zmienić
Co istotne, badania wykazały, że przy zachowaniu odpowiednich proporcji (np. 5% dodatku tworzywa sztucznego), emisja substancji takich jak tlenek węgla czy tlenki azotu pozostaje na poziomie zgodnym z rygorystycznymi normami UE Ecodesign. Wynalazek ten stanowi więc pomost między potrzebą wysokiej wydajności grzewczej a koniecznością ochrony środowiska poprzez recykling.
– Firmy, które wytwarzają odpady opakowaniowe i tak muszą je utylizować, a nasz patent daje wymierne korzyści w postaci podwyższenia kaloryczności paliwa, które można spalać w warunkach przemysłowych – podpowiada prof. Obidziński. – Na przykład w cementowni, gdzie spalanie odbywa się w nieco innych warunkach niż w typowym kotle. Wtedy można byłoby spalać nasz pellet w dużo większych ilościach stosując nawet większe ilości odpadów z tworzywa sztucznego jako dodatku – podsumowuje.
Rynek pelletu. Czytaj za darmo w internecie!
Zdjęcie i źródło: Politechnika Białostocka, fot. Dariusz Piekut
Newsletter
Bądź na bieżąco z branżą OZE
