ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓ ΑΣ Ι Α ΘΕΜΑ : 'ΤΕΧΝΙΚΟΟΙΚΟΝΟΜΙΚΉ ΜΕΛΕΤΗ ΕΓΚΑ ΤΑΣΤΑΣΗΣ ΜΟΝΑΔΑΣ ΥΠΟΛΕΙΜΜΑΤ Α ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΑΣ ΞΥ ΛΟΥ ΚΑΙ ΤΕΧΝΙΚΟΟΙΚΟΝΟΜΙΚΉ

Transcript

1 Τ.Ε.Ι. ΠΕΙΡΑΙΑ Γf Σ. Τ.ΕΦ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΠΑΣ Μι+l ΑΝ ο/\ Ο ΓιΑ-~ :fδc.c ~χ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓ ΑΣ Ι Α ΘΕΜΑ : 'ΤΕΧΝΙΚΟΟΙΚΟΝΟΜΙΚΉ ΜΕΛΕΤΗ ΕΓΚΑ ΤΑΣΤΑΣΗΣ ΜΟΝΑΔΑΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΣΥΣΣΩΜΑ ΤΩΜΑΤΩΝ ΞΥ ΛΟΥ (WOOD PELLET) ΑΠΟ ΥΠΟΛΕΙΜΜΑΤ Α ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΑΣ ΞΥ ΛΟΥ ΚΑΙ ΤΕΧΝΙΚΟΟΙΚΟΝΟΜΙΚΉ ΑΝΑΛ ΥΣΗ ΚΑ ΥΣΗΣ ΠΕΛΕΤΩΝ ΓΙΑ ΟΙΚΙΑΚΉ ΧΡΗΣΗ '. Υπεύθυνοι Σπουδαστές: ΒΡΑ ΤΙΜΟ Σ ΜΙΛ ΤΙΑΔΗΣ, ΓΚΑΖΕΛΗΣ ΓΙΑΝΝΗΣ Επιβλέπουσα Καθηγήτρια: Α ΙΜΙ Λ ΙΑ ΚΟΝΔ Υ ΛΗ Π Ε ΙΡΑ Ι ΑΣ, ΙΟΥΝΙΟΣ 2013 Β I ΒΛΙΟΘΗΚΗ. Ι ΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ

2 1 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στην πτυχιακή ε ργασία που α κο λουθ ε ί εκπον ε ίται η μ ελέτη και ο σχεδιασμός τόσο σ ε τ εχνικό επίπ εδο, όσο και σ ε οικονομικό μία ς μονάδα ς - ε ργοστασίου παραγωγή ς προϊόντων από υπο λε ίμματα βιομηχανίας ξύλου. Δηλαδή ενό ς ε ργοστασίου που παράγει συσσωματώματα ξύλου (Wood Pellets), από επεξε ργασμ ένο, συμπιεσμένο πριονίδι, που χρησιμοποιούνται για θέρμανση. Η μελέτη αποτ ελε ίται από έξ ι κ εφάλαια. Αρχικά στο πρώτο κεφάλαιο, γίν εται μια αναφορά στα υπολ ε ίμματα των βιομηχανιών ξύλου και τα συσσωματώματα αυτών καθώς και αναλύεται ο τρόπος με τον οποίο εργαστήκαμε για την υλοποίηση της εν λόγω πτυχιακής εργασίας και αναφ έ ρ ετε η δομή και το περιεχόμενο αυτής. Στη συνέχε ια, στο δ εύτ ε ρο κ εφάλαιο ακολουθούν τα τεχνικά χαρακτηριστικά των wood pellets η πε ριβαλλοντικές τους επιπτώσ ε ις της καύση ς του ς καθώς και ο τρόπος παράγωγής τους. Επισημαίν εται η δραστηριότητα των ελληνικών βιομηχανιών ξύλου. πελλετών. Συνεχίζοντας, στο τρίτο κ εφάλαιο ακολουθούν οι προδιαγραφ έ ς των Στ ι;φ άλα ιδ vτ ι; γtv τ ι ι γκ:ρ ι l τη c; κ:αύοη '{ων w o\j ρ 11 ι μ άλλσ καύσιμα όπω ς το πετρ έλαιο κα ι το φυσικό α έ ριο ω ς προ ς το κόστο ς ανά μονάδ α crμότητας. Επίση ς σ το έ κτο κα ι τε λcυταί κε φ άλα ιο γίν τα ι η ικο νο μοτεχν ική μ ελέτη τη ς μονάδας παραγωγή ς wood pellet. Τ έλο ς ακολουθούν τα σχόλια και τα μπ ε p άσ μά α άπό ην ν λόγ χια 1 ε ργασία συσσ ω ματώματα ξύλου πελλέτ ες ξύλου βιομά ζα υπολε ίμματα βιομηχανίας ξύλου

3 ΠΙΝΑΚΑΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΩΝ Περίληψη - Abstract... 1 Λ έξ ει ς κλε ιδιά - Kcyword... l ΚΕ<Ι>ΑΛΑΙΟ 1: ΕΙΣΑΓΩΓΉ...? 1.1. ΣΚΟΠΟΣ ΚΑΙ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ ΤΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΤΑ ΥΠΟΛΕΙΜΑΤΑ ΤΗΣ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΑΣ ΞΥΛΟΥ ΚΑΙ ΤΑ ΣΥΣΣΩΜΑ ΤΩΜΑ ΤΑ ΞΥ ΛΟΥ ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ ΤΗΣ ΕΡΓ ΑΣΙΑΣ... 8 ΚΕΦΆΛΑΙΟ 2: ΓΕΝΙΚΑ ΓΙΑ ΤΑ ΥΠΟΛΕΙΜΜΑΤΑ ΚΑΙ ΤΑ ΣΥΣΣΩΜΑΤΩΜΑΤΑ ΞΥ ΛΟΥ ΠΡΩΤΗ Υ ΛΗ ΚΑΙ Δ ΥΝΑΤΟΤΗΤΕΣ ΣΥΝΤΟΜΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ οι ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΕΣ ΞΥ ΛΟΥ ΚΑΙ ΤΙ ΠΑΡΆΓΟΥΝ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΆ ΚΑΙ ΤΕΧΝΙΚΆ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ... : ΚΕΦΑΛΑIΟ 3: ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΩΝ ΣΥΣΣΩΜΜΑ ΤΩΜΑΤΩΝ ΞΥ ΛΟΥ ΤΙ ΕΙΝΑΙ ΤΑ ΣΥΣΣΩΜΑΤΩΜΑΤΑ ΒΙΟΜΑΖΑΣ (WOOD PELLETS) ΤΥΠΟΙ ΠΕΛΛΕΤΩΝ ΑΠΑΙΤΗΣΕΙΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΠΙ>ΟΒΛΗΜΑΤΑ ΑΠΟ ΤΗΝ ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΤΩΝ ΠΕΛΛΕΤΩΝ ΚΕΦΆΛΑΙΟ 4: ΚΑΥΣΗ WOOD PELLET ΘΕΡΜΟΓΟΝΟΣ ΔΥΝΑΜΗ ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΜΕ ΑΛΛΑ ΚΑ ΥΣΙΜΑ ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΤΙΚΟΙ ΠΙΝΑΚΕΣ ΚΑΙ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΑ ΚΕΦΆΛΑΙΟ 5: ΤΕΧΝΙΚΟΟΙΚΟΝΟΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ WOOD PELLETS... 38

4 5. ι. πι>ωτεσ γ ΛΕΣ ΤΡΟΠΟΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΑΓΟΡΑ ΠΛΕΟΝΕΚΤΉΜΑΤΑ ΣΤΗΝ ΑΓΟΡΑ ΟΙΚΟΝΟΜΟΤΕΧΝΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΕΓΚΑ Τ ΑΣΤ ΑΣΗΣ WOOD PELLET.44 ΚΕΦΆΛΑΙΟ 6: ΣΥΜΠΕΡΆΣΜΑΤΑ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑ<Ι>ΙΑ... 79

5 ΕΙΚΟΝ ΕΣ ΚΑΙ ΣΧΉΜΑΤΑ (ΚΑΤΑΛΟΓΟ Σ ) Ε ικόνα 2. 1 : Π αραγωγ ική διαδικασ ία πελλετών [ Ι Ι] Ε ικόνα 2. 1: Μη χάνημα πριστηρίου [ 12] Ε ικό να 2. 1: Χώρο ς αποθή κ ευση ς υπολε ιμμάτων ξύλου [ 13] Ε ικόνα 3. 1: Συσσω ματώ ματα ξύλου [23] Ε ικόνα 3.2: Τύπο ι πελλετών [24] Ε ικόνα 3.3: Π α ρ άδ ε ιγ μα δ ια κήρυξης πο ιότητας [29] Ε ικόνα 5. 1: Εξοπλισμός πελλετοπο ίηση ς [39] Ε ικόνα 5.2: Φούρν ος ξήρ αν ση ς pellet [40] Ε ικόνα 5.3: Μ ηχάνημα πελλετοποίηση ς [40] Ε ικόνα 5.4: Πύργος ψύ ξη ς pe\let [ 41] Ε ικό να 5.5 Ο ι σήραγγ ες με τα ινιό δρομο στη δ ιαδ ικασία ψύξη ς [ 41] Ε ικόνα 5.6: Συσκευασ ία πώλη ση ς wood pellet [42] Ε ικόνα 5.7: Σχεδ ιάγ ρ α μμα πα ραγωγ ική ς δ ιαδ ικασ ίας κα ι κατανάλωση ς pellet [42] Ε ικόνα 5.8: Κυριότε ρ ες μονάδες παρ ιiγωγής pe ll e t στην Ευρώπη [44] Σχήμα 4. 1: Κ ό στος ωφ έλιμη ς εν έργε ιας ανά ε ίδος θε ρμικού συγκρ οτήματος [36] Σχήμα 4.2: Σύγκρ ιση κόστους θε ρμική ς ενέ ργ ε ιας μ ε λέ βη τα πετρ ελαίου [37] ΠΙΝ ΑΚΕΣ ( ΚΑΤ Α ΛΟ ΓΟΣ) Πίνακας 2. 1: Συσχέτιση καπνα ε ρίων μ ε την ποιότητα καύση ς [ 15] Πίνα κας 2.2 Σ το ιχε ιομ ε τρικι) αναλογία αέ ρ α εισαγωγ11 ς [ 15] Πίν ακας 2.3 : Σ το ιχε ιομ ετρική αναλο γία καυσαε ρίων [ 16] Πίνα α ς.4: κπο μπί: ς 0 2 [J7] [1 J Π ίνακας 2.6: ιeπο μπ ς [1 ] Π ίνακας 2.7: Ε κπο μπ ές ΝΟΧ [20] Πίνακας 2.8: Ε κπο μπ ές ΤΟ [2 1] Πίνακας 2.9: Ε κπο μπ ές στάχτη ς [22]

6 Πίνακας 3. 1 : Κατηγ οριοπο ίη ση π ελλετών β άση πρ ο έλ ευση ς [25] Πίνακα ς 3.2: Κατηγο ριοπο ίη ση πε λλετώ ν β άση δ ιαστάσ ε ων (25] Πίνακας 3.3: Κατηγο ριοπο ίη ση π ελλετώ ν βάση π ε ριεχό μενου θ ε ίου [25] Ην ακα ς.4: Κατηγορ ιοποίη ση π λλ τών β ά η πε ρ ιεχ μ ενη ς τέφ ρα ς [26] Πίνακα ς 3.5 Κατηγοριοποίηση π ελλετών βάση μηχανική ς αντοχή ς [26] Πίνακα ς 3.6: Κατηγοριοποίηση π ελλ ετών βάση π ε ριεχόμ ενου θ ε ίου [26] Πίνακα ς 3.7: Κατηγοριοποίηση πελλετών βάση πε ριεχόμενου αζώτου [27] Πίνακα ς 3.8 Κατηγ ο ριοπο ίη ση π ελλετών β άση μ εγ έ θου ς σωματιδ ίων [28] Πίνακα ς 4.1: Ι δ ιότητες ξύ λου κα ι πελλετών ξύλου (32] Πίνακας 4.2: Υπολογισμός κόστους θ έ ρμανση ς με ηλε κτρικό ρ εύμα [34] Πίνακας 4.3: Συγκεντρωτικά στοιχεία δ ιαφόρων καυσίμων για θ έρμανση [35] Πίνακα ς 5.1 : Διάρθρωση επ ένδυσης [45] Π ίνακα ς 5.2: Ταξ ινό μη ση β άση δ ραστη ριοτή τω ν (47) Πίνακα ς 5.3: Τ εχνικά στοιχε ία επ ένδυση ς [50] Πίνακας 5.4: Διάρθρωση επένδυσης [50] Πίνακας 5.5: Ε ιδ ικότητες απασχολουμ ένων [51] Πίνακας 5.6: Μη χανολογ ι κός εξοπλισμό ς [54] Πίνακα ς 5.7: Διάρθρωση επένδυσης [55] Πίνακα ς 5.8 Χρηματική συμμετοχή [56] Πίνακα ς 5.9: Ταξινόμηση βάση δραστηριοτήτων [57] Πίν ακα ς 5. 1 Ο Βαθμολογία μονάδ α ς [60] Πίνακας : Πρ οϊόντα και υπηρ εσί ε ς που συνδ έονται μ ε το επ ενδυτικό σχέδιο [63] Πίνακας 5. 12: Προϊόντα και υπηρεσίες που συνδ έονται με το επενδυτικό σχέ διο [65] Πίνακας 5.13: Ειδικότητες απασχολούμενων [67] Πίνακας 5.14 Μισθολόγιο [67] Πίνα κα ς 5.15 : Κόστος παρ αγωγή ς [ 69] Πίνακας 5.16: Αποσβ έσεις [73]

7 Πίνακα ς 5.17: Αποτ ελέσματα οικονομοτ εχνικής μελέτης [76]

8 ΚΕΦΑΛΑJΟ J: ΕΙΣΑΓΩΓΉ 1.1. ΣΚΟΠΟΣ ΚΑΙ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ ΤΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Ο σκοπός τη ς εργασίας είνα ι : Να ερευνηθεί η προέλευση, ο τρ όπο ς παραγωγή ς και οι προ δ ιαγραφ ές των συσσωματωμάτων ξύλου. Να αναλυθ ε ί η καύση και η π ε ριβαλλοντική του ς συμπεριφορά. Να συγκρίνει το κόστος θέρμανσης μ ε συσσωματώματα ξύλου σε σχέση μ ε τις συμβατικές με θόδους θ έ ρμανσης. Να υπολογιστεί το τεχνικοοικονομικό κόστο ς μια επ ένδυση ς σε μονάδα παραγωγής πελλετών σε υφιστάμ ενη μονάδα πριστηρίου ξυλείας. J.2. ΤΑ ΥΠΟΛΕΙΜΜΑΤΑ ΤΗΣ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΑΣ ΞΥ ΛΟΥ ΚΑΙ ΤΑ ΣΥΣΣΩΜΑΤΩΜΑΤΑ ΞΥΛΟΥ Μ έχρι κα ι πριν λίγα χρόνια τα υπολε ίμματα τη ς βιο μηχανία ς ξύλου (πριονίδι) ε ίτε κατέληγαν σ ε κάποια χωματερή ε ίτε χαρίζονταν σε ε μπό ρου ς για την π ε ραιτ έ ρω αξιοποίηση τους. Αυτή η τακτική ακολουθούνταν γιατί θεωρούνταν απλά απορρίμματα τα οποία επιπροσθ έτω ς ελλόχευαν και τον κίνδυνο πρόκλησης πυρκαγιάς γ ια την μονάδα. Η οικονομική και πε ριβαλλο ντική κατάσταση οδηγεί πλέον τις βιομηχανίες ξύλου στην ίδια εκμετάλλευση των υπολε ιμμάτων της διαδικασίας παραγωγής του δημιουργώντα ς έτσι γόνιμες συνθήκες για την πε ραιτ έ ρω ανάπτυξη μιας γνωστής μο ρφή ς βιοκαυσίμου τα συσσωματώματα ξύλου. Η μ ετατροπ~ί του πριονιδιού σ ε βιοκαύσιμα ωφελεί όχι μόνο τις επιχειρήσ ε ις που δύνανται να έχουν π ε ρισσότ ε ρα κέρδη από την παραγωγή και ε μπορία των πελλετών, αλλά και το περιβάλλον αφού τα υπολείμματα αυτά δεν απορρίπτονται για

9 αποσόνθε η σε κάπο ια χωματερ11, μ ε σημα ντ ι κό όφ ελο ς την αποφυγ11 τη ς μόλύν η ς του από το μεθάνιο που προκύπτε ι από τη δ ιάσπαση του ξύλου. Επιπλέον δίν εται η δυνατότητα στου ς καταναλωτ ές να χρησιμοποηίσουν για τη Ο έ ρμανσή του ς μια πιο φθηνή λύση από το π ετρ έλαιο αλλά και πιο φιλική προ ς το πε ριβάλλον σ ε σχέση μ ε το π ετρ έλαιο, λόγω του ότι η ποσότητα διοξ ε ιδίου του άνθρ ακα που απελευθ ε ρών εται κατά την καύση έχε ι ήδη δ εσμευτε ί από τα δέντρα κατά τη δ ιάρκε ια ανάπτυ ξή ς τη ς ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ ΤΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Έ ρ ευνα σ ε ελληνική και ξένη βιβλιογραφία. Έ ρ ευνα αγοράς. Σχεδιασμός, ανάλυση της τεχνολογίας, υπολογισμοί για την τ εχνικοοικονομική ανάλυση.

10 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΓΕΝΙΚΑ ΓΙΑ ΤΑ ΣΥΣΣΩΜΑΤΩΜΑΤ Α ΞΥ ΛΟΥ ΠΡΩΤΗ Υ ΛΗ ΚΑJ Δ ΥΝΑΤΟΤΗΤΕΣ Η πιο συνηθισμένη πρώτη ύλη για την παράγωγη πελλετών ξύλου ε ίναι : Πριονίδ ι Ροκανίδ ια Τα ροκανίδια που συγκεντρώνονται στη βιομηχανία ξύλου γενικά είνα ι ξηρά, ενώ το πριονίδι από τη δασ ική ξυλεία κα ι την υλοτομία έχουν περιεχόμενο σ ε υγρασία έως και 50%. Λόγω της διαφοράς σ ε υγρασία, διαφορετικές συνθήκες επεξεργασία ς απαιτούνται πριν την πελλετοποίηση ( ανάλογα με τη τεχνολογ ία πελλετοποίηση ς ). Οι πρώτες ύλες για την παράγωγη βιοκαυσίμου πελλετών ε ίναι : Φλοιοί δέντρων Γεωργικά υπολείμματα (άχυρο, γρασίδι, ελαιοπυρήν ες) Οικιακά απορρίμματα μετά από δ ιαλογή Χαρτί Ψωμί Η ετήσια παραγωγή στην Ελλάδα ανέρχεται σε τόνου ς ξηρής ύλη ς. Για παράδ ειγμα στην ελληνική ύπαιθρο οι ελαιοπυρήνες χρησιμοποιούνται εδώ και πολύ καιρό ως καύσιμη ύλη, ενώ υπάρχουν εταιρίες που κατασκευάζουν βιοκαυσίμο από πυρηνό ξυλο για θέρμανση από το Το χαρτί έχει χρησιμοποιηθεί για πελλετοποίηση σ ε σχετικά μεγάλη κλίμακα στη Σουηδία χωρίς η επένδυση να καταστεί επικ ερδής. Στη Σουηδία υπάρχει παραγωγός ο οποίος παράγ ε ι τόνους πελλετών το χρόνο από οικιακά απορρίμματα. Στη Γερμανία κάποιοι ιδιοκτήτες μεγάλων αρτοποιείων πελλετοποιούν το μπαγιάτικο απούλητο ψωμί και τροφοδοτούν με θ ε ρμότητα τους φούρνους τους. Η παραγωγή πελλετών μ ε πρώτη ύλη πέραν του ξύλου δεy καθίσταται ενδιαφε ρουσών αυτή τη χρονική περίοδο καθώς στην Ευρώπη υπάρχουν αρκετά υπολειμματικό ξυλίας. Το επόμ ενο βήμα θα ήταν η χρήση ροκανιδιών από τη δασοπονία και αργότερα από την συγκομιδή ενεργειακών καλλιεργειών.

11 Η παράγ ωγη κα ι η καύ ση πελλε τών δεν μπο ρ ε ί να ε ιδω θ ε ί ξεχω ρισ τά από το κο ινω νικό πλαίσιο ( κό στος καύσιμων, κατάστα ση γ ε ωργία ς και κόστο ς ε ργασία ς ) καθώς ε ίν α ι τη ς σημαν τ ι κός παράγ ο ντα ς που μπο ρ ε ί να καθο ρίσε ι τα κέ ρ δη τη ς παράγωγη ς πελλετών. 11 επιλογή π ρ ώτη ς ύ η, ίναι α ptbτη μα τη ς τpατηγι!θ'1 μ Αν ο ι ' λ υ ιι;rόλθ ν σ1ί η ν α.ύορά ω α.ν νε' σ ιμ,η ιςα φ!.λ ιιςή 1!:ρο ς το π ε ρ ιβ άλλο ν πηγή ενε ργε ια ς, πρ έπ ι να ληφ9 ο'ύ ν πρ ληπτι ά vομ ι ά μ ~:ρ (Q σ'!iε να εξασφ αλίζετα ι η ποιότητ α ΣΥΝΤΟΜΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΉ ΤΩΝ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Γ ενικά η παραγωγή πελλετ ών ξύλου περιλαμβάνε ι τη ς παρακάτω δ ια δ ικασίες: Άλε ση Ξήρανση Η πρώτη ύλη αλέ θ εται σ ε μικρού ς ο μο ιό μο ρφ ου ς κόκκου ς. Οι κόκκο ι ξύλου ξηραίνονται σ ε επίπ εδο υγρασίας 8 έως 10% χρησιμοποιώ ντα ς ξύλο η φυσικό α έ ριο ως καύσιμο μ έσα σε ένα περιστροφικό τύμπανο στεγνωτι)ριο. Β ελτιστοπο ίηση Οι ξηρ ο ί κό κκοι ξύλου εξελίσσονται σε πελλέ τες χρη σ ιμοπο ιώντα ς συ μβ ατικούς μύλους πελλε τών, συχνά μ ε τη β οήθ ε ια ξηρού ατμού. Κανονικά δεν γίνετα ι χρήση πpο6θ f;τών. Η λιγνίνη μ έσα στο ξύλο δρα ως συγκολλητικό ς παράγοντα ς καθώ ς μαλακώνε ι κατά τη διαδ ικασία πε λλετοποίηση ς. Ψύ ξη Διαχωρισμός Οι πελλέτες ψύχονται άμεσα στον α έ ρα ώστε να σταθ ε ρ οπο ιη θ ε ί η λιγνίνη κα ι ως συνεπ ε ία αυτού ο ι π ελλέτε ς. Τα κατάλο ιπα δ ιαχω ρίζονται κα ι επιστρ έφ ουν για υπολε ιμμάτων Αποθήκευση επεξεργασία Οι π ελλέτες συσκ ευάζοντα ι αυτόματα σε μικρούς ή μεγάλους Συσκ ευασία σάκου ς.

12 Εικόνα 2.1 Παραγωγική διαδικασία π ελλετών (http: //thenηot1ux. si) Η βιομάζα συνήθω ς μετατρ έπεται σ ε πελλέ τε ς ή μπριγκ έτες σ ε σταθερές εγκαταστάσε ις, χρησιμοποιώντα ς ένα έ μβολο ή κυλινδ ρικές πρ έσες μ ε δ ιάτρητο καλούπι. Η πρώτη ύλη που χρησιμοποιε ίται μπορ ε ί να ε ίνα ι πριονίδ ι και ρ ο κανίδια. Διάφοροι παράγοντες (η επίδραση της πρώτης ύλης, το πε ριεχόμενο σε ν ε ρό, ο βαθμός συμπίεσης και ο τύπος της μήτρα ς συμπίε σης για παράδε ιγμα ) επηρ εάζουν τις παραμέτρου ς πελλετοποίηση ς και τις απαιτήσ ε ις σ ε δύναμη και εν ε ργ ε ία. Τα υλικά ομογ ενοποίηση ς επηρ ε άζουν το ρυθμό παραγ ωγ 1Ί ς, τις εν ε ργειακές απαιτήσ ε ις την ποιότητα και το κόστο ς. Δοκιμές έχουν δ ιεξαχθ ε ί για δ ιάφ ο ρ α ποώ δη φυτά, αλλά η προσ έγγιση τη ς ποιότητας του ξύλου ω ς πρώτη ύλη δεν κατέστη., δυνατ~). 2.2 ο ι ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΕΣ ΙΥΛΟΥ ΚΑΙ ΤΙ ΠΑΡΑΓΟΥΝ Οι βιομηχανίε ς ξύλου στην Ελλάδα παλαιότε ρα αποτελούσαν ένα μεγάλο δυναμικό ποσοστό της ελλην ικής οικονομίας επειδή το ξύλο ήταν μία από της βασικότ ε ρ ες και καλύτ ε ρ ες πρώτες ύλες που χρησιμοποιούνταν τη ς κατασκευ ές κάθ ε είδους. Η παραγωγή προϊόντων ήταν μεγάλη καθώς και τα υπολε ίμματα ξύλου τότε υπήρχαν σε μεγάλες ποσότητες αλλά λόγω έλλε ιψης τεχνογνωσία ς δ εν αξιοποιούνταν καθόλου ή η αξιοποίηση του ς ήταν στοιχε ιώδη ς. Αυτές οι πο σότητες υπολειμμάτων ξύλου προ έ ρχονταν από την επεξε ργασία κορμών στα ελληνικά πριστήρια για την παρασκευή ξύλων που τοποθ ετούνταν σ ε πατώματα, στέγες έπιπλα κήπου κτλ.

13 Εικόνα 2.2 Μηχάνημα πριστηρίου Π λέον αυτή η δυναμικότητα των ελληνικών βιομηχανιών ξύλου έχε ι μειωθεί. Οι λόγοι ε ίναι πολλοί, όπως η έλλειψη πρώτων υλών λόγω απαγόρ ευσης κοπής κορμών από πολλά από τα ελληνικά δάση για πε ριβαλλοντικού ς λόγου ς καθώς και η οικονομική κρίση η οποία μ είωσ ε την οικοδομική δραστηριότητα και κατ ' επ έκταση τις πωλήσ ε ις όλων των οικοδομικών υλικών άρα και του ξύλου. Έτσι η σημε ρινή βιομηχανία ξύλου έχει χάσ ε ι την παραγωγικότητα που ε ίχε παλιά και τα υπολείμματα ξύλου έχουν μ ε ιωθεί κατά κόρον. Επίσης η οικονομική κρίση είχε σαν αποτέλεσμα οι βιομηχανίες ξύλου να με ιωθούν στην Ελλάδα έτσι η δυνατότητα παραγωγής μ εγάλων ποσοτήτων υπολειμμάτων ξύλου έχει με ιωθ ε ί κατά ένα μεγάλο ποσοστό.

14 ικόνα 2.3 Χώρ ος αποθήκ ευση ς υπολε ιμμάτων ξύλ υ Ί2 τ ι η ημι:ρ ιν11 κ:ατά τα 1 ν cλλη ν ι κώ ν β ι ~ η χανιώ ν ξύλ ύ καοώ ζ α ι όλων των ελληνικών βιομηχανιών έχε ι αλλάξε ι άρ δην λόγ ω τω ν ο ικονο μικών αλλαγών. Αυ 6 ι έχει.άν ι να π ρ οσαν10 τούv στα ν έ α.- δ εδ μ έν α της εn;οχ.ίίς Ύ tα ν α μπορ έσουν να επιβιώσουν. Από της πρώτες επιλογ έ ς για την αύ ξηση ε σό δ ων και αναπλήρ ωση του κενού των εσόδων από τη ς χαμέν ες π ωλή σ ε ις ήταν και ε ίνα ι η παραγωγή wood pel\ets από τα υπολείμματα των πριστηρίων και η πώληση αυτών ω ς καύσιμη ύλη. 1-1 αύ ξηση τη ς τιμή ς των άλλων καυσίμων καθώς και οι βλαβ ε ρ έ ς συνέπι:: ιε ς που αυ τά ε ίχαν στο π ε ρ ιβ άλλον σ ε σχέση μ ε την καύση των wood pellets είχε σαν αποτ έλεσμα πολλοί να στρ έ ψουν το εν δ ιαφ έ ρον του ς στην προμήθ ε ια καυ στ11ρ ων καύ ση ς wood pellets και τη ς βιομηχανί ες στη σωστή παραγωγή αυτών. Πλέον η ε κμετάλλευση των υπολειμμάτων ξύλου από τα ελληνικά πριστήρια αν και μ ε ιωμ ένη χρησιμοποιε ίται με το β έλτιστο τρόπο από αυτές για να μπορ έσουν αρχικά να επιβιώσουν λόγω του έντονου ανταγωνισμού αλλά και των χαμένων θ έσεων στην αγ ορά και προσδίδει μια νέα διέξοδο εσόδων και ανάπτυξη ς τ εχνογνωσίας στην ελληνική βιομηχανία ξύλου.

15 2.3 ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑλλΟΝΤΙΚΗ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΚΑΙ ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ Το πε ριβαλλοντικό φορτίο από την καύση καθαρών συσσωματωμάτων ξύλου υπό κανονικ ές συνθήκ ε ς θ εωρ ε ίται ελάχιστο. Το πιο σημαντικό περιβαλλοντικό φορτίο σχετίζε ται με της ουσίες που ε κπέ μπονται μ έ σω των καπναε ρίων κατά την καύση. ΑΠΟΔΟΤΙΚΟΤΙ-ΙΤ Α ΚΑ ΥΣΤΙ-ΙΡΑ Η καύση π ελλετών παράγει θ ε ρμότητα η οποία στο μεγαλύτερο μ έρος της μ εταφ έ ρ εται μέσω του π εριβάλλοντα αέρα (όπως συμβαίνει με μια ξυλόσομπα) ή μ έσω ενός θερμικού μέσου (ν ε ρό) στα θ ε ρμαντικά σώματα μια πολυκατοικίας. Ωστό σο, ακόμα και οι καλύτε ροι καυστήρ ε ς δ εν μπορούν πλήρως αποδοτικά να μ ετατρ έ ψουν όλο το εν ε ργ ε ιακό π ε ριεχόμενο του καυσίμου. Ακόμα και οι πλέον αποδοτικοί καυστήρ ε ς συσσωματωμάτων ξύλου έχουν βαθμό απόδοσης γύρω στο 85 έως 91 τοις ε κατό. Η υπολε ιπόμενη ενέργ ε ια χάν εται με την μορφ11 άκαυστου άνθρακα στις στάχτες ή και μέσω θ ερμότητας που περιέχεται στα καπναέρια. ΚΑΥ ΣΑ Ε ΡΙΑ Όταν καίμε π ελλέ τ ε ς ξύλου ο μικρότερος δυνατός αντίκτυπος στο π εριβάλλον επιτυγχάνεται μ έσω της πλήρους καύσης των πελλετών. Πολλοί παράγοντ ες επηρεάζουν την ποιότητα της καύσης μεταξύ αυτών ο σχεδιασμός του καυστήρα, η παροχή καυσίμου και α έ ρα και η λειτουργία του. ΟΠΤΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΚΑ ΥΣΗΣ Η μ έτρηση των εκπομπών απαιτεί ειδικές μετρητικές διατάξεις και συνήθως διεκπ ε ραιών εται από εξειδικευμένα συνεργεία του χώρου. Όμως ακόμα και ο οικιακός χρήστης μπορεί να διεξάγει κάποιους ελέγχους όσον αφορά την ποιότητα καύσης παρατηρώντας τον καπνό που εκπέμπ εται.

16 Εμφάνιση καπνα ερίων Ποιότητα καύσης Καθόλου ή ελάχιστα ορατός καπνός κατά τη λε ιτου ργία του καυστήρα Καλή καύση με σωστή προσαγωγ11 αέρα Υπόλευκος καπνός που εξαφαν ίζετα ι στον Ο καπνός πε ριέχε ι υδρατμού ς που έχουν ανοιχτό χώρο προκληθ ε ί από υγρασία στα καύσιμα Ο καπνός π ε ριέχε ι σωματίδια στάχτης. Ορατός γκρ ι ή μαύρ ος καπνό ς. Πιθανόν λόγω υψηλή ς ταχύτητα ς εισαγωγή ς του αέρα στον καυστήρα Πυκνό ς μαύρο ς καπνός κα ι μυρ ωδ ιά πίσσας Τροφοδότη ση του καυστήρα με ποσότητα καυσίμου μεγαλύτ ερη ς τη ς ενδε ικνυόμενη ς Πίνακας 2.1 Συσχέτιση καπναερίων με την ποιότητα καύσης ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΑΕΡ Α τη ς καύσης. Ο αέρας που ε ισάγετα ι στο σύστημα τροφοδοτε ί με οξυγόνο την δ ιαδ ικασία Μόνο το οξυγόνο μετασχηματίζετα ι. Τα υπό λο ιπα στοιχε ία του αέρα ε ισαγωγή ς π ε ρνούν ανέπαφα τη ζώνη καύση ς. Στοιχείο Όγκος% Ρόλος Οξυγόνο ο, 21 Συμμετέχει στη δ ιαδικασία καύση ς Άζωτο Ν, 78 Π ε ρνά ανέπαφο Αργό Ar 1 Περνά ανέπαφο Πίνακας 2.2 Στοιχειομετρική αναλογία αέρα εισαγωγή ς ΚΑΥΣΑΕΡΙΑ Η ποσότητα και η σύνθεση των καυσα ερίων που δημιουργούνται κατά την τέλε ια καύση των πελλετών καθορίζονται από την χημική τους σύσταση. Από χημικ ές αναλύσεις που έχουν γίνει σε ε ργαστήρια καύσιμων μπορούμε να ξέ ρουμε 15

17 ότι τα συσσωματώματα και τα καυσαέρια τους αποτελούνται από τα στοιχε ία που ακολουθούν στον πίνακα 2.3. Στοιχ ίο Ποσοστό % Προϊόν καύση ς Υδρογόνο Η 2 5,6 f-120 νερό με την μορφή υδρατμών στα καυσα έ ρ ια Άνθρακας C 46,5 C02 διοξείδιο του άνθρακα Ο ξυγόνο ,5 ο, πλεονάζων ο ξυγόνο Στάχτη Α 0,9 Στάχτη ως σκόνη στα καυσαέρια Θ ε ίο S 0,05 SO, διο ξε ίδιο του Θ είου ΆζωτοΝ2 0,28 Ν 2 ά ζωτο στα καυσα έρια Νερό Η 2Ο 7,0 Η 2Ο νερό με την μορφή υδρατμών στα καυσα έ ρια Πίνακας 2.3 Στο ιχειομετρικη αναλογια καυσα ε ριων (ENGLISH HANDBOOK FOR WOOD PELLET COMBUSTION) :.. Τα στοιχεία διαφοροποιούνται ανάλογα μ ε το ε ίδο ς του ξύλου που έχει χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή των πελλετών είναι το νερό και η στάχτη. ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΕΚΠΟΜΠΏΝ Η συγκέντρωση αερίων και σκόνης στα καυσαέρια εξαρτάται από τη επιλογή καυσίμου και για μερικά στοιχε ία ακόμα και από το σχεδιασμό του συστήματος καύσης. Τα δεδομένα για τις εκπομπέ ς των πιο σημαντικών αερίων και τη σκόνη, από την καύση για τα παρακάτω καύσιμα έχουν ως εξής : -+ Συσσωματώματα βιομάζας ξύλου -+ Άχυρο -+ Πετρέλαιο -+ Φυσικό αέριο

18 ΊΒΛ Ι ΟΟΗΚ Η ΔΙΟΞΕΙΔΙΟ ΤΟΥ ΆΝΘΡΑΚΑ, C0 2 Το δ ιο ξε ίδιο του άνθρακα διαδραματίζε ι σημαντικό ρ όλο στο φαινόμενο του θ ε ρμοκηπίου και η εκπομπή του στην ατμόσφαιρα αποτελε ί πρόβλημα. Ωστόσο, η καύση βιομάζα ς δ εν παράγ ε ι π ε ρισσότε ρο διο ξε ίδιο του άνθρακα από όσο έχε ι δεσμ ευτ ε ί από το ξύλο ως άνθρακας και αυτό σ ε κάθε πε ρίπτω ση θα ε ίχε απορριφθ ε ί στην ατμό σφαιρα κατά την αποσύνθ εση του ξύλου. Για αυτό το λόγο οι πελλέτες ξύλου και τα άλλα βιοκαύσιμα θ ε ωρούνται τα καλύτερα από αυτήν την άποψη. Καύσιμο Μονάδ ες Ε κπομπ ές C02 Π ελλέτες ξύ λου g/mj 0,108 Άχυρο g/mj 0,108 Π ετρ έλαιο g/mj 0,972 Φυσικό α έριο g/mj 0,72 Πίνακα ς 2.4 Ε κπομπές C02 (ENGLISH HANDBOOK FOR WOOD PELLET COMBUSTION) Αφού οι πελλέτες ξύλου και τα άλλα βιοκαύσιμα π ε ριέχουν άνθρακα, φυσικά και απελευθ ε ρώνουν C02 κατά την καύση. Η ποσότητα που απελευθ ε ρών εται όμως είχε δ ε σμευτεί κατά τη διάρκεια ανάπτυξης του βιοκαυσίμου, η οποία για ένα δέντρο ε ίναι π ε ρίπου είκοσι με εκατό χρόνια. Η ποσότητα που απελευθ ερώνεται κατά την καύση ορυκτών καυσίμων, όπω ς για παράδε ιγμα του κάρβουνου, του πετρ ελαίου ή του φυσικού α ερίου ε ίχαν δε σμευτε ί στο υπέδαφος εκατομμύρια χρόνια πριν. Έτσι στην πραγματικότητα η συνολική ποσότητα C02 στην ατμόσφαιρα αυξάνεται με την καύση ορυκτών καυσίμων. Ο άνθρακα ς αποτελε ί το πενήντα τοις εκατό του εντελώς ξηρού ξύλου και το σαρ άντα εφτά τοις εκατό των π ελλετών ξύλου.

19 ΔΙΟΞΕΙΔΙΟ ΤΟΥ ΘΕΙΟΥ, S02 Το διοξείδιο του θείου συνήθω ς δ εν αποτελεί πρόβλημα κατά την καύση των πελλετών ξύλου αφού η περ ιε κτ ι κότητα του ξύλου σ ε θείο ε ίναι πολύ χαμηλή. Την ίδια στιγμή το σαράντα με εξήντα τοις εκατό του δ ιο ξε ιδίου του θείου που δημιουργ ε ίται κατά την καύση αντιδρά με τα αλκαλικά στοιχε ία της στάχτης. Μ ε αυτό τον τρ όπο μόνο το υπολε ιπό μενο σαράντα με εξήντα τοις εκατό καταλήγ ε ι να μ ετατραπε ί σ ε διοξε ίδιο του θ ε ίου στα καυσα έ ρια. Σε κάθε περίπτωση ο ι ε κπομπ ές δ ιοξε ιδίου του θ ε ίου από την καύση συσσωματωμάτων ξύλου ε ίναι μικρότ ε ρ ες από τις αντίστοιχες του πετρελα ίου και του φυσικού αεριού. Καύσ ιμο Μονάδ ες Εκπο μπές S02 Π ελλέτες ξύλου g/mj ο Άχυρο g/mj 13 Π ετρ έλαιο g/mj 94 Φυσικό αέριο g/mj 0,5 Πίνακας 2.5 Εκπομπές S02 (ENGLISH HANDBOOK FOR WOOD PELLET COMBUSTION) ΜΟΝΟΞ Ε ΙΔΙΟ ΤΟΥ ΆΝΘΡΑΚΑ,CO Το μονο ξε ίδ ιο του άνθρακα είναι αναφλέξ ιμο άοσμο και αόρατο. Αν κάποιος βρ ε θεί σε δω μάτιο με πε ριεχό μ ενο, στον αέρα, μονοξείδιο του άνθρακα μόλις 0,01 % θα νιώσ ε ι αδιαθεσία και θα έχε ι πονοκέφαλο μέσα στα επόμενα λίγα λεπτά. Η

20 παραμονή σ ε ατμόσφαιρα με μ εγαλύτε ρ ες συγκ εντρώσ ε ις μονο ξε ιδίου αποτ ελε ί άμεσο κίνδυνο για τη ζωή. Οι ε κπομπές μονο ξε ιδίου του άνθρακα είναι αν επιθύμητες λόγω του ότι η ύπαρ ξη τους στα καυσαέρια είναι δ ε ίκτης ατελούς καύσης, επε ιδή ε ίναι τοξικό, αναφλέξιμο και τέλος επε ιδή συμβάλλει στο φαινόμενο του θερμοκηπίου. Ι-Ι υψηλή πε ριε κτικότητα του στις εκπομπές οφ ε ίλεται σε παρουσία άλλων ανεπιθύμητων και επικίνδυνων ουσιών, όπως για παράδειγμα άκαυστων υδρογονανθράκων και πιθανώς διοξινών. Αντίθετα μια χαμηλή εκπομπ1ί ε ίναι δείκτης σωστής καύσης και απουσίας αν επιθύμητων ουσιών. Η πλήρης καύση απαιτεί την παρουσία σωστής ποσότητας αέρα στο σωστό μέρος τη σωστή στιγμή. Αν αυτό δε συμβ ε ί, κάποιοι από τους αέριους υδρογονάνθρακες που δημιουργούνται κατά την πυρόλυση του ξύλου χωρίς να αναμιχθούν με τη σωστή ποσότητα αέρα περνούν από την καμινάδα και δημιουργούν διοξ ε ίδιο και αναπόφευκτα μονοξείδιο του άνθρακα. Οι πελλέτες ξύλου έχουν πολύ χαμηλό περιεχόμενο σ ε υγρασία, κάτι που σημαίνει ότι σε ένα καλά σχεδιασμένο καυστήρα μπορούμε να επιτύχουμε χαμηλές ε κπομπ έ ς μονοξ ε ιδίου. Καύσιμο Μονάδες Εκπομπές CO Καυστήρας πελλετών ξύλου mg/mj Καυστήρας άχυρου mg/mj Καυστήρας πετρελαίου mg/mj Καυστήρας φυσικού αερίου mg/mj Πίνακας 2.6 Εκπομπές COMBUSTION) CO (ENGLISH HANDBOOK FOR WOOD PELLET Οι εκπομπές αυτές εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από τον καυστήρα και τις συνθήκες λειτουργίας. ΟΞΕΙΔΙΑ ΤΟΥ ΑΖΩΤΟΥ, ΝΟ χ

21 Ο ό ρ ος Ν Ο χ χρησιμοπο ι ε ίται για ν α π ε ριγ ρ άψ ε ι τα α έ ρια ΝΟ ΚΑΙ Ν Ο 2 Τα αέρ ια αυτά είναι αν επιθύμητα γ ιατί συ μβ άλλουν στο φαιν ό μεν ο του Θε ρμο κηπίου κα ι ταυτόχρο να κα ι στο φα ινό μ ενο τη ς ό ξ ινη ς βροχή ς. Τα οξ ε ίδ ια αυτά δημιουργ ούνται με ρικώς κα τά την καύση του π ε ριεχό μ ε νου α ζώτου στα βιοκαύσ ιμα αλλά κα ι χάρη στο άζωτο του α έ ρα. Ο σχεδ ιασμό ς και το μέγεθος του θαλά μου καύ ση ς παίζουν σημαντι κό ρόλο στις ε κπο μπ έ ς οξε ιδ ίων του αζώ του. Δ εν ε ίν α ι δυνα τόν να δοθούν ακρ ιβ ε ίς οδηγ ίε ς γ ια το σχεδ ιασ μό του καυστήρα γ ια χα μη λή εκπο μπ11 ΝΟ χ αλλά τα ακόλουθα ε ίναι σίγουρα γ ια όλου ς : -+ Υ ψη λή πε ρ ιε κτικότη τα σ ε ά ζωτο στα καύσ ιμα δ ίν ε ι αυ ξημένες ε κπο μπέ ς ΝΟ χ ~ Υψηλή θ ε ρμο κρ α σία καύση ς αποφ έ ρ ε ι αυξημέ ν ες εκπομπ ές Από του σημαντι κούς πα ράγοντες καύση ς πρ έπε ι να αναφ ε ρθ ούν ο ι κάτω θι : βαθμιδ ωτή καύση μ ε χαμη λό πλεόνασμα α έρα εισαγωγή ς στο πρ ώτο μέ ρο ς, χαμηλή θ ε ρ μοκρασ ία φλόγας πιθ αν ών λόγω α να κυ κλο φορία ς καυσαε ρίων ρίχν ε ι τα επίπεδ α παροχή ς οξυγό νου στο θάλα μο καύση ς κα ι ψύχε ι τη δ ιαδ ι κασ ία καύσης. Καύ σ ιμο Μονάδες Ε κπομπές Ν Ο χ Π ελλέτες ξύ λου mg/mj Άχυ ρο mg/mj Π ετρ έλαιο mg/mj 75 Φυσικό αέ ριο mg/mj Πίνα κας 2.7 Εκπο μπ ές N O χ (EN G LISH HANDBOOK FOR WOOD PELLET COMBUSTION) Τυπικές εκπο μπ ές γ ια μικρού ς καυστήρ ε ς, σ ε μ εγαλύτ ερες μονάδ ες δύναται να τοπο θ ετηθούν φίλτρα τα οπο ία τις πε ριορίζουν.

22 ΟΛΙΚΟ ΟΡΓ ΑΝΙΚΟ ΦΟΡΊΊΟ, TOC Ο όρος TOC χρησιμοποιείται για να περ ιγράψ ε ι τις ενώσε ις άκαυστων υδρογονανθράκων στα καυσαέρια. Οι ενώσ ε ις αυτές ε ίναι ανεπιθύμητες στο περ ιβάλλον γιατί ε ίναι το ξ ικές και μάλιστα καρκινογόνες. Οι απαιτιίσεις για χαμηλές εκπομπ ές TOC ε ίναι οι ίδ ιες με αυτές του μονοξε ιδίου του άνθρακα Καύσιμο Μονάδ ες Εκπομπ ές τοc Πελλέ τες ξύλου mg/mj <10 Άχυρο mg/mj <10 Π ετρέλα ιο mg/mj 0-2 Φυσικό αέριο mg/mj 0-2 Πίνακα ς 2.8 Εκπομπές TOC (ENGLISH HANDBOOK FOR WOOD PELLET COMBUSTION) ΣΚΟΝΗ Η σκόνη στα καυσαέρια οφείλεται στο ό τι ελαφριά στερεά σωματίδια παρασύρονται από τα καυσα έ ρια και απελευθερώνονται στην ατμόσφαιρα. Τα σωματίδια αυτά μπορούν να χωριστούν σε δύο κατηγορίες : -+ άκαυστα σωματίδια -+ μη αναφλέξιμα αποκαtδια Τα άκαυστα σωματίδια αποτελούνται από κωκ. Το κωκ το αποτελούν πολύ λεπτοί κόκκοι και ε ίναι ανεπιθύμητο στον αέρα καθώς οι κόκκοι αυτοί ε ίναι ενοχλητικοί και επιβλαβής για τι1ν ανθρώπινη υγ ε ία. Ε ίναι το κωκ που δίνει στον καπνό το χαρακτηριστικό μαύρο ή σκούρο καφ έ χρώμα στην ατελή καύση. Τα μη αναφλέξιμα αποκαtδια είναι η στάχτη που μ ένε ι όταν έχε ι καεί όλη η καύσ ιμη ύλη. Όπως και το κωκ, τα άκαυστα σωματίδια ε ίναι ανεπιθύμητα γιατί ε ίναι επιβλαβή για την ανθρώπινη υγ ε ία.

23 Καύσιμο Μ ονάδες Εκπομπές στάχτης Π ελλέτ ες ξύλου mg/m Λ Άχυρο ιng/mλ Π ετρ έλαιο m g/m Λ 3 Φυσικό αέριο mg/mλ 3 ο ο Πινακας 2.9 Εκπομπες σταχτης (ENGLISH HANDBOOK FOR WOOD PELLET COMBUSTION) Αφού το πετρ έλαιο και το φυσικό αέ ριο δ εν πε ριέχουν στάχτη συν επώς έχουν με σωστή ρύθμιση ελάχιστες εκπομπές. Οι ε κπομπές για μικρού ς καυστήρ ε ς πελλετών ε ίναι μηδαμινές και έτσι δεν απαιτείται φιλτράρισμα των καυσαε ρίων. Σε μεγαλύτ ε ρ ες εγκαταστάσ ε ις όπου η ταχύτητα των καυσα ε ρίων ε ίναι μεγαλύτ ε ρη πρέπε ι να προβλεφθεί κάτι τ έτοιο. Οι μέθοδοι φιλτραρίσματος μπορ ε ί να ε ίναι κυκλώνες, φίλτρα ή ηλε κτρομαγνητικά φίλτρα. Η επιλογή εξαρτάται από τις ε κπομπές και από τις συνθήκε ς λε ιτουργίας. ΘΌΡΥΒΟΣ Ο θόρυβος δεν αποτελεί πρόβλημα στις μονάδ ες θ έ ρμανσης των κατοικιών. Σε μεγαλύτ ε ρ ες εγκαταστάσεις ο θόρυβος μπορεί να προ έλθε ι από τον εξοπλισμό χειρισμού των καυσίμων, από τα περιστρ εφόμενα εξαρτήματα του καυστήρα η από τη κορυφή της καμινάδας. Το όριο θορύβου πιθανών να μας απασχο λήσε ι στην περιβαλλοντική έγκριση μιας τέτοιας μονάδας.

24 ΚΕΦΑΛΑIΟ 3 ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΧΑJ>ΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ 3.1 ΤΙ ΕΙΝΑΙ ΤΑ ΣΥΣΣΩΜΑΤΩΜΑΤΑ ΒΙΟΜΑΖΑΣ (WOOD PELLETS) Τα συσσωματώματα βιομάζας χρησιμοποιήθηκαν αρχικά από τη βιομηχανία ζωοτροφών και ιχθυοτροφών ε ίναι τυποποιημένο κυλινδρικό βιοκαύσιμο και πα ρασκευάζεται από τη συμπίεση ξηρών πριονιδ ιών που προ έ ρχονται από βιολογικά κατάλοιπα τη ς γεωργίας της δασοπονία και της βιομηχανίας επεξε ργασίας ξύλου. Εικόνα 3.1 Συσσωματώματα ξύλου Οι πρώτες ύλες για την κατασκευή συσσωματωμάτων ξύλου ε ίναι σύνθ ετες φυσικές ύλες των οποίων η χημική και δομική σύσταση διαφέρει ανάλογα με το είδος του ξύλου που χρησιμοποιε ίται, τα μέρη της ξυλείας που χρησιμοποιε ίται καθώς επίσης και τη διαδικασία αποθήκευσης. Η πε ριεχομένη υγρασία των πελλετών ξύλου μετά τη συμπί εση ε ίναι ένας σημαντικό ς παράγοντας όσον αφορά την ποιότητα των πελλέτων. Επίσης το μέγ εθος των πριονιδίων μετά των θρυμματισμό της πρώτη ς ύλης ε ίναι ένα παράγοντα ς που επηρ ε άζει σημαντικά την ποιότητα του προϊόντος. Κεφαλαιώδη σημασία έχει το να μην περιέχουν τα συσσωματώματα συστατικά η προσμίξεις που αυξάνουν την ποσότητα της παραγόμενης στάχτης με αποτ έλεσμα να επηρεάζεται η λε ιτουργία του λέβητα ή της οποιασδήποτ ε εγκατάστασης καύσης. Πρ έπει να έχουν συγκεκριμένες μηχανικές ιδιότητες ώστ ε να μην θρυμματίζονται. Στις περισσότερες χώρες που γίνεται συστηματική χρήση (Ελβετία, Αυστρία, Β έλγιο, Φινλανδία, κ.λ.π. ) έχουν ήδη δημιουργηθεί συγκ εκριμένα πρότυπα τα όποια ορίζουν: μ έση διάμετρο, μήκος περίπου και χρώμα εξαρτώμενο από την πρώτη ύλη που χρησιμοποιήθηκε για την παραγωγή τους καθώς επίσης και διάφορα αλλά τεχνικά χαρακτηριστικά που αφορούν την πυκνότητα, την θερμική τους αξία και την πε ριεκτικότητα σε υγρασία. 23

25 3.2 ΤΥΠΟΙ ΠΕΛΛΕΤΩΝ Η Ευρωπαϊκή Ένωση έχε ι εκδώ σ ε ι το WOOD PELLET HANDBOOK>>, σε δ ιαφορ ές γλώ σσες τη ς Ευρωπαϊ1C11 ς ένωση ς σε μια προσπάθ ε ια να προωθήσει τα συσσωματώματα βιομάζας καθώ ς επίση ς και να δώσ ε ι κάποιες κατ ευθυντήριες γραμμές όσων αφορά τα χαρακτηριστικά του ς. Επί του πα ρ όντος γ ίν ετα ι μια πρ ο σπάθ ε ια ν α δ ημιουργηθούν παν ευρωπαϊκές πρ οδ ιαγρα φές που αφ ο ρ ούν τ ις πελλέτες ξύλου αλλά κα ι την βιομάζα γε νι κότε ρ α υπό το ν τ ίτλο <<CEN/TC 335 biomass s tandaγd s>>. Οι διαστάσε ις των πελλετών κυμαίνονται από 3 έως 25 χιλιοστά σ ε διάμετρο ανάλογα μ ε τη μήτρα που έχε ι χρησιμοποιηθ ε ί για τη δ ημιουργία του ς κατά την παράγωγη. Το μήκος του ς γ ενικά ε ίναι μεταξύ των 5 έως και 40 χιλιοστών. Αν το προϊόν υπ ε ρβαίν ε ι τα 25 χιλιοστά σ ε διάμετρο ονομάζεται μπριγκέτα βιοκαύσιμου. Εικόνα 3.2 Τύποι πελλετών Στην Ελλάδ α η πιο κο ιν11 δ ιά μετρο ς ε ίναι μεταξύ των 6 έω ς 8 χιλιοστών, γ εγονό ς που δ ίνε ι ένα ομοιογ εν ές προϊόν το όποιο ε ίναι εύκολο στη διαχείριση του.

26 ΑΠΑΙΤΗΣΕΙΣ ΠΟΙΟΤΗΤ ΑΣ Μια σ ε ιρά από ευρωπαϊκές προδιαγραφ ές βρίσκονται σε εφαρμογή γ ια τη βιομάζα. κα ι ορ ίζ ε ι: Στην Ελλάδα η τυποποίηση γίν εται βάση του πρ ότυπου ΕΛΟΤ ΕΝ Προ έλευση: Βιομάζα από δ ενδ ρ ώδε ι ς καλλιέ γειε ς Πίνακας 3. 1 Κατηγοριοποίηση πελλετών βάση προ έλευσης 2 3 Δ ιαστάσεις: Δ ιά μετρος (D) Μήκο ς (L)* ΡΟ6 < 6 ± 0,5 1nn1 ::; 5xD D08 < 8 ± 0,5 mm ::; 4xD DIO < 10 ± 0,5 mm S 4xD Dl2 < 12 ± 1,0 m1n S 4xD D25 < 25 ± 1,0 mm < 4xD Πίνακας 3.2 Κατηγοριοποίηση πελλετών βάση δ ιαστάσεων Υγρασία (Μ): ΜΙΟ Μ15 Μ20 ::; 10 w-% a.r. ::; 15 w-% a.r. < 20 w-% a.r. Πίνακα ς 3.3 Κατηγοριοποίηση πελλετών βάση υγρασίας

27 α Α :::; 0.7 w-% επί ηρ ού Α Ι.5 :::; 1.5 w-% επί ξηρ ού Α3.Ο :::; 3.0 w-% επί ξηρ ού Α6.Ο Α6.Ο+ Πίνακα ς 3.4 Κατηγοριοποίηση πελλετών βάση περιεχόμ ενη ς τέφρα ς Μηχανική αντοχή (DU): DU97.5 2: 97.5 % των πελλετών DU95.0 2: 95.0 % των π ελλετών DU90.0 2: 90.0 % των πελλετώ ν Πίνακας 3.5 Κατηγοριοποίηση πελλετών βάση μηχανικ1ί ς αντοχής Θείο (S): Το θε{ο έχει ρόλο υποχρεωτικής συμμόρφωσης μόνο για χημικά επεξεργασμένη βιομάζα και αν σε αυτήν έχουν χρησιμοπο1ηθεl πρόσθετα που περιέχουν θείο. S0.05 S 0.05 w % επί S0.08 S 0.08 w % επί. so.2o+ > 0.20 w % επι i> Πίνακα ς 3.6 Κατηγοριοποίηση πελλετών βάση πε ριε όμ ενου θ ε ίου