Systemy jakości w produkcji i obrocie biopaliwami stałymi. Zajęcia VI - Ocena jakościowa brykietów oraz peletów. grupa 1, 2, 3

Transkrypt

1 Systemy jakości w produkcji i obrocie biopaliwami stałymi Zajęcia VI - Ocena jakościowa brykietów oraz peletów grupa 1, 2, 3

2 Trwałośd mechaniczna brykietów PN-EN :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 :2010E: 1- bęben, 2 przegroda, 3 układ napędowy Na potrzeby badao prowadzonych w Katedrze Inżynierii Mechanicznej i Agrofizyki, zgodnie z wytycznymi normy PN-EN :2010E zostało wykonane stanowisko do pomiarów trwałości.

3 Rys. Tester bębnowy: 1- układ napędowy, 2 bęben, 3 - panel sterowniczy, 4 - rama [źródło: opracowanie własne] 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

4 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 m m A E 100% (1) gdzie: DU - trwałośd brykietu [%], m A masa próbki przed testem [g], m E masa próbki po teście [g]. Trwałośd mechaniczna peletów PN-EN :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.

5 Rys. Wymiary komory testera peletów wg wytycznych PN-EN :2010E: 1- pokrywa, 2 wał napędowy, 3 przegroda 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.

6 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. 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 mm. 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 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

7 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%