Technologia

Technologia

Słoma nadal nie wykorzystany surowiec energetyczny

Nie jestem zwolennikiem wykorzystywania ziarna zbóż na opał chyba że jest to ziarno zniszczone przez wołka zbożowego lub spleśniałe, stęchniałe ewentualnie nie wykorzystane do siewu resztki ziarna zaprawionego i przeterminowane pasze. W związku ze wzrostem cen żywności powszechnie krytykowane jest wykorzystanie ziarna zbóż do produkcji biopaliw, a cóż dopiero mówić o wykorzystywaniu ziarna na opał. Również wzrost cen ziarna zbóż podważa zasadność wykorzystywania go do spalania. Uważam, że mamy dużo innych surowców wytworzonych przez naturę, które powinny być wykorzystane na opał i są marnotrawione. Przede wszystkim rezerwy tkwią w słomie zbóż, rzepaku, strączkowych, topinamburu w biomasie łąk i odłogów, gałęziach drzew, liściach drzew liściastych oraz trocinach i innych odpadach drzewnych.

Z każdym rokiem a nawet dniem mamy wzrost cen ropy naftowej, węgla, gazu i energii elektrycznej. Wbrew teoriom efektów cieplarnianych ostatnia zima w wielu regionach półkuli północnej została nazwana zimą stulecia. Dlatego chciałbym zachęcić do większego zainteresowania się słomą zbóż i traw do ogrzewania wody, mieszkań i gospodarstw.  A tym samym do budowy kotłowni opalanych słomą itp. Tym bardziej że sprawdziło się to u innych.

W 1988 i 1989 roku odbywałem praktykę w Danii. Tam zetknąłem się z wykorzystywaniem słomy do ogrzewania wody dla potrzeb gospodarstw domowych, ogrzewania mieszkań w gospodarstwach rolnych i w miastach. Wówczas co szóste duńskie gospodarstwo rolne wykorzystywało słomę do ogrzewania mieszkań i budynków gospodarczych. Ponadto w 60 dużych kotłowniach np. BrØndeslev spalano słomę

W naszym kraju duńskie technologie spalania słomy wprowadzono w drugiej połowie lat dziewięćdziesiątych ub wieku w wielu gospodarstwach rolnych oraz przy instytucjach publicznych. Wówczas urządzenia te były relatywnie drogie. Obecnie mamy dostępne nasze krajowe tańsze.

Słoma, czy też sucha biomasa łąk i ugorów łatwo i dobrze palą się na przestrzeniach otwartych.  Natomiast gorzej jest ze spalaniem w piecu. Spalanie słomy cechuje gwałtowność spalania tzw. słomiany zapał. Słoma spala się bardzo szybko jest to nie pożądane, gdyż podobnie jak przy niedoborze powietrza tak też przy gwałtownym spalaniu składników lotnych występują straty kominowe. Do spalania słomy potrzebne są odpowiednie piece.  

Słoma może być spalana w postaci sieczki, mierzwy, balotów i brykietów. Wartość opałowa jednego kilograma słomy jest równy 0,6 kg węgla kamiennego. Natomiast niski ciężar właściwy słomy sprawia że objętość słomy jest o 10 – 20 razy większa od objętości węgla. Jej wartość opałowa zależy od rodzaju zboża czy też innych roślin, jej wilgotności i zwiędnięcia. Największą wartością opałową cechuje się słoma żytnia następnie pszenna, jęczmienna, owsiana, topinamburu, kukurydzy. W przypadku topinamburu i kukurydzy korzystnie jest, aby rośliny wcześniej obmarzły bo potem lepiej schną. Należy pamiętać, że słoma musi być sucha, jej wilgotność nie może być większa niż 25 %. Przy większej wilgotności ma niższą wartość energetyczną i emituje więcej zanieczyszczeń podczas spalania.

 Świeża słoma zawiera w sobie dużo składników mineralnych – alkalicznych i chlorkowych.  Zawartość popiołu wynosi 3–5%.  Słoma świeża ma kolor zbliżony do żółtego. Natomiast słoma, która poleży dłużej w polu, pod wpływem rosy, opadów deszczu i słońca ulega „więdnięciu” i przybiera kolor szary. Następuje utrata składników mineralnych w niej zawartych. Nie wolno dopuścić do gnicia słomy czy też jej butwienia, bo taka słoma ma o wiele niższą wartość energetyczną a wręcz gorzej spala się.

Słoma zawiera dużo części lotnych.

Spalanie przebiega w dwóch etapach.

W pierwszym etapie wydziela się duża ilość pary wodnej i substancji lotnych - powstają gazy.

W drugim etapie następuje bezpłomieniowe spalanie związków węgla.  

Aby gazy uległy spaleniu muszą zmieszać się z powietrzem, którego musi być nadmiar w komorze spalania. Gdy powietrza jest mniej gazy nie ulegają całkowitemu spaleniu i uchodzą do komina. Dlatego piece do spalania słomy muszą mieć większe komory spalania niż przy spalaniu węgla lub drewna..

Do spalania słomy stosuje się dwa rodzaje pieców:

a/ piece pracujące w systemie przelotowym – do których słoma musi być podawana ciągle

b/ piece pracujące w systemie nieprzelotowym – do których słoma podawana jest okresowo.

Do ogrzewania większych obiektów – szklarni, odchowalni drobiu, prosiąt oraz osiedli, miast i elektrociepłowni preferowane są piece przelotowe, w których proces spalania ma charakter ciągły. Słoma jest podawana automatycznie za pomocą urządzeń dozujących w postaci rozdrobnionej lub sprasowanej.  Piece w tym systemie wymagają oprzyrządowania w postaci szarpaczy słomy, przenośników słomy w belach, słomy poszarpanej – rozdrobnionej, urządzeń sterujących oraz urządzeń zabezpieczających przed pożarem.

Do podgrzewania wody dla potrzeb gospodarstwa czy też do ogrzewania domów można zastosować piece nieprzelotowe w połączeniu ze zbiornikami akumulacyjnymi. W kotłach tego typu spalana jest słoma w sprasowanych belach ładowanych ręcznie. Ciepło uwalniane podczas spalania słomy pobierane jest przez wodę ze zbiornika akumulacyjnego. Sam proces spalania jednego bala słomy trwa ok. 2 godzin i dłużej w zależności od jego wielkości, ilości dopuszczonego do paleniska powietrza oraz kierunku nawiewu powietrza spalania względem kierunku wylotu gazów spalinowych. Dla uzyskania poprawnego przebiegu procesu spalania słomy i emitowanych gazów, powietrze spalania powinno być kierowane przeciwnie do kierunku wylotów gazów spalinowych.

Do spalania słomy w tego typu piecach musi być stosowana słoma sucha o wilgotności do 20% gdyż słoma zawilgocona źle pali się i tworzą się substancje smoliste, z których tworzą się nagary w palenisku i otworach wylotowych spalin.

Dla dobrego funkcjonowania piec należy odpowiednio często czyścić z nagarów oraz usuwać popioły. Popioły powstałe ze spalania słomy zawierają dużo potasu i innych składników mineralnych chętnie pobieranych przez rośliny z gleby, dlatego mogą być wykorzystywane do nawożenia pól uprawnych pod warunkiem odpowiedniego ich uzupełniania innymi nawozami

Dla zgromadzenia zapasów słomy potrzeba dużej powierzchni magazynowej.  Słomę można brykietować. W ten sposób uzyskuje się większą koncentrację energii w jednostce objętości zgromadzonej słomy, ale metoda ta podraża koszty uzyskanej energii ze spalonej słomy, potrzebne są dodatkowe kosztowne urządzenia, zapotrzebowanie energii elektrycznej do napędu maszyn, dodatkowa obsługa maszyn.

W Małopolsce jest wiele gospodarstw, które uprawiają głównie zboże. Bardzo często mają nadwyżki słomy, z którą nie wiedzą, co zrobić. Ceny, jakie proponują im więksi odbiorcy słomy, uwzględniwszy koszty transportu nie są zadawalające. Natomiast inaczej kształtują się uwarunkowania ekonomiczne, jeżeli ta słoma zostanie wykorzystywana w gospodarstwie. Tym bardziej że jest ona produktem ubocznym. Należy pamiętać, że nie wolno jej spalać na polu.

 

Henryk Pałka