Sea buckthorn wood processing for solid biofuels

Bc. Ondřej Novotný

Master's thesis

Zpracování dřeva Rakytníku řešetlákového na tuhá biopaliva

Abstract:

Spotřeba energie během posledních let stále roste a identifikace nových zdrojů energie může zlepšit energetickou soběstačnost mnoha regionů. Zbytková biomasa, získávána jako vedlejší produkt zemědělské výroby, může poskytovat významné množství energie pro vytápění nebo výrobu elektřiny. Odpadní biomasa, vznikající v ovocných sadech nebo na plantážích, je jedním z potenciálních zdrojů energie, stejně jako sláma, které je v zemědělství přebytek a jejíž vlastnosti jsou z energetického hlediska problematické. Tato práce hodnotí množství zbytkového dřeva vznikajícího při sklizni Rakytníku řešetlákového (Hippophae rhamnoides) v sadech, a možnost jeho využití ve formě briket pro vytápění. Výnosy dřeva byly sledovány v podmínkách České Republiky a brikety vyrobené z tohoto odpadního dřeva byly zhodnoceny podle mezinárodních norem pro tuhá biopaliva. Následně byly vyrobeny kombinované brikety ze směsí z rakytníkového dřeva a pšeničné a řepkové slámy, za účelem zhodnocení vlivu zkoumaného materiálu na technické parametry těchto briket. Výnos suchého odpadního dřeva byl změřen jako 0.93 t.ha-1.rok-1, což je méně v porovnání s ostatní ovocnou biomasou. I když brikety vyrobené z rakytníkového dřeva byly kvalitní z hlediska většiny parametrů, nesplnily mezinárodní normu pro tříděné dřevní brikety, z důvodu nižší hustoty částic a vyššímu obsahu síry a dusíku. Ačkoliv rakytníkové dřevo zlepšilo klíčové palivové parametry kombinovaných briket, jako výhřevnost a obsah popela, mechanické parametry byly většinou zhoršeny.

Abstract:

The energy consumption has been growing during last years and identification of new possible sources could improve energy self sufficiency of many regions. The residual biomass, obtained as a by-product of the agriculure production could provide significant amount of energy for heating or electricity generation. Biomass residues produced in fruit orchards or plantations are one of the potential energy sources, as well as residual straw which is abundant in agriculture. However, its energetic properties are problematic. This study assesses the amount of residual wood produced in Sea buckthorn (Hippophae rhamnoides) orchards and its possible use in the form of briquettes for heating. The yield of residual SBT wood was studied under conditions of Czech Republic and briquettes made from this wood waste were evaluated according to international standards for solid biofuels. Furthermore combined briquettes made of mixtures of SBT wood with wheat straw and rape straw were produced, in order to assess the influence of SBT wood on technical properties of these briquettes. The yield of residual wood was measured as 0.93 t.ha-1.yr-1 (d.b.) which is lower in comparison to other fruit biomass. Despite the briquettes made of SBT wood were of good quality, they did not meet international standard for graded wood briquettes due to lower particle density and higher content of sulphur and nitrogen. Altough the SBT wood improved crucial fuel parameters of combined briquettes, such as net calorific value and ash contents, the mechanical parameters were mostly worsened.

Keywords

Hippophae rhamnoides, výnos biomasy, briketa, energetické využití, normy, technické parametry

Keywords

biomass yield, briquette, energy utilization, standards, Hippophae rhamnoides, technical parameters

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 24. 4. 2015

Thesis defence

• Supervisor: prof. Ing. Bohumil Havrland, CSc.
• Reader: Zdeněk Pastorek, externi

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Tropical AgriSciences

Master programme / field:
Tropical Agriculture / Sustainable Rural Development in the Tropics and Subtropics