Cap d’àrea: Carme Llenas, enginyera tècnica industrial. Esp. en química industrial.

Descripció

S’anomena combustible al portador d’energia que s’utilitza per a la conversió energètica. Els combustibles poden ser sòlids, líquids o gasosos, i es poden originar a partir de la biomassa, els residus i/o de materials fòssils.
Davant el problema produït per l’augment en la generació de residus, industrials i urbans, i l’actual política de residus de la UE que parteix de la base que cal minimitzar la generació de residus i els generats s’han de reutilitzar, reciclar o valorar, ens trobem que, molts d’aquests residus es poden utilitzar com a combustibles alternatius a l’ús de combustibles fòssils.

Dins aquests materials podem distingir dos grans grups:

1. Combustibles Sòlids Recuperats (CSR) i Combustibles Derivats de Residus (CDR).

Un CSR és un combustible sòlid preparat a partir de residus no perillosos per ser valoritzat energèticament en plantes d’incineració o coincineració (entre elles les plantes cimenteres i les generadores d’energia), que compleix la classificació i especificacions establerta en la norma UNE-EN 15359. Aquests residus poden ser residus sòlids urbans (RSU), residus industrials, residus comercials, de construcció i demolició, fangs de depuradora, etc. Degut a la gran heterogeneïtat d’aquests residus, és de gran importància la seva classificació i caracterització tècnica segons la norma mencionada.
El sistema de classificació es basa en els valors límit de tres de les propietats més importants dels CSR: una característica econòmica (poder calorífic net, PCI), una característica tècnica (contingut en clor) i una característica mediambiental (contingut en mercuri). Tot i així, no és suficient amb la classificació sinó que s’han de caracteritzar com a mínim els següents paràmetres: forma i mida de partícula, contingut d’humitat, cendres i metalls pesats: Sb, As, Cd, Cr, Co, Cu, Pb, Mn, Hg, Ni, Tl, V. Els residus amb un PCI més alt i un contingut en metalls menor són els més adequats per fer-los servir com a combustibles alternatius.
Segons demanda, es poden determinar altres propietats com la composició, fracció de biomassa, densitat a granel, contingut en matèries volàtils, C, H, N, S, Br, F, Al, Fe, K, Na, Si, P, Ti, Mg, Ca, Mo, Zn, Ba, Be, Se.
Els CDR són combustibles que poden ser preparats a partir de residus perillosos o no perillosos, poden presentar un estat líquid o sòlid, i en qualsevol cas, aquells CDR sòlids produïts a partir de residus no perillosos, no estan sotmesos a la norma europea UNE-EN 15359. Es tracta de residus preparats mitjançant un processament mecànic per a ser utilitzats en plantes d’incineració i que habitualment només compleixen les especificacions establertes entre el proveïdor del combustible i l’usuari.  Estan compostos principalment per plàstics, tèxtils, paper/cartró i fusta entre altres. Els principals tipus de residus CDR provenen de:

  • Fracció rebuig dels residus municipals (RSU)
  • Residus industrials no perillosos
  • Residus voluminosos
  • Rebuig de les plantes pel reciclatge de residus recollits selectivament (p.e. plantes de selecció d’envasos)

El codi CER (Codi de la llista Europea de Residus) dels CDR és el 191210.

En resum, el CSR és aquell combustible derivat de residu que s’adequa a les normes europees en matèria de CDR.

2. Biocombustibles sòlids

Els biocombustibles sòlids són els originats per:

  • Productes agrícoles i forestals
  • Residus vegetals agrícoles i forestals
  • Residus forestals de la indústria de processat d’aliments
  • Residus de fusta, excepte els que continguin compostos orgànics halogenats o metalls pesats com a resultat del tractament amb conservants de la fusta o tractaments de recobriment entre els que es troben els residus de fusta que provenen de la construcció i demolició.
  • Residus vegetals fibrosos que procedeixen de la producció de pasta verge i de la producció de paper a partir de pasta, amb la condició que siguin coincinerats en el lloc de producció i la generació de calor es recuperi.
  • Residus de suro.

Tot aquest material d’origen biològic s’anomena biomassa.

Com a resultat de la conversió de la biomassa/biocombustible s’obté la bioenergia.

Els biocombustibles sòlids s’han de caracteritzar en funció de el seu origen i font (per exemple, combustibles de fusta, forestals), les diferents formes de biocombustibles produïdes en el procés de preparació (és a dir, si són estelles de fusta, encenalls, briquetes, pèl·lets, serradures, fardells, grans, llavors, bales de palla, etc), la determinació de les seves propietats més importants, el mostreig del material i la seva classificació.

El biocombustible es caracteritza segons la norma UNE-EN 14961-1. Biocombustibles sòlids. Especificacions i classes de combustibles. En aquesta norma es defineixen les propietats tant normatives com informatives que han de complir els biocombustibles en funció del seu origen i forma comercialitzada. Els principals assaigs definits a la norma i que realitzem al laboratori són:

  • Dimensions i Granulometria. Es mesura el diàmetre i longitud, i es determina la distribució de la mida de partícules per incloure’l en la categoria que correspongui segons les normes corresponents UNE-EN 15149-1 i 15149-2. En el cas específic de pèl·lets es determina la longitud i el diàmetre segons la norma UNE-EN 16127.
  • Humitat. És el contingut d’aigua del biocombustible. UNE-EN 14774-1 i UNE-EN 14774-2.
  • Cendres. Es el residu inorgànic que es produeix quan es crema el biocombustible. UNE-EN 14775:2009.
  • Poder Calorífic. És la quantitat d’energia despresa per unitat de massa quan es crema un biocombustible.  La determinació es fa mitjançant bomba calorimètrica seguint la norma UNE-EN 14918.  Amb la bomba calorimètrica s’obté el poder calorífic brut, qv,gr o Poder Calorífic Superior (PCS), que és la quantitat d’energia alliberada per unitat de massa d’un combustible quan es crema en presencia d’oxigen a volum constant, estant l’aigua produïda en la combustió en estat líquid. El poder calorífic net Q, qp,neto Poder Calorífic Inferior (PCI) és la quantitat d’energia alliberada per unitat de massa d’un combustible quan es crema en presencia d’oxigen a pressió constant, estant l’aigua produïda en la combustió en estat gasós. Per obtenir el valor del Poder Calorífic Net és necessari determinar la quantitat de Carboni, Hidrogen i Nitrogen per anàlisi elemental, així com l’oxigen que s’obté per càlcul a partir de l’anàlisi elemental i les cendres.  El valor que es demana és el del poder calorífic net ja que l’aigua de la caldera surt sempre en estat gasós. El valor del poder calorífic va disminuint en funció de la humitat del biocombustible, és per això que es donen els resultats sobre mostra seca i amb la humitat del material tal com es rep.
  • Matèria Volàtil. Pèrdua de massa quan es calcina un material fins a 900°C, es determina segons la norma UNE-EN 15148.
  • Densitat a granel. És la relació entre pes i volum del material i es determina segons norma UNE-EN 15103.
  • Clor total. És el contingut de clor en el combustible sobre mostra seca. UNE-EN 15289

Altres assaigs que es poden realitzar i que estan inclosos en els annexos de la norma UNE-EN 14961-1 són la determinació de sofre i fluor totals i la determinació de metalls, entre ells Al, Ca, Fe, K, Mg, Mn, Na, P, Si, Ti, As, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, V i Zn.

En base a la granulometria, la densitat a granel i el contingut d’humitat, la biomassa es pot classificar també segons la norma austríaca ÖNORM M7133.

El laboratori també ofereix el servei de mostreig seguint la norma UNE-EN 14778. En aquest cas s’emetrà un informe/certificat de mostreig adjunt a l’acta de resultats dels paràmetres determinats al laboratori.

mediambient@cecam.com
Demanar pressupost orientatiu

Empresa

El vostre nom

El vostre e-mail

Telèfon

Treballs pels que sol·licita pressupost

Observacions



Aspecte típic del CDR

Biomassa en forma de pèl·let

Aspecte típic de biomassa forestal