Vol. 27, No.1 /2009. LUCRĂRI ŞTIINłIFICE (INMATEH)

Transcription

1 POSSIBILITIES OF USING SOLID BIOMASS, AGRICULTURAL AND FORESTRY FOR REDUCING POLLUTION SOIL AND WATER / POSIBILITĂłI DE UTILIZARE A BIOMASEI SOLIDE, AGRICOLE ŞI FORESTIERE PENTRU REDUCEREA POLUĂRII SOLULUI ŞI APEI ing. Danciu Aurel, dr. ing. VlăduŃ Valentin, ing. Voicea Iulian, ing. Postelnicu Elena - INMA Bucharest, Romania - Abstract. Following the analysis of potential biomass (estimated at 15 million tons) of agricultural and solid forest (equivalent to 6 million tons of oil) could be concluded that Romania has sufficient biomass to produce pellets at a industrial raw material being generally scrap agricultural (ca. 63%) and forestry. Exploitation and rational use of their energy production, give the premises needed to cover a significant part of energy needs necessary domestic and industrial needs, especially in rural areas. Rezumat. În urma analizei potenńialului de biomasă (apreciată la 15 milioane tone) solidă agricolă şi forestieră (echivalentă cu 6 milioane tone de petrol) s-a putut trage concluzia că România dispune de suficientă biomasă pentru obńinerea de peleńi la un nivel industrial, materia primă fiind în general resturi agricole (cca. 63%) şi forestiere. Exploatarea şi utilizarea rańională a acestora în producerea de energie, conferă premizele necesare acoperirii unei părńi semnificative a nevoilor energetice necesare nevoilor casnice şi industriale, în special în zonele rurale. Keywords: biomass, pellets, energy, potential Cuvinte cheie: biomasă, peleńi, energie, potenńial 1. ENVIRONMENT PROTECTION - LEGISLATION AND METHOD FOR THEREOF IMPLEMENTING Pollution is a problem of all time, but especially for our times as the magnitude and severity of polluting processes, scientific and technical achievements of modern man has allowed the development pollution risks and therefore it is vital to establish very stringent measures to prevent and combat environmental degradation with the three components - air, water, soil. Introduction idea of environmental protection has led to the emergence restrictive legislation in this regard and to punish their violation. By mechanical processing of wood that produces industrial waste in the form of sawdust, shavings, wood flour approx. 15% of timber cut. A basic problem now is organic sawdust storage, recovery, treatment and reuse of industrial scale. The degree of recovery of waste in Romania is very low, around 4%, ie 10 times lower compared to western European countries. Wood industry is one of the most polluting, but to some extent has an impact on environmental factors (air, water, soil). Recovery of waste results in the production of wood to rest industries amounts to a percentage of 83.6%, that percentage drops, unfortunately, by the occurrence of small producers whose concern for the recovery of waste is low. In order to recovery of agricultural and forestry waste, but especially for depollution areas affected by this type of residue, which can be achieved through a process of collection of this product and transform them into fuel (pellets, agripeleńi or lighters). Forestry and agricultural wastes (derived from wood or harvesting agricultural products) can be transformed by a technological process (mincing, drying, compaction and refining (peletizare or briquetting), in pellets, or lighters agripeleńi combustible products which may be used for energy purposes. In this way, is made as a use upper forest and agricultural waste, nature protection and pollution of these products. 1. PROTECłIA MEDIULUI - LEGISLAłIE ŞI MODUL DE IMPLEMENTARE AL ACESTEIA Poluarea este o problemă a tuturor timpurilor, dar mai ales a timpurilor noastre pentru ca amploarea şi gravitatea proceselor poluante, realizările ştiinńifice şi tehnice ale omului modern au permis dezvoltarea riscurilor poluării şi în consecinńă este vitală stabilirea unor măsuri deosebit de severe pentru prevenirea şi combaterea degradării mediului cu cele trei componente aer, apă, sol. Introducerea ideii de protecńie a mediului a condus la aparińia de acte normative restrictive din acest punct de vedere şi totodată la pedepsirea încălcării acestora. Prin prelucrarea mecanică a lemnului rezultă ca deşeu industrial în formă de rumegus, talaş, făina de lemn cca. 15 % din masa lemnoasă tăiată. O problemă de bază actuală este depozitarea ecologică a rumeguşului, recuperarea, tratarea şi refolosirea lui pe scară industrială. Gradul de valorificare a deşeurilor în România este foarte redus, de aproximativ 4%, adică de 10 ori mai mic comparativ cu Ńările Europei Occidentale. Industria lemnului nu este una dintre cele mai poluante, dar într-o oarecare măsură are un impact asupra factorilor de mediu (aer, apă, sol). Valorificarea deşeurilor rezultate în procesul de producńie în industria lemnului fańă de restul ramurilor industriale se ridică la un procent de 83,6%, procent care scade, din păcate, ca urmare a aparińiei micilor producători a căror preocupare pentru valorificarea deşeurilor este scăzută. În vederea valorificării deşeurilor agricole şi forestiere, dar în special, pentru depoluarea zonelor afectate de acest tip de reziduu, care poate fi realizată printr-un proces de colectare a acestor produşi secundari şi transformarea lor în combustibil (peleńi, agripeleńi sau brichete). Deşeurile forestiere şi agricole (rezultate din exploatarea lemnului sau din recoltarea produselor agricole) pot fi transformate, printr-un proces tehnologic (tocare, uscare, rafinare şi compactare (peletizare sau brichetare), în peleńi, agripeleńi sau brichete combustibile, produse care pot fi folosite în scopuri energetice. În acest fel, se realizează atât o utilizare superioară a deşeurilor forestiere şi agricole, cât şi protejarea naturii de poluarea cu aceste produse secundare. 86

2 2. DETERMINE CHARACTERISTICS TERMO PHYSICO- CHEMICAL ON TYPE SOLID BIOMASS AGRICULTURE AND FORESTRY 2.1. Physical and chemical characteristics on types of biomass solid agricultural and forestry Biomass expressed total agricultural crop production that can be converted into different forms of energy. Agricultural production consists of primary production and secondary. Main production plant is converted into energy bioalimentară and vegetable production is the main secondary source of biomass that can be converted into the right heat. Under EU law, biomass is the biodegradable fraction of products and waste from agriculture and forestry industries related, and the biodegradable fraction of municipal waste and industrial. Chemical composition of the biomass is: lignin (C 40H 44O 6) = 15 30%; cellulose (C 6H 10O 5) = 40 45% hemi-cellulose = 20 35%. Limits of variation of the three principal components are determined by the species. Long cellulose polymers are used by plants to build the plant fibers that give strength and build plant fibers that give strength and lignin acts as a binder which keeps linked cellulose fibers. To manufacture the pellets of lignin should be higher. For a high calorific necessary reports O/C and H/C should be as small. The main agricultural products side can be transformed into heat is: - scum of straw and cereal grain (wheat, rye, barley, orzoică, rice and oats); - stems and stalk umb; - strains of sunflower and rapeseed; - haulm soybeans, peas and beans; - cords vine; - branches of fruit trees. The physical characteristics of solid fuels derived from biomass are: - size and shape; - moisture; - calorific power; - bulk density; - ash content; - grain; - abrasion resistance; - melting temperature of ash. Chemical characteristics of solid fuels derived from biomass are: - contents of C; - contents of O; - contents of H; - contents of N; - contents of S; - contents of Cl; - contents of K; - contents of Na; - contents of Mg; - contents of Ca; - contents of volatile substance; - content of heavy metals. Calorific value of biomass is related to its chemical composition. Thus calorific value increases with increasing lignin content. Cellulose has a lower calorific than because of high lignin oxidation. The hydrocarbons also increased calorific value of biomass. Table 1 are presented calorific values for primary solid biomass fuels: 2. DETERMINAREA CARACTERISTICILOR TERMO-FIZICO- CHIMICE PE TIPURI DE BIOMASĂ SOLIDĂ AGRICOLĂ ŞI FORESTIERĂ 2.1. Caracteristici fizice şi chimice pe tipuri de biomasă solidă agricolă şi forestieră Biomasa exprimă totalitatea producńiei agricole vegetale care poate fi convertită în diferite forme de energie. ProducŃia agricolă este formată din producńia principală şi din producńia secundară. ProducŃia agricolă vegetală principală este transformată în energie bioalimentară iar producńia agricolă vegetală secundară constituie principala sursă de biomasă care poate fi transformată de regulă în energie termică. Conform legislańiei UE, biomasa reprezintă fracńia biodegradabilă a produselor şi deşeurilor din agricultură, domeniul forestier şi industriile conexe acestora, precum şi fracńia biodegradabilă din deşeurile municipale şi cele industriale. CompoziŃia chimică principală a biomasei este: lignină (C 40H 44O 6) = 15 30%; celuloză (C 6H 10O 5) = 40 45%; hemi-celuloză = 20 35%. Limitele de variańie a celor trei componente principale sunt determinate de specie. Polimerii celulozei lungi sunt folosińi de către plante pentru a construi fibrele care conferă plantei soliditate iar lignina acńionează ca un liant ce Ńine fibrele de celuloză legate. Pentru fabricarea peleńilor conńinutul de lignină trebuie să fie cât mai mare. Pentru o putere calorifică ridicată este necesar ca rapoartele O/C şi H/C să fie cât mai mici. Principalele produse agricole secundare care pot fi transformate în energie termică sunt: - paiele şi pleava de cereale păioase (grâu, secară, orz, orzoică, orez şi ovăz); - tulpinile şi ciocălăi de porumb; - tulpinile de floarea soarelui şi de rapińă; - vrejii de soia, mazăre şi fasole; - corzile de vińă de vie; - crengile de pomi fructiferi. Caracteristicile fizice ale combustibililor solizi obńinuńi din biomasă sunt următoarele: dimensiunile şi forma; conńinutul de umiditate; puterea calorifică; densitatea în vrac; conńinutul de cenuşă; granulańia; rezistenńa la abraziune; temperatura de topire a cenuşii. Caracteristicile chimice ale combustibililor solizi obńinuńi din biomasă sunt următoarele: - conńinutul de C; - conńinutul de O; - conńinutul de H; - conńinutul de N; - conńinutul de S; - conńinutul de Cl; - conńinutul de K; - conńinutul de Na; - conńinutul de Mg; - conńinutul de Ca; - conńinutul de substanńe volatile; - conńinutul de metale grele. Puterea calorifică a biomasei este corelată cu compozińia chimică a acesteia. Astfel puterea calorifică creşte odată cu creşterea conńinutului de lignină. Celuloza are o putere calorifică mai mică decât lignina datorită gradului mare de oxidare. ConŃinutul de hidrocarburi creşte de asemenea puterea calorifică a biomasei. În tabelul 1 sunt prezentate valorile puterii calorifice pentru principali combustibili solizi din biomasă. 87

3 Nr. crt. Table 1 - Calorific values of key solid fuels from biomass / Puterea calorifică a principalilor combustibili solizi din biomasă Fuel Type / Tipul de combustibil Calorific values dry / Puterea calorifică substanńă uscată [MJ/kg] 1. Wheat straw / Paie de grâu 18,3 2. Barley straw / Paie de orz 18,0 3. Rice straw / Paie de orez 15,2 4. Cob (strains) / Coceni de porumb (tulpini) 16,2 5. Corn-cob / Ciocălăi 17,4 6. Sunflower stalks (bete) / Tulpini de floarea soarelui (beńe) 21,8 7. Peel of sunflower seeds / Coji seminńe de floarea soarelui 16,2 8. Haulm soybean / Vreji de soia 18,1 9. Shoots of vines (7% moisture) / Coarde de vińă de vie (umiditate 7%) 16,5 10. Branches of fruit trees (7% moisture) / Crengi de pomi fructiferi (umidit. 7%) 15,2 11. Strains of alfalfa / Tulpini de lucernă 18,4 12. Wood fire / Lemn de foc 15,5 13. Pellets of sawdust or brighete / Pelete sau brighete de rumeguş 17,1 14. Charcoal / Mangal 31,8 15. Waste plant (stems, leaves, rinds) / Deseuri vegetale (tulpini, frunze, coji) 12,6 Analyzing the data presented shows that the calorific value is obtained for large strains of sunflower (Table 1). Calorific power values of solid fuels from biomass is much smaller than the classic fuel (calorific value of diesel fuel averaged [MJ / kg]. Moisture content is an important feature influencing the physical preservation of biomass burning and the calorific value. In Table 2 are presented humidity at harvest for major solid fuels derived from biomass. Din analiza datelor prezentate rezultă că puterea calorifică cea mai mare se obńine pentru tulpinile de floarea soarelui (tab. nr.1). Puterea calorifică a combustibililor solizi din biomasă este mult mai mică decât a combustibililor clasici (puterea calorifică medie a motorinei 42,34 [MJ / kg]. ConŃinutul de umiditate este o caracteristică fizică importantă care influenńează păstrarea biomasei, procesul de ardere şi puterea calorifică. În tabelul nr.2 sunt prezentate umidităńile la recoltare pentru principali combustibili solizi obńinuńi din biomasă. Table 2 - Moisture at harvest of the main types of biomass / Umiditatea la recoltare a principalilor tipuri de biomasă Nr. Humidity / Umiditatea Fuel Type / Tipul de combustibil crt. (%) 1. Straw and chaff of cereal grains / Paie şi pleavă de cereale păioase Sunflower stalks / Tulpini de floarea soarelui Stalks and leaves of maize / Coceni şi frunze de porumb Corn cobs / Ciocălăi de porumb Haulm soybean / Vreji de soia Rope vine / Corzi de vińă de vie Leaves and parcel of sugar beet / Frunze şi colete de sfeclă de zahăr Branches of fruit trees / Crengi de pomi fructiferi Conversion of biomass into heat by burning impose fuel moisture values as follows: - maximum humidity of biomass for combustion in combustion plants classical: 25%; - maximum humidity for biomass combustion installations burning special: 60%; - optimum moisture biomass for combustion: 7 10%; - maximum humidity for biomass gasification: 35%; - maximum humidity biomass for processing into pellets or brighete: 10%. Analyzing data on the moisture that use the combustion of biomass is necessary to dry it. High humidity during biomass burning affect adversely the status of technical combustion plant. Ocean density for solid fuels from biomass and to allow automation of the combustion process is currently used in the conversion of biomass pellets or lighters. PeleŃii are obtained by mărunńirea sawdust, chip, peel or branches of the tree and pressing tocăturii produced by a mold. The heat resulting from friction înmoaie lignin that binds the cooling dust produced from biomass. As there is no cement used to manufacture pellets, is very important in lignin content of biomass used. Thus the composition of the pellets should not miss waste resinous. Transformarea biomasei în energie termică prin ardere impune anumite valori ale umidităńii combustibilului după cum urmează: - umiditatea maximă a biomasei pentru ardere în instalańii de ardere clasice: 25%; - umiditatea maximă a biomasei pentru ardere în instalańii de ardere speciale: 60%; - umiditatea optimă a biomasei pentru ardere: 7 10%; - umiditatea maximă a biomasei pentru gazeificare: 35%; - umiditatea maximă a biomasei pentru transformare în peleńi sau brighete: 10%. Din analiza datelor privind valorile umidităńii rezultă că pentru utilizarea prin ardere a biomasei este necesară uscarea acesteia. UmidităŃile ridicate ale biomasei din timpul arderii influenńează negativ starea tehnică a instalańiei de ardere. Pentru a mării densitatea combustibililor solizi din biomasă şi pentru a permite automatizarea procesului de ardere în prezent se foloseşte transformarea biomasei în peleńi sau brichete. PeleŃii se obńin prin mărunńirea rumeguşului, aşchilor, crengilor sau cojilor de copac şi presara tocăturii obńinute printr-o matrińă. Căldura rezultată în urma frecării înmoaie lignina care prin răcire leagă praful obńinut din biomasă. Deoarece nu se foloseşte nici un liant pentru fabricarea peleńilor, foarte important este conńinutul în lignină al biomasei utilizate. Astfel din compozińia peleńilor nu trebuie să lipsească deşeurile de răşinoase. 88

4 2.2. Determination of thermal characteristics - physical - chemical types of biomass moisture biomass pellets and agripeleńilor, which was conducted using a drying stove (fig. 1), the thermostat at a temperature of 105 C, weighing the material balance analysis (fig. 2) with accuracy of 0.1 mg before and after drying). Humidity average forest biomass analyzed was approximately 16%, while agricultural biomass has a moisture content averaged approximately 22% Determinarea caracteristicilor termo fizico chimice pe tipuri de biomasă umiditatea biomasei, peleńilor şi agripeleńilor, care s-a efectuat folosind o etuvă (fig.1) termostatată, la temperatura de 105 C, cântărind materialele la balanńa analitică (fig. 2) având precizia de 0,1 mg, înainte şi după uscare). Umiditatea medie a biomasei forestiere analizate a fost de aproximativ 16 %, în timp ce biomasa agricolă a avut o umiditate medie de aproximativ 22 %. Fig.1 Drying stove used to determine moisture materials / Etuvă folosită pentru determinarea umidităńii materialelor a) b) c Fig. 2 Aspects of time weighing the evidence to determine calorific value and moisture / Aspecte din timpul cântăririi probelor în vederea determinării puterii calorifice şi a umidităńii volatile substance content, which led to pulling out a certain quantity of a sample from drying stove, which was introduced in a metallic crucible and weighed and then placed in burning oven of Figure 2 at a temperature of 600 C, leaving it for 30 minutes (or until the release of the volatile). After completing the process of pyrolysis, is the crucible removed from the oven with some gloves and a pair of tongs, cover with lid and weighed again to determine the quantity of volatile released (by difference). Volatile content was calculated as follows: conńinutul de substanńe volatile, care s-a determinat extrăgând o anumită cantitate dintr-o probă din etuvă, care s-a introdus într-un creuzet metalic şi s-a cântărit iar apoi s-a introdus în cuptorul de calcinare fig 2 la temperatura de 600 C, lăsându-se timp de 30 de minute (sau până la degajarea completă a volatilelor). După terminarea procesului de piroliză, creuzetul este scos din cuptor cu ajutorul unor mănuşi şi a unui cleşte, se acoperă cu capacul şi se cântăreşte din nou, pentru determinarea cantităńii de volatile degajate (prin diferenńă). ConŃinutul de volatile au fost calculate astfel: Masa initiala - Masa finala Continut volatile in baza uscata = 100 [%], Masa initiala Volatile content in dry matter = (Initial mass - final mass) / Initial mass x 100 [%], where: the initial mass and final mass as the weighed before and after the pyrolysis unde: masa inińială şi masa finală fiind cele cântărite înainte şi după efectuarea procesului de piroliză; Umiditatea Continut volatile in baza umeda = Continut volatile in baza uscata 100 Volatile content in the wet = Volatile content in the dry x (100 - humidity) [%], [%], Fig. 3 - Determination of the volatile substance and content of inert / Determinarea conńinutului de substanńe volatile şi a conńinutului de inerte 89

5 inert content was determined by pulling a certain amount of a sample from drying stove, which was introduced in a metallic crucible was weighed with the analytical balance and undergo a process of combustion, the temperature at 1100 C during the working time to 60 min. After the sample burned completely, the crucible was removed from the oven and weighed; fixed carbon content, was determined by difference: Fixed carbon = (Humidity + Volatile + Incombustible Volatile matter content of inert under dry and fixed carbon content in [%], the types of agricultural and forest biomass determined by difference calculated in question are presented in Table. 3. conńinutul de inerte s-a determinat extrăgând o anumită cantitate dintr-o probă din etuvă, care s-a introdus într-un creuzet metalic, s-a cântărit cu balanńa analitică şi s-a supus unui proces de combustie, la temperatura de lucru la 1100 C, timpul de timp de lucru la 60 min. După ce proba a ars complet, creuzetul a fost scos din cuptor şi cântărit; conńinutul de carbon fix, a fost determinat prin diferenńă: Carbon fix = 100 (Umiditate + Volatile + Necombustibile; ConŃinutul de materii volatile, de inerte în baza uscată, precum şi conńinutul de carbon fix în [%], pe tipuri de biomasă agricolă şi forestieră determinate respectiv calculat prin diferenńă sunt prezentate în tabelul nr. 3. Table 3 - Volatile matter content of the inert solids and the fixed carbon / ConŃinutul de materii volatile, de inerte în baza uscată şi de carbon fix Type of biomass / Tipul biomasei Volatile content in the dry / ConŃinut volatile în baza uscată [%] Inert content in the dry / ConŃinut inerte în baza uscată [%] The fixed carbon / ConŃinutul de carbon fix [%] Agricultural / Agricolă 73,08 2,7 16,83 Forestry / Forestieră 81,18 1,1 14,47 lower calorific value was performed using the bomb calorimetrică Cal k 2 (Figure 4) and consisted of: balance calibration, weighing empty capsule and material with analytical balance with accuracy of 0.1 mg of setting parameters (weight, no. proof) to show results and cooling bomb. Calorific value of pellets and the material from which they were produced (collected in the various stages of technological flow) had the following: - for pellets in beech + pine (moisture 4.42%): [MJ / kg]; - for pellets of oak + pine (moisture 4.55%): [MJ / kg]; - for agripeleńi (11.87% moisture): [MJ / kg]; - for sorted sawdust dry milled (moisture 6.5%): [MJ / kg]; - for dry sawdust sorted which wasn't milled (moisture 5.2%): [MJ / kg]; - for wet pine sawdust from storage (moisture 37.2%): [MJ / kg]. puterea calorifică inferioară s-a efectuat folosind bomba calorimetrică Cal 2 k (figura 4) şi a constat în: calibrarea balanńei, cântărirea capsulei goale şi cu material cu balanńa analitică având precizia de 0,1 mg, setarea parametrilor de lucru (masă, nr. probei), afişarea rezultatelor şi răcirea bombei. Puterea calorifică a peleńilor şi a materialului din care au fost fabricańi aceştia (colectat din diferitele faze ale fluxului tehnologic) a avut următoarele valori: - pentru peleńii din brad + fag (umiditate 4,42 %): 17,863 [MJ / kg]; - pentru peleńii din stejar + brad (umiditate 4,55%): 17,513 [MJ / kg]; - pentru agripeleńi (umiditate 11,87%): 15,809 [MJ/kg]; - pentru rumeguş uscat sortat măcinat (umiditate 6,5%): 16,837 [MJ / kg]; - pentru rumeguş uscat sortat nemăcinat (umiditate 5,2%): 16,744 [MJ / kg]; - pentru rumeguş umed de brad din depozit (umiditate 37,2%): 12,058 [MJ / kg]. a) b) Fig. 3 Aspects of the determination of calorific / Aspecte din timpul determinării puterii calorifice a) entering parameters / introducerea parametrilor; b) showing results / afişarea rezultatelor Gaseous products of combustion are: O 2, N 2, CO 2 si SO 2. Experimental results are presented on synthetic forest biomass types in Table. 4. Produşii gazoşi ai arderii sunt: O 2, N 2, CO 2 si SO 2. Rezultatele experimentale sunt prezentate sintetic pe tipuri de biomasă forestieră în tabelul nr. 4. Table 4 - Experimental results on the types of forest biomass / Rezultate experimentale pe tipuri de biomasă forestieră Species / Specia C [%] H [%] O [%] N [%] Oak / Stejar 48,9 5,9 43,1 2,1 Beech / Fag 48,5 6,3 45,3 - Ash / Frasin 49,4 6,1 44,5 - Poplar / Plop 49,7 6,3 44,0 - Tei / Tei 49, ,1 0,6 Fir / Brad 49,9 6,4 43,7-90

6 These elements are part of the main constituents of wood and namely: pulp: 50 55%; lignin: 20 30%; hemipulp: 25 30%. and in the secondary such as: resines: 1 5%; mineral substances: 0,2 1,2%. tannin, coloring matters, etc. In addition to the main constituents, listed, which are organic in nature, enter into the composition of wood and mineral that forms in the combustion ash. Mineral substances, which represents % by weight of dry wood are: potassium: 10 25%; sodium: 1 5%; calcium: 20 45%; magnesium: 3 15%; manganese oxide: 1 8%; iron oxide: 1 4%; silicon dioxide: 1 3%; phosphoric acid: 2 10%. Different species composition of wood ash is nearly homogeneous and is characterized on average by the following dates: 35% CaO, 16% Na 2O + K 2O, 7% MgO, 5% MnO, 3% Fe 2O 3, 3% Al 2O 3, 20% CO 2, 5% SO 3, 4% P 2O 5, 2% SiO 2. Ash wood shows through the harder they fuse, and that does not melt even in the hot parts of the outbreak. Quantity ash wood depends on species (table no. 5) but found that it varies depending on the tree of origin, age, the local conditions of growth. The largest quantity of the resulting shell and leaf. Aceste elemente fac parte atât din principalii constituenńi ai lemnului şi anume: celuloză: 50 55%; lignină: 20 30%; hemiceluloză: 25 30%. cât şi din cei secundari cum ar fi: răşini: 1 5%; substanńe minerale: 0,2 1,2%. tanin, materii colorante, etc. În afară de constituenńii principali, enumerańi, ce sunt de natură organică, în compozińia lemnului intră şi substanńe minerale care în urma arderii formează cenuşa. SubstanŃele minerale, care reprezintă 0,2 1,2% din greutatea lemnului uscat, sunt: potasiu: 10 25%; sodiu: 1 5%; calciu: 20 45%; magneziu: 3 15%; oxid de mangan: 1 8%; oxid de fier: 1 4%; bioxid de siliciu: 1 3%; acid fosforic: 2 10%. CompoziŃia cenuşii diferitelor specii lemnoase este aproape omogenă şi se caracterizează în medie prin datele următoare: 35% CaO, 16% Na 2O + K 2O, 7% MgO, 5% MnO, 3% Fe 2O 3, 3% Al 2O 3, 20% CO 2, 5% SO 3, 4% P 2O 5, 2% SiO 2. Cenuşa lemnului se evidenńiază prin caracterul ei greu fuzibil, şi că, nu se topeşte nici măcar în porńiunile cele mai fierbinńi ale focarului. Cantitatea de cenuşă depinde de specia lemnoasă (tabel 5) dar s-a constatat că ea variază în funcńie de partea arborelui din care provine, de vârsta lui, de condińiile locale de creştere. Cantitatea cea mai mare rezultă din coajă şi frunze. Table 5 - The ash content of wood / ConŃinutul de cenuşă a lemnului Species / Specia Ashes / Cenuşă [%] Pin / Pin 0,39 Beech / Fag 0,17 Oak / Stejar 0,51 Birch / Mesteacăn 0,39 Calorific values is influenced by rhe wood specie and humidity (table no. 6). Puterea calorifică este influenńată de specia şi umiditatea lemnului (tabelul nr. 6). Table 6 - Calorific values of wood at humidity of 40% and 10% / Puterea calorifică a lemnului la umiditatea de 40% şi 10% Wood humitidy / Umiditatea lemnului Calorific values / Puterea calorifică 40 % kj/ kg 10% kj/kg In Table. 7 presents the composition and physicochemical characteristics of agricultural biomass samples analyzed. În tabelul nr. 7 se prezintă compozińia şi principalele caracteristici fizico-chimice ale eşantioanelor de biomasă agricolă analizată. Nr. crt. 1. Table 7 - Physico-chemical characteristics on types of agricultural biomass / Caracteristici fizico-chimice pe tipuri de biomasă agricolă Features / Caracteristici Chemical composition in relation to fuel mass / CompoziŃia chimică raportată la masa [%] Straw / Paie Corn stalk / Tulpină de porumb Corn cob / Ciocălăi de porumb Remains of flax and hemp / Resturi de in şi cânepă C mc H mc 6,2 6,2 6,2 6,1 N mc 0,6 0,6 0,6 0,9 O mc 43,1 43,1 43,1 41,9 2. Ash from the anhydrous / Cenuşă la starea anhidră 2,7 1,8 2,3 2,1 3. Total sulfur / Sulf total 0,09 0,09 0,09 0,09 4. High calorific / Putere calorifică superioară [KJ/kg] 20,036 20,036 20,036 20, Lower calorific / Putere calorifică inferioară / [KJ/kg] 15,932 15,932 15,932 16,434 91

7 CONCLUSIONS Following the analysis of potential biomass (estimated at 15 million tons) solid agricultural and forestry (equivalent to 6 million tons of oil) could be concluded that Romania has sufficient biomass to produce pellets at a industrial raw material being generally scrap agricultural (ca. 63%) and forestry. Exploitation and rational use of their energy production, give the premises needed to cover a significant energy needs necessary domestic and industrial needs, especially in rural areas. Chemical composition of the biomass consists of: lignin (C 40H 44O 6) in the proportion of 15 30%; cellulose (C 6H 10O 5) in the proportion of 40 45%; hemi-cellulose in the proportion of 20 35%. Limits of variation of the three principal components are determined by the species. To manufacture pellets lignin content should be higher. For a high calorific necessary reports O / C and H / C is the lowest. Calorific value of pellets and the material from which they were produced (collected in the various stages of technological flow) ranged from to MJ / kg, the largest recorded at the lower calorific value between peleńii of sawdust and agripeleńi is only 15 MJ / kg (compared to 17 MJ / kg as pellets of sawdust are) ie 9.7% lower. In general, can be used the same equipment peletizarea straw and sawdust, but should be given to the following features straw containing less lignin (15% vs. 25% sawdust), resulting in greater force of friction peletizarea the straw. Burning agripeleńilor is somewhat difficult because outbreaks zgurificării blockages sacks and smoke. Environmental pollution is higher, because the ash content is 5% (compared to 0.5% if sawdust) and nitrogen content, sulfur, chlorine and potassium were higher due to the use of chemical fertilizers, pesticides and herbicides. BIBLIOGRAPHY / BIBLIOGRAFIE [1]. Concluziile PreşedinŃiei Germane a Consiliului European, Bruxelles, 9 martie 2007; [2]. Foaie de parcurs pentru energia regenerabilă CONSILIUL UNIUNII EUROPENE 16 ianuarie 2007; [3]. Concluziile PreşedinŃiei, Consiliul European 7775/06, 24 martie 2006; [4]. ConferinŃa nańională a energiei 2004; [5]. Neil Roberts, Schimbarile majore ale mediului, Editura All, Bucuresti, 2003 [6]. Anca Marcu - Managementul deşeurilor şi deşeurilor periculoase Ghid practic pentru aplicarea corectă a legislańiei mediului 2008, ISSN ; [7]. Ministerul Economiei si Comertului, Strategia energetică ; [8]. European Commission EUR Biomass Green energy for Europe, Luxemburg Office for Official Publications of the European comunitiers, 2005; [9]. Doucet Gerald, Energia produsa din surse regenerabile, Mesagerul Energetic, nr.41, martie 2005 [10]. HOTĂRÂRE nr. 856 din 16 august 2002 privind evidenńa gestiunii deşeurilor şi pentru aprobarea listei cuprinzând deşeurile, inclusiv deşeurile periculoase; CONCLUZII În urma analizei potenńialului de biomasă (apreciată la 15 milioane tone) solidă agricolă şi forestieră (echivalentă cu 6 mil. t petrol) s-a putut trage concluzia că România dispune de suficientă biomasă pentru obńinerea de peleńi la un nivel industrial, materia primă fiind în general resturi agricole (cca. 63%) şi forestiere. Exploatarea şi utilizarea rańională a acestora în producerea de energie, conferă premizele necesare acoperirii unei părńi semnificative a nevoilor energetice necesare nevoilor casnice şi industriale, în special în zonele rurale. CompoziŃia chimică principală a biomasei este formată din: lignină (C 40H 44O 6) în proporńie de 15 30%; celuloză (C 6H 10O 5) în proporńie de 40 45%; hemi-celuloză în proporńie de 20 35%. Limitele de variańie a celor trei componente principale sunt determinate de specie. Pentru fabricarea peleńilor conńinutul de lignină trebuie să fie cât mai mare. Pentru o putere calorifică ridicată este necesar ca rapoartele O/C şi H/C să fie cât mai mici. Puterea calorifică a peleńilor şi a materialului din care au fost fabricańi aceştia (colectat din diferitele faze ale fluxului tehnologic) a variat între 12,058 şi 17,863 MJ/kg, cea mai mare diferenńă înregistrată la puterea calorifică inferioară între peleńii din rumeguş şi agripeleńi fiind de numai 15 MJ/kg (fańă de 17 MJ/kg cât are pelete din rumeguş) adică cu 9,7% mai mic. În general, pot fi folosite aceleaşi utilaje pentru peletizarea paielor şi a rumeguşului, dar trebuie acordată atenńie următoarelor particularităńi: paiele conńin mai puńină lignină (15% fańă de 25% în rumeguş), rezultând forńe mai mari de frecare la peletizarea paielor. Arderea agripeleńilor este ceva mai dificilă din cauza zgurificării focarelor şi a înfundării coşurilor de fum. Poluarea mediului este mai mare, deoarece conńinutul de cenuşă este de 5% (fańă de 0,5% în cazul rumeguşului) iar conńinuturile de azot, sulf, clor şi potasiu sunt mai mari datorită folosirii îngrăşămintelor chimice, a pesticidelor şi erbicidelor. [11]. HOTĂRÂRE nr. 349 din 21 aprilie 2005 privind depozitarea deşeurilor; [12]. Danciu A., ş.a - Analiza şi sinteza potenńialului de resurse de biomasă solidă agricolă şi forestieră la nivel nańional, regional şi zonal Referat INMA Bucureşti, 2007; [13]. Danciu A., ş.a - Determinarea caracteristicilor termofizico-chimice a tipurilor de biomasă solidă. Proiectarea echipamentelor pentru prelucrarea biomasei agricole şi forestiere în vederea obńinerii de peleńi şi agripeleńi - Referat INMA Bucureşti, 2008; [14]. Masa Rotunda Sursele regenerabile de energie, intre Directiva Europeana 77/2001 si realitate, 29 mai 2003, Camera de Comert si Industrie a Romaniei - Politica energetică a României în perioada Energie sigură, accesibilă şi curată pentru România; - Surse regenerabile de energie; Energie curată pentru România; cceei.energ.pub.ro - Strategia energetică ; - Surse regenerabile de energie; Consiliul mondial al Energiei. 92