Úvod / Pôdohospodárstvo podľa tém / Obnoviteľné zdroje energie / Biomasa

Analýza poľnohospodárskej fytomasy ako paliva

12-10-2021
Ing. Štefan Pepich, PhD. | stefan.pepich@uksup.sk
ÚKSÚP Bratislava, pracovisko Rovinka

V palive vo forme fytomasy ktoré bolo analyzované počas riešenia výskumných úloh v TSÚP Rovinka, boli určované obsahy hlavných prvkov v %: uhlík celkový, síra celková, vodík celkový, dusík, chlór a kyslík vypočítaný.

Na určenie základných prvkov v palive bola použitá chromatografia, ktorá je fyzikálno chemická separačná metóda. Jej podstatou je rozdelenie zložiek zmesi medzi dvoma fázami: stacionárnou a mobilnou. Samotná separácia je dôsledkom rozdielnej afinity jednotlivých zložiek k týmto dvom fázam. Plynová chromatografia sa využíva ako rýchla a jednoduchá metóda najmä na kvalitatívne posúdenie zloženia zmesí, sledovanie priebehu reakcií a porovnávanie štandardov.  Analýza paliva sa uskutočnila pomocou plynového chromatografu CHROM S 2100 (obr. 1).

Obr. 1: Plynový chromatograf CHROM  S 2100

Obr. 1

Pri analýze paliva bol zisťovaný percentuálny obsah hlavných prvkov:

  • uhlík celkový Ct
  • síra celková  St
  • vodík celkový Ht
  • dusík N
  • kyslík vypočítaný Od
  • chlór  Cl

Okrem základných prvkov bol v palive určený obsah ťažkých kovov v mg.kg-1:

  • ortuť Hg
  • kadmium Cd
  • chróm  Cr
  • olovo  Pb
  • zinok  Zn
  • arzén  As
  • meď  Cu
  • nikel  Ni

Ako palivo bola analyzovaná nasledovná fytomasa:

  • slama pšeničná
  • slama repková
  • slama kukuričná
  • slama jačmenná
  • kukuričné vretená

Obsah základných prvkov v palive je uvedený v tabuľke 1.

Tabuľka 1: Obsah hlavných prvkov v palive

Tabuľka 1

Obsah hlavných prvkov v sledovanej fytomase sa líšil len minimálne a bol maximálne vyšší:

  • pri síre 3,2 krát (0,05 – 0,16) čo predstavuje rozdiel 0,11 % obsahu paliva,
  • pri uhlíku 1,08 krát (46,6 – 50,3) čo je rozdiel 3,7 %
  • pri vodíku 1,1 krát (5,35 – 5,83) čo je rozdiel 0,48 %,
  • pri dusíku 1,5 krát (0,58 – 0,89) čo je rozdiel 0,31 %
  • pri kyslíku 1,1 krát (39,92 – 44,70) čo je rozdiel 4,78 %,
  • pri chlóre 12,7 krát (0,2 – 2,53) čo je rozdiel  2,33 %,

Možno konštatovať, že až na obsah chlóru v palive z fytomasy je obsah ostatných hlavných prvkov veľmi podobný len s malými odchýlkami. Obsah prvkov v sledovaných fytopalívách je graficky znázornený na obr. 2 pre každé palivo samostatne a na obr. 3 sú znázornené priemerné hodnoty obsahu základných prvkov v sledovaných fytopalivách.

Obr. 2: Podiel hlavných prvkov v palivách v %

Obr. 2

Obr. 3: Podiel hlavných prvkov v % vo fytopalivách – priemerné hodnoty

Obr. 3

Obsah ťažkých kovov v mg.kg-1 je uvedený v tabuľke 2. a je graficky znázornené na obr. 4.

Tabuľka 2: Obsah ťažkých kovov v palive

Tabuľka 2

Obr. 4: Obsah ťažkých kovov v sledovanom palive v mg.kg-1

Obr. 4

Pre malý obsah prvkov ortuť a kadmium ich priebeh na grafickom znázornení nie je zreteľný nakoľko sa blíži k x- ovej osi.

Zo všetkých prvkov má väčší podiel vo všetkých palivách z fytomasy len zinok. Zvýšený obsah zinku bol zaznamenaný pri jačmennej (25,7 %) a kukuričnej (23 %) slame, naopak znížený pri repkovej (12,9 %) a pšeničnej (12,9 %) slame.  Všetky prvky obsiahnuté v palive neprekročili  najnižšie  povolené limity.