Ekologiczne ciepło

Inżynier Jerzy Majchrzak, właściciel Jednostki Innowacyjno-Wdrożeniowej w Kicinie pod Poznaniem, po wielu latach pracy skonstruował piec do spalania mas organicznych o niezwykle oryginalnym przebiegu procesu spalania.

Powszechnie uważa się, że paliwo spalane w piecach, niezależnie od jego rodzaju, powinno być suche. Tymczasem w piecach skonstruowanych przez Jerzego Majchrzaka jest na odwrót: im paliwo bardziej nawilżone, tym lepiej. Dzięki temu można w nich spalać różnego rodzaju paliwo organiczne o wysokiej zawartości wody, nawet do 80%. Oprócz odpadów drewna, sprasowanej słomy z różnych roślin i innych paliw celulozowych, można w nich spalać także zużyte opony, tworzywa sztuczne, odpady mięsno- kostne, przeterminowane pestycydy i inne groźne chemikalia, i to bez zagrożenia dla środowiska. 

Proces spalania przebiega w trzech etapach. W pierwszym z masy organicznej powstaje tlenek węgla (C + 1/202 = CO), który w drugim etapie jest spalany do dwutlenku węgla (CO + 1/202 = C02). Na tym etapie zachodzi najważniejsza reakcja rozkład wody zawartej w paliwie (a właściwie już pary wodnej) na wodór i tlen. Powstały wodór spala się w trzecim etapie, wytwarzając bardzo wysoką temperaturę – do 1600°C. Ważny element całego procesu, rozkład wody na wodór i tlen (etap drugi), w normalnych warunkach, czyli pod ciśnieniem atmosferycznym, wymaga wysokiej temperatury –  rzędu 1400°C. Jeśli jednak obniży się ciśnienie, wówczas temperatura może być znacznie niższa. W piecu pana Majchrzaka zainstalowany jest wentylator osiowy, wytwarzający podciśnienie około 1000 hPa (-1 atm), co znacznie ułatwia rozkład pary wodnej.

Wysoka temperatura panująca w piecu powoduje całkowity rozpad spalanych mas organicznych na substancje proste. Sprawia również, że unieszkodliwiane są substancje toksyczne. Dzięki temu w piecach inż. Majchrzaka mogą być spalane również różne trujące odpady przemysłowe, komunalne i inne materiały zagrażające środowisku. Badania wykazały, że podczas spalania suchych odpadów zawierających chlor, wydzielał się on również w spalinach. Gdy odpady zostały nasączone wodą, wydzielanie chloru całkowicie zanikło.

Podczas spalania do popielnika wpadają niepalne pozostałości (często stopione wskutek wysokiej temperatury), a w powietrze ulatują czyste gazy, głównie dwutlenek węgla i para wodna, która powstaje w wyniku spalania wodoru (H2 + 1/202 = H20). Nawet gdy pali się opony czy plastik z komina wylatuje przejrzysty gaz, którego obecność można wychwycić jedynie pomiarem temperatury. Nie ma ani śladu czarnego dymu nad kominem, typowego dla palącej się gumy. Aby jednak proces spalania przebiegał prawidłowo, w spalanej masie musi być około 50% wody. Piec z pełnym wyposażeniem, z dodatkowym nadciśnieniowym wymiennikiem ciepła, umożliwia skraplanie spalin, które w ogóle nie wydobywają się na zewnątrz. Skroplone spaliny mogą być następnie wykorzystane do nawilżania kolejnej partii paliwa organicznego.

Te oryginalne piece stwarzają wielką szansę na oczyszczenie środowiska z „chemicznej padliny", czyli wszelkich pozostałości chemikaliów, a zwłaszcza pozostałości przeterminowanych pestycydów, zalegających w mogielnikach w całym kraju. Proces unieszkodliwiania niepotrzebnych środków ochrony roślin wymaga bowiem, aby były one poddane temperaturze 1200°C przez co najmniej kilka sekund. Korzystając z   tradycyjnych metod spalania, bardzo trudno jest uzyskać takie warunki. Zapewniający je piec inż. Majchrzaka może być więc doskonałym rozwiązaniem tego problemu.

Mimo tak rewelacyjnych cech te niezwykłe piece nie zyskały jeszcze należytego rozgłosu, choć sporo już ich pracuje. Ponad 100 piecy tego typu znalazło zastosowanie w suszarniach do drzewa, również pomysłu pana Majchrzaka, który konstruował swój piec z myślą o spalaniu mokrych trocin tartacznych. Kontenerowy kocioł wodny lub nagrzewnica powietrza zasilane trocinami o wilgotności 80% zużywają prawie dwuipółkrotnie mniej paliwa niż porównywalny tradycyjny piec suszarniczy, również spalający trociny.

W tym roku po raz pierwszy piec taki zastosowano do suszenia ziarna. Na nowe źródło energii zdecydował się pan Marian Radziński, właściciel dużego gospodarstwa koło Augustowa. Zagregatował on piec o mocy 2000 kW, kupiony od inż. Majchrzaka, ze starą suszarnią produkcji Rofamy Rogoźno. Paliwem były baloty słomy (o masie ok. 200 kg) i karpy drzewa nagromadzone z czyszczenia pól, wrzucane do pieca bez żadnej obróbki. Pan Radziński wysuszył tym agregatem 950 ton kukurydzy, 700 ton pszenicy i 400 ton rzepaku. Spalał przy tym na godzinę jeden balot słomy zamiast 450 kg węgla lub 250 kg oleju opałowego. Pieniądze, które wydałby na konwencjonalne paliwa, pozostały więc w gospodarstwie. Fakt, że piec pracuje na materiale zawilgoconym, powoduje, że do suszenia kukurydzy można również używać słomy kukurydzianej, jeśli się ma możliwości jej sprasowania. Tanie, niemal bezpłatne paliwo (słoma, odpadki drzewne) może sprawić, że w najbliższych latach tego typu piece zastosują inne suszarnie ziarna.