Топливные гранулы пеллеты — полный обзор свойств энергоносителя

Топливные пеллеты и чем они удобны? На всех производствах, использующих природное сырьё, решение проблемы переработки отходов является актуальной темой. В ряду таких промышленных отраслей стоит деревообработка. Производство мебели, строительных материалов, а изначально лесозаготовки производят большое количество материала не подходящего для прямого назначения.

Ненужная древесина скапливаясь, занимает территории, гниёт, залежи отходов создают пожарную опасность.

Сырьё для производства

Сырьём для производства гранул могут быть торф, балансовая (некачественная) древесина и древесные отходы: кора, опилки, щепа и другие отходы лесозаготовки, а также отходы сельского хозяйства: отходы кукурузы, солома, отходы крупяного производства, лузга подсолнечника, куриный помёт и т. д.

В чем удобство?

Использовать её как топливо в таком состоянии не представляется возможным по причинам неудобства доставки. Сучки занимают большой объём, но по количеству материала помещается мало в транспорт. Опилки рассыпаются под действием ветра и горят они плохо.

Удобство состоит в том, что переработка данного материала в необходимый формат позволит добиться хороших результатов в использовании отходов деревообрабатывающей промышленности.

Технология производства топливных пеллет решает с успехом большую часть данной проблемы.

Суть вопроса значения производства топлива из отходов

Как топливо, отходы из древесины легче всего применять после переработки их в более удобную форму. Топливные пеллеты представляют собой сформированные гранулы. Они имеют небольшую по размерам форму, диаметром 10-15 мм и в длину составляет до 50 мм. При формировке в состав не добавляются искусственные вредные вещества. Пыль на поверхности материала не образуется. На выходе получается настолько плотный материал, что имеет способность тонуть в воде.

Перевозить его можно автомобильным транспортом и железнодорожным путём. Грузить его удобно. Занимают гранулы мало места, но перевозятся в большом объёме.

Материалы

Для производства подходят:

• Отходы при лесозаготовках. Сучки и ветки, вершинки, сухостой испорченный короедом, мелкая растительность, вырубаемая для очистки заимки.
• Подходит кора, обзольные части, комлевая обрезка при производстве пиломатериалов для строительства.
• Не используемые части древесины идущей на изготовление беловых товаров.
• Как дополнение к массе используется лузга семечек, отходы торфяной промышленности, отходы переработки на семя кукурузы, сосновых и еловых шишек, подсолнечника.
• Природный торф как самостоятельное сырьё для изготовления пеллет.

Важно! В любом составе необходимо присутствие материала хвойных пород, ввиду наличия смолы в древесине. Она является основным склеивающим веществом для выработки гранул.

Производство пеллет имеет большое значение для поддержания на хорошем уровне экологической обстановки. Освобождаются участки лесонасаждений для восполнения их запасов. Снижается уровень угрозы возникновения пожаров по вине скопления валежника.

Свойства пеллет

Поскольку пеллеты являются продуктом лесопереработки, они обладают теми же потребительскими качествами, что и дрова — это экологически чистое топливо из возобновляемых ресурсов с невысокой стоимостью. К безусловным преимуществам гранул в сравнении с древесиной можно отнести:

1. 1. Чистота сгорания. Древесина выделяет большее количество несгоревших частиц.
2. 2. Эффективность. В пересчёте на массу гранулы дают при сгорании значительно больше тепла, чем дрова.
3. 3. Удобство в транспортировке. Благодаря высокой плотности и сыпучести топлива оно требует меньше транспортных объёмов и легко стандартизируется в фасовке.
4. 4. Пригодность для автоматизации. Это касается как подачи топлива в печь, так и своевременного начала и прерывания процесса. Большинство современных пеллетных печей — полностью программируемые системы, в которых сжигание полностью контролируется в соответствии с заданными параметрами.

Однако изготовление гранул требует высокого уровня производственной культуры и контроля качества. Это связано не только с удовлетворением желания потребителей получать только лучшее топливо, но и для безопасности всего процесса использования пеллет в энергетических целях.

Например, разрушение гранул может привести к взрывам пыли при обработке и транспортировке большого количества топлива из биомассы.

Содержание мелких частиц в объёме гранул связано их механической прочностью, которая, в свою очередь, зависит от множества факторов. Поэтому производители должны придерживаться строгих спецификаций в отношении таких важных характеристик, как прочность и содержание мелких частиц, теплотворная способность и зольность. Отклонения этих параметров могут влиять на качество выбросов при сжигании и долговечность сжигающих установок.

Технология изготовления пеллет своими руками

Производство тепловых гранул

Процесс производства пеллет из древесины можно условно разделить на промышленное и кустарное изготовление.

Фабричное производство

Технологический процесс выпуска топливных гранул в заводских условиях заключается в нескольких этапах с использованием специальных станков:

• Сырьё поступает в измельчитель крупных частей для получения щепы.
• Данный материал в сушильной камере, под действием горячего воздуха, освобождается от лишней влаги. В норме необходимо добиться 10% насыщения влагой для дальнейшего производства.
• Подсушенная масса поступает в аппарат для измельчения её в древесную муку.
• Помол древесины доставляется в прессовочный агрегат. Он представляет собой механизм, состоящий из двух барабанов вращающихся в разных направлениях с перфорированными стенками и прессовочного вала, который выдавливает содержимое камеры через отверстия стенок. Весь процесс получения качественного материала происходит под действием высокой температуры, достигающей значений 3000С. Такая температура необходима для выделения из сырья смолы лингина. Она производит склеивание состава.
• Полученные гранулы на следующем этапе проходят процесс охлаждения при помощи холодного воздуха. Сопутствующим образом этот воздушный поток очищает материал от несвязанной древесной муки и направляет её на повторную переработку. Гранулы в своей массе получаются чистыми предметами.
• Завершающим этапом производства топливных пеллет является их упаковка в герметичную полиэтиленовую упаковку.

Самостоятельное производство

Древесные гранулы своими руками можно получать посредством двух станков:

• Преобразователя крупных частей дерева в опилки.
• Прессовочного станка. Он состоит из тяжёлого вала, имеющего на концах зубчатые шестерни и прессовочной камеры. В её основании располагается перфорированный лист металла. Вал в движение приводится посредством электрического двигателя. Шестерни при вращении дополнительно измельчают сырьё. Под давлением через перфорированный лист выдавливается материал в виде гранул. Трение, производимое шестернями по опилкам, вызывает нагревание древесины и выделение смолы для склеивания субстанции.

Эффективность пеллет как вида топлива

Характеристики пеллет из древесины имеют показатели:

• Выделяемая энергия при сгорании — 17 216 кДж/кг
• Зольность – не более 5% (У ООО «ФРП» не более 0,37%);
• Длина – от 5 до 40 мм;
• Плотность пеллет 1200-1400 кг/м3;
• Насыпная плотность продукта для транспортировки и хранения составляет 650 кг/м3;

Где используют древесные гранулы

Основным направлением применения пеллет остаётся получение тепловой энергии при их сгорании. КПД при этом у данного материала больше чем у каменного угля и природного газа и составляет 95%. Даже остающаяся зола идёт для снижения кислотности почвы в сельском хозяйстве. Это свойство применяется для отопления помещений и нагрева воды в твёрдотопливных бойлерах.

Для автоматизации процесса поступления очередной порции гранул в камеру сгорания, производятся специальные пеллетные котлы. Принцип его работы основан на постоянной подаче топлива из накопительного бункера в камеру сгорания посредством вращающегося шнека. Скорость вращения рассчитана по времени сгорания порции в камере. Такой механизм необходим при организации отопления помещения как непрерывного процесса.

Гранулы из древесной муки используются не только для тепла. Они обладают высокой способностью к абсорбции жидких сред. Поэтому их применяют в других отраслях:

• В животноводстве, как экологически чистый подстилочный материал.
• В производстве топлива как абсорбент.
• Для ликвидации ЧС для сбора загрязняющих веществ.
• Для наполнителя фильтров очистки газа от серы.
• Для топлива мангалов.
• Как наполнитель кошачьих туалетов.

Фасовка и упаковка

Фасовка и упаковка топливных гранул зависит от того, какую систему хранения обеспечит им потребитель.

• в свободном виде – насыпью.
• в мешках биг – бэг, от 500 до 1200 кг;
• в мелкой расфасовке – от 10 до 15 кг.

Цена на пеллеты напрямую зависит от их качества и фасовки. Чем меньше упаковка, тем больше стоимость на топливные гранулы соответственно.

Заключение

Гранулы, произведённые из древесины, являются частью углеродного обмена в природной среде. При сгорании пеллет выделяется количество CO равное поглощённому объёму. Равное количество углекислоты выделяется при полном разложении древесины. Изготавливаются они из сырья, относящегося к возобновляемым источникам углеродного топлива.

ТОП 9 магазинов, где я выгодно закупаюсь

ТОП 7 по товарам и мебели для дома:

7 лучших строительных и мебельных магазинов!

Производство

В США в начале 2008 года производством топливных гранул заняты более 80 компаний. Они производят около 1,1 млн тонн гранул в год. В 2008 году в США было продано около 2 млн тонн гранул. Более 600 тыс. зданий обогреваются гранулами. Более 20 компаний производят котлы, печи, горелки и др. оборудование для сжигания гранул.

В Финляндии в 2005 году домашний сектор потребил 70 тыс. тонн гранул. Биотопливом обогревались около 7 тыс. зданий. «Дорожная Карта — 2010» в Финляндии планирует производство к 2010 году 1,1 млн тонн гранул.

В 2005 году из Канады было экспортировано 582,5 тыс. тонн гранул. Всего в Канаде в 2008 году было произведено около 1,3 млн тонн. Заводы по производству гранул располагаются главным образом на побережье. Заводы, расположенные на западном побережье Канады, производят гранулы из мягких сортов древесины: ель, сосна. Заводы восточного побережья производят гранулы из твёрдых сортов: дуб, клен, вишня и др.

Все гранулы, получаемые в Северной Америке, производятся из высушенных остатков отходов лесоперерабатывающего производства: древесные опилки, стружка, щепа. Всего два завода добавляют в гранулы древесную кору.

Крупнейшие производители в странах Евросоюза в 2008 году: Швеция — 1,7 млн тонн, Германия — 900 тысяч тонн, Австрия — 800 тысяч тонн.

Латвия активно развивает производство биотоплива. В частности, в августе 2012 года был запущен самый крупный в стране завод мощностью 175—200 тыс. тонн пеллет в год.

Во всём мире производство топливных гранул в 2008 г. составило 8‑10 миллионов тонн.

В 2009 году в Европе насчитывалось приблизительно 650 заводов по выпуску топливных древесных гранул, которые произвели более 10 млн тонн этой продукции.

В 2011 году в Европе было произведено около 15 млн тонн пеллет. На конец 2013 года мировой объем потребления пеллет составляет около 22,5 млн тонн.

Россия

В России в 2008 году было произведено 500‑600 тысяч тонн пеллет, производство топливных гранул налажено на 150 предприятиях в разных регионах страны.

В 2009 году произведено около 960 тысяч тонн топливных пеллет. Внутри страны было использовано около 260 тысяч тонн.

В 2010 году в России было выпущено порядка 1 млн тонн гранул из древесины и лузги. Большая их часть была экспортирована в Европу. При этом если древесные гранулы в основном покупают скандинавские страны, а также центральная и северная Европа, то российские топливные гранулы из лузги закупают только Великобритания и Польша. Пеллеты, произведенные на Дальнем Востоке, экспортируются в Южную Корею и Японию.

Согласно оценкам ООН, в России ежегодный объём производства топливных гранул в 2011 г. составлял 750 тыс. тонн, из которых 600 тыс. тонн экспортировалось.

В 2011 году ОАО «Выборгская целлюлоза» (пос. Советский, Ленинградская область) запустила крупнейший в мире завод по производству древесных пеллет. Объём производства предприятия должен составить 1 миллион тонн топливных гранул в год. В 2012 на предприятии было произведено 500 тысяч тонн гранул.

Российский рынок топливных гранул (пеллет) в 2015 году продемонстрировал стабильный рост объемов производства и экспорта продукции, увеличившись на 100 000 т/год. Данная тенденция сохраняется на пеллетном рынке, несмотря на ряд кризисных явлений в экономике. Большинство российских компаний, занимающихся экспортом продукции в 2015 г. не испытывало проблем со сбытом, несмотря на теплую зиму в Европе. Это связано с наличием долгосрочных контрактов у тех производителей, которые работают на рынке в течение последних нескольких лет. В то же время в связи с девальвацией рубля, относительно евро, в экспорте древесных топливных гранул в 2015 г. стали участвовать те компании, которым ранее с логистической точки зрения было невыгодно продавать свою продукцию за рубеж. Во второй половине 2015 г. в экспорте продукции участвовало 157 российских производителей гранул. Отечественные производители активно получают европейские сертификаты EN plus и SPB и выходят на новые рынки..

Планы, прогнозы, перспективы

В начале лета 2010 года Университет Wageningen представил исследование в области биотоплива. В ближайшие 25 лет, согласно исследованию, спрос на древесные гранулы увеличится в Европе до 200 млн тонн в год. Через порт Роттердама будет проходить 13-20 млн тонн гранул в год. В июле 2010 г.администрация порта Роттердам объявила о совместном проекте с англо-голландской энергетической биржей APX-ENDEX по созданию биржи биотоплива.

К 2020 году Китай намеревается производить 50 млн тонн гранул ежегодно.

Великобритания планировала к 2010 году довести потребление топливных гранул до 600 тыс. тонн. Ожидается, что в 2014 году объем производства пеллет в Австрии составит более миллиона тонн, а к 2020 г. правительство страны планирует увеличить потребление пеллет в два раза.

В 2010 году холдинг «Русские лесные пеллеты» объявил о планах строительства производств по выпуску древесных топливных гранул в 13 субъектах России общей мощностью более 2,5 млн тонн пеллет.

В 2012 году ООО «Группа компаний «Русский биоуголь» объявила о программе строительства 52 заводов в России суммарной мощностью до 10 миллионов тонн топливных гранул в год, в частности 9 заводов торрефицированных пеллет компания собирается построить в Подмосковье.

В начале 2016 г. крупнейший немецкий производитель пеллет — German Pellets объявил о банкротстве. В 2014 году немецкая фирма создала российскую «дочку» — «Джерман Пеллетс Нижний Новгород» и анонсировала строительство пеллетного завода на территории Нижегородской области мощностью 500 000 т/г, однако планы не были реализованы.

Технологический процесс изготовления гранул

Крупное дробление. Для перетирки опилок в муку применяются дробильные машины. Затем материал подвергается сушке до достижения 10% влажности, для чего используются специальные барабаны.

Второе измельчение. Молотковые мельницы измельчают сырье до максимального размера в 6 мм.

Сушка полученного материала производится до достижения 8-10% влажности в сушилках барабанного или ленточного типа.

Прессование. Сырье нагревается до 120 °С и подвергается давлению специального пресса-гранулятора. Обычно этот станок использует несколько видов матриц:

• цилиндрическую;
• плоскую;
• роликовую;
• шнековую.

Такой миниатюрный пресс-гранулятор обладает производительностью до 250 кг/час. 

Охлаждение. Этот процесс выполняется при необходимости.

Расфасовка. Согласно расчетам, чтобы получить одну тонну гранул, требуется иметь 2,5 м³ древесных опилок. Бытовые пеллеты фасуются в мешки с максимальной массой 30 кг. Такая упаковка с промышленными гранулами может весить до 1000 кг. 

Небольшая линия, которая основывается на ОГМ-1,5, стоит примерно 55000$. Цена индустриального оборудования будет намного выше. В этом случае на первое место ставится производительность:

• 700 кг/ч – 132000$;
• 2000 кг/ч – 196 000$.

Теплотворность пеллетов и других видов топлива

:

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...

Читайте также:

Как сделать тепловой насос типа вода-вод... Какой обогреватель лучше для гаража — ин... Как правильно пользоваться накопительным... Что лучше конвектор или тепловентилятор:...