Пеллеты: производство и применение топливных гранул

Пеллеты – это один из видов биотоплива. Его производят из древесных отходов, отходов сельского хозяйства, а также торфа. Топливные гранулы представляют собой небольшие цилиндры определенных размеров.

История возникновения

Производство пеллет началось в 1947 году в США. Рудольф Гуннерман впервые прибегнул к прессованию древесных отходов для экономии расходов их транспортировке. Идея их сжигания появилась несколько позже и сразу же стала популярной в Европе для использования при отоплении помещений.

Топливные брикетыПервооткрывательницей стала Швеция, где в середине 80-х годов начали активно использовать и производить топливные гранулы, откуда данное производство быстро распространилось по всей Европе. На сегодняшний день предприятия по производству пеллет располагают в непосредственной близости с деревообрабатывающими и лесозаготовительными производствами и работают они круглосуточно и круглогодично.

Сырьем для производства топливных гранул являются отходы лесозаготовки, такие как щепа, опилки или кора, а также отходы крупяного производства и сельского хозяйства, такие как солома, отходы кукурузы и лузга подсолнечника.

Процесс производства

Для производства древесных гранул сырье изначально измельчается в специализированной дробилке. Сначала происходит крупное дробление до размеров не более 25х25х2 мм. Оно позволяет подготовить сырье для сушки и дальнейшего более мелкого дробления. Для того чтобы избежать смешивания с камнями или песком влажные отходы деревообрабатывающего производства хранят на бетонном полу площадок, откуда оно при помощи скребкового устройства оператором подается для сушки в специализированную систему.

Экологичное топливоДревесные отходы влажности более 15% плохо поддаются прессовке, особенно прессами, которые оснащены круглыми матрицами. Помимо всего прочего, котлами не могут быть использованы гранулы с повышенной влажностью. Влажность сырья перед прессованием должна составлять менее 12%, а для качественного сырья этот параметр должен составлять 10%. Сушилки, которые применяются для сушки, бывают ленточного и барабанного типа. Тип сушилки зависит от требований к качеству производимого продукта, а также от вида первоначального сырья.

Затем происходит мелкое дробление. Размер частиц на выходе не более 1,5 мм. Для измельчения опилок, щепы или волокнистой древесной стружки используются молотковые мельницы.

Сырье, влажность которого ниже 8% также не пригодно, так как оно плохо склеивается во время прессования. Для этого в смесительной емкости устанавливается специализированное устройство дозирования воды. Лучшим вариантом являются шнековые смесители, которые могу добавлять как воду, так и пар. Добавление горячего пара используется в случае прессования твердых сортов древесины, а также в случае, если сырье некачественное и залежалое. В других случаях достаточно добавлять воду.

Производство пеллетПроизводство топливных гранул

Следующим этапом является прессование, которое происходит на прессах оснащенных цилиндрической или плоской матрицей, после которого для получения конечного продукта высокого качества осуществляется охлаждение. После чего пеллеты просеиваются и упаковываются.

Преимущества

По сравнению со щепой или дровами, пелетты имеют значительно большую теплотворную способность. Это экологически чистое топливо, содержание золы в котором не превышает 3%. При сжигании топливных гранул в атмосферу поступает такое количество углекислого газа, которое было поглощено растением в то время, пока оно росло, а это практически в 15 раз меньше, чем при сжигании древесного угля.

Преимущества топливных гранулТопливная гранула выделяет значительно больше тепла при сгорании, чем щепа или опилки. Коэффициент полезного действия котельных за счет этого значительно выше. Этому топливу не свойственно самовоспламенение, а также оно не содержит спор и различной пыли, которые могут вызвать у человека аллергическую реакцию.

Качество

Вид и качество пеллет зависят от технологии производства, а также вида сырья, из которого они изготовлены. Пеллеты темного цвета содержат в составе большое количество древесной коры, светлых цветов – окоренную древесину. Если при сушке гранулы немного подгорают в процессе производства, то их цвет изменяется на серый. Однако это практически не сказывается на потребительских качествах пеллет, а может только привести к пониженной прочности и как следствия истираемости, которая проявляется образованием мелкой пыли при перевозке из-за трения гранул между собой.

Проверка качества топливных гранулСуществуют различные стандарты производства пеллет, в зависимости от страны – изготовителя. Вообще пеллеты бывают двух сортов. Сорт «Премиум» не допускает содержания в составе более 1% золы, а «Стандарт» — более 3%. Подавляющее большинство производств в США выпускают пеллеты класса «Премиум». Их можно использовать для отопления любых видов зданий. В сорте «Стандарт» больший объем сельскохозяйственных отходов или коры деревьев в составе.

Международными стандартами закреплены размеры пеллеты, а также плотность, влажность и содержание пыли в гранулах.

Диаметр и длина гранулы, закрепленная стандартами, в каждой из стран может значительно отличатся. В Германии приняты такие стандарты, при которых диаметр пеллеты не должен превышать 10мм, а длина 5 см. В России нет установленных стандартов, поэтому производители чаще всего опираются на немецкие.

Применение

Белые и серые пеллеты применяются для отопления жилых домов. Их можно сжигать не только в гранульных котлах, но также печах и каминах. Гранулы темного цвета, в состав которых входит значительно большее количество коры, обычно используют в котлах большей мощности для получения тепла для промышленных предприятий и населенных пунктов. Такие пеллеты большего диаметра продаются партиями по две – три тонны.

Загрузка пеллетов в экологичный домСпрос на это биотопливо растет с каждым годом пропорционально увеличению цены на нефть и газ. В странах Европы в которых рынок альтернативной энергетики значительно развит, 2\3 жилых домов отапливаются при помощи пеллетных гранул. Помимо всех прочих достоинств, такое широкое распространение обусловлено высокой экологичностью этого топлива. Благодаря использованию новейших технологий сжигания, количество выбросов органических компонентов и вредных веществ значительно ниже, чем при использовании других видов топлива.

Пеллетные котлы

Камера сгорания пеллетных котлов достаточно небольших размеров, так как теплосъем происходит в конвективной многоходовой части. В результате особенностей конструкции таких котлов, температура газов которые выходят составляет менее 200 градусов. По сравнению с другими твердотопливными котлами в таких котлах более высокий КПД при сгорании пеллет.

Пеллетные котлы очень популярны в Европе благодаря неоспоримым преимуществам.  Использование таких котлов позволяет быть независимыми от тарифных ставок. Экономичность, экологичность и максимальная автоматизация при работе тоже являются немаловажными преимуществами этого оборудования и топлива. Также немаловажным фактором является то, что срок эксплуатации данных котлов более 20 лет.

Пеллетные котлы программируются на определенный режим работы и поддержание необходимой температуры. Высокий уровень автоматизации позволяет работать котлу более 7 суток без участия человека – топливо из бункера подается автоматически, по мере необходимости. Котлы на пеллетах не нуждаются в специализированном обслуживании. Чистка пеллетного котла от золы необходима не чаще, чем 1 раз в месяц.

Гранульные котлы, которые устанавливаются в коттеджах, обычно имеют мощность от 15 до 500 кВт. Некоторые из модификаций пеллетных котлов могут иметь дополнительный контур горячего водоснабжения.

Такая система отопления полностью взрыво- и пожаробезопасна. Благодаря высокому КПД, низкой стоимостью топлива, отсутствию необходимости затрат на обслуживание, данный вид  отопления очень экономичен и затраты на него намного меньше, чем при использовании другого вида отопления помещений, что соизмеримо по экономии с солнечными батареями.