Виды топливных пеллетов (древесных гранул), технология производства

Применение

Являясь, по сути, средством розжига и поддержания горения в домашних и производственных печах, они нашли применение еще в нескольких областях, о чем и нужно подробнее рассказать.

Домашние печи и камины

В этом нового ничего нет – это их основное назначение. Используются они в твердотопливных котлах. Отлично поддерживают горение не хуже классического угля или дров. Но в последние годы, пеллеты стали пользоваться большим спросом у счастливых обладателей домашних каминов. Согласитесь неудобно хранить в комнате вязанку дров, чтобы по необходимости подбросить несколько головешек.

А сколько времени и сил занимает заготовка? А если вы пользуетесь загородным домом только в выходные, то нужно обеспечить их хранение. В таком случае мешок с пеллетами, удобно помещающийся в любой кладовке, будет как нельзя кстати.

Но здесь есть некоторые рекомендации к применению. Решив использовать их в качестве топлива для камина, нужно будет заменить стандартный колосник, на вариант с меньшими отверстиями, чтобы пеллеты не проваливались через них. Также рекомендуется отрегулировать подающийся для поддержки огня воздух, убавив его немного. В таком случае они будут дольше гореть, и быстрее согреют помещение.

Применение в походных условиях

В этой области они также стали часто использоваться. Легкое и удобное топливо для пикников. Чтобы не искать сухие палки в лесу для розжига костра, перед приготовлением ужина, можно использовать пеллеты. Одна закладка, будет гореть в течение полутора часов, чего вполне хватит, чтобы сварить суп или пожарить барбекю.

Чистота домашних питомцев

Когда пеллеты только появились на рынке, никто и не думал, что они найдут широкое применение в этой области. Предприимчивые люди, почувствовав возможность заработка, стали фасовать их в мешки, с названием «Наполнитель для туалета». Его стали использовать как адсорбент в кошачьих лотках, клетках грызунов и других животных. Нужно сказать, что друзья человека на «ура» приняли такое новшество. И В сети можно найти массу положительных откликов на эту тему.

Чем он заинтересовал владельцев домашних питомцев?

1. Пористость, позволяет впитывать в себя не только влагу, но и надежно «запирать» на замок запахи.
2. При использовании нет грязи и пыли, все просто и легко убрать, смыв их в унитаз.
3. Экологическая составляющая и материалы производства, придают пеллетам ненавязчивый запах хвои.
4. Безопасность как по отношению к человеку, так и к домашним животным. Не вызывает аллергии и не прилипает к лапкам, благодаря чему, не разносится по дому.
5. Не разлагается, и лоток просто почистить перед сменой.

Можно добавить, что пеллеты составили хорошую конкуренцию основным видам наполнителей для туалета, потеснив их с высокой строчки в рейтинге потребления.

Хороший абсорбент

Многие дилерские центры и просто большие автомастерские, приобретают его для своих нужд. Но не в качестве топлива, а в профилактических целях. Не имея большой разницы с опилками, пеллеты позволяют отлично справляться с масляными, пятнами убирая их до малейшей капли.

1 История гранулированного топлива

Сжигание дров для отопления и приготовления пищи старо как человеческая цивилизация. И даже сегодня в этих целях потребляется более половины древесины, заготовленной в мире. Но лесные ресурсы на планете не безграничны, дровяное отопление имеет немало недостатков, главный из которых — неудобства, связанные с управлением сжиганием.

Как только цены на нефть восстановились, интерес к гранулам пропал, но ненадолго. На рубеже XX—XXI вв. некоторые страны политическими решениями стимулировали изготовление пеллет из древесных гранул как контрмеру против глобального потепления и изменений в климате. Понимание того, что альтернативные источники необходимы для уменьшения зависимости от ископаемого топлива и снижения количества выделяемых в атмосферу парниковых газов привело снова к повышению интереса к технологиям брикетирования и гранулирования биомассы.

Изготовление гранул более требовательно к качеству биомассы в сравнении с брикетированием, но пеллеты обладают рядом очень важных преимуществ. Главное из них — стандартизированный небольшой размер, благодаря которому гранулы можно транспортировать даже вакуумными насосами и без труда организовывать автоматическую подачу в топки котельных установок. Удобство использования их в промышленных целях и обусловило взрывной рост пеллетного производства в XXI веке.

1 Характеристика пеллет

Из-за дороговизны и по многим другим причинам уголь и дрова стали не всем доступны, поэтому владельцы частных домов находят альтернативные виды топлива. Для переработки используются древесные и сельскохозяйственные отходы. Они горят немного хуже, но тепло отдают хорошо. После обработки и прессовки натурального сырья получают гранулы и брикеты.

Пеллеты представляют собой топливные гранулы, изготовленные из древесных отходов, а также из остатков сельскохозяйственных продуктов:

• солома;
• лузга гречихи, подсолнуха, кукурузы;
• птичий помет.

Технология производства очень простая, поскольку не нужно применять никаких связующих компонентов. После переработки получается биологически чистое топливо и к тому же безопасное. Пеллеты могут быть разными, ведь для получения гранул используется разный вид сырья. Делят такую продукцию на три категории:

Белые гранулы считаются наилучшим топливом. Оно отличается высоким качеством и ценой. Свое название гранулы получили из-за характерного белого или светло-желтого цвета

Однако цвет пеллет не имеет значения, ведь самое важное свойство — зольность. После их сгорания золы остается всего 0,5% от общего объема массы

Котел после горения чистится крайне редко;
Серые содержат небольшой процент коры, хвои и прочих примесей. Их зольность не должна превышать 1,5% после сгорания топлива;
Темные, или промышленные, производят с применением соломы или жмыха с добавлением древесных отходов. Зольность у такого варианта выше, чем у других пеллет, но она не превышает 5%.

Белые и серые пеллеты почти всегда используются для автономного отопления. Среди основных характеристик:

• плотность примерно 600 кг/м3;
• диаметр не превышает 6−8 мм;
• выделяемое количество тепла в пределах 4,7 кВт/ч.

Для использования пеллет в промышленных целях также необходимо наличие специальных агрегатов для сжигания. Однако они имеют другую структуру и большие объемы. Считается, что любой из видов можно засыпать в твердотопливные котлы на стадии тления. Обычно их добавляют, когда печь уже разогрета.

Основные параметры пеллеты

Пеллеты для отопления это гранулы белого или оттенков коричневого цвета, длиной от 10,00 до 30,00 мм, диаметром 6,00 и 8,00 мм, реже встречается топливо диаметром 10,00 мм, предельный диаметр гранул 25,00 мм. Потемнение пеллет связано с присутствием в структуре материала различных несгораемых остатков (пыли, земли, ряда других).

Главными параметрами пеллет являются:

• зольность (чем ниже, тем лучше и меньше золы, так котел придется чистить гораздо реже);
• влажность;
• теплотворная способность (ENPlus-A1 – 18,0 Мдж/кг, ENPlus-A2 – 18,0 Мдж /кг, EN-B – 15,0 МДж/кг).
• общая длина;
• степень плотности;
• диаметр;
• насыпная масса;
• класс истираемости.

Где применяется

Основным назначением топливных гранул является розжиг и поддержание тепла. Их области применения различны — от промышленных котелен до домашних очагов.

• Гранулы применяют в твердотопливных котлах. Горение при этом ничем не отличается от горения угля или дров. Кроме этого, топливо также используют в домашних печах и каминах. При втором варианте рекомендуется уменьшить подачу воздуха и заменить стандартный колосник на колосник с меньшими отверстиями. Топить пеллетами намного проще, чем древесиной.
• Топливо используют в походе и на пикнике. Чтобы не искать веток для розжига костра, стоит забросить только одну закладку гранул. Этой закладки хватит надолго и компания будет обеспечена теплом таким же, как от дров. Покупать такое сырье выгодно, и удобнее, чем искать в лесу сухие ветки для розжига костра.
• Гранулы как наполнители туалетов для домашних питомцев. Развитие этой отрасли произошло из-за того, что пеллеты способны впитывать в себя не только жидкости за счёт своей плотности и при этом не разлагаться, но и неприятные запахи. Гранулы не требуют трудоемкой уборки и не вызывают аллергии, как у людей, так и у четвероногих любимцев.
• Большинство автомастерских прибегают к использованию пеллет для своих нужд в виде профилактики. Они мало отличаются от опила, и помогают без труда удалить масляные пятна.

Условия хранения и использования

При покупке крупной партии пеллет необходимо позаботиться о месте их складирования. При хранении внутри помещения их нельзя размещать рядом с открытыми источниками огня. Также надо оградить материал от злейшего врага — сырости.

Как хранить пеллеты, если места в доме нет? Закрытые мешки/пакеты допустимо сложить на улице под навес. Однако такой вариант нежелателен — при дожде риск намокания упаковки и безвозвратной порчи горючего возрастает.

Несколько слов о том, как правильно топить пеллетами твердотопливный котел. Для этого требуется горелка, которую можно купить отдельно и установить на котел буквально в течение получаса. Эксплуатация такого тандема предельно проста — пользователю потребуется время от времени наполнять бункер свежими пеллетами и вычищать золу. Температурный баланс контролируется при помощи пульта управления.

Классификация пеллет

По своему сорту пеллеты делятся на 3 вида:

1. Индустриальные пеллеты. Гранулы серо-коричневого оттенка. В них содержится примерно 0,7 массовой доли золы из-за того, что древесина, являющаяся материалом для изготовления этого вида пеллет, не подверглась окорке. Другими словами, в таких древесных пеллетах содержится большое количество коры. Из-за высокого содержания коры, не все котлы могут работать с таким топливом, это приводит к их поломке. Но их плюс заключается в стоимости: индустриальные пеллеты стоят меньше пеллет высшего качества примерно на половину сумму. И если у человека стоит котёл, который справляется с таким видом гранул, то без проблем можно пользоваться ими. Однако чистка котла благодаря такому топливо будет проходить чаще.
2. Агропеллеты. Цвет такого топлива варьируется от серого до темно-серого. Цвет зависит от материала, из которого изготовлены пеллеты. Часто можно встретить пеллеты из опилок. Данный вид, как правило, получают из отходов сельскохозяйственных культур, например соломы, сена, листьев и другого. Поэтому, иногда такого рода топливо называют пеллетами из соломы или пеллетами из листьев. Этот вид топлива является самым дешевым, так как при сгорании выпадает огромное количество золы, даже больше чем при горении индустриальных гранул. Их применяют обычно на больших тепловых электростанциях, требуется регулярное очищение от шлаков. Однако такой вид топлива вызывает ряд проблем: самую высокую зольность и проблему транспортировки, из-за этого агропеллеты стоят дешевле остальных пеллет. Во время перевозки половина гранул рассыпается на пыль из-за своей мягкости. А, как известно, такая пыль уже не послужит материалом для котлов – котлы засорятся еще больше. Поэтому, чтобы использовать данный вид топлива, лучшим вариантом будет находиться недалеко от самого места производства агропеллет.
3. Белые пеллеты. По названию понятно, что гранулы такого класса отличаются своим слегка серым, желтова-то белым или полностью белым цветом. Имеют свой приятный запах — запах свежей древесины. Такие пеллеты стоят дорого, так как их зольность ниже всего и составляет примерно 0,5%. Если использовать такое топливо при отоплении, о чистке котла можно забыть на ближайшие пару месяцев. При их использовании оборудование будет служить долго, а золы от них будет выделяться мало.

Существует также отдельный вид пеллет, который не входит в данную классификацию:

Торфяные пеллеты — такое топливо характерно высокой зольность. Такой материал является экологическим и экологичным. Из-за зольности данные пеллеты применяют только в промышленности. И чаще всего — в улучшении удобрений.

Финансовый план

Инвестиции в бизнес-проект

Для организации производства нужны следующие инвестиции в рублях:

• регистрация предприятия – 10000;
• сертификация – 30000;
• производственная линия – 2 950 000;
• транспортировка, монтаж и наладка оборудования – 590 000;
• дополнительный инвентарь – 100000.

Итого: 3 000 000 рублей

Текущие расходы

Ежемесячные затраты на изготовление каждой тонны топлива в рублях составят:

• сырье – около 750;
• электричество – 450;
• зарплата – 400;
• амортизация – 240;
• тара и транспортировка – 120;
• другие расходы (аренда, транспортировка и пр.) – 200.

Итого: 2160 рублей.

Доходы от продаж

Производительность мини-завода при стандартном восьмичасовом рабочем дне позволяет изготавливать до 60 тонн пеллет в месяц. Оптовая стоимость тонны продукции составляет около 6 тысяч рублей. В результате доход в месяц составит 6000х60=360000 рублей.

Затраты на производство 60 тонн пеллет составят 2160х60=129600 рублей. Таким образом, чистая прибыль составит 360000-129600=230400 рублей.

Стандарты

Второй показатель, подлежащий регламентированию — это зольность (отношение массы золы к массе исходного материала). В Соединенных Штатах ее величина для гранул первой категории устанавливается на уровне 1%, а в странах Европы —0,7%. Максимально допустимое значение зольности для пеллет второй категории не должно превышать 3%: найти покупателей для продукции, не соответствующих указанным стандартам, на европейском рынке практически невозможно. Доля массового остатка золы возрастает вместе с увеличением содержания примесей, поэтому качество сырья следует тщательно контролировать на каждом этапе производства.

Помимо этого, к топливным гранулам предъявляют и другие требования, касающиеся их внешнего вида и физических свойств:

• Пеллеты должны быть ровными, с гладкой блестящей поверхностью, без признаков разрушения или осыпания;
• Насыпная плотность гранул должна превышать 600 кг/м³;
• Допустимая влажность продукта — не более 10%;
• Пеллеты в массе должны быть одинакового размера и цвета;
• Цвет гранул первой категории — желтый или светло-коричневый, второй категории — с незначительными темными вкраплениями, торфяных и растительных видов — от темно-серого до черного.

Рассматривая производство пеллет как бизнес, ориентированный в основном на экспорт, предприниматель должен изучить местные стандарты покупателей и адаптировать оборудование для выпуска продукции с заданными характеристиками.

Технология производства

Сырьем для пеллет может служить не только стружка с торфом, но и отходы аграрной промышленности: початки кукурузы, стручки бобовых, лузга подсолнечника и пр. Также зачастую используется солома, камыш, сахарный тростник, кустарник и другой растительный материал.

Изготовление пеллет происходит в несколько этапов:

Подготовка сырья – материал на специальном дробильном оборудовании измельчается. В результате размеры всех частиц не превышают 3-4 мм. Затем сырье проходит сушку в специальной камере, температура внутри которой достигает 400 градусов. Уровень влажности при этом доводят до 10-12%

В процессе сушки крайне важно не перегреть сырье, чтобы оно не утратило лигнин, природный древесный клей. В противном случае получить гранулы не получится.
Добавление пара – необходим для процесса образования из сырья гранул.
Формирование – применяется специальная машина, именуемая гранулятором

Машина представляет собой систему, включающую в себя ножи для повторного измельчения и пресс. Форму и размеры гранул определяют формы-матрицы.
Охлаждение – при остывании сформированной массы лигнин твердеет, в результате чего гранулы набирают необходимую прочность.
Сортировка – готовая продукция пакуется в специальные мешки (биг бег) по 1000 кг либо в тару для потребителя – мешки до 25 кг.
Хранение – продукция содержится на сухих и проветриваемых площадках, причем пакеты укладываются обязательно на поддоны.

Как использовать в сельском хозяйстве?

Кроме низкой стоимости и результативности, специалисты отмечают экологичность и доступность продукта. Опилки насыщены элементами, необходимыми для полноценно развития растений.

В качестве разрыхлителя для грунта используют составы на основе перепревших опилок. Они замечательно справляются с поставленной задачей. К смеси можно добавить минеральные и органические компоненты (навоз, отвары трав, мочевину). С их помощью можно подготовить состав для конкретного вида почвы.

Опилки можно использовать для украшения дачного участка. Ими выстилают площадки и дорожки. Кроме высоких эстетических качеств, данный продукт впитывает лишнюю влагу, не давая сорным растения разрастаться. Органический настил со временем перегнивает и становится удобрением.

Гранулированные опилки используются как подстилка для животных. Ими застилают пол в курятниках, а также в помещениях, где содержат крупный рогатый скот и других животных (кони, свиньи). Опилки быстро впитывают влагу и неприятный запах.

По этой причине из них делают наполнители для туалетов домашних животных. А также они подойдут, чтобы заполнить клетку попугая или хомяка. Среди богатого разнообразия сортов рекомендуется выбирать опилки яблони, тополя или осины. В древесине этих видов минимальное количество смолы и острых заноз. Опилки хвойных деревьев не подойдут.

Если регулярно менять наполнитель, будет поддерживаться антимикробная среда. Это безопасные и комфортные условия для животных. Размножение бактерий может стать причиной ряда заболеваний. В натуральном виде опилки очень легкие, поэтому их прессуют в специальные гранулы. Так они становятся практичными и удобными в использовании. При производстве наполнителей не обойтись без специализированного оборудования.

Еще один способ применения опилок в сельском хозяйстве – мульчирование.

Опилки, покрывающие верхний слой грунта, выполняют следующие задачи:

защита корневой системы от переохлаждения или жары;

сохранение оптимального уровня влаги;

предотвращение процессов, которые могут навредить растениям (эрозия, размывание грунта);

защита от опасных вредителей и сорняков;

декоративные свойства древесных опилок помогут преобразить внешний вид придомового участка;

со временем мульча становится натуральной подкормкой.

Перед тем как использовать побочный продукт деревообработки, его нужно подготовить должным образом:

материал высыпают на пленку, постеленную на земле, и равномерно распределяют;

к нему добавляют кальциевую селитру в количестве 200 граммов;

все тщательно перемешивается;

поверх выливают ведро воды;

смесь накрывают пленкой и оставляют на 2 недели, чтобы опилки перепрели.

Натуральное сырье можно использовать для борьбы с огородными вредителями. Свежие опилки хвойных деревьев замечательно справляются с личинками колорадского жука. Смола, которая содержится в них, отпугивает насекомых. Чтобы защитить картофель, достаточно насыпать немного опилок между рядами корнеплода.

Какое оборудование и помещение нужно для производства пеллет?

Что касается необходимого оборудования, то ее выбор будет зависеть, от:

– предполагаемых объемов производства гранул;

– сырья, которое будет использоваться для изготовления пеллет;

– состояния сырья. Требует ли оно сушки, измельчения, иначе говоря, дополнительной подготовки для процесса гранулирования?

Тем не менее, для масштабного производства потребуется:

• сушилка сырья;
• измельчитель для поступающих в качестве сырья отходов;
• гранулятор. Его выбор зависит от наличия или отсутствия на производстве электроснабжения. В первом случае – это гранулятор с электроприводом, во втором – это с приводом от дизельного или от бензинового мотора;
• транспортеры, как для перемещения внутри производственной линии сырья, так и для транспортировки готовой продукции либо на склад или на пункт упаковки;
• бункера, как для сырья, так и для уже готовых гранул;
• если это необходимо по условиям конкурентных преимуществ – то и упаковочная машина.

Исходя из предполагаемого наличия оборудования выходит, что помещение, где будет размещена линия производства гранул должна иметь площадь в диапазоне от 150 и вплоть до 200 м2, а высота потолка – от 5 и до 10 м. Только в помещении с такими параметрами можно разместить оборудование, склады для сырья и для гранул.

Помимо этого по требованиям охраны труда потребуются:

• комната-раздевалка,
• помещения для душевой и туалета;
• а также отдельная комната для приема пищи.

При этом такая, оснащенная всем необходимым оборудованием линия, а также имеющая все необходимые для многосменной работы операторов условия, во-первых, будет способна к масштабному выпуску гранул (при соответствующем маркетинговом плане, рекламе и продвижении). И, во-вторых, она позволит удовлетворять потребности рынка, в том числе и заграничного.

Основные преимущества

Активный рост популярности пеллетного топлива, наблюдаемый в последнее время, объясняется целым рядом его преимуществ.

• Высокая экологичность топливных гранул заключается в том, что при их сгорании в атмосферу выделяются преимущественно водяной пар и углекислый газ, которые не представляют вреда для растений и живых организмов.
• Поскольку пеллетное топливо отлично поддается пиролизу, его удается успешно использовать в высокоэффективном топливном оборудовании длительного горения. Также благодаря данному качеству процесс загрузки пеллет в отопительный котел можно легко автоматизировать, тем самым минимизировав участие человека в функционировании такого оборудования.
• Благодаря компактным размерам топливных пеллет для их хранения не надо выделять значительные площади. Кроме того, транспортировка гранул не вызывает особых сложностей и, соответственно, не требует значительных финансовых затрат.
• Гранулирование топливных пеллет осуществляется без использования дополнительных химических веществ, клеящих составов и модификаторов, что способствует чистоте такого топлива, которое не имеет неприятного запаха и не вызывает аллергических реакций. Данные характеристики позволяют организовывать процесс хранения пеллет даже в непосредственной близости от жилых помещений.
• Значение тепловой отдачи, которой отличаются качественные пеллеты, превосходит аналогичный параметр многих видов натуральной древесины и каменного угля.
• При организации правильного хранения пеллеты не подвергаются процессам внутреннего прения и гниения, что минимизирует вероятность их самопроизвольного возгорания.
• Во многих регионах, где имеется мощная сырьевая база для производства пеллет, а также функционируют крупные предприятия по выпуску подобной продукции, такие гранулы являются самым недорогим видом качественного топлива, которое позволяет эффективно и с незначительными финансовыми затратами обогревать как жилые строения, так и здания промышленного назначения.

Относительная стоимость единицы тепловой энергии, производимой различными видами топлива

Технология производства пеллет

Процесс производства древесных гранул состоит из следующих этапов:

1. Происходит грубое дробление материала. В случае, если в качестве сырья используется кора, сучки и обрезки древесины, их измельчают до размеров, не превышающих 1,25 куб. см. Это необходимо для более качественной сушке перед мелким дроблением.
2. Сушка осуществляется в сушилке барабанного или ленточного типа. В результате влажность материала должна находиться в пределах 8-12%.
3. Мелкое дробление доводит опилки до состояния, оптимального для прессования и формирования непосредственно гранул. В зависимости от класса конечного продукта, на объем опилок стоит фильтр: до 1,5 куб. мм при производстве пеллет первого класса либо до 4 куб. мм для промышленных.
4. Перед прессованием мелкие опилки проходят через процесс водоподготовки. Если влажность материала опустится ниже 8%, это может оказать негативное воздействие на прессование и формовку, поэтому, при недостаточной влажности, опилки обрабатывают водой или паром. Подача воды осуществляется при помощи шнековых смесителей.
5. Прессование – финальный этап создания продукта. Прессы бывают различной формы, чаще всего – прямоугольной или цилиндрической. После выхода из формы гранулы подвергаются охлаждению для лучшей формовки и затвердения после обработки под температурой, достигающей 90°С.
6. Перед подачей готовой продукции на фасовку ее просеивают для отсева крошки и некондиции. Такие отходы переходят на первоначальный этап и становятся сырьем для следующей партии.

Применение пеллет

Основное назначение пеллет — сжигание в котлах в качестве источника тепла. Широко используется в ТЭЦ мощностью, превышающей 500 Мегаватт. Удельная теплота этого продукта не уступает сухим дровам или даже торфу. В зависимости от того, из какого сырья были изготовлены пеллеты, их энергоемкость может отличаться.

Применение пеллет

Наиболее часто используемым сырьем можно считать древесный опил, так как он имеется в достаточном количестве на всех деревообрабатывающих предприятиях. Тепло, которое можно получить от их сгорания равняется 4 кВт/ч/кг. Этого достаточно, чтобы отопить небольшой дачный домик. Помимо отопления, пеллеты используются в качестве туалетных наполнителей, как нестандартный вариант применения. На самом деле, сфера пеллет применения очень велика.