Топливные гранулы пеллеты: полный обзор свойств энергоносителя

Для работы котлов на пеллетах, установленных в автономных котельных, требуются пеллеты. Это цилиндрические гранулы топлива, полученные из древесной муки путем прессования. В качестве сырья для производства пеллет используют ошкуренную и неошкуренную древесину, отходы с лесопилок, предприятия по деревообработке и мебельных фабрик.

Содержание:

• Сортовые разновидности пеллет
• Основные этапы процесса производства
  • Этап #1 — измельчение древесного сырья
  • Этап #2 — сушка и доизмельчение
  • Этап #3 — водоподготовка
  • Этап #4 — прессование
  • Этап #5 — охлаждение пеллет и очищение их от пыли
  • Этап #6 — фасовка топливных гранул и упаковка
• По каким нормам определяют качество пеллет?
• Как не дать обмануть себя при покупке?

Формируются топливные гранулы под давлением, равным 300 атм, и под воздействием высокой температуры. При этом из измельченной массы выделяется особое вещество, называемое лигнином, которое обеспечивает склеивание отдельных фрагментов в гранулы.

Длина отдельной пеллеты может варьироваться в пределах 10-30 мм. Диаметр самой тонкой гранулы составляет 6 мм, а самой крупной – 10 мм. Пеллеты относят к экологически чистым видам топлива, так как при их производстве используются только природные материалы. При сжигании гранулированного топлива в пеллетных котлах количество углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу, ничтожно мало. Естественное разложение древесины сопровождается выделением примерно такого же объема углекислого газа.

Пеллеты — это экологичное и очень экономичное топливо, используемое при обогреве жилых помещений каминами, печами, твердотопливными котлами

Сортовые разновидности пеллет

По существующей классификации топливные гранулы подразделяются на три группы:

• белые пеллеты, которые принято называть топливом премиум-класса, подходящим для высокотехнологичных котлов отопления;
• темные или индустриальные пеллеты, немного уступающие первой группе по качеству, так как в ход идет не только древесина, но и кора (подходят для сжигания в пеллетных котлах, но с более частым удалением золы);
• агропеллеты, считающиеся дешевым топливом стандартного качества, сжигаются в больших котлах, выпущенных производителями именно для этого вида твердого топлива.

Теплотворная способность белых и темных пеллет одинакова: 17,2 Мдж/кг, а у агропеллет ниже — 15 МДж/кг. Зольность пеллет премиум-класса составляет 0,5%, темных — 0,7% и выше, агропеллет — 3% и более.

Сыпучесть сухих топливных гранул обеспечивается их цилиндрической формой и физико-геометрическими характеристиками (плотность, истираемость, насыпная масса). Благодаря этим качествам топливо может автоматически подаваться через специальные устройства, используемые в котельных. Автоматизация подачи пеллет в котел отопления позволяет обеспечить его длительную работу без активного участия человека. В этом и кроется секрет успеха пеллет на топливном рынке многих европейских стран.

Основные этапы процесса производства

Пеллетное производство можно условно представить в виде нескольких этапов:

• измельчение сырья;
• сушка измельченных компонентов;
• доизмельчение высушенных частиц;
• водоподготовка с целью увлажнения древесной муки;
• прессование измельченного и увлажненного сырья в гранулы;
• охлаждение пеллет и очищение их от пыли;
• фасовка топливных гранул и упаковка.

Давайте рассмотрим каждый этап подробнее.

Этап #1 — измельчение древесного сырья

С помощью рубительных машин, называемых дробилками, обеспечивают измельчение древесного сырья до фракций, длина и ширина которых составляет 25 мм, а толщина – 2 мм. Затем измельченное сырье подвергается сушке. Чем меньше размер фракций, тем меньше потребуется энергозатрат для их сушки.

С помощью рубительных машин, называемых дробилками, обеспечивают измельчение древесного сырья до фракций, длина и ширина которых составляет 25 мм

Этап #2 — сушка и доизмельчение

К уровню влажности древесного сырья, отправляемого под пресс, предъявляются конкретные требования. Процент влажности должен составлять 10% с отклонением на 2% в меньшую или большую сторону.  Если сырье будет слишком влажным, потребуется проведение дополнительной сушки. Если же фрагменты древесины будут слишком сухими, то их придется дополнительно увлажнять, добиваясь 10-процентного значения уровня влажности.

Сушильное оборудование бывает барабанного и ленточного типа, причем последний вариант предпочтительнее, хоть и дороже. Использование сушилок ленточного типа более безопасно. Сушилки могут эксплуатироваться на газе или на древесных отходах. Существует еще разделение оборудования по виду применяемого сушильного агента, в качестве которого может выступать водяной пар, горячий воздух или топочные газы.

Устойчивая работа пресса возможна лишь в том случае, если размер входной фракции сырья не будет превышать 4 мм. Подсушенное сырье дополнительно подвергается измельчению в молотковых мельницах, стружечных станках, дезинтеграторах.

Этап #3 — водоподготовка

Сырье, уровень влажности которого не дотягивает до 8%, сложно поддается прессованию. Чтобы получить нужную степень влажности, необходимо пропустить пересушенное сырье через устройство дополнительного увлажнения. Лучшим вариантом считаются шнековые смесители, в которые подается пар или же вода. Пар приходится применять при обработке древесного сырья, полученного из твердых пород. Под воздействием пара снижается прочность древесины и увеличивается ее пластичность.

Прессы ряда производителей устроены таким образом, что им не требуется предварительного парового воздействия на сырье. Некоторые недобросовестные производители применяют пар для обработки старого и уже слежавшегося сырья. Однако получить пеллеты хорошего качества из «оживленного» таким способом сырья все равно не удастся.

Этап #4 — прессование

Протекание процесса гранулирования осуществляется с помощью прессов, выпуском которых занимаются известные в мире производители: CPM, Salmatec, Andritz, Amandus Kahl, Munch, Buhler и др. Данный вид оборудования имеет конструктивные различия, основным их которых является вид матрицы. Бывают прессы:

• с круглой матрицей (создавались для применения в пищевой и химической промышленности, а также для производства комбикормов);
• с плоской матрицей (создавались для утилизации ТБО).

Несмотря на конструктивные различия, прессы обеих модификаций работают по одному и тому же принципу. Бегущие катки сминают сырье на матрице, обеспечивая его продавливание сквозь предусмотренные отверстия на ее поверхности. Выдавившиеся гранулы обрезаются специальными ножами. В ходе процесса прессования оборудованию удается уплотнить сырье в три раза.

Процесс формирования пеллет с помощью цилиндрического матричного пресса. Одинаковые по диаметру гранулы выдавливаются через отверстия матрицы и срезаются

Силы трения в условиях течения адиабатического процесса, вызываемого резким сжатием сырья, способствуют подъему температуры в рабочей зоне пресса до 100 градусов по Цельсию. На переработку тонны сырья расходуется в течение часа 30-50 кВт электроэнергии.

При гранулировании древесины оборудование испытывает большие нагрузки, поэтому его производят из особо прочных материалов. Отдельные детали типа матрицы выпускают из закаленных износостойких сплавов.

Этап #5 — охлаждение пеллет и очищение их от пыли

От степени усилий, приложенных к прессованию сырья, и величины температуры, при которой происходит формирование гранул, зависит качество получаемых пеллет. Однако существует верхний «потолок» температурных значений (120°С), при превышении которого в гранулируемом сырье начинают протекать необратимые процессы, негативно сказывающиеся на качестве пеллет.

Спрессованные гранулы нуждаются в охлаждении, действующем на них с кондиционирующим эффектом. Оборудование известных производителей оснащено системами очистки готовых гранул от пыли и мелких крошек. Очищению пеллеты подвергаются сразу же после процедуры охлаждения.  Это положительным образом сказывается на качестве пеллетного топлива.

Этап #6 — фасовка топливных гранул и упаковка

Гранулированное топливо фасуется и упаковывается разными способами, что позволяет удовлетворить разносторонние запросы потребителей. Пеллеты могут реализовываться насыпью в свободном виде или в объемных мешках — так называемых «биг-бэгах», вмещающих от 500 до 1200 кг гранул.

Составные элементы огромного полимерного мешка (биг-бэга), используемого для хранения пеллет на складах производителя и последующей транспортировки до коечного потребителя

Насыпью обычно отгружаются топливные гранулы, отправляемые на ТЭЦ. Хотя возможна отгрузка насыпью и пеллет высокого качества, которые закупаются для отопительных котлов, а также с целью дальнейшей реализации в более мелкой расфасовке.

«Биг-беги» – это полимерные мешки, снабженные стропами для механизации погрузо-разгрузочных работ. Пеллеты, хранимые и перевозимые в мешках, не теряют своих сыпучих качеств и сохраняют требуемый уровень влажности. Однако покупка уже расфасованных топливных гранул обычно обходится дороже рядовому потребителю.

Специальные автоприцепы для перевозки биг-бэгов с пеллетами. Для разгрузки тяжелых мешков применяются автопогрузчики

Пеллеты, расфасованные в упаковки по 10-20 кг, также пользуются популярностью среди потребителей. Владельцы пеллетных котлов и каминов, не имеющие бункеров для хранения больших запасов пеллет, покупают их в мелкой расфасовке. Конечно, данный способ покупки топливных гранул считается самым затратным. Однако в мелкой таре реализуются только отборные пеллеты.

Многим покупателям удобнее приобретать отборные пеллеты, расфасованные в небольшие полиэтиленовые мешки, которые легко перевозить в личном транспорте

По каким нормам определяют качество пеллет?

Российские производители пеллет пользуются стандартами качества, принятыми в европейских странах. Зарубежные производители топлива для пеллетных котлов получают сертификаты соответствия выпускаемой продукции действующим в Европе стандартам качества. Отсутствие документа, подтверждающего качество пеллет, отпугивает покупателей. При этом стоимость сертифицированной продукции того же качества выше, чем не сертифицированной.

В стандартах качества EN plus и EN-B зафиксированы требования к бытовым и промышленным пеллетам по ряду критериев, а именно:

• диаметру;
• длине;
• насыпной массе;
• теплоте сгорания;
• влажности;
• истиранию (проценту пыли);
• твердости;
• зольности;
• температуре плавления золы;
• содержанию металлов и других химических элементов, указываемых в мг на кг.

Производители, желающие выиграть тендер на госзакупки пеллетного топлива, должны предоставить в пакете документов сертификат EN plus.

Как не дать обмануть себя при покупке?

При покупке пеллет рядовому гражданину также надо обращать внимание на наличие сертификата качества. Помимо этого важного документа, который недобросовестные продавцы могут и подделать, необходимо выяснять место изготовления топливных гранул. Крупные производители имеют постоянных поставщиков сырья, под особенности которого настроено все технологическое оборудование компаний. С этой точки зрения у крупных производителей пеллеты будут качественнее.

Визуальный осмотр топливных гранул также помогает оценить пригодность продукции для работы пеллетных котлов. При таком контроле обращается внимание на цвет гранул, сохранность их формы, количестве пыли, целостности поверхности пеллет, отсутствии ярко выраженных запахов и др. Можно заказать и лабораторные исследования топливных гранул на предмет их соответствия европейским нормам качества. Только за оказанную услугу придется заплатить.

• Автор: Марина
• Распечатать

Оцените статью:

(0 голосов, среднее: 0 из 5)