В наше нестабильное время постоянно растущие цены на электроэнергию и газ уже стали нормой. Поэтому владельцы собственных домов все чаще задумываются об экономии средств за отопление. Некоторые дополнительно утепляют стены помещений, другие устанавливают счетчики, ну а кто-то идет дальше и ищет замену традиционным газу и электричеству. Достойная современная альтернатива классическим видам топлива, которая уже сейчас широко используется в европейских странах и постепенно завоевывает расположение потребителей по всему миру — пеллеты топливные. Они представляют собой биологически чистое топливо в виде гранул, получаемое при переработке отходов древесного производства или сельского хозяйства.

Топливные гранулы — пеллеты

Виды топливных пеллет

Топливные пеллеты изготавливаются из различных видов биомассы, которые обладают значительной энергетической ценностью и позволяют измельчать и прессовать материал для получения компактных гранул. Наиболее распространенными являются древесные пеллеты из опилок, коры, щепок и других отходов деревообработки и лесозаготовки. Из соломы, лузги подсолнечника, шелухи других культур изготавливают растительные пеллеты. Менее популярными являются пеллеты торфяные и изделия из куриного помета.

Так как большая часть рынка альтернативного топлива принадлежит именно древесным пеллетам, далее мы будем говорить преимущественно о них.

Древесные пеллеты на страже экологии

Так как в настоящее время человечество озадачено сохранением экологичности окружающей среды, то гранулированные пеллеты по праву можно назвать топливом будущего.

Заменив привычное топливо на пеллеты, можно значительно уменьшить парниковый эффект на Земле. При сгорании ископаемого горючего в атмосферу поднимается огромное количество углекислого газа, накопленного за миллионы лет. Это ведет к повышению количества CO2 в атмосфере, следствием чего и является парниковый эффект. При использовании древесных пеллет также выделяется углекислота, но в таких ничтожных количествах, что на атмосферу это никак не влияет. Дело в том, что пеллеты способны выделить столько CO2, сколько накопилось во время роста растения или дерева, а это совсем немного по сравнению с «жизнью» ископаемого топлива.

При использовании древесных пеллет также происходит уменьшение выделения диоксида серы – виновника кислотных дождей. А кислотные осадки, как известно, губительно сказываются на экологии, уничтожая растительность и целые леса.

Производство, хранение и транспортировка пеллет исключают загрязнение окружающей среды. Можно забыть об авариях на газопроводах, атомных электростанциях, проливах из пробоин нефтеналивных танкеров. При этом опасность взрывов, вредных выбросов, пролива горючего сводится к нулю.

Достоинства древесных пеллет

Прессованные пеллеты, помимо экологичности, имеют массу преимуществ перед классическими видами топлива. Наиболее значимыми их достоинствами являются:

1. Большая отдача тепла по сравнению с обычной корой, щепками или досками.

2. Объем складских помещений для пеллет может быть уменьшен в 2 раза по сравнению со складами для хранения древесной щепы. Благодаря большой теплоемкости, расход пеллет на отопление дома площадью 150 м 2 составит всего 7,5 кубов в год.

3. Склады для хранения древесных пеллет, ввиду биологической неактивности материала, прошедшего термическую обработку, могут располагаться в вплотную к жилым помещениям (например, в подвалах).

4. Древесные пеллеты практически не способны к воспламенению, так как не содержат пыли и спор. Плотная структура также делает их полностью безопасными для аллергиков.

5. При производстве пеллет в их состав не добавляют клеи, загустители или другие химические вещества, поэтому данное топливо является полностью экологичным.

6. Топливные гранулы позволяют рационально использовать отходы.

7. По сравнению с использованием угля, пеллеты позволяют получить то же самое тепло вместе с уменьшением выброса углекислого газа в 10-50 раз и образования золы в 15-20 раз.

8. Стоимость отопления с помощью пеллет ниже, чем при использовании любого другого топлива.

Классификация древесных пеллет

При производстве топливных гранул выделяют их две разновидности: промышленные пеллеты и пеллеты для отопления домов. Топливо для жилых помещений изготавливают из древесины с минимальным содержанием коры (не больше 0,5%) и низким процентом зольности. Менее качественными считаются промышленные пеллеты, в производстве которых допускается использовать до 10% коры.

Сферы применения древесных гранул — пеллет

Где используются топливные гранулы пеллеты?

Лучше всего при сжигании топливных гранул использовать не обычные, а специальные пеллетные (твердотопливные) котлы, в которых горение происходит при постоянной подаче воздуха. В современных автоматических котлах загрузку новой партии топлива можно производить достаточно редко – не чаще одного раза в неделю. Подобная процедура, ввиду своей простоты, не займет у вас больше 20 минут.

Изготовление пеллет – основные этапы производства

Производители пеллет при их изготовлении придерживаются следующей классической схемы:

• 1 этап – крупное дробление исходного сырья

• 2 этап – сушка

• 3 этап – мелкое дробление

• 4 этап – насыщение сухого сырья водой или паром — водоподготовка

• 5 этап – прессование

• 6 этап – охлаждение

• 7 этап – расфасовка

Крупное дробление исходного сырья

На первом этапе производства пеллет исходное сырье подается в дробилки для крупного измельчения. На выходе из них размер древесного материала на должен превышать 25x25x2 мм – это те габариты, которые позволяют качественно просушить сырье в сушилках и после измельчить его в мелких дробилках.

Сушка

Отходы с повышенной влажностью плохо прессуются, а изготовленные из них гранулы не подходят для сжигания в котлах. Поэтому обязательным этапом в производстве пеллет является сушка, которая уменьшает количество жидкости в древесном материале до 8-12%. Желательно, чтобы влажность в полученных щепках или опилках составляла около 10% — такой материал считается наиболее качественным.

Сушилки, куда подается сырье, бывают барабанные или ленточные. Выбор того или иного типа зависит от вида сырья (щепки, опилки) и требований к качеству конечной продукции.

Сушка является наиболее энергоемким процессом всего производства. Для того, чтобы высушить 1 т сырья необходимо использовать теплоту сгорания 1 куба плотной древесины. Сжигание цельных досок или бревен обойдется слишком дорого, поэтому производители пеллет применяют для этих целей кору или опилки.

Мелкое дробление

Размер частиц сырья, подготовленного для дальнейшего прессования, не должен превышать 4 мм, поэтому используются специальные дробилки, измельчающие материал до необходимых габаритов. Насыпной вес качественного продукта, вышедшего из дробилки, должен составлять около 150 кг/м 3 , а размер частиц – не больше 1,5 мм.

Наиболее подходящие дробилки, качественно измельчающие волокнистую стружку, щепу или опилки – это молотковые мельницы.

Водоподготовка

Иногда сырье, прошедшее стадию сушки, высыхает в большей мере, чем это необходимо. Рекомендуемая влажность качественного материала около 10%, если же этот показатель снижается до 8%, то сырье начинает плохо склеиваться в процессе прессования. Для того, чтобы увеличить влажность до рекомендуемой цифры, сырье загружается в смесительную емкость, где оно насыщается водой или паром. Горячий пар используется при прессовании твердых сортов древесины или старого, залежалого сырья. Для мягких пород вполне достаточно добавления в смеситель воды.

Прессование

В процессе прессования из исходного сырья получают небольшие цилиндры диаметром 6-25 мм. Производятся они путем прохождения подготовленного материала через технологический этап формовки на прессах с цилиндрическими или плоскими матрицами. Во время прессования древесный измельченный материал сжимается. При этом происходит повышение температуры сырья и выделение особого вещества – легнина, который склеивает мельчайшие частицы в гранулы.

Охлаждение

В процессе прессования гранулы нагреваются до 70-90 градусов, поэтому они нуждаются в охлаждении и просушки. После этого готовые пеллеты можно упаковывать.

Расфасовка

Часто древесные топливные гранулы хранятся в бункерах, однако для исключения снижения качества, рекомендуется выполнять их расфасовку по большим мешкам. Биотопливо для частного применения обычно поставляется к потребителю в упаковках по 20 кг.

Можно ли изготовить древесные пеллеты своими руками?

Многие потребители пеллет, оценив все преимущества данного вида топлива, задумываются о самостоятельном его производстве. Для этого в продаже существуют специальные машины – мобильные грануляторы, представляющие по своей сути пресс, позволяющий из исходного сырья получать продолговатые гранулы. Однако, все не так просто, ведь на самом деле технологический процесс изготовления пеллет сводится не только к прессованию — существует еще дробление, просушка, водоподготовка, охлаждение. Поэтому, чтобы производить пеллеты, имея в своем арсенале только мобильный гранулятор, необходимо закупать уже подготовленное сырье с указанные свойствами (определенной влажностью, размерами частиц). В принципе, это не будет проблемой, так как существует много производителей, готовых продавать подготовленный материал для топливных гранул.

Достойным конкурентом солярке, углю и дровам являются пеллеты. Это небольшие цилиндрической формы гранулы, которые используются для сжигания в специализированных отопительных котлах. В Европе давно и успешно применяют этот вид топлива. Способствует этому экологичность (это спрессованные отходы деревообработки и растениеводства) и возможность автоматизировать процесс отопления: гранулы сыпучи, что дает возможность хранить их в резервуарах и, автоматически по мере необходимости, подавать в котел. Диаметр пеллет, используемых для бытовых котлов, - 6–8 мм, в промышленных котлах сжигаются более крупные гранулы диаметром до 10 мм. Длина вообще может быть от 5 до 70 мм.

Как производят гранулы пеллеты из древесины

Для производства пеллет берут самую недорогую древесину, которую невозможно использовать больше ни в каких целях. Это обрезки, щепа, опилки. Эти отходы сортируют, очищают от примесей, отсеивают песок и т.п. Далее, мощный магнит, используемый на сортировочной ленте, притягивает железо (например, гвозди). После удаления посторонних предметов древесные отходы отправляются в молотковую дробилку, где их измельчают до фрагментов размером в 4 мм. Это этап называется предварительным измельчением. Необходим он для равномерного просушивания сырья на следующем этапе.

Полученные опилки высушивают в специальном бункере до требуемой влажности (8–12%). После чего их отправляют на повторное измельчение. В результате получаются мелкие фрагменты древесины, которые после доведения до идеальной влажности (10%) отправляют в пресс-гранулятор. Здесь под воздействием давления (в некоторых прессах высокой температуры) древесные опилки превращаются в гранулы. Для этого состав пропускают через матрицу, в которой вырезаны круглые отверстия. Конструкция пресса - гранулятора напоминает обычную мясорубку: тесто продавливается через отверстия, и получаются гранулы. В охладительной колонке их остужают. Так получается конечный продукт - топливные пеллеты.

Виды и используемое сырье

Если классифицировать пеллеты по сорту, то их существует три вида:

Из чего делают

Любое сырье с содержанием лигнина подойдет для изготовления пеллет. Самым распространенным в России является древесное сырье, причем чаще используют хвойные породы, несмотря на то, что из лиственных получается более качественное топливо. Популярность хвойных пород объясняется тем, что переработка древесины лиственных пород требует более сложного и дорогого оборудования: почти все лиственные породы не очень хорошо прессуются, потому требуется более мощное оборудование, часто приходится экспериментальным путем подбирать режим переработки/увлажнения/прессования, а это время и средства. Причем стоимость пеллет при реализации на внутреннем рынке от материала зависит незначительно.

Чем отличаются березовые пеллеты от хвойных? Березовые пеллеты имеют незначительно большую выделяемую теплоту при сгорании, чем хвойные, но разница невелика. Зато в при горении березовых нет смол, которые при длительном использовании сосновых оседают в дымоходе, из-за чего требуется его чистка.

Агропеллеты чаще изготавливают из соломы. Хотя теплоотдача таких гранул меньше, чем у древесных, но стоят они значительно дешевле. Большей теплоотдачей среди агропеллет отличаются гранулы из рапсовой соломы. Пелеты из шелухи (лузги) подсолнечника являются отличными конкурентами гранулам из . Преимуществ у них много: гранулы из лузги дешевле, у них меньше зольность во много раз, да и тепла выделяют они больше и зола лузги экологически чистая, являющаяся отличным удобрением для агрокультур.

Торфяные гранулы - это безотходный, экономический и экологический вид топлива. Но их используют, в основном, в промышленности из-за высокой зольности. Также широко распространено применение торфяных гранул для усиления действия минеральных удобрений.

Пеллеты из макулатуры изготовляют по иной технологии. Вместо просушки, их увлажняют, а затем помещают в пресс-гранулятор. Из-за особенностей сырья для гранулирования бумаги требуется больше затрат.

Особенности отопления пеллетами

Для того чтобы использовать пеллеты в качестве топлива эффективней, необходимо приобрести специальный котел. работают в автоматизированном режиме: топливные гранулы хранятся в специальных емкостях - , из которых подаются при помощи шнека в котел.

Если вы хотите сэкономить и купить серые, а не белые пеллеты, советуем вам не покупать сразу большую партию топлива: далеко не все горелки могут справляться с ними. Сначала приобретите мешок, протестируйте. Если котел работает нормально, можете закупать более солидную партию. Аналогично поступайте с агропеллетами: сначала протестируйте работу котла небольшим количеством. Но кроме зольности могут быть еще проблемы: эти гранулы плохо переносят транспортировку, так что уже на этом этапе получите много отходов. Вот и получается, что топить этим топливом, даже если справляется котел, целесообразно, если производство где-то недалеко.

Идеальные пеллеты для котлов - белые. Состав их обычно однороден, а зольность мала, из-за особенностей сырья поверхность таких гранул плотная, они меньше трескаются и рассыпаются, лучше переносят транспортировку.

Цвет древесных гранул может варьироваться от ярко-бело-желтого (практически белого) до весьма и весьма темного, однако являются ли некачественными пеллеты отличного от белого цвета?

В нашем отечестве вопрос «цветности» древесных гранул законодательно не урегулирован в связи с отсутствием самого понятия «пеллеты», и потому любой производитель (продавец) вправе характеризовать в этом плане свой продукт (товар) как угодно. И ни в одном из зарубежных стандартов, включая такие, как немецкий DINplus, шведский SS 187120, швейцарский SN 166000, английский The British BioGen Code of Practice for biofuel (pellets), нет явно выраженных требований к «цветности» пеллет.

На самом деле качественные пеллеты отличаются от некачественных прежде всего теплотворной способностью и наличием примесей.

По умолчанию пеллеты производятся без применения каких-либо химических добавок, что и обеспечивает их экологическую чистоту. Образно говоря, это те же дрова, но преобразованные в удобную для транспортировки, хранения и применения форму. Состав горючего вещества одинаков и у древесных гранул, и у дров, кроме того, в составе тех и других есть вода, а также негорючие компоненты. Принципиальное отличие пеллет от обычных дров, помимо уже упомянутой формы, заключается в соотношении перечисленных составляющих (древесного волокна, воды, золы и проч.). При этом в качестве соединительной составляющей в пеллетах выступает природный компонент древесины - лигнин, который в ходе технологического процесса при достижении определенных показателей температуры и давления «склеивает» древесные частицы, что позволяет производить гранулы заданной формы.

Если температура, давление и влажность при формовании гранул соответствуют технологическим требованиям, то пеллеты будут иметь гладкую и блестящую поверхность без значительных продольных трещин. Такая поверхность свидетельствует прежде всего о том, что лигнин «зафиксировал» форму гранул должным образом.

Меньшие регламентированных давление и температура не станут причиной темного оттенка пеллет - гранулы останутся белыми, но не будут держать форму, получатся мягкими и станут впоследствии крошиться при каждой перегрузке (с завода на склад, со склада продавцу и т.д.), что, во-первых, уменьшит их количество (пыль использовать эффективно нельзя), а во-вторых, может ощутимо снизить КПД теплогенератора.

Слишком высокая температура гранулирования приведет к тому, что пеллеты будут подгорать, приобретая темный оттенок и переставая быть белыми. Однако от этого их качество не ухудшится, они останутся твердыми.

Таким образом, судить о качестве гранул по их цвету в рассмотренном аспекте можно только предположительно. Кроме того, пеллеты с прекрасной прочностью и стойкостью к истиранию, гладкие и блестящие на вид, могут содержать неметаллические включения, что впоследствии из-за интенсивного шлакообразования при их сжигании может нарушить нормальную работу теплогенератора у потребителя, вплоть до аварийных остановок.

Отметим, что самые твердые пеллеты получаются из лиственных пород, однако их производство требует применения оборудования более высокого класса, чем при изготовлении гранул из древесины хвойных пород.

Сырьем для их производства может быть как деловая древесина, так и кора, опилки, щепа и другие отходы лесозаготовки и лесопереработки. Именно вид используемого исходного сырья и определяет цвет конечного продукта.

Гранулы темного цвета могут быть изготовлены из отходов, полученных, например, при утилизации старых деревянных конструкций, при этом по такому параметру, как зольность, подобные пеллеты вполне могут соответствовать жестким западноевропейским стандартам.

Использование для производства пеллет коросодержащих отходов лесозаготовки (пиловки и т.д.), всегда имеющих минеральные включения, приводит к окрашиванию пеллет в цвет «капучино». Причины появления минеральных включений в пеллетах разные, в частности, песок может застревать в коре дерева при его транспортировке волоком на лесозаготовке либо когда отходы лесозаготовки и деревообработки забирают прямо с земли.

В сертификационных лабораториях обычно не отделяют причины появления золы и шлака, а пишут в заключениях: «Зольность». Однако шлак, в отличие от золы, частично вылетающей в трубу, накапливается в горелке теплогенератора и может привести её в нерабочее состояние. Зола же - минеральный продукт, получаемый при сжигании стволовой и прочей древесины. Она составляет не более 1 % от массы стволовой древесины и не более 3 % от массы коры. Таким образом, даже в случае изготовления пеллет из смеси опилок, содержащей 85 % опилок стволовой древесины и 15 % опилок чистой коры, общая зольность изготовленных гранул не превысит 0,5%, что соответствует западноевропейским стандартам. Эти пеллеты можно отличить по коричневым включениям, хотя цвет, как уже отмечалось, может говорить и о неправильной настройке пресс-гранулятора (пеллеты подгорают).

Сырье от вторичной переработки древесины (изготовления мебели, окон и т.д.) чище (по сравнению с сырьем от первичной обработки), и пеллеты, изготавливаемые из него, бело-желтого цвета, однако в данном случае возникает вопрос наличия в нем примесей в виде искусственных компонентов и смолосодержащих материалов, применяемых в производстве мебели, и тогда об экологической чистоте продукта говорить не приходится. Косвенным признаком присутствия таких примесей может являться красная окалина на колосниках котла (теплогенератора) после сгорания таких пеллет.

Условия транспортировки и хранения, при которых древесные гранулы не защищены от воздействий внешней среды (солнечного света, влажности и т.д.), не только ухудшают их свойства, но и сказываются на цвете пеллет, который делается более темным. Каким бы высоким ни было качество производимых пеллет, каким бы светлым оттенком высокой интенсивности они ни обладали, каким бы жестким требованиям стандартов ни соответствовали, ненадлежащие условия транспортировки и хранения сделают неосуществимым желание производителя продать свою продукцию как товар премиум-класса.

Таким образом, цвет пеллет ни юридически, ни фактически не может служить безусловным показателем их высокого качества, принадлежности к премиум-сегменту. Магия набора слов «белые пеллеты - это товар премиум-класса» не должна оказывать влияние на рациональный выбор потребителя, для которого важнейшими критериями оценки древесных гранул должны быть их размер, объемная плотность, влажность, зольность, теплота сгорания, содержание серы, азота, хлора и т.д., а также стойкость к истиранию. И главная задача производителя и поставщика - обеспечить стабильность этих параметров.

Влажность

Требования ко для промышленных грануляторов пеллет – от 8 до 15%. В других случаях сырье требует просушки, или, наоборот, обработки паром.

Зольность

Зольность пеллет – это процент несгораемых остатков после сжигания партии. У пеллет премиум-класса этот показатель – до 1% по стандарту EN Plus A-2 и до 0,5-0,7% по стандарту EN Plus A-1. Высокая зольность топлива может со временем привести к забиванию камеры сжигания и дымохода.

Содержание химических соединений в сырье

На данный момент в Евросоюзе ужесточаются нормы по выбросу продуктов сгорания в атмосферу. Сырье для пеллет должно содержать минимальное количество таких химических веществ, как азор, хлор, сера.

Размер фракции

Для гранулирования следует измельчить материал до размера частиц до 3 мм длиной и до 1-2 мм толщиной.

Высокая энергетическая ценность материала

Теплота сгорания сырья – то, сколько тепла можно получить при сжигании – является основной потребительской ценностью для пеллет. Качественное сырье обладает высокой калорийностью. На этот параметр влияет, в том числе, свежесть материала. Древесина, подвергшаяся гниению, теряет часть своего энерго-потенциала.

Пригодность для гранулирования

Те или иные материалы бывает легче и сложнее прессовать, а также подготавливать. Более того, из трудногранулируемого сырья могут получаться менее прочные и плотные пеллеты. Для повышения прочности гранул используют различные присадки.

Стоимость сырья

Подобные затраты добавляют стоимости сырья, в которую еще входят затраты на закупку и транспортировку. Если общие затраты на сырье слишком велики, производство может быть экономически нецелесообразным.

Древесные пеллеты

Чаще всего такие гранулы называют «пеллетами из опилок» но на самом деле их получают из разного вида отходов.

Стружка, опил , полученные при распиловке и обработке сырого и просушенного лесоматериала

Щепа – один из самых распространенных отходов

Горбыль, баланс древесины – крупные древесные отходы, распиленные или цельные стволы, которые по каким-то причинам забракованы для использования по основному назначению (имеют деффекты, не подходят по диаметру итд).

Некондиционные деревянные изделия : новые или утилизируемые.

Идеальным сырьем для получения считаются сухие опил и стружка. В них обычно отсутствуют включения коры а также частицы грунта, которые при сгорании образуют шлак. Именно поэтому так популярно.

Качество щепы, как сырья для пеллет, зависит от того, из какой древесины ее получают - обычной или окоренной, а также от особенностей ее хранения. Чем меньше коры и посторонних включений попадает в пеллеты, тем ниже их зольность, а следовательно, выше качество.

То же можно сказать о переработке горбыля и баланса.

Некондиционные деревянные изделия по идее должны обеспечить высокое качество пеллет, ведь это чистая, окоренная древесина без примесей. Однако, стоит обратить внимание на то, какие материалы используются при изготовлении изделия. Различные лаки, средства для обработки, клей могут повлиять на экологичность подобного материала.

Гранулирование разных пород древесины

Разные породы древесины как сырье для пеллет различаются по простоте гранулирования.

Во-первых, более крепкие гранулы получаются из пород древесины с более высоким содержанием природного лигнина. Хвойные породы по этому параметру заметно опережают лиственные: разные хвойные сорта содержат 23-38% лигнина, а разброс у лиственных пород 14-25%. Если лигнина в сырье мало, то увеличивается количество отсева после гранулирования.

Во-вторых, породы дерева имеют различную твердость. Более твердая древесина сложнее прессуется в гранулы, создает более высокие нагрузки на оборудование, особенно на расходные детали – матрицу, пресс-вальцы. Хвойные породы являются более мягкими и податливыми для прессования, в то время как лиственные породы всегда тверже. Однако, теплота сгорания у лиственных пеллет выше, поэтому кубометр пеллет из бука или дуба будет весить больше такого же объема гранул из сосны, и отдаст больше тепла.

При этом, как показывает практика, можно успешно перемешивать опилки разных пород и гранулировать. Такой смешанный материал для топливных гранул не снижает качество конечного продукта: если смешивать породы в нужных соотношениях, то можно добиться соответствия пеллет – пригодные для отопления частных домов. Добавление лиственных пород, например бука и дуба, повышают энергетическую ценность пеллета. Другое дело, что у некоторых лиственных пород древесина имеет темный оттенок, и микс-пеллеты из разных пород древесины получаются кофейными, серыми или темными. У частных потребителей пеллет порой существует предубеждение против гранул любого цвета кроме светло-бежевого, поэтому они могут забраковать темные дубовые пеллеты по одному их виду, несмотря на наличие сертификатов высокого качества. Предубеждения настолько сильны, что некоторые немецкие исследователи создают топливо из смеси пород с добавлением к хвойной древесине примерно 20% дуба или бука, при этом итоговый продукт сохраняет привлекательный светлый цвет.

Микс-пеллеты

Согласно данным исследовательской компании Future Metrics, к 2023 году практически удвоится: оно составит 21,5 млн тонн против нынешних 12 млн. тонн. Древесные отходы стали все более востребованными, за них конкурируют не только производители биотоплива, но также и заводы ДСП и многие другие производства. Евросоюз еще в 2010 году принял программу расширения круга биологических отходов, которые будут использоваться для отопления и энергоснабжения.

Определимся с терминологией:

Микс-пеллеты - это топливо, которое гранулируют из нескольких видов сырья, как древесного, так и другого происхождения.

Агро-пеллеты – гранулы из разнообразных растительных материалов, обычно сельхоз. отходов.

Что является альтернативным сырьем для пеллет?

Отходы агропромышленного комплекса: стручки бобовых, кукурузные початки, шелуха риса, гречихи, лузга подсолнечника, костра льна, скорлупки орехов, косточки плодов, барда, невсхожее зерно, пивная дробина.

Растения: камыш, солома, сахарный тростник, а также деревца и кустарники, вырубленные в ходе ландшафтных работ и санитарных рубок.

Другие природные горючие вещества: торф, лигнин.

Эти материалы поддаются грануляции, но по сравнению с деревом имеют ряд недостатков: содержание нежелательных химических соединений, высокая зольность, низкая температура плавления зольных остатков, что ведет к росту шлаковых образований в котлах.

Чтобы найти оптимальные рецепты пеллет, европейские исследователи проводят эксперименты по смешиванию различных типов сырья в гранулах. На основании исследований получены жизнеспособные «рецепты» микс-пеллет из разного сырья, которые бережно относятся к котлам и не выделяют вредных веществ при сгорании. Обычно считается, что гранула не должна содержать минеральных включений, но ученые из НИИ леса Австрии создали гранулы из кукурузных початков, рапса и соломы с добавлением каолина, бентонита и угольной золы. Полученные гранулы выделяют минимальный процент нежелательных веществ в атмосферу, при их сжигании в топке не образуются шлаковые коржи.

Также древесину в пеллетах комбинируют с 10-15 % хвойных игл, или же производят микс-пеллеты из хвойной и лиственной древесины. Российский патент – совмещение опилок и около 20-25% древесного угля, для удачного гранулирования этой смеси добавляют 1-3% крахмала. Потенциал таких пеллет - до 20-23 МДж/кг, что делает их альтернативой с низкокалорийному углю и торфу. Для их изготовления подходит дерево любой породы, в том числе сухостой и горельник, а также уголь, собранный на местах лесных пожаров.

Основным препятствием к распространению микс-пеллет и агропеллет является ужесточение норм по выбросам продуктов сгорания в атмосферу в Евросоюзе. Такие меры могут привести к экономической нецелесообразности использования такого топлива, поскольку для соблюдения всех норм владельцам котлов потребуются дорогостоящие фильтры и технологии.

При производстве микс-пеллет часто используются различные добавки для лучшего склеивания гранулы. Если хвойным породам дерева достаточно собственного лигнина, то для лиственных пород, а также аграрных отходов добавляют крахмал. Также можно использовать для этих целей рыбий жир, соду, известь, парафин, растительные масла, кофейную гущу. Такие присадки улучшают пользовательские свойства продукта: меньший процент отсева, крошения, лучшая устойчивость к излому при пересыпании во время транспортировки и непосредственного использования в котлах.

В небольших объемах гранулируется древесина фруктовых деревьев – вишни, яблони и проч. Они обычно используются не для отопления, а для копчения мяса и рыбы, придания продукту приятного аромата.

Агропеллеты

Один из самых популярных типов аграрного пеллетного сырья - солома различных сельхозкультур (особенно пшеницы и рапса). По энергетическому потенциалу этот материал не сильно уступает древесине: до 16 МДж/кг против до 18,4 МДж/кг. Солома относится к воспроизводимым источникам топлива, сжигание соломы не изменяет баланс двуокиси азота в воздухе: при росте она потребляет столько же СО2, сколько выделит при сгорании. Также соломенные пеллеты используют не только для отопления, но и как подстилку для животных на скотобазах и конюшнях.

Схожий с соломой вид сырья – камыш, при этом его высшая теплота сгорания - 19 МДж/кг, а зольность – примерно 4%. Такое сырье очень дешево, собирается оно с использованием болотоходных уборочных машин-измельчителей.

Лузга подсолнечника – один из самых перспективных материалов для агропеллет. имеют зольность 3%, а тепла отдают почти столько же, сколько бурый уголь - до 21 МДж/кг. Зола после сжигания лузги является ценным удобрением. Также гранулируют лузгу гречихи, проса, шелуху риса.

Другие материалы

В России имеются обширные залежи торфа, который пригоден для гранулирования. Торфяные гранулы и брикеты изготавливаются примерно по той же технологии, что и древесные. Теплотворность торфа высока - до 21 МДж/кг, однако и зольность таких гранул повышена – до 5%. Такое топливо подходит для промышленных и коммунальных котельнях. В России гранулирование и брикетирование торфа имеет в основном 2 перспективы: обеспечение теплом и электричеством негазифицированных районов и экспорт гранул в скандинавские страны. В Северной Европе торф признан частично возобновляемым сырьем, и его использование в энергетике поощряется сверху.

Гранулирование макулатуры – довольно новая, но перспективная отрасль, поскольку данный тип сырья не требует дорогостоящих . Гранулы из бумаги и картона (а в некоторых странах налажено гранулирование старых денежных купюр) дают большое количество тепла и имеют мизерный процент несгораемых остатков.

И конского навоза оцениваются дороже, чем гранулы из древесины. Это ценное и питательное удобрение для почв. Гранулы из конского навоза продаются примерно по 1,25 евро за килограмм. Переработка навоза и помета в удобрения – не только выгодный, но и необходимый шаг, поскольку складирование таких отходов наносит прямой вред окружающей среде.

То же можно сказать о переработке гидролизного лигнина, побочного продукта гидролизных заводов. В России существует единственный завод по гранулированию лигнина в Архангельской области, а тем временем его запасы в стране насчитывают десятки млн. тонн. По теплоте сгорания (более 21 МДж/кг) и зольности (менее 3%) лигнин является отличным сырьем для пеллетного производства.

Расширение сырьевой базы для дает возможность получать выгоду от утилизации огромного количества биологических отходов, а также решать экологические проблемы, связанные с их хранением. Переход с ископаемого на экологически чистое топливо сокращает объемы выбросов вредных веществ в воздух. Создание новых пеллетных и брикетных производств создает новые рабочие места в сельскохозяйственной промышленности, помогает ее общему развитию.

Становятся все актуальнее как для производственных предприятий, так и для рядовых потребителей. Для достижения максимальной экономии обычно используются более совершенные технические средства переработки топлива с расчетом на получение соответствующей отдачи. Однако наиболее перспективным направлением считается улучшение характеристик сырья, которое выступает основой для выработки энергии.

Перед частными домовладельцами, решившими перейти на альтернативные дровам и углю давно не стоят вопросы о том, что такое пеллеты и насколько они эффективны. По многим характеристикам эта разновидность биотоплива опережает традиционные материалы. Учитывая перспективы развития производства пеллет, этим направлением активно интересуются и предприниматели. Дело в том, что Россия является благоприятной площадкой для использования недорогого и легкого в изготовлении топлива. Но для начала следует разобраться, что представляет собой этот вид бионаполнителя.

Что такое пеллеты?

В сущности, это гранулы, которые производятся из натурального сырья. Хотя в массовом представлении пеллеты ассоциируются с топливом, что вполне оправдано и справедливо, этот материал также используют в виде кормовой добавки для питания скота, в качестве органических и минеральных удобрений, в строительстве как наполнитель и т. д. Конечно, главная сфера, на которую работает производство пеллет, это теплоснабжение. В Европе такое биотопливо широко используют в содержании частных домов. Пользователи ценят этот материал за экологичность, безотходность и легкость в транспортировке. В плане отдачи тепловой энергии также отмечается высокая энергоэффетивность гранул.

В России пока отмечается лишь становление этой ниши на рынке. Преимущества экологического топлива перекрываются необходимостью использования специальных котлов - это главный минус, которым обладают топливные пеллеты с точки зрения использования в частных нуждах.

Черные и белые гранулы - в чем отличия?

Классические пеллеты имеют белый оттенок, что обусловлено основным материалом изготовления и вносимыми добавками. Гранулы черного цвета появились буквально несколько лет назад, и сегодня их активно продвигают крупнейшие европейские компании. Особенностью такого биотоплива является применение технологии торрефикации в процессе производства. Кроме этого, в составе используются средства обжига угольных масс, в результате чего и формируется темный оттенок. Но, конечно, в первую очередь потребителя интересует вопрос о том, что такое пеллеты (черного цвета) в плане эксплуатационных качеств. Как показывают химические анализы, эта разновидность древесных гранул обеспечивает высокие показатели теплоты сгорания, немалую энергоемкость и неплохие параметры горения даже по сравнению с традиционной биомассой светлого оттенка. Теперь стоит подробнее ознакомиться с технологией изготовления пеллет.

Технология изготовления

В качестве сырья могут использоваться такие материалы, как древесина, торф, лузга подсолнечника, различные отходы крупяных производств и сельского хозяйства. Подготовленная сырьевая масса отправляется в дробилку, где происходит ее измельчение до мучного состояния. Далее переработанное сырье поступает в сушильную камеру, а затем - в специальный пресс с функцией гранулятора. На этом этапе осуществляется непосредственное производство пеллет за счет сжатия древесной массы, ее прессования и формирования гранул. В целях наделения продукции стойкой формой используются связующие добавки, среди которых лигнин. Готовые пеллеты подвергаются охлаждению, а затем запаковываются в специальную тару. Параметры упаковки бывают разными - от небольших 2-килограмовых пакетов до биг-бэгов весом до 1 тонны. Также распространены поставки гранул россыпью.

Оборудование для подготовки

На стадии измельчения сырья применяются рубительные агрегаты барабанного или дискового типа, а также дробильные машины. Использование конкретного вида оборудования для измельчения зависит от характеристик подготовленной массы и требований, которым должны соответствовать готовые пеллеты. Оборудование в виде рубительных машин, к примеру, используют для обработки древесных отходов с естественными показателями влажности. В этом случае оператор может управлять двумя способами резки (молотками и ножами), в результате формируя мелкофракционные опилки. Такой подход к изготовлению позволяет получать высококачественные пеллеты, которые подходят для большинства

Оборудование для сушки

Следующий этап предполагает сушку мелкофракционного сырья. Для реализации этой задачи используется мультицикличное оборудование для производства пеллет, представленное на российском рынке барабанными сушилками и пожаробезопасными теплогенераторами. Оптимальным решением для небольшой производственной линии может стать сушилка барабанного типа, обеспечивающая тепловое воздействие. Подобные агрегаты обычно располагают силовым потенциалом до 4 кВт, а средний объем составляет 2-3 м 3 .

Оборудование для гранулирования

Надо отметить, что распространена и технология брикетирования, но ее продукция в основном используется крупными предприятиями. На этой стадии задействуется оборудование для производства пеллет нескольких типов. В первую очередь это бункер-ворошитель, который выполняет задачи накопления и поддержания определенного объема сырьевой массы перед операцией гранулирования. В процессе прессования также необходима подача пара, за которую отвечает электрический парогенератор. Заключает основную производственную цепочку прессовочный гранулятор.

Далее в дело вступают машины, охлаждающие полученный продукт. Задача охладителей заключается не только в удалении лишней влажности. Такие агрегаты также наделяют топливные пеллеты достаточной прочностью для транспортировки и удобного обращения в процессе эксплуатации.

Пеллетный котел

В обычных печах и котлах биотопливо, как правило, сжигать нельзя. Для этих целей используются специальные отопительные агрегаты. К особенностям пеллетных котлов относятся небольшие размеры камеры сгорания и развитая конвективная часть. В процессе эксплуатации такая конструкция обеспечивает температуру выходящих газов до 200 °C. Помимо этого, котлы на пеллетах снабжаются объемной горелкой, за счет которой обеспечивается высокая производительность. В этом показателе котлы на гранулах могут сравниться с моделями на природном газе, однако на фоне твердотопливных агрегатов они заметно выигрывают.

Заключение

У пеллетных гранул немало преимуществ перед углем и дровами, а также системами газового отопления. Это удобное в применении, недорогое и экологически безопасное топливо. Для понимания ценности свойств данной биомассы следует вновь обратиться к вопросу о том, что такое пеллеты с точки зрения состава. Это натуральное сырье, которое прессуется и поставляется на рынок в оптимальной форме. Можно сказать, это та же древесина, но измельченная и не утратившая высокую плотность. Если же говорить о минусах этого топлива, то на первый план выйдет требовательность к отопительному оборудованию и высокая цена, которая, впрочем, окупается энергоэффективностью пеллет.

Бизнес идеи