1 тонна пеллет

Древесные топливные гранулы

В богатых лесами регионах мира древесина приобретает все большее значение в качестве топлива. Древесные топливные гранулы (пеллеты) считаются настоящей заменой ископаемых видов топлива. Как частные, так и государственные структуры все в большей степени переходят к использованию древесных топливных гранул (пеллет) для отопления в качестве замены нефтепродуктов, что поддерживается и поощряется правительствами ряда европейских стран.

Факторами, способствующими данной тенденции, являются рост цен на нефть и обязательства в рамках Киотского протокола. Приведем и другие аргументы в пользу древесных топливных гранул (пеллет) в качестве биоэнергии будущего:

• Поскольку при сжигании древесных топливных гранул (пеллет) выделяется примерно такое же количество CO, как и то, которое забирается из земной атмосферы при росте биомассы, древесные топливные гранулы (пеллеты) являются практически нейтральными в плане выделения CO.
• Биомасса имеется пока в достаточном количестве, так как ежегодный её прирост используется лишь частично.
• Для многих стран это внутренний ресурс, обеспечивающий создание рабочих мест в промышленности, на ремесленных предприятиях и в сфере услуг.
• В отличие от других возобновляемых видов энергии её можно накапливать и использовать в любое время.
• Её использование позволяет сберечь невозобновляемые энергетические ресурсы.
• Это экологически чистое и экономичное использование отходов и побочных продуктов природного сырья.
• Высокая энергетическая плотность, простота обработки и компактность при складировании.

Немного истории топливных гранул

Технология изготовления гранул, в принципе, не является новшеством. Ещё в XIX столетии предпринимались попытки более эффективного использования измельченных продуктов. Таким образом, уже давно производятся различные корма для животных.

В противоположность этому изготовление древесных топливных гранул (пеллет) является сравнительно молодой технологией. Первый опыт промышленного изготовления древесных топливных гранул (пеллет) был получен в 1984 году. Но настоящий прорыв произошел затем, в середине 90-х годов, когда ископаемые источники энергии все чаще становились предметом дискуссий. Одновременно, заключив Киотское соглашение, большинство промышленных стран приняли на себя обязательство к 2012 году сократить выбросы вредных веществ до 5 % ниже уровня 1990 года.

Пеллеты – сырьевой продукт

Дерево дереву рознь: каждая древесина имеет свои особенности, которые могут по-разному сказаться на её переработке в древесные топливные гранулы (пеллеты). В принципе, для использования наиболее пригодны породы быстрорастущих деревьев с мягкой древесиной, таких как пихта, ель, сосна и т. д. Определяющими факторами являются упругость, прочность, твердость, плотность, способность к измельчению, получению древесных топливных гранул (пеллет) и т. д.

Сырьем служат необработанные древесные отходы без содержания посторонних примесей (стружка, опилки и пр.) деревообрабатывающей промышленности. При этом результаты изготовления древесных топливных гранул (пеллет) могут быть различными в зависимости от исходных материалов.

Основными характеристиками являются:

• вид древесины (древесина лиственных/хвойных пород);
• происхождение древесины;
• сезон заготовления древесины;
• гранулометрический состав;
• насыпная плотность;
• влажность;
• способ переработки древесины (стружка, опилки и пр.).

Изготовление/технология древесных топливных гранул

Для изготовления древесных топливных гранул (пеллет), как правило, требуются следующие производственные процессы.

Первичная обработка древесных отходов. Для переработки древесных отходов в древесные топливные гранулы (пеллеты) необходимо соблюдение определенных требований. Например, продукт должен обладать определенным гранулометрическим составом и влажностью 11−14 %. Древесные отходы, не соответствующие этим требованиям, должны быть подверг­нуты первичной обработке. Например, крупные куски дерева должны быть измельчены, при недостаточной влажности подвергнуты дополнительной сушке. Затем стружка и опилки измельчаются в молотковой дробилке для получения однородной структуры.

Кондиционирование. При кондиционировании в древесные отходы, прошедшие первичную обработку, необходимо ввести пар и/или воду, в результате чего улучшаются связующие свойства содержащегося в древесине лигнина. Путем добавления связующих веществ во время измельчения в дробилке можно значительно повысить силы сцепления в древесной топливной грануле (пеллете), если в сырьевом материале уже произошло разложение лигнина вследствие длительного хранения. В соответствии со стандартом DIN в качестве связующих веществ допускается добавлять максимум 2% зернового крахмала или муки грубого помола.

Прессование. Процесс прессования древесных отходов происходит в так называемых матричных прессах. Матрицы могут иметь кольцевую или плоскую конструкцию. При этом стальные валки продавливают продукт через отверстия матрицы. Образующиеся при этом цилиндрические жгуты бесконечной длины обрезаются на выходе на необходимую длину.

Охлаждение. После прессования древесные топливные гранулы (пеллеты) являются мягкими, влажными и очень горячими (как правило, их температура составляет 90−120 °C). Для того чтобы можно было транспортировать и складировать древесные топливные гранулы (пеллеты), их необходимо охладить и высушить. При охлаждении из древесных топливных гранул (пеллет) уходят тепло и влага. При понижении температуры происходит стабилизация и затвердевание древесных топливных гранул (пеллет).

Просеивание. Отделение мелкой фракции производится с помощью просеивания охлажденных древесных топливных гранул (пеллет). Сход снова подается в установку для изготовления древесных топливных гранул (пеллет).

Свойства пеллет

В результате процесса изготовления древесных топливных гранул (пеллет) насыпная плотность увеличивается примерно со 100 до 650 кг/м. Благодаря этому сокращается потребность в площадях для складирования. Плотность древесных топливных гранул (пеллет) составляет >1120 кг/м. Максимальная влажность должна быть менее 10 %. Теплота сгорания 1 кг древесных топливных гранул (пеллет) составляет не менее 4,9 кВт/ч, что соответствует 0,5 л мазута. Для гранулирования сухих древесных опилок требуется всего около 3 % энергетического содержания древесных топливных гранул (пеллет). Однако это значение может возрасти до 20 %, если для сушки необходимо использовать тепловые системы.

Поскольку древесные древесные топливные гранулы (пеллеты) склонны к поглощению влаги, необходимо обратить внимание на то, чтобы исключить контакт с водой при их хранении. Влага ослабляет связующие свойства и становится причиной набухания. При содержании влаги более 30 % древесные топливные гранулы (пеллеты) распадаются на мелкую крошку.

Качество пеллет

Для обеспечения соответствующего качества в стандартах DIN 51731 и NORM M 7135 даны определенные требования к данному виду топлива. В качестве внешних показателей качества древесных топливных гранул (пеллет) можно назвать следующие:

1. Поверхность древесных топливных гранул (пеллет). Она должна быть гладкой, блестящей, без продольных трещин.

2. Прочность древесных топливных гранул (пеллет). Мерой прочности является так называемое истирание. Значение истирания определяется в лигнотестере и показывает степень образования мелкой фракции при воздействии определенной нагрузки на древесные топливные гранулы (пеллеты).

3. Диаметр древесных топливных гранул (пеллет).

4. Длина древесных топливных гранул (пеллет).

5. Цвет древесной топливной гранулы (пеллеты). Это не абсолютный признак качества, однако в сочетании с тестом на истирание он может указывать на некоторые недостатки хранения, например в случае разрушения лигнина и целлюлозы под воздействием грибка.

Прочие показатели качества:

1. Используемые вспомогательные средства для прессования/связующие вещества (в %).

2. Объемная плотность (в кг/м).

3. Влажность (в %).

4. Зольность (в %).

5. Теплота сгорания (в MДж/кг).

6. Содержание серы (S), азота (N) и хлора (Cl) (в %).

7. Содержание элементов: мышьяк (Ar), кадмий (Cd), медь (Cu), ртуть (Hg), свинец (Pb), цинк (Zn), а также EOX (в мг/кг).

Эти критерии качества можно определить только в лабораторных условиях. Однородное и стабильное качество древесных топливных гранул (пеллет) − предпосылки оптимального сгорания при максимально возможной эффективности получения энергии.

Чтобы добиться оптимального качества древесных топливных гранул (пеллет), древесина должна быть определенным образом обработана. В частности, необходимо произвести гомогенизацию гетерогенного сырья, включающего в себя смешивание различного сырья, сушку и измельчение, а также разрушить структуру древесины перед гранулированием.

Пеллеты представляют собой прессованные цилиндры диаметром до 25 мм, наибольшее распространение получили пеллеты диаметром 6…10 мм. Физико-геометрические характеристики: диаметр, длина, плотность, влажность, насыпная масса — определяются параметрами оборудования.
Подобная форма обеспечивет сыпучесть и позволяет использовать все известные способы автоматизации в подающих устройствах котельных. Во многом благодаря этому, пеллеты стали основным видом прессованого топлива в Европе.
Химические характеристики готовых гранул зависят от исходного сырья. В процессе прессования не допускается использование посторонних материалов, таких как клей и пластмассы.
Сегодня на рынке представлено несколько видов древесно-топливных гранул. Основным принципом разделения данного вида топлива является процент содержания коры в исходном сырье. Чем темнее гранулы, тем выше содержание коры.

Обычно пеллеты бело-желтого цвета изготавливаются из отходов мебельного производства, пеллеты с добавлением коричневого вкраплений производятся из сырья с добавлением коры.
Однако цвет пеллет не является критерием качества. По цвету пеллет можно определить какое сырье использовалось, как происходило пеллетирование и как пеллеты хранились. Но про качество самих пеллет цвет скажет мало.
Еще одной характеристикой топливных гранул является количество выделяемой тепловой энергии. Зачастую такой показатель является основным при формировании стоимости на данный вид топлива.
Пеллеты всегда тонут в воде, и хорошие, и плохие, так как плотность пеллет больше 1. Не является критерием оценки запах пеллет, за исключением посторонних запахов, указывающих на применении хим. связующих или неправильного хранения.
Ровный край на изломе пеллеты тоже говорит мало о чем.
Другими важными эксплуатационными параметрами пеллет являются:

• Зольность
• Плотность
• Истираемость

Содержание золы в гранулах составляет, согласно стандарту европейских стран, менее 1,5%. Следует отметить, что при сжигании в промышленных установках с автоматическим золоудалением, зольность пеллет не имеет большого значения.
Диаметр и средняя длина
Для пеллет (pelletts) приняты более жесткие требования к размерам, чем к топливным брикетам. Это связано с применением их в специальных котлах. Наиболее распространенные диаметры топливных гранул – 6 мм. и 8 мм. Поскольку топливные брикеты имеют более широкое применение и не требуют специальных установок для сжигания (являются альтернативой дровам) их диаметр и длина зависит от требований конечного потребителя (длина, как правило, принимается равной пятикратному значению диаметра).
Теплота сгорания
Теплотой сгорания биомассы называется количество тепла, выделяемое при сгорании 1 кг вещества. Различают высшую и низшую теплоту сгорания.
Высшая теплота сгорания — это количество тепла, выделившееся при сгорании 1 кг биомассы при полной конденсации всех паров воды, образовавшихся при горении, с отдачей ими тепла, израсходованного на их испарение (так называемой скрытой теплоты парообразования).
Низшая теплота сгорания — количество тепла, выделившееся при сгорании 1 кг биомассы, без учета тепла, израсходованного на испарение влаги, образовавшейся при сгорании этого топлива.
Подробрее и формулы: http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/1149984
Измерение теплоты сгорания производится в так называемой «калориметрической бомбе”. Теплоту сгорания выражают обычно в МДж/кг или кДж/кг, причем за основу может быть принята масса влажного, сухого или сухого беззольного топлива.
Зола (зольность)
Зольностью называют содержание в топливе минеральных веществ, остающихся после полного сгорания всей горючей массы. Зола является нежелательной частью топлива, так как снижает содержание горючих элементов и затрудняет эксплуатацию топочных устройств.
При проведении анализов содержание золы подсчитывается на сухую массу топлива.
Влажность древесной биомассы — это количественная характеристика, показывающая содержание в биомассе влаги. Различают абсолютную и относительную влажность биомассы.

Абсолютной влажностью называют отношение массы влаги к массе сухой древесины.
Относительной или рабочей влажностью называют отношение массы влаги к массе влажной древесины.
Влажность влияет на теплотворность биотоплива. Низкое содержание влаги гарантирует постоянную эффективность сжигания.
Удельная плотность
Удельная плотность качественных брикетов и гранул составляет 1-1,4 кг/дм3
Насыпная плотность
Насыпная плотность — это соотношение между весом брикетов (пеллет) и количеством занимаемого пространства. Например, качественные брикеты имеют насыпную плотность не менее 650 кг на м3.
Хлор
Хлор присутствует в древесине только в очень небольших количествах. Низкое содержание хлора свидетельствует о том, что брикеты изготовлены из чистых опилок. Высокое содержание хлора в дымовых газах может привести к коррозии.
Азот
Низкое содержание азота свидетельствует о том, что топливные брикеты были сделаны из чистых опилок. Высокий уровень азота в дымовых газах может привести к коррозии.
Сера
Низкое содержание серы свидетельствует о том, что топливные брикеты были сделаны из чистых опилок. Высокий уровень серы в дымовых газах может привести к коррозии топливного оборудования.
Добавки (примеси)
Добавки используются в качестве связующих элементов. При использовании качественной технологии и качественного сырья с достаточно низким содержанием влаги, прессованное топливо не потребуют никаких добавок.

Как хранить пеллеты?

Основным условием для хранения пеллет является отсутствие прямого увлажнения. Возможно хранение на улице на деревянных поддонах и под навесом. Пеллеты могут храниться сколь угодно долго.

Сколько места занимает 1 тонна пеллет?

Одна тонна пеллет это 34 мешка по 30 кг. Ориентировочно, это примерно 1,5 кубический метра . Этого кол-ва достаточно для работы 25 кВт котла в течение 2 недель.

Какие требования к бункеру?

Размеры бункера зависят от того какой мощности у Вас установлен котел и как часто Вы будете заказывать пеллеты. Максимально, 20 кВт котел потребляет 4 кг пеллет в час (1 кг пеллет примерно 5 кВт*час) или 100 кг в сутки. Отмечу, что это максимальное потребление. Таким образом 20 кВт котел в месяц будет потреблять около 3 тонн или 5 кубов пеллет. Таким образом, установив бункер на 5 кубов Вы можете заказывать пеллеты раз в месяц.

Почему Ваши пеллеты с добавлением коричневых включений, а не белоснежно белые?

Мы изготавливаем пеллеты их отходов лесопильных предприятий, поэтому используем древесные отходы с корой. Мы делаем это по следующим причинам, во-первых, мы не оставляем отходов (коры) и таким образом не загрязняем окружающую среду. Во-вторых, использование подобного сырья позволяет нам не повышать цены на конечную продукцию.

Белоснежно белые пеллеты изготавливаются из отходов деревообрабатывающих и мебельных комбинатов. Такие пеллеты имеют меньшую зольность, однако следует учитывать, что в качестве сырья могли использоваться отходы ДВП, ДСП и прочих искусственных материалов, применяемых при изготовлении мебели. В этом случае об экологической чистоте топлива говорит уже не приходиться.

Что происходит при аварийном выключении пеллетного котла?

Под аварийным выключением мы подразумеваем прекращение нормальной работы пеллетного котла, которое вызвано либо внутренними причинами (датчиками температуры, подачи и т.д.) либо внешними, например, выключение электричества.При выключении, вызванными внутренними причинами, котел останавливается до вмешательства оператора и устранения причины остановки соответственно.При выключении электричества пеллеты будут тлеть в течение 3-5 часов. При подаче электричества котел автоматически выйдет в заданный режим. Вмешательство оператора не требуется.

Как скоро окупиться пеллетный котел, если перейти с отопления на солярке?

Пеллетный котел окупается за 2 года. Наример: котел 25 кВт (отоплении дома 250 кв.м.) за 1,5 года полностью окупается, учитывая стоимость и объем солярки, которая потреблялась бы за этот период.

Каков расход гранул на отопление?

В доме с хорошим утеплением 6 грамм на 1 кв.м. в час т.е. на 100 кв.м. дома с хорошим утеплением 432 кг. в мес; в доме с плохим утеплением 10 грамм на 1 кв.м. в час т.е. на 100 кв.м. дома плохо утепленной площади 720 кг. в мес. Исходя из этого расчета Вы можете расчитать примерную стоимость отопления.

Как расчитать мощность котла?

1 кВт=10 кв.м. отапливаемого помещения. Следует учесть при высоте помещений больше 6 м. прибавка к мощности составляет 15-20%