Что такое топливные пеллеты, из чего состоят, расход пеллет на зиму

Где горят пеллеты?

Отопительные котлы на пеллетах относятся к классу твердотопливных котлов. Они имеют прочный корпус с камерой горения и теплообменником. Горение топливных пеллет приводит к выделению горячих продуктов горения, которые проходя через теплообменник, отдают ему (а он теплоносителю) тепло.

Отопительный котел на пеллетах

«Родившись» еще в 1947 году пеллетные котлы значительно выросли в плане эффективности и «интеллектуального» развития. Пеллетные котлы сегодня – это полностью автоматизированные системы, способные «освободить» человека от обязанностей истопника на довольно продолжительное время (до месяца и более). Все зависит от величины бункера или склада для хранения пеллет. Функция самоочистки позволяет не «встревать» в жизнь качественного котла весь отопительный период.

Устройство котла на пеллетах

Важным фактором распространения топливных котлов на пеллетах является их высокая экологическая чистота. Ведь – пеллеты – это утилизированная древесина, а процесс их сгорания происходит с минимальным выделением побочных вредных продуктов. Фактически, это безотходное «производство».

Пеллеты — «экологический» продукт

Пеллетные котлы, имея высокий КПД, длительный период эксплуатации, автономность (от человека), имеют еще и высокую стоимость. Но стоимость пеллет за несколько лет компенсирует вложения в котел. Расход пеллет для отопления можно определить из соотношения: для получения 5 кВт тепла необходимо сжечь 1 кг пеллет. Дом площадью в 100 кв.м потребует для своего отопления 20-25 кг пеллет.

При необходимости такие котлы можно топить и дровами, углем, щепой, отходами соломы и пр.

Камин на пеллетах

Возможно и «обратное» применение. Если у Вас есть уже готовая печь или камин, их можно отапливать с помощью пеллет. Вспоминая анализ свойств топливных гранул, можно утверждать, что печь на пеллетах, будет иметь более высокий КПД, чем при работе от дров.

Процесс производства

Производство пеллет – это процесс многоэтапный, который требует как материальных, так и временных затрат. Но первым делом на завод завозят сырье. Сырьем могут быть:

1. Кора, опилки, щепа, иные отходы лесозаготовки.
2. Отходы с/х производства: кукуруза, солома, лузга подсолнечника и другие.

Пеллеты для отопительных котлов из лузги подсолнечника

Технологический процесс производства состоит из следующих этапов:

• Крупное дробление.
• Сушка.
• Мелкое дробление.
• Перемешивание и водоподготовка.
• Прессование.
• Охлаждение, сушка.
• Расфасовка.

Ненужные деревянные щепки используют при изготовлении древесных гранул

Первичное дробление

Его еще называют крупным дроблением. В процессе происходит измельчение до размеров 25 х 25 х 2 мм. Такой процесс обеспечивает быструю сушку сырья до необходимой влажности. Так как подобный материал хранится на бетонном полу для исключения смешивания с песком и камнями, подача в измельчитель происходит посредством скребкового устройства.

Измельчение отходов древесины – первый этап в производстве пеллет

Просушивание

Теперь сырье имеет влажность от 15%, что не подходит для следующих этапов, так как оно будет плохо прессоваться. А гранулы, которые содержат столько влаги, не подойдут для котлов. Оптимальная вилка влажности – от 8% до 12%, но правильные пеллеты имеют 10%. Для того чтобы просушить первично измельченное сырье, используются сушилки барабанного ленточного типа. Выбор того или иного способа просушки зависит от типа сырья, его качества и других факторов.

Сырье для изготовления пеллет с несоответствующей влажностью требует дополнительного увлажнения или сушки

Вторичное (мелкое) дробление

Для того чтобы мог работать пресс, размер частичек не должен быть больше 4 мм, поэтому применяется повторное измельчение. Для этого используются молотковые мельницы, которые отлично подходят для дробления волокнистой стружки, опилок.

Опилки, подготовленные для повторного дробления

Водоподгонка, прессование

Так как на предыдущих этапах сырье было высушено и на данный момент имеет только 8% влажности, склеить его будет сложно. Для этого материал увлажняют при помощи воды или пара. Последний необходим при прессовании твердых пород древесных отходов. Если сырье из мягкой древесины, то вполне достаточно дополнительной влаги.

Что касается прессования, то оборудование для пеллет имеет разные формы матрицы – плоскую и цилиндрическую. Диаметр самой матрицы порядка 1 метра, мощность же измеряется 500 кВт.

Прессы некоторых производителей не требуют дополнительного пара в силу своих конструктивных особенностей

Охлаждение, фасовка

Для того чтобы получить качественные пеллеты, необходимо их хорошо охладить. Этот процесс помогает осушить гранулы. После пресса они имеют температуру +70-90 ⁰С. После завершения такого процесса их просеивают и упаковывают.

Так как пеллеты – это рассыпное сырье, его часто хранят насыпом, но это может негативно сказаться на качестве материала, так как он наберет влажность. Поэтому производители пакуют и рекомендуют сохранять топливо в больших пакетах биг-бэг. Самые качественные пеллеты, которые можно купить, – расфасованные из завода в 20 кг мешки.

От системы хранения, существующей у потребителя, зависит фасовка гранул: насыпью, в мешках биг-бэг либо в мелкой расфасовке

Пеллеты что это такое

Веками в качестве топлива использовались только дрова, в наше же дни появилось большое количество разнообразных источников энергии, но все больше людей возвращаются к истокам и предпочитают использовать биотопливо, то есть топливо из растительного или животного сырья. Пеллеты – это одна из разновидностей экологически чистого топлива. Подробнее о том, что такое пеллеты, где они применяются, как самому сделать это чудо-топливо, мы вам расскажем ниже.

Достоинства пеллет, их применение и производство

Пеллеты – это вид биотоплива, представляющий собой спрессованные гранулы из торфа, продуктов деревообработки или отходов сельхоз производства. В диаметре от 4 до 10 миллиметров и длиной от 2 до 5 сантиметров, в зависимости от размеров могут быть в форме цилиндров или брикетов. В качестве сырья чаще всего используют древесные опилки, стружку, кору, лузгу подсолнечника и другое.

В качестве сырья, как правило, используются продукты переработки, которые обычно просто выбрасываются. Опилки и другие отходы деревопереработки на свалках со временем начинают гнить и могут самовоспламеняться. Использование этих отходов для изготовления топливных гранул, позволяет не только организовать безотходное производство, но и лишает необходимости вырубать лес. В отличие от природного газа или нефти, сырье для топливных гранул возобновляемое.

В производстве не используются никакие дополнительные химические примеси, загустители и клеи. Склеивание гранулы обеспечивает вещество, которое содержится в исходном сырье – лигнин, он нагревается при прессовании и скрепляет гранулу.

1. Если используется крупное сырье, такое как торф или балансовая древесина, то его измельчают до размера частиц 3-5 см.

Как самому сделать пеллеты в домашних условиях

Для того, чтобы самостоятельно сделать топливные пеллеты вам потребуется:

Дробилка крупного дробления;

Использование опилок в качестве сырья, лишает необходимости в дробилки, так как они имеют необходимый исходный размер. Сушильную камеру можно сделать самому из металлической бочки. Сито необходимо, чтобы исключить из сырья все крупные и посторонние примеси, которые отрицательно скажутся на качестве готового продукта.

Процесс производства

Технология производства пеллет не является длительным процессом.

Чтобы сильно не тратиться на производство, для пеллет выбирают самую дешевую древесину, которая нигде больше не понадобится. Это могут быть опилки, обрезки, щепки. Данные отходы сортируют и очищают от всякой мелкой грязи — песка, пыли и т.д. И только после этого начинается сам процесс производства гранул.

Первичное дробление

Древесный материал подвергают первичному измельчению до фракций с помощью специальных машин. Такие машины называются дробилками. Деление на фракции происходит не просто так — чем меньше размер фракций, тем меньше нужно энергии для того, чтобы их высушить.

Просушивание

После просушивания материал подвергается прессовке.

Сам процесс сушки происходит в машинах ленточного или барабанного типа, которые используются в зависимости от типа сырья, которое необходимо изготовить. Обычно, на производстве используют ленточные машины, так как барабанные сушилки несут опасность для человека. Кроме того, иногда просушка материала проходит на горячем воздухе или на водяном паре.

Вторичное (мелкое) дробление

Если стружки получаются слишком большими, будущее топливо подвергается вторичному дроблению. Дело в том, что прессованию подвергаются лучше всего те гранулы, которые в своем размере не превышают 4 мм. В процессе мелкого дробления уже применяются молотковые мельницы. Ими удобно дробить волокнистую стружку и опилки, из которых в дальнейшем появится будущий топливный материал.

Водоподгонка, прессование

Если у сырья уровень влажности менее 8%, то его обычно пропускают через специальное устройство для увеличения влажности.

И самым лучшим вариантом являются шнековые смесители, в которых подаётся пар. Воздействие пара на древесину снижает её прочность и повышает пластичность сырья, что повышает качество пеллет.

Оборудование для прессования этого вида топлива имеет 2 различные матрицы — плоскую и цилиндрическую. Катки сминают сырье на матрице, тем самым происходит продавливание сырья. После выдавливания гранулы срезают специальным ножом.

При прессовании пеллет техника подвергается большим нагрузкам, поэтому во время покупки аппаратуры смотрят на её прочность.

Охлаждение, фасовка

После этапа прессования гранулы имеют температуру 70-90 градусов. Для придания большей прочности пеллетам и улучшению их качества, необходимо охлаждение. Под действием кондиционера, находящегося в оборудовании, пеллеты охлаждаются. После этого, сырьё очищают от лишнего мусора и расфасовывают по пакетам.

Расфасовка топлива идёт различными методами для удобства населения. В свободном виде пеллеты встречаются в больших упаковках «биг-бэгах» массой до 20 кг.

Благодаря полимерному материалу, из которого сделаны упаковки, топливо не рассыпается и не теряет своих сыпучих свойств, а также уровень влажности гранул сохраняется.

Но уже расфасованные по большим 10-20 килограммовым пачкам пеллеты будут стоить дороже потребителю.

Уголь

Уголь от остальных выше представленных видов топлива отличается наивысшей теплотворностью и длительностью горения. При сжигании его в так называемых котлах длительного горения, достигается наибольшая автономность процесса отопления. Одного загруженного бункера угля хватает для работы котла до 30 суток! Правда, для таких котлов нужен специальный уголь, мелкой фракции.

Минус этого вида топлива — угольный шлак, которого при сжигании остается достаточно много. Опять нужно чистить. Да и запах, выделяемый при горении — на любителя. Как пахнет сгорающий каменный уголь? Зайдите на любой железнодорожный вокзал — как раньше, так и сейчас пассажирские поезда отапливаются углем.

Гортопы уголь не продают, зато можно купить у частника. Стоимость одной тонны – от 135 рублей (без доставки).

Технология изготовления пеллет

Производство пеллет заключается в прессовании предварительно высушенных до определенной влажности и измельченных до заданной фракции отходов под давлением порядка 300 атмосфер. При этом использование клея и других добавок запрещается (иногда нечистые на руку дельцы для повышения веса гранул добавляют в них песок и другие несгораемые примеси, а для обеспечения склеивающих способностей – синтетические полимеры).

Основные этапы производства пеллет:

• Измельчение. Сырье поступает в дробилку и измельчается до заданной фракции;
• Сушка. Полученное сырье высушивается до заданного технологией процента влажности (около 10% плюс-минус 2 %);
• Прессование. Высушенное сырье поступает в пресс-гранулятор, в котором прессуется в гранулы заданной длины и диаметра, в результате сжатия, трения, адиабатических процессов температура может достигать 100°С по Цельсию, в результате образуется тепловая энергия, размягчающая лигнин и частички склеиваются в гранулы. Этот процесс называется пеллетизацией;
• Охлаждение. Для обеспечения прочности топливных гранул пеллеты после выполненного прессования охлаждаются;
• Фасовка и отправка потребителю.

В ряде случаев перед прессованием выполняются водоподготовка и доизмельчение, все напрямую зависит от вида и качества сырья, из которого изготавливаются гранулы. Прессование выполняется в пресс-формах, штампах кольцевого типа при помощи роторных вальцов (катков), которые впрессовывают сырье в фильеры конусной формы, расположенные на матрице. С другой стороны полученные гранулы срезаются специальными ножами. После охлаждения пеллеты просеивают и отправляют мелкие частицы на повторную переработку. Технология замкнутого цикла фактически безотходна, удаляются только несгораемые примеси. Для того чтобы сделать одну тонну пеллет, необходимо три-пять кубов древесных отходов. Сырье уплотняется приблизительно в три раза. Для приготовления одной тонны пеллет необходимо от 30,00 до 50,00 кВт в час.

Из чего делают пеллеты?

Многие владельцы частных домов задаются вопросом, из чего же изготавливают пеллеты. Тут стоит заметить, что нередко подобную продукцию люди делают самостоятельно. Для этого достаточно запастись дробилкой, ситом, сушилкой, предназначенной специально для опилок, а также гранулятором. Оптимальным сырьем для изготовления такой продукции являются отходы деревообрабатывающей промышленности:

• опилки;
• обрезки;
• стружка;
• горбыль;
• древесная мука от лиственных и хвойных пород;
• прочие отходам, полученные во время обработки дерева.

Например, в процессе производства гранул серого цвета древесные отходы нередко комбинируются вместе с корой. Пеллеты подобного типа обычно раскладываются в крупные мешки. Их очень часто используют в европейских котельных, отличающихся внушительной мощностью. Аналогичным методом производятся и древесные наполнители для лотков домашних животных. Пеллеты изготавливают и из сельхозотходов. В качестве компонентов в этом случае может выступать солома или высушенное сено. Сегодня многие фермеры создают пеллеты для отопления из такого сырья, как:

• камыш;
• лузга подсолнечника;
• сено;
• рисовая шелуха;
• прочие сельскохозяйственные отходы.

Если взять все отходы, то за исключением рисовой шелухи с их переработкой не возникает никаких трудностей. Для этого достаточно использовать простое оборудование, оснащенное матрицей кольцевого типа. На переработку указанных компонентов уходит минимум свободного времени, да и большие вложения не потребуются.

Делают пеллеты и из такого сырья, как торф. Подобные изделия характерны внушительной теплотой сгорания и повышенной зольностью. Для изготовления таких вариантов требуется специализированное оборудование и хорошие ресурсы, потому что заготовка торфяного сырья – это сезонная процедура, требующая определенных затрат.

Классификация топливных пеллет

Производство твердого топлива в форме гранул основывается на документе, который был разработан и представлен в 2011 году. Речь о стандарте Европейского Союза EN 14961-2. Он был взят в основу и при разработке другого документа – сертификата качества. При этом используется обозначение EN Plus. В соответствии с ним есть возможность разделить сырье на несколько групп. Это главный критерий, согласно которому выбирается сырье для производства пеллет. Условно выделяют всего 3 основных класса:

• EN Plus-A1: сырье наивысшего качества, т. е. лучшего или премиум, гранулы характеризуются диаметром до 8 мм, а зольность минимальная – до 0,7%, что означает повышенную способность горения, такой материал называют еще белыми гранулами;
• EN Plus-A1: сырье среднего качества, что обусловлено повышенными (в сравнении с премиум гранулами) показателями зольности – 1,5%, другое название – «индустриальные гранулы», снижение качества обусловлено еще и смешиванием сырья – применяют отходы одновременно хвойных и лиственных пород;
• EN-B: сырье этой группы отличается предельно высоким содержанием негорючих компонентов – зольность составляет 3%,из-за чего гранулы получили название некондиционного твердого топлива или агропеллетов.

Отопление с применением гранул твёрдого топлива обладает множеством преимуществ

Что такое топливные пеллеты

Прежде чем выяснять, как делают пеллеты в домашних условиях или в условиях производственного предприятия, следует разобраться с тем, что собой представляет такой вид твердого топлива. Пеллеты для отопления – это цилиндрические гранулы, спрессованные из горючего сырья, диаметр которых может составлять от 4 до 10 мм, а длина находится в интервале 15–50 мм.

Процесс выдавливания пеллет через матрицу цилиндрического пресса

Из чего делают пеллеты? Для производства топливных гранул может использоваться различное сырье природного происхождения. Так, наиболее распространенными видами сырья, из которого изготавливают топливные гранулы, являются:

• отходы производственной деятельности деревообрабатывающих предприятий – древесные опилки и мелкая стружка (пеллеты из опилок и древесной стружки считаются самым качественным видом топлива подобного типа);
• отходы лесозаготовки и первичной обработки древесины, к которым, в частности, относятся ветки, древесная кора, сухая листва и даже хвоя;
• отходы деятельности предприятий, занимающихся переработкой сельскохозяйственной продукции (в качестве сырья для производства пеллет в данном случае используют лузгу подсолнечника, а также пшеничную, рисовую или гречишную шелуху);
• торф (гранулирование или брикетирование позволяют сделать торф, добываемый в рассыпчатом состоянии, более удобным в качестве топливного материала; более того, торфяной брикет, если сравнивать его с торфом в виде рассыпчатой массы, отличается более высокой теплоотдачей);
• птичий помет, в больших количествах образующийся на птицеводческих комплексах и пригодный для топки;
• отдельные виды твердых бытовых отходов, которые при использовании специальных технологий переработки превращают в недорогие и достаточно энергоэффективные топливные брикеты.

В начале процесса древесные материалы дробятся на более мелкие фракции

Качественные характеристики топливных брикетов (в частности, степень тепловой отдачи) в значительной степени зависят от того, пеллеты из чего делают.

Гранулированное топливо может отгружаться насыпью для крупных котельных или поставляться в мешках различного объема

Пеллеты из опилок, стружек и другого природного сырья используются не только для растопки отопительных котлов в жилых домах и производственных строениях: с их помощью удобряют и мульчируют почву. Такие гранулы применяют также в качестве адсорбирующих элементов, хорошо впитывающих влагу.

Устройство пеллетного котла

В подобных приборах стоит небольшая по объему камера сгорания, потому что большая часть процесса сжигания топлива проходит в конвекционной части оборудования. В пеллетных котлах установлены особые горелки с высоким КПД. Срок службы подобной техники может превышать 20 лет.

В автоматизированных устройствах можно задавать температурные параметры нагрева теплоносителя и автоматически подавать топливо без участия человека. Агрегат может автономно работать на протяжении недели. Для складирования гранул используют защищенный от влаги колодец, контейнер или отдельное сухое помещение.

Для отопления частного дома применяют пеллетные котлы с мощностью 15-100 кВт. Если нужна меньшая мощность оборудования, то целесообразно установить камин. При расчете требуемой мощности агрегата учитывают, что на обогрев 10 квадратов помещения прибор должен выработать 1 кВт тепловой энергии. К полученному значению прибавляют запас в 15%, потому что при расчете не учтены теплопотери постройки, ее особенности и климатический регион.

Характеристики и особенности пеллет

Определяя, что такое пеллеты, можно обрисовать продукцию как отходы производственных процессов деревообработки, переработки угля, торфа, сельскохозяйственных культур. Брикеты формируются под давлением более 300 атмосфер в условиях высоких температур.

Сырье промешивается, обрабатывается, пропускается через формы, в итоге получаются капсулы или гранулы. Склеивание частиц не требует применения искусственных клеев, достаточно природного лигнина, поэтому отопление дома пеллетами является самым чистым и безопасным с экологической точки зрения. Толщиной гранулы могут быть в 6-10 мм, длина 20-30 мм. Особенность применения пеллет в их повышенной теплоэффективности. В сравнении с другими видами сырья 1000 кг гранул заменят 500 кг дизеля, 480 м3 газа, 1600 кг дров.

Некоторые производители выпускают гранулы из ТБО. Гранулы стоят очень дешево, не отличаются теплоэффективностью, но пригодны как резервный запас для обогрева дома в период межсезонья или весенних поздних заморозков.

Стоимость пеллет

Возьмем исходные данные:

• средняя стоимость индустриальных пеллет в Красноярском крае по состоянию на декабрь 2015 года составляет 3500 рублей за тонну (3,50 за килограмм);
• цена березовых дров составляет 1300 рублей за один куб, в пересчете на тонны (кубометр сухих дров из березы это 650 кг веса) составляет 1846 рублей за тонну (1,85 рубля за килограмм);
• теплота сгорания березовых дров составляет 10 МДж/кг;
• теплота сгорания древесных индустриальных пеллет 18 МДж/кг.

Для того чтобы получить 100 МДж тепловой энергии, нужно 10 кг дров (100/10), то есть 18,50 рубля или 5,5 кг пеллет (100/18), то есть 19,44 рубля. Разница в стоимости – 1 рубль на 100 МДж. Причем необходимо отметить несомненные преимущества пеллет с зольностью 1,5 % перед дровами с зольностью 10 % , разница очевидна.
Следует учитывать тот момент, что рынок пеллет динамически растет, а с увеличением предложения цена несомненно будет снижаться. Кстати, пеллеты можно изготовить и самостоятельно из сельскохозяйственных или древесных отходов. Ниже читаем как.

Оборудование

Владея информацией относительно того, как сделать самому пеллеты, можно решить проблему обеспечения дома либо другого помещения независимым источником энергии. В общем, оборудование для их изготовления принято делить на два основных класса: промышленные линии и мини-градуляторы.

Вторая разновидность подразделяется на несколько подвидов в зависимости от использования привода. В данном случае может применяться дизельный двигатель, электромотор либо агрегат от вала отбора тракторной мощности. Выбор того или иного типа зависит от условий дальнейшей эксплуатации данного оборудования, а также степени обеспеченности сырьём.

Цена установок колеблется в зависимости от технических характеристик. В частности, агрегат, производительность которого составляет 200-250 килограмм гранулированного топлива в час, обойдётся в сумму, составляющую чуть более 6 тысяч американских долларов. В то же время мощная промышленная линия, способная выпускать за то же время около одной тонны твёрдого топлива оценивается примерно в 132 тысячи долларов. Как показывает практика, самыми эффективными являются первые из упомянутых установок.

Эстетическая сторона

• Автоматическая подача топлива, автоматическая регулировка температуры теплоносителя или в помещении все это можно обеспечить при отоплении гранулами. За отоплением на дровах нужно постоянно следить, но тут тоже имеется нюанс в виде современных котлов длительного горения Ссылка , которые имеют загрузочный бункер поленьев, автоматическое длительное горение с поддержанием нужной температуры;
• Меньшие площади под большее количество энергии, одна тонна пеллет заменяет около 3,5 кубометров дров. А если пеллеты хранятся в специализированных бункерах, то это вообще супер удобно;

Поз 1. — выгрузка из автомобиля вентилятором. Поз. 2 подача с склада в котел. Поз.3 — котел на пеллетах. Поз. 4 — бойлер с двойным контуром.

• А вот сами площади для хранения у дров гораздо менее привередливы. Если для пеллет нужно крытое сухое помещение, которое может быть без отопления, то чурки и поленья во многих селах до сих пор зимой хранят на улице под снегом. Растопил печку сухой щепкой и кидай сырые полешки;
• При использовании дров, в квартире выстужается тепло. Чтобы натаскать дров на день в дом площадью 50 квадратов и при наружной температуре – 30 градусов, вам минимум нужно будет 2-3 раза занести поленья утром и столько же вечером, при этом около печи постоянно нужно заметать мусор от поленьев. Итого вы выйдете 6 раз и два раза подметете :-). При пеллетном отоплении, достаточно будет занести одно большое ведро с гранулами. Если же вы используете специализированные бункера, то все вообще будет работать автоматически. Нужно только раз в квартал заправлять бункер и все;
• Древесная гранула после покупки сразу готова к отоплению, полешки же в большинстве случаев нужно подсушить, а иногда еще напилить и расколоть;
• Доступность этих видов топлива, от этого параметра зависит – будет ли хозяин использовать данный вид топлива. В этом параметре нет однозначного ответа. Существуют районы, где дрова «под ногами валяются», зашел в лес, свалил сухарку, притащил ее домой и готово. Примерно так мы и жили в с. Новая Заря. А существуют районы, где дров не видели в глаза и испокон веков пользуются другими видами топлива. Про пеллеты можно сказать — логистика производителей работает так, что во всех крупных городах они имеются в наличии, а вот в какой-то деревне скорей всего их не будет.
• Ученые доказали, что пеллеты при своем сгорании образуют меньшее количество углекислого газа чем дрова. Связано это с их меньшей влажностью чем у дров. Дело в том что поленья сушеные в дровенике имеют влажность 20%, а пеллеты 8%. Поэтому при сгорании гранул нужно испарить меньше влаги, за счет этого температура сгорания выше. За счет повышенной температуры, топливо сгорает лучше и образуется меньше углекислого газа и золы.

Из всего вышеперечисленного можно сделать вывод, что пеллеты удобнее в отоплении. С этим никто не поспорит, даже мой друг, но вот дрова более практичны и дешевле. Рассмотрим дальше наш вопрос.