Пеллеты



Материал из ТеплоВики - энциклопедия отоплении

Перейти к: навигация, поиск
Пеллеты (топливные гранулы)

Пеллеты (топливные гранулы) (англ. pellets) - это цилиндрические спрессованные опилки от лесопиления и деревообработки, отходы производста сельского хозяйства (солома, шелуха, кукуруза и др.), торфа, древесного угля в качестве связующего вещества выступает составляющий компонент растений - лигнин, пластифицирующийся в процессе грануляции под действием высокой температуры. Процесс формирования пеллет происходит под давлением около 300 атм, без каких-либо добавок и клея. Длина пеллет в среднем имеет от 10 до 30 мм в длину и от 6 до 10 мм в диаметре. Топливные гранулы представляют собой экологически чистый вид топлива. При сжигании пеллет в атмосферу выбрасывается столько же углекислого газа, сколько образовалось при естественном разложении древесины. Применяются для сжигания в пеллетных котлах.


Содержание

Класификация пеллет

Классификация по сорту:
Пеллеты, как топливо, подразделяется на такие сорта:

Классификация по используемому сырью:

Описание классов пеллет

«Белые пеллеты» (пеллеты премиум сорта) - (этот термин часто используется покупателями) - они имеют светлый цвет. Такой цвет достигается благодаря проведению окорки древесины перед ее дроблением и гранулированием, а так же правильной сушкой древесины. Белые пеллеты имеют очень большое преимущество перед своими конкурентами - низкая зольность. Зольность у белых пеллет 0,5% и ниже. Котел, при их использовании, должен быть вычищен всего один раз в месяц. Теплотворная способность таких пеллет составляет 17,2 Мдж/кг. Золы при чистке котла очень мало. Пеллеты премиум сорта обычно производится из опилок мягкой или твёрдой пород древесины, не содержащих кору дерева. Пеллеты премиум, которые составляют более чем 95% от всего производства пеллетов, могут сжигаться в любых печах,созданных для топлива стандартного или повышенного качества.

Индустриальные пеллеты. Цвет таких пеллет уже темнее. Это связано с тем, что в пеллетах присутствует кора и прочие несгораемые остатки (земля, пыль). Зольность данной категории пеллет начинается от 0,7%. Теплотворная способность таких гранул, в большинстве своем ни чем не отличается от "белых" пеллет. Она равна 17,2 Мдж /кг. В данном случае котел придется чистить чаще. Частота чистки будет напрямую зависеть от того на сколько высока зольность топлива.

Агропеллеты.Топливо стандартного качества. Такие пеллеты производят из отходов шелушения гречки, семян подсолнечника. Данные пеллеты имеют очень темный цвет. Их теплотворная способность - 15 МДж/кг, а зольность 3% и более. Основное преимущество агропеллет - их цена. Они намного дешевле вышеперечисленных. Как правило, их используют для сжигания в крупных котлах, на больших тепловых станциях. Чистка котла в таком случае увеличивается до одного раза в день, либо используется пеллетный котел с автоматической чисткой. Такие пеллеты должны использоваться только в печах, определяемых для их использования.

Характеристики

Пеллеты представляют собой прессованные цилиндры диаметром до 25 мм, наибольшее распространение получили пеллеты диаметром 6…10 мм.

Физико-геометрические характеристики:

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.

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.

Физические характеристики пеллет из древесины

Производство пеллет

Схема производства пеллет

В основе технологии производства топливных гранул, как и топливных брикетов лежит процесс прессования измельченных отходов древесины, соломы, лузги и др.

Сырьё (опилки, солома и т.д.) поступает в дробилку, где измельчаются до состояния муки. Полученная масса поступает в сушилку, из неё — в пресс-гранулятор, где древесную муку прессуют в гранулы. Сжатие во время прессовки повышает температуру материала, лигнин, содержащийся в древесине размягчается и склеивает частицы в плотные цилиндрики.

На производство одной тонны гранул уходит 3—5 м3 древесных отходов естественной влажности. Готовые гранулы охлаждают, пакуют в большие биг-бэги (по несколько тонн) или мелкую упаковку от нескольких килограмм до нескольких десятков килограмм.

Технология производства древесных топливных гранул

Расстановка оборудования на каждом предприятии может быть разная. Однако принципы – общие с момента возникновения технология производства пеллет в 1947 году. Сам по себе процесс гранулирования - пеллетизации происходит в специальных кольцевых штампах (пресс-формах) вращающимися роторными вальцами, которые впрессовывают в многочисленные отверстия - фильеры пресс-формы, активизированное паром измельченное древесное сырье, после чего, срезанные с наружной стороны штампа специальным ножом гранулы, должны быть охлаждены и отделены от мелких частиц.

Весь процесс производства условно можно разделить на несколько этапов:

Измельчение древесного сырья

Рубительные машины (Дробилки) измельчают древесное сырьё до фракции с размерами не более 25х25х2 мм для дальнейшей сушки. Лучше всего для снижения энергозатрат на сушку измельчать до более мелкой фракции.

Сушка

Древесное сырье перед прессованием должно иметь влажность 10% ± 2%. Сырье с большей или меньшей влажностью требует дополнительного увлажнения или дополнительной сушки. Сушилки делятся на два типа:

По типу применяемого сушильного агента они подразделяются на сушилки:

По типу применяемого вида топлива для производства пеллет:

Доизмельчение сухого сырья

Для устойчивой работы пресса входная фракция должна быть не более 4 мм. Такую фракцию может обеспечить молотковая мельница, стружечный станок или дезинтегратор.

Водоподготовка

Сырье с влажностью менее 8% плохо поддается прессованию, поэтому требуется, устройство дополнительного увлажнения сырья. Лучший вариант - это шнековые смесители, имеющие возможность подачи воды или пара. Пар применяют для снижения прочности и увеличения пластичности древесного сырья твердых пород. Прессы некоторых производителей из-за конструктивных особенностей не требуют добавления пара. Некоторые применяют пар для старого, слежавшегося сырья, но таким сырьем сложно получить гранулы хорошего качества.

Прессование

В основе всего процесса гранулирования или в сердце его находится пресс. Сегодня существует несколько десятков производителей прессов из разных стран мира:


1 - пресс с круглой матрицей;
2 - пресс с плоской матрицей

Многие прессы конструктивно различаются по видам матриц:

Пресс с круглой матрицей разрабатывался для комбикормовой, пищевой и химической промышленности. А пресс с плоской матрицей изначально для утилизации промышленных и бытовых твердых отходов. На сегодняшний день прессы обеих модификаций, используемые в гранулировании, работают по одинаковому принципу. Бегущие катки создают контактное напряжение смятия сырья на матрице, и через отверстия в матрице продавливают сырье, которое обрезается ножами. Прессы выполнены из особо прочных материалов с жесткими мощными корпусами. Матрица и катки изготовлены из специальных закаленных износостойких сплавов. Гранулирование древесины, как материала имеющего высокую плотность, требует повышенного усилия для прессования. При прессовании происходит уплотнение древесного сырья до 3 раз. Удельное потребление электроэнергии составляет от 30 до 50 кВт в час на тонну. Из-за сил трения и адиабатических процессов, происходящих при резком сжатии сырья, температура в рабочей зоне пресса достигает 100°С.

Охлаждение

Чем выше усилия прессования и выше температура сырья, тем лучше гранулы по качеству. При увеличении температуры прессования свыше 120°С происходят необратимые процессы в гранулируемом сырье, которые приводят к ухудшению качества гранул. Охлаждение необходимо для кондиционирования гранул после прессования. У хороших производителей оборудования в технологическом процессе, после охладителя существуют системы для очистки готовых гранул от пыли, что существенно улучшает качество выпускаемой продукции.

Фасовка и упаковка

Фасовка и упаковка топливных гранул зависит от того, какая система хранения существует у потребителя.

Способы расфасофки топливных гранул

Свободная насыпь пеллет
Пеллеты в биг бегах
Мелкая расфасовка

В свободном виде - насыпью
Подразделяется на две группы:


Фасовка в биг-бэги
Фасовка в биг-бэги применяется для индустриальной транспортировки сыпучих продуктов. Биг-беги изготавливаются из прочного полимера, имеют петли для механизации погрузо-разгрузочных работ, а также позволяют сохранять постоянную требуемую влажность пеллет при открытом складировании. Цена пеллет в биг-бэгах выше, чем при доставке насыпью.


Мелкая расфасовка
Самая дорогая группа. Цены на гранулы в мелкой расфасовке наиболее высокие, и превышают 200 Евро за тонну. К данной группе пеллет предъявляются повышенные требования по качеству. Очень удобна для тех заказчиков, кто не может иметь склада для хранения в насыпном виде. Перевозится на паллетах (поддонах). Массой до одной тонны.

Этапы горения пеллет

При сгорании любого топлива - выделяется тепло. То же происходит и когда пеллеты попадают в камеру сгорания пеллетной горелки. Сгорание пеллет условно можно разделить на три важных этапа:

Чтобы пеллеты сгорали успешно - важно обеспечить нужное количество кислорода на всех трех этапах их сгорания. Если подать недостаточное количество мало - не будет обеспечено полное их сгорание. Подать много - часть важного пиролизного газа будет вынесена в дымовую трубу, КПД сгорания пеллет будет тоже меньше.

Нормы и качество пеллет

Стандарты качества

В Европе с первого квартала 2010 ввелся новый стандарт ENplus для пеллет бытового назначения и EN-В для «индустриальных» пеллет, используемых в промышленных предприятиях и коммунальных котельных. Инициатором разработки новых стандартов выступила Германия. Введение отдельного стандарта качества для бытовых и промышленных пеллет позволит вести четкий учет потребления и контролировать качество продукции.
Новые европейские стандарты качества топливных гранул по сравнению с немецким стандартом DIN plus

Нормы качества Единицы измерения DIN Plus EN plus-A1 EB plus-A2 EN-B DIN 51731 ONorm M 7135
Диаметр мм 4-10 6(±1) 6(±1) 6(±1) 4-10 4-10
Длинна мм ≤5хD 3,15≤I≤40 3,15≤I≤40 3,15≤I≤40 5 x D1 <50
Насыпная масса кг/м3 - ≥600 ≥600 ≥600 - -
Теплота сгорания МДж/кг ≥18 ≥16,5 ≥16,5 ≥16,0 ≥18 17,5-19,5
Влажность  % ≤10 ≤10 ≤12
Истирание/пыль  % ≤ 1 - -
Твёрдость  % ≥ 97,7 ≥ 97,5 - -
Зольность % ≤ 0,5 ≤ 0,7 ≤ 1,0 ≤ 3,0 - -
Температура плавления золы °С - ≥1200 ≥1100 ≥1100 - -
Хлор мг/кг ≤ 0,02 ≤ 0,02 ≤ 0,03 ≤ 0,03 - -
Сера мг/кг ≤ 0,04 ≤ 0,05 ≤ 0,05 ≤ 0,05 ≤ 0,04 ≤ 0,08
Азот мг/кг ≤ 0,3 ≤ 0,3 ≤ 0,5 ≤ 1,0 ≤ 0,3 ≤ 0,3
Свинец мг/кг - ≤ 10 ≤ 10 ≤ 10 - -
Хром мг/кг - ≤ 10 ≤ 10 ≤ 10 - -
Мышьяк мг/кг - ≤ 1 ≤ 1 ≤ 1 - -
Кадмий мг/кг - ≤ 10 ≤ 10 ≤ 10 - -
Ртуть мг/кг - ≤ 0,1 ≤ 0,1 ≤ 0,1 - -
Медь мг/кг - ≤ 10 ≤ 10 ≤ 10 - -
Никель мг/кг - ≤ 10 ≤ 10 ≤ 10 - -
Цинк мг/кг - ≤ 100 ≤ 100 ≤ 100 - -

На сегодняшний день в Украине не существует стандартов на пеллеты, поэтому большинство производителей ориентируются на западные стандарты, которые, к слову сказать, отличаются от страны к стране. Кроме того, существующие западные стандарты порой включают в себя не только стандарт на сами пеллеты, а также стандарты на их производство, хранение и транспортировку.

Единого Европейского стандарта на пеллеты пока не существует, поэтому ниже приводятся названия некоторых существующих национальных стандартов: ONORM M 7135 Austrian Association pellets (briquettes and pellets). Данная норма определяется как австрийская. Она дает поправку на качество древесных гранул с существенными ограничениями, например истирание. Все эти внешние признаки позволяют специалистам определить качество сырья и оборудования и правильность технологической схемы. Однако они не могут являться определяющими без критериев, которые указаны в нормативах. Самым надежным и простым способом проверки качества является проверка аппаратом (лигнотестером) на истирание. Истирание определяется как степень жесткости и прочности гранул. Гранулы подвергаются многочисленным испытаниям. В конечном итоге замеряется возникающая пыль, которая указывается в процентах. По определению: чем ниже значение, тем качественней гранулы и тем меньше пылеобразование при вдувании.

Логотип DINplus

В Сертификате DINplus сконцентрированы обе вышеуказанные нормы и принимают за стандарт наиболее жесткие показатели. Процедура сертификации проходит на заводе — изготовителе гранул, и совершается аккредитованным DIN Certco институтом. Через равные промежутки времени проводится независимый контроль качества гранул. Эмблемой качества комиссии по гранулированию является PVD Pelletverband, Германия. Этим союзом, действующим на равных условиях с немецким союзом по энергии (для систем гранулирования) Deutsche Energie Pellet Verband (DEPV) также принята эмблема качества. Критерии качества соотносимы с нормами DINplus, их установленными значениями.

Все стандарты регламентируют такой параметр как зольность, на который основное влияние оказывает наличие в исходном сырье коры, веток и других включений.

Внешние признаки хорошего качества древесных гранул

Поверхность. Поверхность гранул должна быть гладкой, блестящей, не иметь трещин и вздутий. Это свидетельствует об их прочности и малом истирании.

Диаметр. Чаще всего встречается 6 и 8 мм, намного реже 4 или 10 мм. Диаметр впоследствии играет значительную роль в настройке работы печи и котла для эффективного отопления. Больший или меньший диаметр указывает, что предприятия не занимались производством древесных гранул, а производили другие гранулированные продукты.

Длина. Длина гранул ограничивается для систем всасывания. Диаметр шлагов в Европе не позволяет всасывать гранулы длиной более 50 мм. Но гранулы не должны быть бесконечно малыми по длине.

Запах. Гранулы не пахнут елью. Легкий сладковатый запах клея - признак хорошего качества, достигаемого текучестью и высокими температурами при гранулировании.

Цвет. Цвет не должен быть серым -это указывает на долгое лежание сырья, появление грибка, плохое хранение, что для древесины является потерей энергии. Больше используют гранулы светлого тона, хотя темные цвета не являются признаком плохого качества, но некачественные гранулы, как правило, темного цвета.

Пыль. Большое содержание пыли может привести к рекламации. Это признак быстрого истирания и плохого качества. При хранении в закрытых мешках пыли, как правило, меньше.

Неправильные тесты. Неправильно проверять гранулы разбавлением водой. Да, хорошие гранулы быстро не растворяются, но при этом долго не растворяются и гранулы, сделанные с большим количеством закрепителей. Проверка углом естественного откоса (<50%) также не является признаком качества.

Преимущества и недостатки пеллет

Преимущества

Недостатки

Сравнение пеллет с другими видами топлива

Вид топлива Теплота сгорания (МДж/кг) Калорийность (ккал)  % золы  % серы
Каменный уголь 15-25 4500-5200 10-35 1-3
Бурый уголь 14-22 4000-4300 10-35 1-3
Дрова 10 2000 2 0
Пеллеты торфяные 18,0 4500-4800 6 0,7
Пеллеты древесные 18,4 4800-5000 2,5 0,1
Торфобрикеты 14,9 3200 23 1-3
Природный газ 35-38 МДж/м3 - 0 0

См. также

Источники

Личные инструменты

Уважаемые участники проекта ТеплоВики!

Из соображений безопасности изменена система регистрации новых пользователей. Теперь, во время регистрации, вам нужно будет заполнить данную форму (все поля обязательны для заполнения) и подать запрос на регистрацию. Администрация сайта проверит вашу заявку и вам на e-mail придет письмо с подтверждением регистрации и данными для входа. При первом входе временный пароль рекомендуется изменить.

С уважением, администрация ТеплоВики!

Ваше реальное имя: *
Желаемый логин в системе: *
Номер телефона для связи: *
Ваш email: *

Ваши данные успешно отправлены администрации ТеплоВики. После проверки ваших данных, Вы будете зарегистрированы и получите письмо с временным паролем для входа.

Пространства имён
Варианты
Действия
Навигация
Инструкции
Инструменты
Печать/экспорт

Реклама