Топливные пеллеты (гранулы) – разновидности, особенности, производство

31 декабря 2022

Пеллеты – небольшие по размеру (диаметр 4–8 мм, длина от 0,5 до 7 см) древесные гранулы цилиндрической формы, изготавливаемые на специальном оборудовании и предназначенные, главным образом, для отопления. В западноевропейских странах пеллеты уже давно успешно используются для обогрева коттеджей, загородных резиденций. В нашей стране этот продукт стал популярным не так давно. Одно из главных преимуществ – экологичность сырья. Немаловажное достоинство и способность использовать пеллеты в автоматизированных системах: сыпучие гранулы засыпаются в специальный резервуар и подаются в котел автоматизированным способом, без какого-либо участия в этом процессе человека. Это существенный плюс перед другими видами твердого топлива: колотые дрова, уголь, брикеты, которые для поддержания процесса горения регулярно нужно подкладывать в печь вручную. Топливные гранулы хорошо удерживают тепло, а это значит, что в вашем доме или квартире всегда будет много тепла и комфортно находиться.

Топливные пеллеты

Низкая степень влажности способствует быстрому разгоранию сырья, высокому КПД и теплоотдаче, а высокая насыпная плотность пеллет упрощает транспортировку и хранение, увеличивает время работы котла на одной загрузке.

Что такое пеллеты?

Пеллеты
– это гранулированный вид твердого топлива цилиндрической формы, из спрессованных отходов сельскохозяйственного производства деревообрабатывающей промышленности. Основными материалами для изготовления топливных гранул являются:

• опилки, щепа, кора, горбыль хвойных и лиственных (оптимальный вариант) пород древесины;
• торф;
• лузга подсолнечника (наиболее распространенное решение), рапс (оптимальный вариант), солома различных зерновых культур, кукуруза, шелуха, жмых и многое другое;
• древесный уголь;
• бытовые отходы.

В качестве базового связующего вещества выступает вещество растительного происхождения – лигнин, природный полимер, содержащийся практически в любом растении, способный пластифицироваться при грануляции под воздействием достаточно высокой рабочей температуры.

Классификация пеллет

Основным нормативным документом, предопределяющим производство пеллет, является стандарт Европейского Союза EN 14961-2, принятый в январе 2011 года, на его основании выдается международный сертификат качества EN Plus. Выделяют три класса гранулированного топлива:

• ENPlus-A1 – лучшего премиум качества, диаметром до 8,00 мм, зольностью до 0,70 %, другое название «белые гранулы»;
• ENPlus-A2 – с зольностью до 1,50 %, также называются индустриальными гранулами, могут состоять из смешанных пород древесины;
• EN-B – стандартного качества, с зольностью до 3,00 %, альтернативное название агропеллеты.

По стоимости самые дорогие пеллеты ENPlus-A1 класса, самые дешевые EN-B класса, некондиционное топливо лучше не брать.

Основные параметры пеллеты

Пеллеты для отопления это гранулы белого или оттенков коричневого цвета, длиной от 10,00 до 30,00 мм, диаметром 6,00 и 8,00 мм, реже встречается топливо диаметром 10,00 мм, предельный диаметр гранул 25,00 мм. Потемнение пеллет связано с присутствием в структуре материала различных несгораемых остатков (пыли, земли, ряда других).

Главными параметрами пеллет являются:

• зольность (чем ниже, тем лучше и меньше золы, так котел придется чистить гораздо реже);
• влажность;
• теплотворная способность (ENPlus-A1 – 18,0 Мдж/кг, ENPlus-A2 – 18,0 Мдж /кг, EN-B – 15,0 МДж/кг).
• общая длина;
• степень плотности;
• диаметр;
• насыпная масса;
• класс истираемости.

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 сушильных комплексов. Гранулы из бумаги и картона (а в некоторых странах налажено гранулирование старых денежных купюр) дают большое количество тепла и имеют мизерный процент несгораемых остатков.

Пеллеты из куриного помета 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 производства топливных пеллет 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.

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.

Необходимые станки для производства пеллет

Оборудование для производства пеллет из опилок включает:

• дробилки (рубильные станки) для измельчения используемого сырья до заданной фракции;
• сушилки для обеспечения необходимого процента влажности исходного, базового сырья;
• молотковые мельницы (в ряде случаев заменяются стружечными станками, дезинтеграторами, все зависит напрямую от характеристик исходного сырья), позволяют получать сырье фракцией до 4,00 мм;
• шнековые смесители (применяются при использовании пересушенного, влажностью менее 8,00 %, сырья, путем дозированной подачи пара или воды);
• прессы (отличаются по типу используемой матрицы, которая может быть плоской или круглой).

Сушилки в свою очередь подразделяются по:

• принципу действия (могут быть барабанными или ленточными (стоят больше, но более производительные и безопасные при эксплуатации));
• технологии сушки (на топочных газах, водяном паре или горячем воздухе);
• используемому топливу (газ, древесные отходы, уголь и т.д.).

Для сжигания пеллет применяется специальное оборудование – пеллетный котел

. Оптимальное решение по соотношению цена/ качество/эксплуатационные характеристики на российском рынке это отопительные приборы польского производителя Metal-Fach, включая котлы линеек
SD DUO
,
SD DUO BIO
,
SMART
,
SMART EKO
,
SEG,SEG BIO
.

Они имеют стальной теплообменник (для изготовления применяется сталь марки P265GH толщиной от 4,00 до 6,00 мм), КПД свыше 90 %, контроллер инновационного, современного типа FL 310LGRTC

, с непрерывной логикой и пид-регулированием, а также верхнюю камеру сгорания и горелку ретортного типа.

Достойным предложением являются также:

• отечественные котлы, созданные в Красноярске, ZOTA
  серии
  Pellet
  ;
• совместная разработка российско-польской компании Vulkan
  , линейки
  ЕКО
  ;
• пеллетные котлы легендарной итальянской компании FACI
  Caldaie, линейки
  FACI SSL/SSP
  .

Приобрести пеллетные котлы в широком ассортименте, получить необходимые консультации, заказать инсталляцию, гарантийное и послегарантийное обслуживание в Красноярске Вы можете в компании Крас-Котел.

Некоторые плюсы и минусы

• Горение поддерживается за счёт пеллет — достаточно недорогого вида топлива.
• Имеют высокий уровень КПД, что по характеристикам приближает его к газовым котлам.
• Подача топлива в горелку и поддержание температурного режима осуществляется автоматически.
• Хранение пеллет не составляет сложности, так как они фасованы в мешках (зачастую по тридцать килограмм) и нуждаются только в сухом помещении.
• Сгорая, оставляют экологически чистую золу в небольшом количестве.
• Пеллетный аппарат обеспечивает дом как горячей водой, так и комфортным, постоянным температурным режимом.
• Имеют умную систему управления, некоторые модели систем рассчитаны на дистанционное управление.
• Пеллетное оборудование автономного отопления дома безопасно и не требует регистрации в контролирующих инстанциях.

Стоит обратить внимание, при решении купить хороший пеллетный котёл, на некоторые недостатки

• Установку и подключение к системе отопления дома должны осуществлять квалифицированные специалисты.
• Производство пеллет ещё недостаточно хорошо организовано, из-за этого могут быть перебои с топливом.

Паллетный котел

Как отличить пеллеты высокого, премиального качества от некондиционного топлива?

При покупке пеллет необходимо обращать внимание на:

• поверхность материала, она должна быть гладкой, блестящей, без признаков деформации (вздутий и микротрещин);
• диаметр (этот параметр установлен нормами, минимальное значение 4,00 мм, максимальное 10 мм, также стандартными являются топливные гранулы, которые имеют диаметр 6,00 и 8,00 мм, учтите, что пеллетный котел работает на гранулах определенной фракции);
• длина (данный параметр должен составлять порядка 20,00 – 30,00 мм, это оптимальное значение, хотя оборудование может работать и на пеллетах длиной свыше 50,00 мм);
• запах (гранулы должны иметь слегка сладковатый запах свежеприготовленного клея, это явный признак отменного качества);
• цвет (важно помнить, что самые качественные пеллеты белые или слегка кремового цвета, агропеллеты преимущественно темные, а в древесных пеллетах темный цвет указывает на то, что добавлена кора, другие примеси или смешаны породы древесины);
• пыль (пыли на пеллетах должно быть минимальное количество, поэтому лучше покупать топливо в герметичной упаковке);
• примеси (проверить наличие несгораемых примесей в самих гранулах можно только путем их сжигания и определения остатка в виде твердых частичек).

Условия хранения и использования

При покупке крупной партии пеллет необходимо позаботиться о месте их складирования. При хранении внутри помещения их нельзя размещать рядом с открытыми источниками огня. Также надо оградить материал от злейшего врага — сырости.

Как хранить пеллеты, если места в доме нет? Закрытые мешки/пакеты допустимо сложить на улице под навес. Однако такой вариант нежелателен — при дожде риск намокания упаковки и безвозвратной порчи горючего возрастает.

Несколько слов о том, как правильно топить пеллетами твердотопливный котел. Для этого требуется горелка, которую можно купить отдельно и установить на котел буквально в течение получаса. Эксплуатация такого тандема предельно проста — пользователю потребуется время от времени наполнять бункер свежими пеллетами и вычищать золу. Температурный баланс контролируется при помощи пульта управления.

Достоинства и недостатки твердого топлива в виде топливных гранул

Основные плюсы пеллет:

• экологическая чистота (при сжигании данного вида твердого топлива углекислый газ выделяется в объемах, равных объемам, образующимся при естественном способе разложения различных древесных отходов);
• пожарная безопасность (пеллеты менее подвержены самовоспламенению, чем другие виды твердого топлива);
• оптимальная влажность (8 -10% против 30-50% у поленьев) и плотность (в полтора раза выше чем у дров);
• замечательная теплотворность, одной тонны топливных гранул достаточно для получения 3500 кВт/ч тепловой энергии;
• постоянная и очень высокая насыпная плотность, что облегчает логистику, погрузку и транспортировку пеллет;
• однородность структуры по форме, размерам позволяет автоматизировать все процессы погрузки-загрузки и сжигания в котлах топливных гранул.

Минусы пеллет:

• высокая стоимость твердого топлива на современном этапе;
• для сжигания пеллет необходим специальный пеллетный котел, оборудованный автоматикой, который также стоит дороже;
• низкий объем предложений на рынке, ситуация со временем исправится, но пеллеты необходимо покупать про запас и обеспечивать складское хранение, не допуская попадания избыточной влаги.

Отопление частного дома пеллетами за и против

Твердотопливный котел на пеллетах для дома с автоматической подачей топлива, как и любой другой вариант отопления, имеет как свои достоинства, так и недостатки. Рассмотрение плюсов и минусов помогает принять наиболее разумное решение, относительно целесообразности оснащения котельной оборудованием на древесных топливных гранулах.
В качестве недостатков выделяют следующее:

• Зависимость от пеллет – несколько лет назад, гранулы хорошего качества было сложно достать, что существенно влияло на стоимость топлива. Сегодня, приобрести пеллеты растительного или древесного происхождения, не составляет труда. Заправки пеллетного котла хватает на несколько часов, суток или даже месяцев, в зависимости от выбранной модели. От пользователя требуется рассчитывать время работы и заранее докупать необходимое топливо.
• Высокая себестоимость установки. Еще одним минусом, на который указывают противники пеллетного оборудования, является его высокая стоимость и дорогостоящий ремонт. На сегодняшний день, цена оборудования постепенно идет на спад, за счет высокой насыщаемости рынка.

Доводами «За» покупку пеллетного оборудования являются:

• Экономичность – затраты на топливо несколько больше чем у газового котла, но, если учесть стоимость получения разрешений, необходимость в изготовлении проектной документации, оплату подведения газопровода, разница становится не настолько очевидной. Экономичные пеллетные котлы для дома, расходуют меньше сырья, чем конвекционные и газогенераторные твердотопливные агрегаты. Затраты на отопление меньше и по сравнению с электрокотлом.
• Простые требования монтажа – котел устанавливается достаточно быстро. Комбинированные системы с интегрированным топливным резервуаром, требуется просто подключить к сети энергоснабжения и установить дымоход.
• Универсальность – большинство современных моделей, изготавливаемых отечественным производителем, способны помимо пеллет использовать дрова, уголь, отходы деревообработки, а после замены горелки, переоборудоваться под жидкое топливо.
• Резервные источники тепла – автоматический пеллетный котёл, часто имеет встроенный ТЭН, для нагрева теплоносителя. Если закончилось твердое топливо, котел самостоятельно переходит на использование электричества и продолжает отапливать дом, пока не будет выполнена дозаправка пеллет.

Взвесив все доводы за и против приобретения пеллетного оборудования, многие покупатели приходят к выводу о целесообразности покупки теплогенератора данного типа.

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.

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. Подсолнечные пеллеты 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.

Изготавливаем пеллеты своими руками

Можно изготовить пеллеты своими руками. Для этого нам нужно собрать гранулятор. Необходимо взять древесные или сельскохозяйственные отходы, измельчить до фракции частиц 30,00-50,00 мм, высушить до влажности равной 15,00 %, измельчить до частиц фракцией 2,00 мм и поместить в гранулятор. В том случае когда в качестве исходного, базового сырья используете сельскохозяйственные отходы, такие как лузга подсолнечника, рапса или древесные опилки, дробить ничего не нужно. А вот если в ход идут ветки, кора, различные некондиционные пиломатериалы, дробить необходимо, хотя использование гранулятора позволяет опустить и эту операцию. Сушилка изготавливается из обычной металлической бочки. Гранулятор лучше использовать с плоской матрицей (цилиндрическая матрица в форме перфорированного барабана более сложное решение) и перфорированным диском с выходными отверстиями в форме конуса диаметром 8,00-10,00 мм, это оптимальное решение. Вам необходимо купить матрицу и катки (ролики) (производством запчастей занимаются изготовители оборудования для выпуска комбикорма). Матрица изготавливается и самостоятельно, из стали толщиной не меньше 20,00 мм, а в качестве катков используются шестерни. Понадобится также редуктор и электрический мотор мощностью равной или превышающей 15,00 кВт. Нужно обеспечить вращение в диапазоне 60-120 оборотов в одну минуту. Вал может устанавливаться как в горизонтальном положении, так и в вертикальном, главное сделать резервуары для загрузки исходного сырья и последующей выгрузки пеллет.

Этапы изготовления пеллет:

• берем или изготавливаем матрицу, по центру делаем отверстие под редуктор и обязательно паз, предназначенный для посадки;
• шестерни (допускается использование роликов, ширина которых должна совпадать с шириной рабочей поверхности используемой матрицы), надеваются на вал строго перпендикулярно оси вала установленного редуктора при помощи обычной муфты;
• корпус цилиндрической формы сваривается из листовой стали или стальной трубы, с учетом размеров матрицы, которая должна вращаться легко и свободно, предусмотрев отверстия для выгрузки пеллет и лоток также из листовой стали или стальной трубы, можно низ и верх конструкции изготовить разъемными для облегчения обслуживания;
• выходной вал выбранного редуктора укрепляют в нижней части станка с использованием муфты и обязательно подшипников;
• матрица, а также ролики устанавливаются в корпус цилиндрической формы;
• полученная конструкция монтируется на раму, изготовленную из швеллера или обычного уголка, и жестко крепится, осталось лишь поставить двигатель и соединить выходной вал с установленным редуктором.

За пеллетами и пеллетными котлами будущее. Специалисты компании Крас-Котел помогут Вам сделать правильный выбор пеллетного котла с учетом всех ваших пожеланий и особенностей вашего дома.

Поделиться в соц. сети:

Техническое обслуживание

Отопление дома, в котором используются котлы, работающие на пеллете, нуждается в небольшом обслуживании. Они, как правило, имеют открытую систему отопления, поэтому нужно следить за уровнем воды в системе. Можно сделать автоматическую подачу пополнения воды в систему отопления.
Сам котёл необходимо чистить от сажи, особенно рубашку теплообменника, так как это влияет на расход пеллет. Необходимо чистить дымоотводящие трубы. Это не занимает много времени, а момент, когда необходима чистка, можно определить визуально, посмотрев на водяную рубашку, или если увеличился расход пеллет. Крайний срок — это когда котёл начинает дымить в помещение.

Если подача пеллет осуществляется с помощью жёсткого шнека, то необходимо время от времени чистить эту систему от пыли, которая скапливается в каналах для подачи воздуха.