• Home »
  • Наши очерки »
  • Топливные пеллеты для котла — отопление с помощью гранул. Виды, сорта, производство пеллет

Топливные пеллеты для котла — отопление с помощью гранул. Виды, сорта, производство пеллет

Пеллеты или гранулы – современное, экологически чистое и возобновляемое топливо, предназначенное для использования в отоплении коттеджей, частных домов, а также зданий промышленных предприятий с помощью специальных каминов и котлов.

Топливные пеллеты (гранулы) для отопления

Пеллеты изготавливаются из отходов обработки древесины, сельскохозяйственной продукции и отходов других отраслей народного хозяйства путем прессования в мелкие цилиндрической формы гранулы (диаметр гранул — 6…10 мм, длина – 50 мм), фото 1.

Пеллеты

Фото 1. Пеллеты

Котлы на пеллетах отличаются простотой монтажа, автоматизацией регулировки и руководства процессом отопления.

Котлы на пеллетах подразделяются на два вида:

  • с вынесенной горелкой (для промышленных предприятий);
  • с интегрированной горелкой (для частных домой, коттеджей).

Широкое распространение пеллеты нашли в Западной Европе и Северной Америке. В некоторых странах Европы отопление частных домов с помощью пеллет достигает 50%. В 2008 г. Европе наибольшее количество пеллет производится:

  • в Швеции – более 1,7 млн.т.;
  • в Германии – 900 тыс.т.;
  • в Австрии – 800 тыс.т.

Мировой объем потребления пеллет составляет примерно 22,5 млн.т. (2013 г.), а в Европе с помощью пеллет обогревается 2/3 отапливаемых площадей.

Какие бывают виды пеллет?

Пеллеты или гранулы бывают следующих видов, фото 2:

  • древесные (самые распространенные);
  • угольные;
  • торфяные;
  • из растительности (например, из гречневой шелухи, подсолнуха);
  • пеллеты из соломы;
  • из отходов кукурузы;
  • из куриного помета;
  • из твердых бытовых отходов.
Какие бывают виды пеллет

Фото 2. Виды пеллет изготовленных из: а) древесных опилок березы; б) гречневой шелухи; в) стеблей рапса; г) ржи (соломы); д) рисовой шелухи; е) шелухи семечек подсолнуха; ж) торфа; з) ячменя (соломы); и) древесных опилок сосны

Наиболее эффективными и качественными являются древесные пеллеты, которые подходят для бытовых твёрдотопливных котлов, работающих на этом топливе. Особенно хорошо себя зарекомендовали пеллеты из сосны, которые практичны в использовании: обладают высокой прочностью, при транспортировке и перегрузок не рассыпаются в порошок.

Для бытовых котлов не рекомендуется применять:

  • пеллеты из другого сырья (кроме древесины);
  • пеллеты, при производстве которых, применялись химические клеи (большая вероятность выделения токсичных газов при сгорании).
  • пеллеты низкого качества, с примесью частиц грунта и песка, что приводит к отложению шлаков на элементах и стенках камеры сгорания котла.

Вышеуказанные пеллеты приводят к снижению КПД и сокращению срока эксплуатации и долговечности котла.

Какие бывают сорта топливных пеллет?

Выпускаются следующие сорта пеллет:

  1. высший сорт «премиум», еще их называют «белыми». Стоимость высокая по сравнению с другими сортами из-за более качественного сырья. Цвет белый, бежевый, светло коричневый. Сырьем для таких пеллет являются опилки дуба, бука и других твердых пород;
  2. промышленные (индустриальные). Имеют темные цвета из-за добавление в состав древесной коры. Теплотворность высокая, но показатель зольности выше – 0,7% и более. Стоимость таких пеллет ниже, чем пеллеты сорта «премиум»;
  3. агропеллеты «стандарт» (разновидность промышленных пеллет). Изготавливаются из шелухи подсолнуха и гречки. Пеллеты темного цвета, имеют высокий показатель зольности – 3% и более, теплотворность низкая – 15 МДж/кг, табл. 1. Стоимость агропеллет самая низкая. Агропеллеты предназначены для тепловых станций и промышленных котлов.

Сравнительные характеристики гречневых и древесных пеллет

Таблица 1

Вид топлива Теплота сгорания, ккал/кг Стоимость, $
Пеллеты из гречневой шелухи

4300

115 $/т

Пеллеты древесные

4500…5000

150…180 $/т

Важно! При выборе пеллет для отопления частного дома следует обратить на следующие моменты и показатели:

  • следует потребовать сертификат качества пеллет (состав), соответствие действующим стандартам. Желательно, чтобы пеллеты отвечали таким европейским стандартам, как EnPlus, DinPlus;
  • теплотворность (не менее 4200 ккал/кг);
  • зольность (не более 0,5…1%);
  • влажность (не более 8…14%).

От величин теплотворности, зольности и влажности зависит КПД котла. Также визуально можно определить качество пеллет. Качественные пеллеты имеют гладкую, блестящую поверхность без видимых продольных трещин, должны быть прочными и не ломаться с легкостью под руками. Цвет может быть различным: от светло-бежевого до коричневого. Цвет не влияет на качеством пеллет.

Преимущества применения пеллет для отопления помещений

  1. Высокий показатель КПД котлов, работающих на пеллетах.
  2. Высокий показатель теплотворности. Например, 2 т древесных пеллет при сгорании выделяют эквивалентное количество тепла, равное сгоранию 1000 л дизельного топлива, 3,2 т дров, 1370 л мазута и 957 м3 природного газа. Из табл. 2 и табл. 3 видно, что пеллеты выделяют больше тепла при сгорании, чем опилки или щепа.

Сравнительные характеристики разных видов топлива

Таблица 2

Вид топлива

Теплота сгорания МДж/кг

%

серы

%

золы

Углекислый газ кг/ГДж

Каменный уголь

15…25

1…3

10…35

60

Дизельное топливо

42,5

0,2

1

78

Мазут

42

1,2

1,5

78

Щепа древесная

10

0

2

0

Пеллеты древесные

17,5

0,1

1

0

Пеллеты торфяные

10

0

20

70

Пеллеты из соломы

14,5

0,2

4

0

Природный газ

35…38 МДж/м3

0

0

57

Примечание: «0» означает, что при сжигании топлива количество СО2 ровняется или меньше количества СО2 при разложении этого топлива.

Теплотворность пеллет и других видов топлива

Таблица 3

Вид топлива

Тепловая способность, ккал/кг

Пелетты

4500

Дрова

2500

Уголь древесный

7500

Каменный уголь

7400

Мазут

9800

Дизельное топливо

10200

Природный газ

8300

  1. Простые условия хранения пеллет.
  2. Низкое количество образование золы. Чистка котла от золы производится 1…2 раза в неделю. Количество золы от сгорания пеллет меньше в 10…20 раз, чем в случае применения дров.
  3. Эффективность сгорания пеллет достигает 99,3%.
  4. Автоматическая регулировка температуры горения.
  5. Автоматическая загрузка топлива в камеру сгорания, фото 3.
Автоматическая загрузка топлива в камеру сгорания

Фото 3. Автоматическая загрузка топлива в камеру сгорания

  1. Высокая стойкость к самовозгоранию.
  2. Экологичное топливо. При изготовлении гранул не применяется химическое вяжущее. Гранулы получаются за счет сжимающего усилия. Клеящим средством является лигнин, который выделяется при сжатии. Древесные пеллеты при сжигании имеют в 10…50 раз ниже эмиссию углекислого газа и в 15…20 раз меньше образование золы, чем при сжигании угля.
  3. Не гниют, не разбухают (торфяные, угольные пеллеты).
  4. Относительно низкая цена по сравнению с природным газом и другими видами топлива. Оптовая стоимость 1 т пеллет – 110…130$.
  5. Высокое значение насыпной плотности, что позволяет перевозить в большом количестве в одном грузовике.
  6. Высокая долговечность котлов работающих на пеллетах (более 20 лет).

Недостатки применения пеллет

  1. Для сжигания пеллет необходим специальный котел или следует переоборудовать твердотопливный котел.
  2. При закупке топливных пеллет в малом количестве их цена будет достаточно высокой.

Технология производства пеллет

  1. Крупное дробление. Сырье (опилки, щепы, кора) измельчается и перетирается в опилки и муку с помощью специальных дробилок и мельниц.
  2. Сушка измельченного материала до влажности 8…10% в сушилках барабанного или ленточного типа, фото 4.
Сушка измельченного материала в сушилках

Фото 4. Сушка измельченного материала в сушилках

  1. Дополнительное измельчение сырья в молотковых мельницах до размеров частиц 4…6 мм.
  2. Сжатие (прессование) под давлением на пресс-грануляторе при температуре 110…120°С, фото 5. Пресс-гранулятор бывает с плоской либо цилиндрической матрицей, роликового или шнекового типа, фото 6. Производительность мини пресс-гранулятора может достигать 200…250 кг/час.
  3. Охлаждение пеллет (по мере необходимости).
  4. Расфасовка пеллет по мешкам, фото 7.

Посчитано, что для производства 1 т пеллет необходимо 2,5 м3 древесных отходов, а по другим источникам необходимо 5…6 м3. Бытовые пеллеты выпускаются в мешках по 15…30 кг или промышленные пеллеты по 300…1000 кг.

Примеры линий для производства древесных пеллет показаны на фото 8. Стоимость небольшой линии на базе ОГМ-1,5 составляет около 55000$. Стоимость промышленных линий намного выше и зависит от производительности:

  • 100…700 кг/ч – около 132000$;
  • 2000 кг/ч – около 196 000$.

Производство торфяных пеллет состоит из следующих этапов:

  • предварительное легкое измельчение;
  • сушка торфа;
  • прессования;
  • расфасовка.
Прессование пеллет

Фото 5. Прессование пеллет

Виды прессов для изготовления грануляторов

Фото 6. Виды прессов для изготовления грануляторов

Расфасовка пеллет

Фото 7. Расфасовка пеллет

Основные узлы линий гранулирования и производства пеллет

Фото 8. Основные узлы линий гранулирования и производства пеллет

В разных странах существуют свои стандарты качества на пеллеты. В странах СНГ пока что не существует государственных нормативов на использование и производство пеллет.

Приведем некоторые стандарты в различных странах:

  • США – Standard Regulations & Standards for Pellets in the US, производятся пеллеты 2 сортов: «Премиум» и «Стандарт»;
  • Германия – DIN 51731;
  • Австрия – ONORM M-7135;
  • Великобритания – The British BioGen Code of Practice for biofuel (pellets);
  • Швейцария – SN 166000;
  • Швеция – SS 187120.

В табл. 4 приведены основные европейские стандарты качества пеллет.

Основные европейские стандарты качества пеллет

Таблица 4

Характеристика

DIN 51 731

Onorm M-7135

DINplus

SS 187120

Германия

Австрия

Германия

Швеция

Диаметр (мм)

4-10

4-10

Длина (мм)

< 50

< 5*d

< 5*d

< 5*d

Плотность (кг/дм3)

> 1,0…1,4

> 1,12

> 1,12

Влажность (%)

< 12

< 10

< 10

< 10

Насыпная масса (кг/м3)

650

650

650

650

Брикетная пыль (%)

< 2,3

< 2,3

Зольность (%)

< 1,5

< 0,5

< 0,5

< 1,5

Теплота сгорания (МДж/кг)

17,5…19,5

> 18

> 18

> 18

Содержание серы (%)

< 0,08

< 0,04

< 0,04

< 0,08

Содержание азота (%)

< 0,3

< 0,3

< 0,3

нет

Содержание хлора (%)

< 0,03

< 0,02

< 0,02

< 0,03

Мышьяк (мг/кг)

< 0,8

< 0,8

Свинец (мг/кг)

< 10

< 10

Кадмий (мг/кг)

< 0,5

< 0,5

Хром (мг/кг)

< 8

< 8

Медь(мг/кг)

< 5

< 5

Ртуть(мг/кг)

< 1,5

< 1,5

Цинк(мг/кг)

< 100

< 100

Закрепитель, связующие материалы (%)

< 2

< 2

Публикацию подготовил – эксперт GIDproekt

Конев Александр Анатольевич

Конев_А


Если у вас нет времени почитать наши публикации прямо сейчас, подпишитесь на обновления, и мы будем высылать извещения о новых заметках вам на почту

Введите ваш почтовый адрес: