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.
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.
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:
- 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;
- 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»;
- 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
- Высокий показатель КПД котлов, работающих на пеллетах.
- 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 |
- Простые условия хранения пеллет.
- 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.
- Эффективность сгорания пеллет достигает 99,3%.
- Автоматическая регулировка температуры горения.
- Автоматическая загрузка топлива в камеру сгорания, фото 3.
Фото 3. Автоматическая загрузка топлива в камеру сгорания
- Высокая стойкость к самовозгоранию.
- 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.
- Не гниют, не разбухают (торфяные, угольные пеллеты).
- Относительно низкая цена по сравнению с природным газом и другими видами топлива. Оптовая стоимость 1 т пеллет – 110…130$.
- Высокое значение насыпной плотности, что позволяет перевозить в большом количестве в одном грузовике.
- Высокая долговечность котлов работающих на пеллетах (более 20 лет).
Недостатки применения пеллет
- Для сжигания пеллет необходим специальный котел или следует переоборудовать твердотопливный котел.
- При закупке топливных пеллет в малом количестве их цена будет достаточно высокой.
Технология производства пеллет
- Крупное дробление. Сырье (опилки, щепы, кора) измельчается и перетирается в опилки и муку с помощью специальных дробилок и мельниц.
- Сушка измельченного материала до влажности 8…10% в сушилках барабанного или ленточного типа, фото 4.
Фото 4. Сушка измельченного материала в сушилках
- Дополнительное измельчение сырья в молотковых мельницах до размеров частиц 4…6 мм.
- 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.
- Охлаждение пеллет (по мере необходимости).
- 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.
Фото 5. Прессование пеллет
Фото 6. Виды прессов для изготовления грануляторов
Фото 7. Расфасовка 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
Если у вас нет времени почитать наши публикации прямо сейчас, подпишитесь на обновления, и мы будем высылать извещения о новых заметках вам на почту
Свежие комментарии