Пеллеты. Что это такое? Производство пеллет собственными руками.

Проблемой полной утилизации отходов уже давно занимались в различных сферах деятельности.

Задача использования отходов лесопользования на 100% все еще не реализована.

Топливные пеллеты и брикеты, получаемые из отходов древесины, позволяют достичь этого уже в наше время.

Переработка леса, отходов пиления, обработки не стояла раньше так остро, кроме тех регионов, где делового леса не осталось вообще.

Сегодня внедрение новых технологий глубокой переработки древесных отходов становится все более выгодным.

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.

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.

В зависимости от ряда параметров, по которым судят о качестве пеллет, топливные гранулы принято разделять на три основные категории.

Существуют пеллеты так называемого премиум-класса, для изготовления которых используются древесные отходы высокой степени очистки. Топливные гранулы данной категории, которые легко узнать по светлому цвету, плотной и однородной внутренней структуре, отличаются высокой теплоотдачей и минимальной зольностью. При их сжигании остается очень небольшое количество несгораемого остатка – всего 0,5 % от общей массы топлива. Наиболее значимым недостатком топливных гранул данной категории, которые составляют преимущественное большинство среди производимых сегодня пеллет, является достаточно высокая стоимость.
Топливные гранулы промышленной или индустриальной категории, в составе которых, кроме опилок, могут в незначительных количествах содержаться грунтовые примеси, древесная кора, листва и хвоя. Пеллеты данной категории, цвет которых более темный, чем у топливных гранул премиум-класса, отличаются более высокой зольностью, но при этом обеспечивают достойную теплоотдачу. Кроме того, пеллеты данной категории доступны по цене. При использовании топливных гранул индустриальной категории котельное оборудование нуждается в более частом профилактическом обслуживании.
Пеллеты самого низкого качества изготавливаются преимущественно из отходов сельхозпереработки. Топливные гранулы данной категории отличаются достаточно высокой зольностью (4 % и даже выше) и не слишком хорошей теплоотдачей. Между тем невысокая стоимость пеллет данной категории делает рентабельным их использование в котельных, при помощи которых отапливаются большие площади.

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.

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.

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.

Технологическая схема производства

Для того чтобы изготовить топливные гранулы, отвечающие всем требуемым характеристикам, необходимо не только использовать для этих целей качественное сырье и специальное оборудование для производства пеллет, но и строго придерживаться технологии.

Технологическая схема производства топливных пеллет

Процесс изготовления пеллет состоит из нескольких этапов.

Сначала проводят очистку древесного сырья от посторонних примесей и его первичное дробление. В результате такого процесса, для осуществления которого применяются обычные дробилки, древесное сырье разделяется на достаточно крупные фракции.
Затем следует сушка, в процессе которой влажность древесного сырья доводится до значения, не превышающего 12–14 %. Для сушки сырья используются установки барабанного или аэрационного типа.
После сушки древесное сырье подвергают более тонкому измельчению, для чего преимущественно используются дробилки молоткового типа. На выходе из таких установок получают мелкие опилки или даже рассыпчатую древесную массу, доведенную до состояния муки, из которой производятся самые качественные топливные гранулы.
Если после повторного измельчения влажность полученной древесной массы не доходит до требуемого минимального значения (10–12 %), данный параметр искусственно увеличивают, используя для этих целей пар или обычную воду.
После того как параметры сырья для производства топливных гранул доведены до требуемых значений, его подают на прессовальную установку – пеллетайзер. В таких установках, которые могут отличаться друг от друга конструктивным исполнением, сыпучая масса продавливается через отверстия матрицы, в результате чего формируются плотные цилиндрические гранулы определенного диаметра. Оказание значительного давления на рассыпчатую древесную массу способствует ее самопроизвольному нагреванию. При этом из нее выделяется природный компонент – лигнин, обладающий хорошими связующими свойствами. Именно данный компонент и обеспечивает формирование из отдельных частичек рассыпчатого древесного сырья плотного брикета с устойчивой внутренней структурой.
Матрицы, в рабочих полостях которых рассыпчатое древесное сырье преобразуется в плотный топливный брикет, могут быть цилиндрическими или плоскими. Установки первого типа, как правило, выпускаются в стационарном исполнении, и используются преимущественно для оснащения промышленных предприятий. В их конструкции присутствует специальное отрезное устройство, позволяющее производить пеллеты приблизительно одинаковой длины. Матричные установки плоского типа, в оснащении которых может использоваться один или несколько катков, отличаются компактными габаритами. Именно такое оборудование чаще всего используется для того, чтобы организовать производство пеллет в домашних условиях или в условиях небольшого предприятия.
Готовые пеллеты, температура которых в результате их самопроизвольного нагрева в процессе прессования может составлять от 65 до 90°, охлаждают, при необходимости подсушивают, а затем упаковывают и отправляют потребителям или на склад.

Этапы производства пеллет во всех подробностях демонстрируют соответствующие видео, которые несложно найти в интернете.

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.

Производство

Производство пеллет нельзя назвать сложным процессом, но оборудование для него требуется качественное.
Если при производстве арболита важным элементом производства был щепорез, то в случае производства древесных гранул он является лишь одним из ряда необходимых, но не самым дорогостоящим.

Сердце производства — пресс-гранулятор.

Именно он и выдает конечный продукт — прессованные древесные гранулы.

Часто можно упрощать производство путем подмены технологических циклов. Однако при производстве пеллет упрощение допустимо только в конструкции пресса, что напрямую связано с производительностью установки.

Гранулятор, который используется при производстве комбикорма из мясокостной муки и гранулятор, который используется в производства пеллет внешне очень похожи.

Несмотря на сходство, комбикормовый гранулятор не сможет производить пеллеты с нормальной для топливных гранул плотностью из-за:

особенностей применяемых материалов;
рассчитанных нагрузок.

Почему так происходит — подробно рассмотрим далее.

Технология

Технология производства пеллет, как и большинство видов брикетов, основана на лигнине.

Это вещество выделяется при непосредственном производстве пеллет (брикетов).

Для того, чтобы пеллеты получились в соответствии с требуемыми параметрами следует соблюсти несколько правил, благодаря которым и получается нужный продукт.

Не всегда на входе мы имеем либо чисто опилочную массу, либо обрезь с пилорам.

В качестве сырья могут быть и ветки с делянок в лесу. Но такое рентабельно, когда само производство находится неподалеку. Сырьем могут служить:

опилки,
стружка из цеха.

Суть технологии заключается в придаче сырью, вне зависимости от первоначального вида, требуемых размеров и влажности непосредственно перед прессованием.

Этапы

Рубка щепы

Самый первый этап, когда древесные отходя рубятся в щепу для последующей сушки.

Нюансы заключаются в габаритах сырья.

Если производство пеллет мощное, с ощутимыми соотношениями по массе производимой продукции в час, то и оборудование сможет без труда перемолоть в щепу без предварительной обработки:

пни,
стволы поваленных деревьев,
прочие отходы.

Обыкновенная рубильная машина типа РМ-200 может перерабатывать лишь ветки и сучья, не превышающие по размерам горловину загрузочного отверстия.

Шнековые и роторные рубильные машины для древесных отходов больших размеров относятся к более высокому классу оборудования, они позволяют перерабатывать несколько тонн древесины в час.

Сушка

Сушка щепы необходима по двум причинам, а соблюдение этих норм важно для правильного прохождения технологического процесса. Первоначальная сушка достигается путем лежки щепы в кучах, без принудительного просушивания на линиях сушки, хотя возможен и такой первоначальный вариант.

Первоначальная рубка в щепу не всегда дает тот результат, который ожидается от рубильной машины. Перед отправкой получившейся щепы на доизмельчение ее необходимо просушить, так как принцип действия измельчителя основан на физических свойствах именно сухой щепы, а не сырой.

Второй важный момент заключается в том, что для выделения лигнина, содержащегося в клетках древесины и для склеивания частиц в прессе необходима определенная влажность, и влажность эта тоже регламентирована с точки зрения качества получаемого продукта.

Доизмельчение

Доводка размеров щепы до размеров, допустимых к переработке в грануляторе — следующий этап после сушки.

Доизмельчение щепы производится в молотковых мельницах.

В результате размер сырья приводится к величинам не более 4-х мм в любом из измерений.

Этот типоразмер сырья можно также получить, если имеется стружечная машина.

Сырьё в неё поступает в виде:

щепы,
кореньев,
пней,
сучьев,
обрези с пилорам.

Именно из-за размеров матрицы гранулятора и требуется соблюдение размеров фракции сырья.

Увлажнение

Качество получаемой на выходе из гранулятора продукции регулируется влажностью сырья. Средняя влажность поступающих в пресс-гранулятор опилок или измельченной щепы должна колебаться от 7 до 10%, так как именно это самое оптимальное соотношение влажности сырья к его объему.

Влажность, как было сказано выше, лучше довести от минимального значения к оптимальному, нежели устраивать линии сушки сырья с отбором проб и замерами влажности.

В увлажнителях барабанного типа сырье, проходящее через бункер-барабан обрабатывается горячим паром, который проникает в массу сырья и конденсируется на поверхности опилок. Это оптимальный вариант увлажнения.

Соотношение молекул воды в паре в перерасчете на обьем позволяет узко регулировать общий объем воды на всю проходящую массу сырья.

Производство

Пресс-гранулятор для производства пеллет имеет в своем устройстве так называемую матрицу.

Она может представлять собой:

плоскую металлическую поверхность,
круглую (цилиндрическую).

Изначально прессы с плоской матрицей создавались для использования там, не требуется создания высокого давления на точках контакта:

в грануляторах комбикормов,
для химической промышленности.

Прессы же с круглой матрицей с самого начала создавались для производства пеллет. После начала использования катков и плоских матриц, изготовленных из высоколегированных металлов и сплавов, стало возможным использование и моделей грануляторов с плоскими матрицами в производстве пеллет.

Матрица по своему устройству представляет собой металлическую деталь толщиной от 3 см, с отверстиями от 6—10 мм, в зависимости от производительности.

Катки в зоне контакта с матрицей создают смятие сырья вследствие давления и продавливают массу сквозь отверстия в матрице, на выходе из которой ножи обрезают выходящие цилиндрические гранулы.

Рабочая температура в зоне контакта может достигать высоких температур, но оптимальным считается температура 100-120 градусов по Цельсию.

Именно при этой температуре при смятии волокон и клеток древесины выделяющийся лигнин при воздействии влаги, находящейся в сырье, склеивает древесную массу. Уплотнение древесины при этом в сравнении со входящим сырьем достигает трехкратного размера.

Категорически не рекомендуется превышать установленные пороги температурных пределов и влажности. При чрезмерно высокой температуре и нормальной влажности не происходит качественное склеивание древесного сырья, а при увеличенной влажности пар внутри пеллет, разрывает сами гранулы.

Указанные причины могут свести на нет весь процесс гранулирования с большим процентом брака.

Поэтому во многих моделях грануляторов встроен и охладитель пеллет. При соблюдении всех требований по температурным и прочим режимам на выходе получаются гранулы очень высокого качества. Примеры оборудования мы рассмотрим ниже.

Оборудование

Оборудование для изготовления древесных гранул производится многими предприятиями. Рассмотрим кратко основные модели станков для производства пеллет из опилок.

Отечественные производители

Гранульный пресс MZLP-200, Москва.
мощность двигателя 5,5 кВт/ч,
диаметр гранул 6 мм,
цена 150 тыс. руб.
Щепорез МР-5, Ижевск.
мощность двигателя 40 кВт/час,
стоимость от 190 тыс. руб.
Измельчитель молотковый МИ-3, Ижевск.
мощность двигателя 40 кВт/час.
затраты от 360 тыс. руб.
Аэродинамическая сушка, ООО «Купец» г. Пермь.
производительность до 400 кг/час,
цена 15,6 тыс. USD.

Зарубежные производители

Сушильный барабан для пеллетного сырья, Германия-Китай, поставщик «АзияТехноИмпорт», г.Новосибирск.
габариты 1,5 х 12 м.
Пресс-гранулятор СРМ (California Pellet Mill), США/Нидерланды.
мощность двигателя от 90 до 500 кВт/час,
диаметр гранул в зависимости от модели,
цена от 160 тыс. евро.
Гранулятор пеллет серии SKJ2, Германия-Китай.
производительность до 50 кг/час,
стоимость 80 тыс. руб.
Охлаждающий бункер для пеллет SKLN, Германия-Китай.
производительность до 1500 кг/час.

Процесс изготовления пеллет на производстве представлен в видео:

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).

Самодельные грануляторы

Хоть оборудования для производства пеллет требуется много, основное устройство — гранулятор. С его помощью из сырья формируются пеллеты. Есть несколько моделей грануляторов:

Шнековые. По строению похожи на бытовую мясорубку. Тот же шнековый вал и матрица — решетка, через которую продавливается сырье. Их можно использовать для мягкого сырья, например, соломы. Древесину, даже хорошо измельченную, он «не тянет» — не хватает усилия. В принципе, при достаточной прочности деталей, можно поставить более мощный мотор.

Принципиальная схема шнекового экструдера (гранулятора)

С плоской матрицей. Есть металлический круг, в котором проделаны отверстия необходимого диаметра (обычно 3-4 мм). Есть зубчатые катки, которые продавливают сырье через отверстия, формируя гранулы. Устройство основного узла гранулятора с плоской матрицей
С круглой матрицей. Идея такая же, только матрица выполнена в виде кольца, соответственно катки расположены в другой плоскости. Этот вариант имеет большую производительность, но грануляторы этого типа своими руками делают редко.

Устройство гранулятора с цилиндрической матрицей

Самый простой по строению шнековый экструдер. Его часто делают для прессовки комбикормов, но можно использовать и для изготовления топливных гранул из мягкого сырья. Если вам необходимо сделать оборудование для производства пеллет, это — самый простой вариант. При условии, что вы умеете обращаться с токарным станком и сварочным аппаратом.

Самодельный шнековый гранулятор

Как и в любом оборудовании подобного типа у шнекового гранулятора есть матрица. В данном случае она похожа на сетку мясорубки, только сделана из пластины намного более толстой. Второй важный узел — шнековый вал. Все эти детали можно сделать своими руками. Как — описывать словами бесполезно, смотрите в видео.

Изготовление матрицы под готовый шнек.

Шнек и матрицу «упаковывают» в корпус или гильзу. Как ее сделать, смотрим в следующем видео.

После сборки основного узла надо установить мотор с редуктором, бункер, в который будет подаваться измельченная солома. Можно запускать.

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.

Топливные брикеты и пеллеты — что это такое?

Древесные брикеты и пеллеты (топливные — общая группа) — это изделия из модифицированной древесины (стандартное обозначение).

В эту группу входят как брикеты и пеллеты, изготовленные непосредственно из отходов пиления древесины, так и те, которые изготовлены из всего остального органического сырья, имеющего способность к горению.

Классификация

Белые. Самые качественные пеллеты. Производятся сугубо из отходов пиления древесины с минимальным содержанием коры. Эти пеллеты имеют:
самую низкую зольность,
самую высокую стоимость на рынке.
Серые. Производятся из сырья с повышенным содержанием коры и включений грунта. Теплотворная способность у них ниже, зольность и вес выше. Применяются в:
небольших котельных.
Индустриальные. Производятся из:
угля,
ТБО,
прочих отходов промышленности.
Агропеллеты. Производятся из шелухи:
соломы,
прочих отходов агрокомплекса.

Пеллеты характеризуются по следующим показателям гранул:

диаметр — от 6 до 25 мм;
длина — от 5 до 50 мм;
плотность — от 1000 до 1400 кг/м3;
влажность — от 8 до 10%;
насыпная масса — 500 — 600 кг/м3;
зольность — максимум 5%;
истираемость.

Основные характеристики и теплотворная способность пеллет в зависимости от их вида приведены в таблице:

Вид пеллет	Теплота сгорания	Влажность	Зольность
«Белые» — пеллеты премиум-класса, из древесины без коры	17,2 Мдж/кг	8%-10%	0.3%
Индустриальные	17 Мдж/кг	8%-10%	0.7%
Агропеллеты	15 Мдж/кг	8%-12%	3%

Топливные брикеты в основном производятся из древесины, но технология производства делится на несколько разных направлений. Рассмотрим их подробнее ниже, поскольку условно принцип изготовления делится на два направления, каждое из которых включает в себя несколько подвидов.

Достоинства и недостатки пеллет

Как любой продукт пеллеты и брикеты имеют свои плюсы и небольшие минусы.

Достоинства

К несомненным достоинствам сразу можно отнести то, что в виде пеллет древесина по сравнению с обычными дровами:

занимает меньший объем;
имеет более низкую влажность, что позволяет выделять большее количество тепла.

Пеллеты имеют высокую насыпную плотность, что позволяет транспортировать их с высокой эффективностью и минимальными трудозатратами.

Стандарт по транспортировке пеллет:

в мешках,
в биг-бэгах,
в вагонах для сыпучих материалов по железнодорожному транспорту.

Рассматривать низкое воздействие на окружающую среду подробно не будем.

Ограничимся информацией о низкой зольности и малым выделением СО2.

В процессе горения пеллеты выделяют столько же углекислого газа, сколько было потреблено растением за время роста.

Недостатки

Недостатки характеризуются лишь:

ошибками в транспортировке;
отсутствием четких поставок пеллет в отдельные районы, где люди имеют в пользовании пеллетные котлы.

Иными словами, нужно иметь стратегический запас пеллет на разные случаи. В случае с транспортировкой — есть вероятность набора пеллетами влажности, но это решается путем дополнительной естественной сушки в месте использования.

Хотя пеллеты транспортируются в закрытой таре с использованием влагонепроницаемых оболочек, возможны ситуации, когда транспортировка осуществляется навалом, без каких либо мер защиты.

Где можно использовать?

Использование топливных пеллет широко регламентировано за рубежом. В России же пеллеты пока нашли широкое применение лишь в западных регионах страны, где переработка древесных отходов — уже отлаженная отрасль.

Любой желающий наряду с твердотопливными, электрическими и газовыми котлами может установить у себя пеллетный котел в качестве альтернативы. Это позволяет быть независимым от цен на газ или электричество. Как ни крути, но в пересчете на дрова или электроэнергию, для отопления пеллеты остаются в выигрыше по всем пунктам.

Помимо частного использования, пеллеты широко используется на производствах как альтернатива закупаемому угольному топливу либо другим его видам. В качестве примера — деревообрабатывающее производство, где используются сушильные камеры и собственная система отопления в осенне-зимний период.

Собственное производство пеллет дает выигрыш по нескольким пунктам:

Полное использование всех древесных отходов, начиная с делянки в лесу.
Сокращает расходы на уборку и утилизацию отходов после рубки леса. Следствие:
меньше себестоимость работ по заготовке древесины.
Полная переработка отходов древесины позволяет отказаться от закупок энергоносителей для обогрева площадей и услуг ТЭЦ и перейти на отопление собственными силами. На практике это дает колоссальную экономию.

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 для производства

В роли оборудования для производства пеллет могут выступать как промышленные линии, так и мини-грануляторы. Причем эти самые мини-грануляторы могут быть представлены с различными приводами, такими как дизельный двигатель, электродвигатель или с приводом от вала трактора. Каждый из них имеет свои достоинства и недостатки, однако самую высокую производительность пеллет (порядка 200-250 кг/ч) сможет обеспечить пресс-гранулятор с приводом от вала отбора мощности трактора.

Такая линия стоит около 1 800 000 руб. Главным элементом тут является, конечно же, гранулятор, но для производства пеллет требуется правильно подготовленное сырье, поэтому требуется и остальное оборудование.

Ключевые элементы пеллетных линий и их примерные цены по отдельности:

Щепорез (измельчитель древесины) – около 180 000 руб.
Сушилка сырья для производства пеллет – от 400 000 до 2 500 000 руб.
Гранулятор – от 50 000 до 1 100 000 руб. Модель ОГМ-1,5 стоит около 1 000 000 руб.
Охладитель пеллет – около 400 000 руб.

Стоит иметь ввиду, что мини-гранулятор, который оснащен электродвигателем, достаточно громоздок и подразумевает стационарность установки, в то время, как мини-гранулятор с дизельным двигателем достаточно мобилен и может применяться на самой лесопилке или непосредственно в мебельном цеху. А последний вариант описанных выше мини-грануляторов особенно актуален для тех, кто имеет в своем распоряжении трактор.

Что касается промышленных линий, то следует заметить, что ориентировочная стоимость линии производительностью 700-100 киллограммов пеллет в час составит $132000, соответственно при производительности 2000 кг/ч стоимость будет около $196 000.

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:

Как организовать изготовление пеллет своими руками

Достаточно высокая стоимость топливных гранул делает вопрос о том, как сделать пеллеты самостоятельно, очень актуальным для собственников частных домов и дач, желающих использовать данный вид топлива. Следует сразу сказать, что сделать самодельный гранулятор для изготовления пеллет можно. Однако прежде чем приступать к реализации такого проекта, необходимо очень взвешенно оценить свои возможности. Изготовление подобного оборудования, в процессе функционирования которого создаются значительные нагрузки, требует не только достаточно серьезной технической подготовки и наличия соответствующих навыков, но и применения токарного, фрезерного, сварочного оборудования, а также слесарных инструментов. Все это предполагает наличие высокой квалификации и достаточного опыта осуществления работ подобного характера.

Устройство самодельного гранулятора

Важнейшим условием целесообразности самостоятельного изготовления топливных пеллет является наличие доступного по стоимости сырья, которое должно соответствовать определенным требованиям по своим качественным характеристикам. Если приобретать для самостоятельного изготовления пеллет сырье, которое придется подвергать предварительной обработке, стоимость готовой продукции может оказаться такой, что ее просто невыгодно будет использовать для отопления жилья.

При изготовлении пеллет своими руками также следует учитывать тот факт, что для производства подходит не любое древесное сырье. Оптимальными в плане получения качественных топливных гранул, которые отличаются плотной и устойчивой структурой, являются отходы древесины хвойных пород.

Чертеж корпуса и привода матрицы

Что потребуется

Для того чтобы сделать пеллеты в домашних условиях, как уже говорилось выше, потребуется станок для производства таких топливных гранул. Рассмотрим основные элементы его конструкции.

Плоская матрица круглой формы

Ее можно приобрести в готовом виде или изготовить самостоятельно, используя для этих целей лист металла. Толщина такого листа должна составлять не менее 20 мм. Отверстия в матрице, в которых будут формироваться топливные гранулы, должны иметь коническую форму. Приобретая или изготавливая самостоятельно матрицу для станка по производству топливных пеллет, следует иметь в виду: чем больше будет диаметр такого конструктивного элемента, тем выше будет производительность оборудования.

От диаметра отверстий в матрице зависит размер гранул

Принцип действия гранулятора с плоской матрицей

Мощные катки с зубчатыми рабочими поверхностями

Данные элементы, взаимодействуя с поверхностью матрицы, продавливают через ее отверстия сыпучую древесную массу, формируя плотные гранулы. Такие катки, насаженные на горизонтальный вал через подшипники качения, приводятся в действие вращающимся вертикальным валом. Степень прижима зубчатых катков к поверхности матрицы регулируется при помощи винтового механизма.

Зубчатые катки и матрица

Корпус устройства

Он изготавливается из трубы соответствующего диаметра или из свернутого в цилиндр металлического листа. Внутренний диаметр корпуса должен обеспечивать свободное вращение устанавливаемой в него матрицы.

Матрица с роликами внутри корпуса

Электродвигатель

Вал электрического двигателя соединяется с вертикальным штоком, приводящим во вращение матрицу.

Клиноременная передача

Бункерные устройства

Данные устройства необходимы для загрузки исходного сырья и выгрузки готовых топливных брикетов.

Мощная несущая рама

Для изготовления рамы обычно используется профильный прокат.

Самодельная установка для изготовления топливных гранул

Перед изготовлением самодельной установки для производства пеллет необходимо разработать ее чертеж, ориентируясь при этом на технические характеристики, которыми должно обладать такое оборудование, а также на параметры используемого сырья и самих топливных гранул.