Торф и торфобрикеты как топливо для отопления

Особенности и виды торфа

Торф органическая порода, которая является результатом биохимического процесса гниения болотных растений при чрезмерной влажности и кислородном дефиците.
Торф включает растительные волокна, гуминовые кислоты и различные микроэлементы.

Если смотреть на торф как на топливо, учитывая его главные характеристики, то его смело можно назвать молодым углём. По базовым параметрам они похожи, однако при этом добыча торфа не подразумевает создания сложной развитой инфраструктуры, из-за этого и себестоимость его значительно ниже по сравнению с каменным углем.

Главная особенность торфа – зольность. Под ней понимается количество сгораемых продуктов, что остаются после сжигания килограмма топлива. Этот параметр измеряется в процентах.

Чем меньше остаётся золы после сжигания, тем качественнее топливо.

Зольность торфа зависит и от происхождения. Исходя из этого, можно назвать три типа этой породы.

Вид торфа	Особенности
Низинный	Состоит из большого количества перепревших остатков древесины. Имеет очень высокую зольность (для некоторых видов может достигать 50 %) и низкую тепловую способность. Из-за таких характеристик он часто применяется в приготовлении натуральных удобрений для глинистых грунтов.
Верховой	В основе – остатки болотной растительности и сфанговые мхи. Имеет низкую зольность в 1-5 %. Данный торф чаще всего применяют в бытовых целях, именно он чаще всего используется в качестве основного сырья при производстве топлива.
Переходный	Это что-то среднее между низинным и верховым торфом.

Само собой, торф как топливо не используют в чистом виде. После добычи, природный материал подвергается особой обработке, позволяющей рационально и эффективно использовать все его свойства.

Поэтому можно выделить следующие виды торфа в зависимости от особенностей его переработки.

Вид торфа	Особенности
Измельчённый / фрезерный торф	Это россыпь, которая предназначена для сжигания во взвешенном состоянии.
Полубрикет / кусковой торф	Характеризуется низкой степенью прессования, данный топливный продукт изготавливается прямо на месте разрабатываемой залежи.
Торфяной брикет	Это высококалорийный продукт со значительной степенью прессования. Из-за полученных в результате обработки характеристик, он в силах заменить каменный уголь. Тонна торфобрикетов по объёму выделяемого тепла равна 1,6 тонне бурого угля и 4 м³ дров. Торфяные брикеты стабильны в своих теплотехнических характеристиках, это даёт возможность производить точные расчёты потребности определённого объекта в топливе.

О производителях топливных брикетов Руф, Пини Кей, Нестро и Нильсон можно подробно ознакомиться на этой странице.

Применение в науке

Растительное происхождение торфа впервые установил .

Так как торф достаточно быстро накапливается и хорошо компрессируется при перегнивании, в торфяниках отлагаются привнесённые в него вещества. Поверхность торфяника неровная, и вещества, выпавшие на него, обычно плохо выдуваются обратно ветром. По причине перегнивания и более-менее равномерного сжатия эти вещества хорошо прослеживаются в переслоениях уплотнившегося торфа.

При извержениях выпавшие пеплы хорошо прослеживаются в торфяниках, а органическое вещество торфяников выше и ниже отложившегося пепла поддаётся датировке . В это распространённый метод датировок выпавших вулканических пеплов, который широко применяется в , на , на , на и . Также в прибрежных торфяниках отлагается песок, который выносят волны . Таким образом можно датировать извержения вулканов и крупные цунами, случившиеся 4000 и более лет назад.

Достоинства и недостатки

Торф как горючее имеет множество достоинств, которые трудно недооценить:

Безопасность пользования. Топливный торф не образует искры, при сжигании не выделяются канцерогенных и токсичных испарений.
Качество. Горючие вещества топлива остаются неизменными в течение многих лет.
Экологичность. Торфобрикеты являются природным продуктом и имеет минимальное количество добавок.
Малая площадь, необходимая для хранения в сравнении с традиционными видами топлива.
Дешевизна. При покупке торфяных брикетов оптом, топливо оказывается выгоднее, чем приобретение солярки, каменного угля.
Хорошая теплотворность. Торфобрикеты – это что-то среднее между дровами и чёрным углём.

К недостаткам относят лёгкую воспламеняемость брикетов из торфа. Из-за этого, чтобы обеспечить пожаробезопасность, данное топливо запрещено хранить рядом с приборами отопления и оставлять около огня.

Литература

, , «Энерготехнологическое использование топлива», М., 1956.
Торфяные месторождения и их комплексное использование в народном хозяйстве, М., 1970.
Использование торфа и выработанных торфяников в сельском хозяйстве, Л., 1972.
Торф в народном хозяйстве, М., 1968.
Лиштван И. И., Король Н. Т., Основные свойства торфа и методы их определения, Минск, 1975.
, Торфяные месторождения, М., «Недра», 1976.
A. F. Bowman, Soils and the Greenhouse Effect, 1990.
Безуглова О. С.
. Удобрения и стимуляторы роста. Дата обращения 22 февраля 2015.

Статьи

// Большая российская энциклопедия. Том 32. — М., 2016. — С. 313—314.
Торф // Техническая энциклопедия. Том 23. — М.: Советская энциклопедия, 1934. — Стб. 746—763

Нормативные документы
ГОСТ 21123-85 Торф. Термины и определения

(горючие полезные ископаемые)
Угольный ряд	Торф
Нефтяной и нафтоидный ряд

Основные виды
Ископаемое
и
Торф	Торф

Возобновляемое и биологическоеИскусственное

Виноваты все

Беспрецедентное падение объемов производства специалисты связывают (помимо макроэкономических причин) еще и с тем, что последние два-три десятилетия в России постоянно менялись «энергетические» приоритеты: в фаворе оказывалась то атомная, то угольная, а теперь — газовая энергетика. И это приводило к перераспределению бюджетных средств от одной отрасли к другой. Экспорт погоды не делал — потребности Европы слишком малы, чтобы служить источником существования торфопрома в России.

В кризисе последних 15 лет немалую роль сыграла, разумеется, и смена в стране экономической формации. Директора предприятий, привыкшие к плановой экономике, не могли быстро перестроиться на рыночный лад. Как заметил Николай Крылов, директор одного из старейших и преуспевающих предприятий России — московского ОАО «Шатурторф», «мы же квелые, пассивные, вот и не знали, что делать, как найти свою нишу». Кроме того, руководящий состав отрасли в 90-х занимался не столько вопросами развития производств, сколько перераспределением собственности. В результате почти полностью утраченными оказались производственные связи, разрушилась организационная структура отрасли.

«Усугубляет положение дел и то, что специализированная техника не выпускалась десять лет. Не было денег, чтобы заказывать ее на российских Ростоппром». Наконец, еще одна неразрешенная в целом проблема — отсутствие авансирования торфоразработок. В последние три года региональные программы развития отрасли не финансировались вообще. В 2000 году в России ввели в строй всего несколько торфобрикетных заводов мощностью до 100 тысяч тонн в год.

Разновидности

Сортов и разновидностей бурого угля достаточно много, среди которых выделяют несколько основных:

Обычный бурый уголь, консистенция плотная, матового бурого цвета.
Бурый уголь землистого излома, легко стирающийся в порошок.
Смолистый, очень плотный, темно-бурый, иногда даже иссиня-черный. В изломе напоминает смолу.
Лигнит, или битуминозное дерево. Уголь с хорошо сохранившейся растительной структурой. Иногда встречается даже в виде целых стволов деревьев с корнями.
Дизодил – бурый бумажный уголь в виде истлевшей тонкослоистой растительной массы. Легко разделяется на тонкие листы.
Бурый торфяной уголь. Напоминающий торф, с большим количеством посторонних примесей, иногда напоминающий землю.

Процентное соотношение золы и горючих элементов у различных видов бурого угля варьируется в широких пределах, что и определяет достоинства горючего материала той или иной разновидности.

Сравнение технологий производства пеллет

Из древесины

Этапы производства гранул из древесины:

Крупное дробление древесных отходов в молотковой дробилке.
Просушка измельченной древесины в сушильном барабане.
Мелкое дробление (доведение до состояния древесной пыли).
Контроль влажности в смесителе (при необходимости подача пара либо воды).
Прессование и грануляция топливных пеллет в пресс-грануляторе.
Охлаждение готовых гранул цилиндрической формы в охладителе ( температура 70- 90°С).
Расфасовка и упаковка готовой продукции в мешки.

Из опилок

Изготовление гранул из опилок происходит так:

Высушить опилки, чтобы их влажность не превышала 12%.
Взять сито, и просеять опилки, чтобы в гранулятор не попал мусор (маленькие камни, листва и т.д.).
Измельчение опилок в молотковой мельнице.
Если влажность составляет ниже 8%, измельченные опилки необходимо подать в смеситель (повысить влажность до 8-10%).
Грануляция пеллетов из опилок.
Охлаждение и просушка гранул в охладителе.
Упаковка пеллетов из опилок в бумажные мешки.

Из соломы

Производство пеллетов из соломы:

Измельчение соломы (длина до 4 мм).
Повторное дробление в мельничной дробилке.
Просушка в сушильном барабане.
Контроль влажности измельченной соломы в смесителе (подача воды или пара).
Прессовка и грануляция соломенной муки.
Охлаждение гранул соломы в охладителе.
Упаковка соломенных пеллетов.

Из горбыля

Пеллеты из горбыля производят следующим образом:

Обработка горбылей в рубильной машине (длина щепы до 50 мм).
Дробление щепы в молотковой дробилке.
Просушка щепы горбыля в сушильном барабане (влажность от 8 % до 12%).
Мелкое дробление в мельничной дробилке (до состояния древесной пыли).
Контроль влажности в смесителе (если влажность ниже 8 % подается пар или вода).
Грануляция древесной муки горбыля в пресс-грануляторе.
Охлаждение цилиндрических гранул горбыля.
Упаковка пеллетов из горбыля в мешки.

Из торфа

Технология изготовления торфяных топливных гранул такова:

Необходимо выложить торф, чтобы он просушился естественным путем.
Его необходимо очистить от мусора (корни растений, листвы, камней).
Измельчение торфа в дробильной машинке.
Просушить торфяную массу в сушилке до влажности не больше 12%.
Повторно измельчить (мелкое дробление) на дробильной мельнице.
Подать измельченную торфяную массу в пресс-гранулятор со встроенным смесителем для грануляции торфа и обработки паром.
Охладить торфяные пеллеты в охладительной колонке.
Упаковать готовые топливные гранулы в мешки.

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.

Требования к качеству

Основными требованиями к качеству топливных пеллетов являются:

Гранула должна быть ровной и гладкой.
Отсутствие трещин в гранулах, их коробления и осыпания.
Гранула должна быть плотно спрессована.
Готовый продукт должен иметь правильный процент влажности (она не должна превышать 15%).
Желательно чтобы гранулы были одного размера (в основном производители изготавливают топливные гранулы длинной от 5 мм до 70 мм, а в диаметре от 6 мм до 10 мм) независимо от вида топливного пеллета.
Отсутствие или наименьшее содержание примесей (пыль, песок) в готовой продукции, которые ухудшают качество пеллетов.
Цвет. У древесных топливных гранул он должен быть светлым (более светлый – более качественный), так как чем меньше темных или коричневых вкраплений в пеллете, тем меньше в нем содержится коры и примесей. У торфяных и растительных гранул он темно-серый либо черный.
На пеллетах не должно быть грибка либо плесени.
Не должно быть никаких химикатов.

Рекомендуем: Двухконтурные электрические котлы: как выбрать энергосберегающий водогрейный котлоагрегат, обзор лучших моделей и их характеристик, отзывы и цены

Добыча сырья

Отдельно хочется остановится на добыче торфа. Это один из важных этапов в изготовлении топливных гранул. Кроме этого после добычи торфа образуются огромные поля пустой земли, которую нужно восстанавливать. Часто эту местность снова заболачивают, это снижает риск возникновения пожаров, и исключает запыленность территорий.

Большие вложения в технику, разработку торфяников, доставка сырья на производственную площадку, все это делает данный вид бизнеса не очень легким и простым. В отличии от тех же древесных или соломенных гранул, переработка и добыча является гораздо более трудоемкой технологией. Он при организации требует больших трудовых резервов и денежных затрат. А для того чтобы он был выгоден нужно добывать сырье своими силами.

Как производится добыча сырья и восстановление земли после добычи можно посмотреть на видео ниже.

Самодельный гранулятор

Чтобы сделать станок для производства пеллет своими руками, потребуется чертеж. Зачастую проблемы возникают уже на стадии его поиска, так как мастера редко делятся секретами своей работы. Некоторые из них предлагают приобрести у них готовый станок, но его стоимость будет высокой. Для создания самодельного гранулятора потребуется изготовить несколько основных узлов.

Рекомендуем: Замена стояка отопления в квартире многоквартирного дома, как правильно сделать ремонт системы, подробное фото и видео

Одним из главных среди них является матрица. Следует предупредить, что самостоятельно сделать ее будет довольно сложно, так как потребуется профессиональное оборудование и хорошие навыки работы с ним. Похожая матрица используются для изготовления комбикорма, и стоит попробовать ее приобрести.

Если такой возможности нет, то из металла толщиной от 20 мм предстоит вырезать круглую заготовку. Затем на ней размечается и высверливается посадочное отверстие с пазом для фиксации на валу электродвигателя. Отверстия для прессовки должны иметь коническую форму. Без специальной фрезы их сделать невозможно. Также следует сказать, что наружный диаметр детали может быть любым, и чем он больше, тем выше окажется производительность оборудования.

Второй ответственный узел станка — мощные зубчатые катки. Они монтируются на вал с помощью подшипников качения. Кроме этого, на вале необходимо сделать осевое отверстие для крепления на вертикальном приводе. Сила прижима катков к матрице регулируется с помощью гайки.

Корпус можно изготовить из трубы либо сварить из листового металла. Его внутренний диаметр должен соответствовать размеру матрицы, обеспечивая ее вращение с минимальным зазором. Чтобы упростить обслуживание гранулятора, корпус стоит сделать разборным. Для изготовления пеллетного станка своими руками потребуется редуктор. Этот агрегат устанавливается в нижней части оборудования и предназначен для передачи вращения на рабочий вертикальный вал с частотой 70−100 об./мин.

Матрица и катки монтируются в верхней части гранулятора. Вся конструкция вместе с электромотором устанавливается на раму, выполненную из двутавра, швеллера либо уголка. Важно помнить, что нагрузки на станину будут высокими, и она должна их спокойно выдерживать.

Такая конструкция оборудования для изготовления топливных гранул — не единственно возможная. Обладая достаточными навыками и при доступе к профессиональному металлообрабатывающему оборудованию сделать самостоятельно гранулятор вполне реально. В такой ситуации главной проблемой станет поиск доступного и дешевого сырья.