Нестабильность рынка энергоносителей заставляет заняться поиском альтернативных решений и вспомнить о демократичной угольной пыли. Использовать её в чистом виде невыгодно: она проваливается через прутья колосника или спекается, засоряя топливник. Добавки к дровам дают выраженный эффект, но посыпать надо часто и понемногу, чтобы не нарушить циркуляцию газов. И только спрессованные из пыли угольные брикеты просты в применении и горят с высокой теплоотдачей.
Угольные брикеты имеют свойство долгого горения
Угольно-древесные брикеты: разновидности сырья
Относительно низкая цена, простота в изготовлении, доступность приобретения и эффективность топливных брикетов привела к возрастающей популярности у потребителей и повсеместному их распространению. Между тем, существуют разновидности этого вида топлива по используемому сырью, а также форме конечного изделия.
Угольные брикеты для отопления производятся из разных видов угля, таких как:
- бурый (самый распространенный и наиболее дешевый вариант);
- древесный (более сложная технология изготовления, предполагающая использование дополнительного оборудования);
- антрацит (самое дорогое, но и наиболее эффективное сырье: лучшие показатели теплоотдачи).
Для производства брикетированного топлива не требуется сырье высокого качества. Для этой цели вполне пригодны угольная пыль и мелочь, а также отходы, которые плохо спекаются, проваливаются сквозь решетку и не годятся для непосредственного использования в печах или производства кокса.
Особенности процесса брикетирования
Брикетирование – это получение различных по величине фракций материала, в который добавляются некоторые связующие вещества. Такая структура прессуется в гранулы специальной формы. Непосредственный процесс создания брикетов является универсальным. Его технология считается наиболее энергетически экономичной. Переработанные и утилизированные фракции металла позволяют уменьшить затраты на создание шихты. Помимо этого, широкое использование брикетов повышает качество выпускаемой продукции и снижает ее себестоимость. Использование вторичного сырья в металлургии так же актуально, как и вопрос где купить керамическую плитку высокого качества.
Переработка отходов на брикеты и гранулы – это эффективный метод уменьшения расхода железорудного сырья на 10% при выплавке одной тонны промышленного чугуна. Технология брикетирования учитывает и газопылевые выбросы, которые образуются при типовых методах подготовки коксового сырья к плавке. В сравнении со сложностью данных процессов заказать дизайн проект интерьера кажется элементарным. При оснащении зоны металлургического комплекса брикетировочным оборудованием рентабельность изготовления брикетов может достигнуть 200%.
Склеивающие вещества
В качестве связующего можно использовать различные компоненты, которые влияют на качество и характеристики конечного продукта. Это такие вещества, как:
- каменноугольная смола;
- глина;
- сода;
- патока;
- смола;
- декстрин;
- известь;
- белок и многие другие.
Выбор связующего компонента напрямую зависит от вида основного сырья и его качества. Также в зависимости от применения того или иного компонента будет меняться технология производства брикетов и ее трудоемкость.
Правила безопасности при обогащении и брикетировании углей
Если вы решили использовать в качестве топлива брикетированный уголь, следует подойти к его изготовлению со всей ответственностью. Подбираются составляющие для изготовления твердого топлива в зависимости от места его использования. В состав брикетов не должны входить вредные компоненты, чтобы не отравиться продуктами их сгорания.
Некачественный продукт может обладать плохой теплоотдачей и не справляться со своими прямыми обязанностями обогрева помещения. Плохо спрессованные брикеты быстро превратятся в труху и «уйдут» в отходы.
Что представляют собой
Угольный брикет – твердотопливный продукт, изготавливаемый в виде брусков различных конфигураций и размеров, которые спрессованы под высоким давлением и температурой. Для скрепления частиц сырья и прочности изделий применяются цементирующие компоненты, которые могут быть органическими и неорганическими.
Эффективность этого энергоносителя заключена в его параметрах теплоотдачи и длительности горения, которые выше, чем у обычного каменного угля. Форма и плотность брикетов также имеют значение для эффективности, поскольку благодаря им это топливо поддерживает равномерное прогнозируемое прогорание и поддержание постоянной температуры в продолжительности всего процесса горения. Остающиеся после затухания отходы в виде золы составляют всего 3%, у традиционного угля этот показатель в 10 раз выше, при этом брикеты не разваливаются в печи до полного прогорания.
Достоинства и недостатки продукта
Продавцы угольных брикетов настаивают на том, что теплотворная способность их товара значительно выше, чем у остальных видов топлива. Это может соответствовать действительности, поскольку теплота сжигания 1 кг антрацита составляет 8 киловатт, а дрова и брикеты на основе древесины выделяют до 5 кВт/кг. К преимуществам брикетированного угля также относятся:
- укрупнение частиц исходной фракции;
- уменьшение объёма вредных выбросов в атмосферу при горении;
- высокое качество продукции при стандартных показателях;
- лёгкость хранения и транспортировки;
- простота контроля расходования;
- борьба с самовозгоранием угольной мелочи;
- экологическая чистота и отсутствие вредных химических добавок;
- высокая теплоотдача;
- лёгкость воспламенения и длительность горения.
Однако владельцы твердотопливных котлов называют ряд причин низкой популярности угольных брикетов в сравнении с древесными аналогами. К недостаткам можно отнести следующее:
- оборудование тяжело растапливается, а тепла топливо даёт недостаточно;
- при горении в помещениях присутствуют неприятные запахи;
- изделия свободно крошатся и становятся бесформенными при транспортировке;
- образуется большое количество золы.
Негативные отзывы объяснимы, если вспомнить, что недобросовестные производители с целью получения максимальной прибыли пытаются использовать шихту, шлам и другие угольные продукты, непригодные для отопительных нужд. Настоящие антрацитовые брикеты с насыщенно-чёрным глянцевым цветом найти в продаже трудно. Отсюда следуют закономерные выводы, что предпочтительнее изготавливать угольные брикеты самостоятельно и приобретать для этого сырьё высокого качества.
Не стоит тратить силы и средства на прессование низкокалорийных сортов угля, хотя и такие брикеты в грамотном сочетании с дровами значительно снизят общие затраты в отопительный сезон. Изготовленные кустарным способом, они невыгодно отличаются от заводских аналогов: дают немного тепла при горении, хрупкие и разрушаются при перевозке. Но здесь есть возможность позаботиться о качестве исходного материала и отрегулировать содержание добавок. А себестоимость домашних кирпичиков, подушечек и колбасок получается значительно привлекательнее, чем цены их фабричных собратьев.
Где применяется и где использовать нельзя
В основном его используют для отопительных нужд в быту, но с недавнего времени более часто стали использовать на металлургических и химических предприятиях, а также электростанциях и в котельных. Вообще брикеты можно применять на любом предприятии либо в частном доме, где установлено оборудование, работающее на твердом топливе – угле, дровах и т. п.
Но следует знать, что ни в коем случае нельзя использовать угольный брикет для разведения огня в мангалах, грилях и других печах для приготовления пищи, на которых происходит непосредственный контакт дыма с продуктами питания. Такое оборудование попросту не рассчитано на температуру, производимую данным топливом, и оно выйдет из строя, а выделяемые едкие и вредные вещества, содержащиеся в угле, сделают еду непригодной к употреблению.
Закладка и прессование полученной массы
При помощи небольшого ведра получившаяся масса закладывается во все 4 отсека пресса, домкрат с платформами опускается вниз. Необходимо понимать, что отсеки должны быть заполнены под завязку. После того, как пресс выполнит свою задачу, брикеты будут высотой всего около 5 см.
Вращением ручки домкрата оператор опускает платформы вниз до упора. Вся отжатая вода сливается по жёлобу в ведро – она будет впоследствии снова использована.
Домкрат сконструирован таким образом, чтобы нивелировать усилия человека. Однако наступает момент, когда даже он не способен продавить платформы дальше. Тогда необходимо подождать пару минут, пока стечёт оставшаяся жидкость, и можно доставать почти готовые брикеты. Почему «почти»? Да просто им нужно основательно просохнуть. Пока они сырые, их можно сломать, уронив с высоты своего роста. А вот когда брикеты высыхают, их становится проблематично разбить даже молотком.
Изготовление в промышленных объемах
Поскольку технология изготовления несколько отличается в зависимости от вида связующего вещества, то можно рассмотреть производство угольных брикетов на основе наиболее часто используемого компонента – каменноугольной смолы (деготь угольный).
Вначале сырье промывают от сорных примесей, а затем дробят и сушат до необходимых параметров. С этой целью оно через приемный бункер засыпается в дробилку, а далее, через шнек, поступает в сушилку. Высушенная угольная мелочь сортируется по фракциям: угольки размером от 0 до 6 см поступают в смеситель, а большие по размеру – снова в дробилку. После калибровки в мешалку к подготовленному основному сырью добавляют связующее вещество.
Когда нужные компоненты загружены, они смешиваются в однородную массу, которую распределяют по ячейкам пресс-форм, где посредством горячего пара и высокого давления полученная смесь превращается в угольный брикет. Полученные изделия перемещают в охладительные бункера на 8 часов. Отсев бракованных форм и последующая фасовка в мешки по 25 кг завершают процесс производства.
Стадии промышленного способа
Изготовление каменноугольных брикетов имеет давнюю историю и получило новое развитие с появлением специальных прессов. Это повысило производительность труда и позволило выпускать продукцию с достойными показателями плотности и теплоотдачи при сохранении низкой себестоимости.
В заводских условиях для изготовления угольных брикетов применяется технологическая цепочка, состоящая из сушилки, дробилки и пресса, а доставка продукции обеспечивается ленточным конвейером.
Брикетирование проходит множество стадий
Брикетирование с использованием добавок связующего осуществляется в несколько стадий:
- Сушка исходного сырья. Возможен прямой способ, использующий подогретый газ, или косвенный, где работает тёплый пар. Прочность готового брикета зависит от того, сколько влаги содержали исходные компоненты. Допустимая влажность составляет порядка 15%.
- Извлечение летучих веществ. Необходимо для углей низкого качества, загрязнённых примесями. Осуществляется в перегонном аппарате или коксовой печи.
- Сортировка по фракциям. Мелочь с размером частиц до 6 мм направляется в специальный бункер для смешивания, а сырьё более 6 мм — в дробилку.
- Измельчение крупной фракции в дробилке до размера частиц менее 6 мм. Чем меньше габариты зёрен, тем прочнее получается брикет.
- Соединение со связующими веществами при нагревании в лопастном смесителе или глиномешалке. Требуется, чтобы обеспечить достаточную прочность изделий при транспортировке и применении. Массовая доля добавок колеблется от 5 до 15%.
- Уплотнение прессованием в оборудовании различных конструкций. В зависимости от особенностей установок рабочее давление достигает 150 МПа. Плотность смеси из угля и связующего увеличивается в несколько раз — от 1,5 до 3.
- Обжиг в замкнутом конвейере с подогревом от высокотемпературных газов. Для укрепления брикетов ряд связующих (лигносульфонаты аммония, нефтяной битум) требует дополнительной термообработки при 300°C.
- Охлаждение в бункере с воздушной циркуляцией. За 8 часов готовые изделия приобретают температуру окружающей среды, а отходящие газы собираются, очищаются и удаляются в атмосферу. Возможен вариант охлаждения путём гашения специально подготовленной водой.
- Упаковка и транспортировка на склады хранения.
Прессованные кирпичи и цилиндры с успехом заменяют кондиционные угли в качестве топлива для предприятий металлургической или химической промышленности, а также частных котельных установок.
Оборудование для производства брикетов
Способ формирования изделий зависит от используемой оснастки. Возможны два принципиально разных типа агрегатов:
- Штемпельный пресс. Подходит для выпуска больших партий брикетов ввиду энергоёмкости и финансовой затратности. Разогретой угольной массой заполняют формы и прессуют под давлением от 100 до 120 МПа. Готовая продукция охлаждается и приобретает вид кирпичей, таблеток и подушек.
- Экструзионная машина. Имеет меньшую затратность и более скромную производительность. Пластичная угольная смесь подаётся шнеком в матрицу и продавливается через неё. Экструдированные брикеты имеют форму цилиндров с отверстием в центре.
Факторами, определяющими размер частиц, влажность и давление при брикетировании, являются назначение продукта и особенности оборудования. Качество исходного сырья влияет на энергоёмкость процесса. Хорошо поддаются переработке мелкие антрацитовые фракции и пыль, а остальные виды углей ведут себя хуже.
Для получения подобного брикета используется несколько оборудований
Угольные брикеты своими руками
Для этих целей можно использовать ручной пресс или самодельный шнековый экструдер. Также можно, за неимением оборудования, сделать это вручную. В отличие от заводского процесса изготовления, в домашних условиях вместо просушки угольной мелочи ее наоборот смешивают с водой. Не нужно добавлять связующее вещество. Главное — соблюдать два условия:
- фракцию угля – не больше 6 см и чем меньше, тем лучше;
- полученная масса должна быть пластичной и густой, чтобы ее можно было лепить руками или брикетировать в пресс-форме с помощью ручного пресса.
После процесса брикетирования следует хорошо просушить изделия. Следует учесть, что полученный с помощью ручного прессования угольный брикет непригоден для транспортировки, поскольку он более хрупок, чем заводской. Также у ручного способа очень низкая производительность: потребуется приложить много усилий и времени, чтоб заготовить топливо на весь сезон.
Использование экструдера ускоряет процесс брикетирования, а качество изделий намного выше, чем при ручном способе изготовления. Здесь нужно просто засыпать сырье в бункер и получать готовые изделия высокого качества, которые годятся к транспортировке. Однако стоимость самого агрегата и его составляющих (электродвигателя, редуктора и др.) высоки и не всем по карману.
Виды брикетов
Давайте разберемся, какие виды брикетов для отопления существуют и их составляющие. Существуют несколько видов таких брикетов:
- древесные брикеты;
- торфяные брикеты;
- брикеты из каменного угля.
Рассмотрим более детально каждый такой вид топлива.
Древесные брикеты
Данный вид брикетов производят из опилок и прочих материалов – отходов деревоперерабатывающей промышленности. Предварительно сырье подвергают нагреванию, а затем прессуют. Для этого используют высокое давление на стружку. Под давлением груза древесина выпускает лигнин. Он выполняет роль клея. После его застывания масса не теряет формы и достаточно прочная на ощупь. Лигнин – природный материал, он не несет никакого вреда организму человека. Для древесных брикетов характерны некоторые важные характеристики. Влажность топлива составляет 10%. Как видим, влажность готового материала в разы ниже древесины. В момент сгорания опилки выделяют 4400 ккал/кг. Если сравнивать данный показатель и отопление опилками с горением угля, заметим, показатель равен 3910 ккал/кг.
Древесные брикеты
Плотность древесины не одинаковая, все зависит от исходной породы дерева, из которой ее получили. Также немаловажно то, что при сгорании древесного отопительного брикета остается незначительное количество пепла. Его показатель не превышает 0,12%. В то время, как уголь оставляет после себя 20% золы. Древесные брикеты для отопления удобны тем, что в момент горения нет треска, и они не дают искру. Образование дыма минимально и при всем этом такой вид топлива способен отдавать тепло в помещение в течение нескольких часов. Полностью древесный блок выгорает за 4 часа. Если вы не удаляете золу и угли, можно их использовать для приготовления пищи.
Самое важное в данном виде топлива то, что такое отопление на опилках своими руками безопасно по всем показателям для человека.
Если сравнивать его с углем, при горении древесина дает в разы меньше угарного газа, чем иные материалы. Форма, в которой производят древесные блоки, удобна в практике. Это позволяет не занимать много места для хранения топлива. Евродрова подойдут в качестве топлива не только для твердотопливных котлов. Их можно использовать для разведения костра на природе и для растопки камина. Также дрова в виде древесных блоков легко контролировать в расходовании.
Топливные брикеты можно использовать для приготовления пищи на мангале
Вы можете высчитать, сколько блоков вам необходимо для отопления определенной площади. Зная эту величину, без труда уточните объем закупаемого топлива на сезон. Помните, покупая цельное дерево, вы платите не только за материал, но еще за воду и воздух. Как видим, отопление прессованными опилками – не только выгодно с экономической точки зрения, но и безопасно в плане здоровья. Также у вас появляется возможность не проводить вырубку леса и других зеленых насаждений, дабы произвести отопление дома опилками.
Торфяные брикеты
Брикеты из торфа производят аналогично древесным. Торф изначально просушивают и прессуют. Если на торф влиять высокими температурами, он начинает уплотняться и превращается в блоки. Такая форма удобна при хранении и доставке груза. Торфяными брикетами можно топить все виды печей. Для данного вида топлива характерны высокие показатели тепловой отдачи в течение продолжительного времени. Как видим, торфяные брикеты для отопления – это еще один вариант замены цельной древесины для отапливания помещений. Если ваш котел позволяет регулировать подачу воздуха, в таком случае время горения торфяных блоков увеличивается до 8 часов.
Уголь для отопления
Торфяные брикеты
Данное топливо будет хорошей заменой иного варианта топлива для обогрева помещений ночью. В данное время суток вам важно держать температуру воздуха в помещении на уровне комфортной для нормальной жизни. Еще раз напомним о форме. Торф брикеты для отопления – небольшой формы для удобной транспортировки и для растапливания печи. Чтобы котел постоянно нагревал воду, достаточно через равные промежутки времени подкладывать новые брикеты.
Золу после сгорания торфяного брикета можно использовать как удобрение для фосфорной подкормки растений на участке.
Такая альтернатива удобрения придется по душе многим огородникам. Давайте посчитаем, что выгоднее – дрова или пеллеты. Чтобы купить тонну блоков из торфа, вы должны заплатить примерно 6000 рублей. Тонна дров любой породы дерева стоит 2000 рублей. Пересчитаем показатели теплоотдачи данных материалов. Выясняется, что 2,4 кВтч/кг дают дрова и 5 кВтч/кг, имеем выход от сгорания пеллетов. Как видим, приобрести искусственное топливо куда выгоднее. Также практичность брикетов из торфа заключается в том, что отпадает необходимость рубить дрова на удобные поленья, высушивать их и выделять большие площади для хранения.
БРИКЕТИРОВАНИЕ УГЛЯ БЕЗ СВЯЗУЮЩЕГО
Завод брикетирования угля без связующего состоит из следующих компонентов:
- участок сортировки и измельчения угля, если размеры угля слишком велики
- участок сушки, если влажность угля слишком высокая
- участок брикетирования на двух-роликовом прессе
Мощность завода по брикетированию угля без связующего может быть от нескольких тонн в час до приблизительно 25 т/ч.
Особенности отопления дровами
SpdПользователь FORUMHOUSE
Я отапливаю дом твёрдотопливным котлом мощностью в 30 кВт. Сначала пробовал закидывать в топку дрова. Не понравилось. Прогорают минут за 30 максимум за 1 час. Угля на пробу в маленьком количестве не достал. Купил топливные брикеты из опилок. Полная топка ТТ котла, это — около 10 кг, горит 1.5 часа от закладки до тления при поддержке температуры теплоносителя не менее + 60 °C. В технических характеристикам к разным котлам пишут, что время работы на одной закладке дров от 4-8 до 12 часов. Это реально и как этого добиться? Делитесь опытом!
По словам chicken-A, в его твердотопливном котле, полная закладка из березовых дров (объём топки 42 л) горит около 3-х — 4-х часов, а иногда и дольше. У starper 3-4 часа горит пять поленьев. У spdim дрова горят от 2-х до 6 часов, но многое зависит от загрузки котла (если забить топку по максимум — 20-22 кг), вида топлива и его влажности.
spdimПользователь FORUMHOUSE
Думаю, проблема у Spd из-за мокрых дров, или из-за закладки древесины мягких пород. У меня похожая картина если закинуть в топку гнилую осину или тополь. Быстро прогорают, а тепла от них не добиться. Хорошие сухие берёзовые или дубовые дрова горят как надо. Ну и дом надо хорошо утеплить.
Итак, влажность и порода древесины (малой, средней и высокой плотности) напрямую влияют на теплотворную способность (удельную теплоту сгорания), т.е. количество теплоты выделившейся при сгорании топлива, определённого объёма или массы.
Для сравнения:
- Удельная теплота сгорания 1 кг свежесрубленной древесины с влажностью около 50% — 1940 ккал или 2.2 кВт*ч .
- Удельная теплота сгорания 1 кг высушенной древесины с влажностью около 20% — 3400 ккал или 3.9 кВт*ч .
Нельзя топить твердотопливный котел свежеспиленной древесиной. Топливо должно просушиться — избавиться от лишней воды. Для чего дрова складируют в дровник и оставляют на просушку.
Оптимальный срок сушки дров – 2 года, после чего они становятся отличным топливом для ТТ котла.
Также на длительность горения и количество выделяемого тепла влияет плотность древесины — отношение массы древесины к её объему (кг/м3).
Древесина плотных пород, например, дуб, горит дольше и жарче, чем древесина невысокой плотности, например, тополь, сосна, ель.
Извлечение брикетов длительного горения из пресса
После того, как домкрат поднят, снизу под отсеками открывается крышка, а брикеты выталкиваются при помощи колотушки. По внешнему виду это обычные чёрные кубики. На самом же деле, основательно просохший брикет может превратиться в уголь, который будет давать тепло в 4-6 раз дольше, чем берёзовое полено. И это при том, что затрат на изготовление такого топлива практически не требуется – лишь немного воды да электроэнергия для работы стиральной машинки.
Получившиеся брикеты длительного горения необходимо аккуратно сложить и перенести в сухое место. Там они будут «доходить» ещё пару-тройку дней. А вот после этого получившееся топливо отдаст большое количество тепла человеку его изготовившему. И не имеет значения, где они будут использоваться, в бане или для отопления дома.
Иные способы и рецепты изготовления брикетов длительного горения
На самом деле, сырьём для подобного топлива может служить всё, что горит. Но всегда за основу будет браться размоченный картон. В любом случае, он так же вымачивается и измельчается в стиральной машинке (можно использовать дрель с насадкой-миксером, но так работа займёт слишком много времени). Разница же будет заключаться во втором составляющем. Вместо угля можно засыпать пару вёдер измельчённой листвы. Целыми листья засыпать не стоит – они не пропитаются бумажной массой, а значит, брикет будет расслаиваться и очень быстро (и дымно) сгорать.
Ещё один вариант – смешивание измельчённого картона с древесными опилками. Многие утверждают, что этот «рецепт» даже лучше, чем применение угольной пыли. Это вполне возможно, ведь опилок в составе будет почти в 4 раза больше, чем угля. А в остальном всё делается идентично первому варианту.
СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ брикетирования угля со связующим и без
Брикетирование угля с использованием связующего:
- +
Годится для любого каменного или бурого угля - +
Высокая производительность (до 100 т/ч) - +
Низкое удельное энергопотребление - +
Возможность получать влагозащищенные брикеты - +
Низкая стоимость расходных материалов - —
Дороже и сложнее оборудование, требуется связующее
Брикетирование угля без связующего:
- —
Применимо только для определенных углей - —
Обязательна сушка - —
Ограниченная производительность (до 25 т/ч) - —
Высокое удельное энергопотребление - —
Высокая стоимость расходных материалов - +
Нет связующего, проще и дешевле оборудование
Технология брикетирование угля без связующих добавок кажется более привлекательной на первый взгляд, однако при этом в разы повышаются энергозатраты, снижается производительность и качество брикета.
После тестирования обычно становится очевидно, что брикетирование с применением связующего более оправдано экономически, даже с учетом затрат на закупку, доставку и хранение этих материалов.
Как готовят и перевозят брикеты топлива?
Как видим, в ходе производства брикетного топлива увеличиваются показатели сгорания, что делает искусственное топливо хорошей альтернативой каменному углю.
Чтобы растопить печь торфом, его следует обезвожить и тщательно измельчить. Производство брикетов для отопления и по переработке торфа находится рядом с его месторождением. Отсюда и не высокая себестоимость, поскольку отпадает необходимость его транспортировки от залежей до места переработки. Затраты на производство торфяных брикетов невелики, поэтому и розничная цена невысока. На цене сказывается расход на транспортные услуги. Во всей схеме производства данный этап самый затратный. Как видим, удобная форма готового материала позволяет перевозить большие объемы по сравнению с их первоисточниками.
