Пеллетное отопление: преимущества и недостатки, состав и расход

Основные требования к сырью для пеллет

Влажность

Требования ко влажности сырья для промышленных грануляторов пеллет – от 8 до 15%. В других случаях сырье требует просушки, или, наоборот, обработки паром.

Зольность

Зольность пеллет – это процент несгораемых остатков после сжигания партии. У пеллет премиум-класса этот показатель – до 1% по стандарту EN Plus A-2 и до 0,5-0,7% по стандарту EN Plus A-1. Высокая зольность топлива может со временем привести к забиванию камеры сжигания и дымохода.

Содержание химических соединений в сырье

На данный момент в Евросоюзе ужесточаются нормы по выбросу продуктов сгорания в атмосферу. Сырье для пеллет должно содержать минимальное количество таких химических веществ, как азор, хлор, сера.

Высокая энергетическая ценность материала

Теплота сгорания сырья – то, сколько тепла можно получить при сжигании – является основной потребительской ценностью для пеллет. Качественное сырье обладает высокой калорийностью. На этот параметр влияет, в том числе, свежесть материала. Древесина, подвергшаяся гниению, теряет часть своего энерго-потенциала.

Пригодность для гранулирования

Те или иные материалы бывает легче и сложнее прессовать, а также подготавливать. Более того, из трудногранулируемого сырья могут получаться менее прочные и плотные пеллеты. Для повышения прочности гранул используют различные присадки.

Стоимость сырья

Подобные затраты добавляют стоимости сырья, в которую еще входят затраты на закупку и транспортировку. Если общие затраты на сырье слишком велики, производство может быть экономически нецелесообразным.

Характеристика и виды пеллетов

Пеллеты — спрессованные на специальных шнековых грануляторах бруски одинаковой цилиндрической формы. Опилки поставляют, в основном, деревообрабатывающие комбинаты. Преимущества пеллетов:

• Экологически чистые.
• Применяются для котелен в промышленности и котлов в быту.
• Дают много тепла.
• Не дорогие по себестоимости.
• Удобная транспортировка (при перевозке структура пеллетов не нарушается).

Кроме опилочных пеллетов, производятся следующие:

• Торфяные. Высокого качества, но применяются обычно на крупных производствах. Обладают большим процентом зольности. Бытовые котлы после них придется тщательно очищать.
• Угольные.
• Растительные (из шелухи гречки, кукурузы).
• Из соломы. Получается много пеллет и они дешевые. Процент золы высокий — до 3%, поэтому используются в промышленности. Требуют постоянной чистки котла.
• Из куриного помета.

Пеллеты также используются в пиролизных котлах. Влажность спрессованных гранул составляет 7-10%. Плотность — 1200-1400 кг/м3.

Характеристики других видов топлива:

Преимущества и недостатки

Говоря о качественных характеристиках, начать нужно с положительной стороны, благо таких качеств у материала, больше чем отрицательных:

1. Экологичность. Об этом уже было достаточно сказано, добавить можно то, что в процессе сгорания, из них выделяется углекислый газ, в количестве равном естественному разложению древесины. Это позволяет снизить парниковый эффект, являющийся сегодня глобальной проблемой.
2. Низкая зольность делает его практически безотходным материалом, а оставшиеся огарки можно использовать как удобрение.
3. Пеллеты не подвержены самовоспламенению, поэтому риски возгорания при транспортировке и хранении минимальны.
4. Они удобны в складировании и хранении, а высокая насыпная плотность, позволяет перевозить их большими партиями.
5. Высокая теплотворность характеризуется тем, что одна тонна этого горючего, вырабатывает до 3,5 тысяч кВт*ч тепла.
6. Безотходное производство, обосновывается тем, что для их изготовления используются остатки деревообрабатывающего производства.

Есть у них и недостатки, которые не слишком выделяются на фоне положительных качеств:

1. Для их использования, требуется специализированный – пеллетный котел. Не запрещается работа и с обычными источниками, просто, таким образом, повышается эффективность горения.
2. Несмотря на широкое применение за рубежом, в России это дорогостоящий вид топлива, а приобретение специализированного котла обойдется дороже покупки обычного дровяного.
3. Организовав отопление пеллетами, вы конечно сможете в дальнейшем экономить на отоплении, но для их хранения, необходимо сухое складское помещение.

Из чего делают пеллеты?

Многие владельцы частных домов задаются вопросом, из чего же изготавливают пеллеты. Тут стоит заметить, что нередко подобную продукцию люди делают самостоятельно. Для этого достаточно запастись дробилкой, ситом, сушилкой, предназначенной специально для опилок, а также гранулятором. Оптимальным сырьем для изготовления такой продукции являются отходы деревообрабатывающей промышленности:

• опилки;
• обрезки;
• стружка;
• горбыль;
• древесная мука от лиственных и хвойных пород;
• прочие отходам, полученные во время обработки дерева.

Например, в процессе производства гранул серого цвета древесные отходы нередко комбинируются вместе с корой. Пеллеты подобного типа обычно раскладываются в крупные мешки. Их очень часто используют в европейских котельных, отличающихся внушительной мощностью. Аналогичным методом производятся и древесные наполнители для лотков домашних животных. Пеллеты изготавливают и из сельхозотходов. В качестве компонентов в этом случае может выступать солома или высушенное сено. Сегодня многие фермеры создают пеллеты для отопления из такого сырья, как:

• камыш;
• лузга подсолнечника;
• сено;
• рисовая шелуха;
• прочие сельскохозяйственные отходы.

Если взять все отходы, то за исключением рисовой шелухи с их переработкой не возникает никаких трудностей. Для этого достаточно использовать простое оборудование, оснащенное матрицей кольцевого типа. На переработку указанных компонентов уходит минимум свободного времени, да и большие вложения не потребуются.

Делают пеллеты и из такого сырья, как торф. Подобные изделия характерны внушительной теплотой сгорания и повышенной зольностью. Для изготовления таких вариантов требуется специализированное оборудование и хорошие ресурсы, потому что заготовка торфяного сырья – это сезонная процедура, требующая определенных затрат.

Этапы горения

Любое топливо при горении выдает определенный процент тепла. Тоже происходит и с пеллетами, при их поступлении в камеру сгорания.

Условно процесс теплоотдачи можно разделить на три этапа:

1. Этап первый – выпаривание жидкости. Это скоротечный процесс. Благодаря низкому содержанию влаги(8-10%), к примеру, в сухих дровах он составляет 30%, обеспечивается высокий КПД горения.
2. Этап второй – пиролиз. При котором из пеллет выделяется порядка 80% тепловой энергии. Самый важный момент здесь – необходимо обеспечить максимальный приток кислорода в камеру горения.
3. Этап третий – горение древесного угля. В остатках продукта, после выделения пиролизного газа, остается порядка 20% тепловой энергии. Чтобы по максимуму выработать тепло от пеллет, подачу кислорода в это время, нужно также поддерживать на необходимом уровне.

На всем этапе важно поддерживать оптимальный уровень горения, регулируемый содержанием кислорода в печи. Переизбыток, тоже не рекомендуем, в этом случае, большая часть энергии «вылетит в трубу», недостаток нежелателен тем, что пеллеты не полностью выгорят, обеспечив минимальный приток тепла

Классификация пеллет

По своему сорту пеллеты делятся на 3 вида:

1. Индустриальные пеллеты. Гранулы серо-коричневого оттенка. В них содержится примерно 0,7 массовой доли золы из-за того, что древесина, являющаяся материалом для изготовления этого вида пеллет, не подверглась окорке. Другими словами, в таких древесных пеллетах содержится большое количество коры. Из-за высокого содержания коры, не все котлы могут работать с таким топливом, это приводит к их поломке. Но их плюс заключается в стоимости: индустриальные пеллеты стоят меньше пеллет высшего качества примерно на половину сумму. И если у человека стоит котёл, который справляется с таким видом гранул, то без проблем можно пользоваться ими. Однако чистка котла благодаря такому топливо будет проходить чаще.
2. Агропеллеты. Цвет такого топлива варьируется от серого до темно-серого. Цвет зависит от материала, из которого изготовлены пеллеты. Часто можно встретить пеллеты из опилок. Данный вид, как правило, получают из отходов сельскохозяйственных культур, например соломы, сена, листьев и другого. Поэтому, иногда такого рода топливо называют пеллетами из соломы или пеллетами из листьев. Этот вид топлива является самым дешевым, так как при сгорании выпадает огромное количество золы, даже больше чем при горении индустриальных гранул. Их применяют обычно на больших тепловых электростанциях, требуется регулярное очищение от шлаков. Однако такой вид топлива вызывает ряд проблем: самую высокую зольность и проблему транспортировки, из-за этого агропеллеты стоят дешевле остальных пеллет. Во время перевозки половина гранул рассыпается на пыль из-за своей мягкости. А, как известно, такая пыль уже не послужит материалом для котлов – котлы засорятся еще больше. Поэтому, чтобы использовать данный вид топлива, лучшим вариантом будет находиться недалеко от самого места производства агропеллет.
3. Белые пеллеты. По названию понятно, что гранулы такого класса отличаются своим слегка серым, желтова-то белым или полностью белым цветом. Имеют свой приятный запах — запах свежей древесины. Такие пеллеты стоят дорого, так как их зольность ниже всего и составляет примерно 0,5%. Если использовать такое топливо при отоплении, о чистке котла можно забыть на ближайшие пару месяцев. При их использовании оборудование будет служить долго, а золы от них будет выделяться мало.

Существует также отдельный вид пеллет, который не входит в данную классификацию:

Торфяные пеллеты — такое топливо характерно высокой зольность. Такой материал является экологическим и экологичным. Из-за зольности данные пеллеты применяют только в промышленности. И чаще всего — в улучшении удобрений.

Основные виды

Древесные пеллеты

Изготавливаются в виде гранул цилиндрической формы из отходов древесины (опилок, щепок, коры, горбылей, некачественной древесины). Делятся на бытовые и промышленные. Бытовые пеллеты изготавливают из свежих опилок и щепок. В промышленных гранулах присутствуют другие примеси. Они бывают светлыми, коричневатыми, либо серыми.

Более светлый цвет свидетельствует о высоком качестве гранул (светлый – признак применения исключительно хорошей древесины без коры и чистых опилок). Они являются самыми популярными для отопления частных домов, так как у этого вида пеллетов самая низкая зольность, так как они не содержат пыль и кору дерева, (до 0,5 %) и хорошая теплоотдача.

Растительные пеллеты

Также производятся в гранулированном виде из отходов сельскохозяйственной деятельности (солома, шелуха подсолнуха, кукурузные и гречишные отходы). В основном конечный продукт получается темного цвета. По теплоотдаче, данные гранулы ничем не уступают, если говорить о пеллетах из шелухи подсолнечника, кукурузы и гречки, так как пеллеты из соломы уступают в этом показателе древесным пеллетам.

Но в то же время у соломенных гранул есть свои преимущества: большое количество сырья и низкая стоимость. У растительных пеллетов зольность выше (до 3%), чем у древесных, поэтому котел нужно будет чистить чаще.Данный вид предназначен для использования в промышленных целях, так как при сгорании выделяется большее количество золы.

Торфяные пеллеты

Их выполняют в виде гранул из торфа, цвет темный. Они также пользуются популярностью среди промышленных предприятий, так как обладают хорошими калорийными, экономическими и экологическими качествами. Среди частных потребителей они не получили распространения ввиду своей повышенной зольности, так как котел после использования торфяных гранул нужно будет очень часто чистить.

Виды пеллет и технология их производства

Пеллеты на сегодняшний день — довольно востребованный вид вторичного сырья. Например, в Великобритании каждый год производят около 600 000 тонн опилочных гранул. Китай стремится достичь показателей производства экологичного топлива в 50 млн тонн ежегодно.

Это интересно: пеллеты из чего делают?

У каждого производителя пеллет состав готового материала разный. Прессованные гранулы могут состоять только из одной древесины или производиться с добавлением коры, смолы, шелухи от семечек и других материалов, которые легко воспламеняются. Биологические гранулы используются не только в качестве источника энергии, но и для других целей (например, для кошачьего туалета или в качестве абсорбирующего материала).

Существует множество видов пеллет

Производство топлива ведётся в несколько этапов:

1. Дерево крупно дробится с помощью специальных установок, сушится в барабанах. Влажность должна составлять 8−12%.
2. Крупные фракции дробятся на более мелкие. Для этого применяются мельницы, которые работают по молотковому типу.
3. Для хорошей вязкости и прессовки заготовки нужно обрабатывать паром. При этом используют шнековые смесители.
4. Прессовка на специализированном прессе и охлаждение.

Оборудование для производства топливных пеллет практически не оставляет отходов. Весь брак может переработан заново.

В этом видео в узнаете, как сделать пеллеты своими руками:

Технологический процесс

Вне зависимости от того, какие станки используются для изготовления топливных гранул, процесс производства состоит из таких технологических операций, как:

1. Очистка и предварительное измельчение сырья, которое доводят до такого состояния, чтобы длина его частиц не превышала 2,5 мм.
2. Сушка опилочной массы, влажность которой доводится до уровня 9–12 %.
3. Финишное измельчение на станке, которое выполняется для того, чтобы максимальная длина частиц, составляющих опилочную массу, не превышала 1,5 мм.
4. Смешивание измельченного сырья с водой или его обработка горячим паром (данная технологическая операция применяется в том случае, если уровень влажности опилок после сушки и измельчения опустился ниже минимально допустимого значения).
5. Прессование опилочной массы, в результате которого из нее и формируются гранулы цилиндрической формы (для практической реализации данной технологической операции в производственных условиях могут использоваться матричные установки цилиндрического или плоского типа; в домашних условиях для формирования топливных брикетов подойдут самодельные установки рычажного, винтового или гидравлического типа).
6. Охлаждение готовых пеллет, которые в процессе их формирования с использованием высокого давления самопроизвольно нагреваются до значительной температуры.
7. Сортировка готовых топливных гранул и их упаковка.

Технологическая линия по производству пеллет

Промышленное оборудование для изготовления пеллет из опилок

Рассмотрим линию гранулирования опилок ЛГ-500 от компании АЛБ Групп с производительностью 500 кг в час.

Измельчение

Начальный этап производства – дробление сырья. Для этого используется дробилка роторная пневматическая или молотковая дробилка для древесины. Роторная дробилка (ДРП) отличается удобной пневматической системой забора и выгрузки материала, для ее работы не требуется подключать конвейеры для сыпучих материалов. 

Молотковая дробилка опережает роторную по производительности, поскольку ее мощность расходуется только на измельчение, тогда как ДРП расходует часть мощности на работу пневмосистемы.

Дробилка ДРП измельчает опилки ножами-билами, закрепленными на роторе. В камере установлено сито с отверстиями, через которые проходят частицы нужного размера. Они подаются через пневмошланг напрямую в циклон и затем в бункер-ворошитель.

Дробилка ДРП 18,5 – 141 000 руб

Аспирация

Циклон необходим для того, чтобы воздух в помещении не наполнялся древесной пылью. Эти микрочастицы образуются во время измельчения. Циклон БЦР отделяет древесную муку от потока воздуха. Устройство устанавливается над бункером на стальной раме.

Циклон БЦР -675 – 29 000 руб

Рама циклона – 12 000 руб

Оперативное накопление

После очистки воздуха поток сырья попадает в бункер-ворошитель. Это цилиндрическая камера с перемешивающим механизмом на дне, его работа препятствует слеживанию массы. Бункер равномерно подает измельченные опилки в приемный бункер гранулятора.

Бункер –ворошитель БВ-1 – 205 000 руб

Гранулирование

Гранулятор – основа пеллетного производства. Попадая в приемный бункер гранулятора, сырье при помощи шнекового податчика перемещается в смеситель, где происходит поверхностное увлажнение водой. Затем опилки поступают в рабочую камеру, где они зажимаются между пресс-вальцами и поверхностью вращающейся кольцевой матрицы. Под давлением гранулы проходят через отверстия матрицы и обламываются снаружи статичным ножом.

Гранулятор ОГМ 0.8 и 1.5 – простое и надежное оборудование для производства пеллет из опилок, которое обеспечивает качественное прессование. Аппарат подключается к пульту управления. Аналогичный контроллер устанавливается для всей остальной линии.

Пресс-гранулятор ОГМ-0,8М-55 – 1 550 000 руб

Пульт управления ОГМ с комплектующими Schneider Electric – 125 000 руб.

Пульт управления ПУ-ЛГ-500 (Schneider Electric) — 135 000 руб

Охлаждение

Как уже говорилось, для получения качественного продукта необходимо охлаждать гранулы. Для этого они из гранулятора поступают на ленточный скребковый конвейер, который доставляет их к колонне охлаждения. Внутри колонны продукт охлаждается при помощи воздушных потоков, отсеивается мелкая фракция, которая затем повторно отправляется на гранулирование. Охлажденные гранулы подаются транспортером на узел фасовки.

Конвейер КЛС-300-6 — 119 000 руб

Конвейер КЛС-300-4 — 101 000 руб

Колонна охлаждения РКО-700 – 193 000 руб.

Фасовка

Популярное решение для фасовки топливных пеллет – биг-бэги. Они закрепляется на раме, а внизу установлены платформенные весы, контролирующие заполнение мешка.

Рама для биг-бэга – 25 000 руб

Весы платворменные – 66 000 руб

При сложении стоимости всего оборудования для производства пеллет из опилок цена линии на 500 кг / час составляет 2 701 000 рублей.

Обратитесь в АЛБ Групп в контактной форме сайта и получите прайс-лист и коммерческое предложение на линии производства топливных пеллет из опилок и стружки.

Когда может понадобиться дополнительное оборудование?

Часто на предприятиях присутствуют отходы разного типа. К стружке и опилкам может добавиться горбыль, баланс древесины, тонкомер, некондиционные изделия. Такие материалы нужно предварительно измельчать до фракции длиной до 3,5 см. С этой задачей справляются барабанные и дисковые рубительные машины.

Перед организацией производства следует проанализировать, все ли отходы на предприятии однородны, и стоит ли ориентироваться только на опил. Если крупных отходов бывает много, то есть смысл приобрести рубильную машину.

Если вы работаете с древесиной влажностью выше 15%, то для полноценного производства пеллет потребуется сушильный комплекс. Обычно он состоит из сушильного барабана АВМ и топочного блока или теплогенератора. Такие комплексы значительно повышают стоимость всей линии – до 2 раз.

Комплект оборудования и технология производства

Комплектация оборудования и её стоимость определяются планируемым производственным оборотом. В качестве основной комплектации можно выделить следующее оборудование:

• Измельчитель древесного материала – от 180000 рублей.
• Сушилка – 400000 рублей.
• Гранулятор – от 100000 рублей.
• Охладитель – около 400000 рублей.

При покупке оборудования необходимо обращаться напрямую к производителю — это поможет избежать дополнительной наценки. Также для снижения стоимости можно прибегнуть к покупке подержанной техники.

Технология производства делится на этапы:

• Мелкое дробление сырья для наиболее качественной сушки.
• Высушивание будущей продукции производится благодаря оборудованию ленточного или барабанного типа. Результат сушки определяется процентным содержанием влажности и не должен превышать 15%.
• Уровень дробления материала определяется целевым назначением гранул – для высококачественного сырья используется фильтр не более 1,5 куб. мм, а для промышленной продукции – не более 4 куб. мм.
• Обрабатываемый материал проходит процесс водоподготовки – анализируется уровень влагосодержания. Если процентное соотношение влаги составляет ниже 8%, то потребуется специальная паровая обработка. Это необходимо для качественной формовки продукции, так как низкий уровень влаги негативно сказывается на дальнейшем прессовании.
• В дальнейшем происходит прессование материала, после чего пеллеты подвергаются охлаждению. Благодаря охлаждению гранулы твердеют и сохраняют требуемую форму.
• Заключительным этапом является просеивание, а также фасовка готовкой продукции. Крошка и бракованный товар отсеиваются от готовой продукции, а затем направляются на первоначальный этап производства.

Стоит отметить, что качество выпускаемой продукции определяется уровнем зольности при её дальнейшей эксплуатации. Если уровень зольности выше 1,5%, то данную продукцию можно использовать только для промышленных целей.

Оборудование для производства

Производство топливных гранул невозможно без применения специального оборудования, использующего для всевозможных процедур, необходимых при изготовлении.

В перечень приборов входят:

• измельчитель древесины;
• барабан для сушки;
• молотковая мельница;
• шнековый смеситель;
• пресс;
• охладитель.

Устройство для изготовления пеллета из опилок

Нужно понять, что для производства качественных паллет нужно приобрести каждый прибор. Общая стоимость всего перечня составляет около 2 миллионов рублей.

А также стоит обратить внимание, станок, непосредственно производящий гранулы работает исключительно от электричества, а потому требует специального места, в котором он будет находиться. Соответственно, к стоимости оборудования нужно добавить работы по созданию такого места для производства, а это может стоить до сотни тысяч рублей

Сама установка приводится в движение при помощи двигателя, работающего на дизельном топливе, благодаря этому, она обладает отличной мобильностью и может быть установлена практически в любом месте. Где производятся работы по обработке древесины. Именно поэтому, производство древесных пеллет не включает затраты на транспортировку сырья.

Для масштабного производства гранул потребуется купить промышленную установку, способную выдавать производительную мощность до 1000 кг пеллет в час. Однако, ее стоимость немаленькая и составляет около 132 тысяч долларов. Окупиться такой прибор должен примерно за 7 лет.

Виды пеллет

Можно выделить следующие виды пеллет:

• Древесные – производятся из различных видов древесных материалов, например, опилок, щепок, коры, горбылей или некачественной древесины. Древесные пеллеты подразделяются на бытовые и промышленные. Бытовые производятся из свежих опилок, а промышленные – из сырья с различными примесями. Древесный пеллет бывает серого, коричневого или светлого оттенков. Оттенок определяет качество поставляемой древесины – чем светлее производимый материал, тем более качественным и «чистым» применялось сырьё. К примеру, светлые пеллеты являются наиболее популярными при использовании в качестве источника отопления, так как имеют низкий уровень зольности по причине отсутствия коры и древесной пыли в составе продукции.
• Растительные – производятся из отходов сельскохозяйственной продукции, например, из соломы, подсолнуховой шелухи, кукурузных или гречишных отходов. Как правило, растительный вариант имеет темный оттенок. Растительные пеллеты характеризуются низкой себестоимостью, высоким уровнем зольности и применяются в промышленных целях.
• Торфяные – производятся из торфа и обладают ярко выраженным тёмным цветом. Торфяные пеллеты также обладают низкой стоимостью и повышенным уровнем зольности при эксплуатации. По этой причине торфяной вариант применяется в промышленных целях.