Виды топлива - пеллеты.

         Пеллеты (топливные гранулы)  -  это универсальное  топливо,  которое представляет  собой прессованное под высоким давлением натуральное сырье растительного происхождения в форме цилиндрических гранул стандартного размера. Сырьем для их производства является кора, опилки, щепа и другие отходы лесозаготовки, а также отходы сельского хозяйства (лузга подсолнечника, солома и др.).

   При производстве топливных гранул не используются химические связующие примеси. В качестве связующего элемента используется природный лигнин – полимер, содержащийся в клетках растительного сырья. Лигнин высвобождается из него под высоким давлением пресса, и при остывании крепко связывает его измельченные элементы. Гранулятор пресса придает пеллетам форму.

   Пеллеты (топливные гранулы) представляют собой современный универсальный вид биотоплива, по эффективности применения равноценный каменному углю. Чаще всего материалами для производства пеллет служат отходы, получаемые в процессе обработки древесины (кора, ветки, стружка, опилки), торф, сельскохозяйственные отходы (солома, некондиционный лен), органические упаковочные материалы, картонная тара и т.д.

   Процесс производства пеллет состоит из нескольких последовательных этапов: дробления, сушки и грануляции. Сначала сырье измельчается до состояния муки, затем тщательно высушивается и сжимается в аккуратные гранулы стандартного размера при помощи специального оборудования (гранулятора). Во время грануляции, сопровождающейся повышением температуры материала, содержащийся в нем лигнин плотно склеивает измельченные частицы. На выходе получается легкое, недорогое, удобное в хранении и абсолютно безопасное топливо, являющееся отличной альтернативой традиционным видам топлива (уголь, торф, дрова, природный газ).

   В зависимости от типов сырья используемого при производстве пеллет, они подразделяются на следующие виды:

  • древесные топливные гранулы, полученные путем переработки кругляка твердых и мягких пород деревьев;
  • пеллеты, полученные путем переработки соломы;
  • пеллеты, полученные переработки подсолнечниковой шелухи;
  • пеллеты, полученные путем переработки початков и стебля кукурузы
  • торфяные пеллеты.

   Поскольку пеллеты преимущественно производятся из безвредных для человека и окружающей среды материалов, подлежащих утилизации, они являются экологически чистым топливом; при этом стоимость таких гранул выгодно отличается от цены угля, жидкого топлива или дров. Кроме того, пеллеты удобно транспортировать и хранить (доставка подразумевает как фасовку гранул в пакеты, так и транспортировку россыпью).

   Применение топливных гранул - хорошая альтернатива прямому использованию древесных отходов в виде топлива. Гранулы выделяют больше тепла, чем опилки и щепа, увеличивая коэффициент полезного действия котельных, не требуют больших складских площадей и при хранении не самовоспламеняются, а после их полного сгорания остается минимальное количество шлаков (следовательно, чистку котла можно производить намного реже). При этом процесс загрузки гранул в топочное устройство автоматизирован.
Кроме этого, гранулы используются для сжигания в домашних каминных печах и отопительных устройствах. Это печи с открытым пламенем, которые устанавливаются внутри помещения и отдают тепло за счет теплового излучения или вследствие конвекции. Именно этот тип теплового излучения считается наиболее комфортным для человека. Нагревательные устройства, работающие на древесных гранулах, регулируются в автоматическом режиме.

   Топливные гранулы имеют очень широкий спектр применения в Европейских странах, США и Канаде, которые одними из первых начали применять программы по сохранению окружающей среды. Их достоинства неоспоримы. Преимущества пеллет перед другими видами топлива заключается в том, что для их хранения не требуются специальные площади (они могут храниться под открытым небом), они не гниют, не рассыпаются и не разбухают. При сжигании топливных гранул получают в полтора раза больше тепловой энергии, чем при сжигании эквивалентного количества дров.

   Древесные гранулы намного экологичнее традиционного топлива: в 10-50 раз ниже эмиссия углекислого газа в воздушное пространство, в 15-20 раз меньше образование золы, чем при сжигании угля.

   Одно из важнейших преимуществ – высокая и постоянная насыщенная плотность, позволяющая относительно легко транспортировать этот продукт на большие расстояния и пересыпать через специальные рукава, что дает возможность автоматизировать процессы погрузки – разгрузки и сжигания этого топлива.

   Топливные гранулы (пеллеты) находят самое широкое применение как в промышленности, так и в быту: их можно использовать для отопления жилых домов (путем сжигания в печах, каминах и котлах) или для обеспечения теплом и электроэнергией промышленных объектов и небольших населенных пунктов (с этой целью обычно используются крупные темные гранулы с высоким содержанием древесной коры). Спрос на этот вид альтернативного топлива, а также на оборудование для его производства и сжигания с каждым годом возрастает. Популярности пеллетов способствует их экологичность, доступность, практичность, высокая.

Сравнительные характеристики видов топлива

Примечание: «0» означает, что при сжигании продукта количество выделяемого углекислого газа не превышает объема, который образуется при естественном разложении, а количество других вредных выбросов ничтожно мало.

   Измерение теплоты сгорания в Ккал / кг. Общеизвестно, что 1 (одна) калория - это количество тепла необходимое для нагрева одного грамма воды на один градус. Полностью понятный смысл данной физической величины и уже нетрудно представить, сколько же нужно тепла для нагрева ведра воды 4,500 Кал / кг. ( 4,500 Кал / кг ) - теплота сгорания килограмма нашего топлива в Калориях.

   Измерение теплоты сгорания в МДж / кг. Системная международная тепловая единица. Физический смысл ее можно выразить лишь через калорию. 1 Калория равна 4,19 Джоуля. (4,500 Ккал/кг. * 4,19 Джоул = 18,855 МДж/кг.) - теплота сгорания килограмма нашего топлива в Джоулях.

   Измерение теплоты сгорания в Квт/час. В энергетике электрическую и тепловую энергию принято измерять в Квт./час. 5,238 Квт. час./ кг. - теплота сгорания килограмма нашего топлива, измеренная в "электротехнических единицах". Как получилось данное значение? Если килограмм данного топлива сжечь за час, то не трудно подсчитать, какое количество энергии выделялось ежесекундно, то есть какая тепловая мощность вырабатывалась при этом. Разделим 18.855.000 Дж (см. пункт 2 ) на 3600 секунд и получим 5238 Дж/сек. т.е. 5,238 Квт.

   В частности, можно выделить следующие преимущества этого вида биотоплива:

   Низкая цена. По сравнению с любыми другими энергоносителями, особенно углеводородами, данное топливо значительно дешевле. Соответственно, можно более экономно решить вопрос отопления и обогрева. Причем, решение актуально как для загородного дома (организация котла отопления), так и для промышленных объектов (подготовка воды нужной температуры и обогрев цехов). Еще один важный фактор – отсутствие давления на рыночную цену международного фактора. Если пеллеты Киев покупает исключительно по внутренней цене, сформированной на основе внутреннего спроса и предложения, то уголь и газ поступают потребителю по ценам, которые диктуются мировым рынком.

   Выгодные физико-химические свойства материала. Пеллеты древесные имеют высокую теплотворную способность, что позволяет добиться высокой производительности котла при низком расходе топлива. Кроме того, при сжигании пеллет, образуется мало золы, потому котлы на пеллетах не слишком капризны и требуют минимум обслуживания.

   Эффективная с точки зрения физики горения структура топлива. Так как пеллеты представляют собой насыпь отдельных элементов, они очень хорошо горят, ведь непосредственно в структуре сыпучего материала содержится лучший катализатор – воздух. Соответственно, топливо можно считать универсальным, оно не требует никакой дополнительной обработки перед применением. Такое топливо – не хуже газа или угля.

   Пеллеты древесные являются практически неограниченным ресурсом. Если нефть приравнивается к черному золоту, а газ становится причиной международных скандалов, то древесина низкого сорта, а также отходы деревообрабатывающей промышленности – в изобилии. Потому данный ресурс всегда без проблем доступен на рынке.

   Экологическая чистота. Сжигание пеллет не приводит к выбросам каких-либо вредных веществ, полностью соответствует самым строгим нормам по выбросам углекислого газа, а также любых других газов в атмосферу. Соответственно, пеллеты – не только выгодная, но и зеленая технология.

   Удобный процесс сжигания. Современные котлы на пеллетах имеют высокую степень автоматизации, что позволяет без каких-либо технических трудностей перейти на данный вид топлива. Котел на пеллетах требует не больше внимания, чем котел на угле.

   При сжигании 1,9 т пеллет выделяется примерно такое же количество тепла, что при сжигании одной тонны мазута, при этом стоимость пеллет на внутреннем рынке втрое дешевле. Таким образом, обогрев пеллетами обходится на 40% дешевле мазута.

Таблица 1. Теплоотдача пеллет и альтернативных источников энергии

   В разных странах приняты различные стандарты производства пеллет. В США действует Standard Regulations & Standards for Pellets in the US: The PFI (pellet). Этим стандартом разрешено производство пеллет двух сортов: «Премиум» и «Стандарт». «Преимум» должен содержать не более 1 % золы, а «Стандарт» не более 3 %. «Премиум» может применяться для отопления любых зданий. На сорт «Премиум» приходится около 95 % производства пеллет в США. Сорт «Стандарт» содержит больший объём коры или сельскохозяйственных отходов. Стандарты определяют также плотность, размеры пеллет, влажность, содержание пыли и других веществ. В Германии на пеллеты принят стандарт DIN 51731, в Австрии — стандарт ONORM M-7135, в Великобритания — The British BioGen Code of Practice for biofuel (pellets), в Швейцария — SN 166000, в Швеция — SS 187120. 

 

Основные европейские стандарты качества топливных гранул

* «нет» – не означает величины, это может быть, нет сведений, не определено, нет точной величины и т.д.

Успешное развитие экономики любой страны напрямую связано с ростом потребления энергии. Однако ископаемые носители энергии, во-первых, не безграничны, а во-вторых, их сжигание приводит к загрязнению окружающей среды и к парниковому эффекту на нашей планете. Последний, является одной из причин изменения климата на Земле.