Как делают пеллеты для отопления?

Сырье для пеллет: основные виды и требования

Сегодня пеллеты стали ведущим альтернативным источником тепла и энергии в Европе. Объемы потребления пеллет для частных, муниципальных и промышленных потребителей постоянно растут, поэтому расширяется и круг отходов, из которых производят топливные гранулы. Мы рассмотрим стандартные виды сырья для пеллет и «альтернативу альтернативе» — пеллеты из недревесного сырья.

Попробую исправить эту оплошность – пеллеты для отопления это гранулы или древесные капсулы, достойная замена таким видам топлива как дрова и уголь. Их история появления проста, шелуха подсолнечника, обработка древесины, все это подразумевает отходы, которые раньше попросту выбрасывали. Пробовали топить ими котлы, даже выпускали и сейчас выпускаются котлы для работы на отходах древесного производства, прижилась только шелуха семечки, неплохо горела, котлы легко автоматизировались.

Вот один умный человек и решил, а почему не выпускать из них брикеты, наподобие коксового угля, а другой, глядя на растительные гранулы, комбикорм – корм для скота решил совместить эти два похожих продукта, так пеллеты и приобрели форму гранул. Хочется добавить, что оборудование для производства пеллет тоже, что и для производства комбикорма.

Размер древесных пеллет для отопления и сейчас разный. Всё зависит от сырья, из которого их изготавливают и машин на производстве. Пеллеты имеют высокую плотность, хотя они и сделаны из дерева, не тонут в воде. Высокая плотность пеллет, одинаковый размер гранул, позволили автоматизировать котлы, работающие на них, и сделала этот вид топлива эффективным средством отопления, теплота, выделяющаяся при сгорании древесных гранул сопоставима с углём. При схожих показателях теплотворной способности угля и пеллет у последних гораздо меньшая цена.

Конечно, если сравнивать отопление пеллетами и газом, стоимость отопления пеллетами будет выше. Но добавьте сюда высокую стоимость прокладки газопроводов к дому, стоимость газового котла, топка пеллетами получается дешевле. Разница в окупаемости между отоплением дома газом и пеллетами по окупаемости ниже не менее 12 раз. Это значит, что окупив затраты на проведение газа к участку через 12 лет, вам необходимо будет думать о новом газовом оборудовании (оно морально устареет, вам предпишут его заменить), а котел на пеллетах будет продолжать работать, ему предписания не страшны, лишь бы не появилась течь из котла. У хороших производителей срок эксплуатации котлов работающих на пелеттах достигает 30 лет.

Котел, работающий на пеллетах – разрез.

При производстве пеллет не используются химические добавки, а значит это чистый вид топлива с точки зрений экологии и при этом, если вспомнить что пеллеты это отходы древесины, возобновляемый, дрова, которые в процессе изготовления превратили в удобные гранулы.

Расход пеллет на отопление дома.

По теплотворной способности 1000 м3 бытового газа равны 2 тоннам пеллет. Проанализировав отзывы владельцев, эксплуатирующие котлы на пеллетах, можно сделать главный и естественный вывод, чем толще стены дома и теплее зима, тем меньше расход пеллет. Ниже привожу данные по расходу пеллет на 1 квадратный метр площади дома в зависимости от его характеристики и температуры на улице.

Идеальный теплый дом для вашей местности расход пеллет на отопление дома составит:

• при температуре -9С = 3,2 кг на 1 кв. м. в месяц
• при температуре -13С = 3,5 на 1 кв. м. в месяц
• при температуре -25С = 5,5 на 1 кв. м. в месяц

Удельный расход пеллет на отопление дома за год 3,5 кг на 1 кв. метр в месяц.

Дом из бруса 15 см, утеплен эковатой 15 см.

Удельный расход пеллет на отопление дома за год 4,5 кг на 1 кв. метр в месяц.

Каркасный дом, утепление каркаса 150 мм базальтовой ваты, потолка 250 мм ваты, пол 200 мм ваты, удельный расход пеллет на отопление дома составил:

• 3,7 кг на кв. м. в октябре
• 5,5 кг на кв. м. в ноябре
• 9 кг на кв. м. в декабре

В среднем по стране удельный расход пеллет на отопление и производство горячей воды составляет от 3,6 до 5,6 кг на 1 кв.м. дома в месяц. Отсюда можете сами посчитать, сколько пеллет необходимо заготовить на зиму и во что это вам обойдется.

Пеллеты цена

Самые дешевые пеллеты из лузги подсолнечника, купить их можно от 2000р за тонну. Плохие они или хорошие, если дешевые это уж как повезет, теплота сгорания обычная для пеллет, зольность низкая теоретически и смол в них быть не должно, а значит и отложений на стенках котла и дымохода. Могут сильнее крошиться в шнеке, чем пеллеты их хвойных пород, но в тех смолы уж точно больше.

Дальше ценообразование самое разное, у кого из производителей какая совесть, в малых мешках цена до 8000р за тонну, в больших от 3000р, навалом прямо с производства как договоритесь.

Если считать стоимость отопления применительно к площади дома в 200 м2 это 1 тонна в месяц или 7500р в переводе на стоимость хороших пелетт, для сравнения — у меня за отопление такого же дома газом в морозный месяц уходит до 6500 тысяч.

Пример хранения пеллет.

Отопительные пеллеты удобно транспортировать и хранить, для их производства подходить абсолютно любая древесина, отсюда и разный цвет пеллет, поэтому не стоит судить о качестве пеллет по цвету, например, коричневые гранулы, скорее всего, просто передержали в печи, они могли подгореть.

А вот ход маркетологов, уверяющих, что при сгорании пеллет выделяет лишь то количество углекислого газ, сколько дерево успело впитать в себя во время роста, не верен. Древесные гранулы действительно помогают сохранить лес от вырубки, ведь они производиться из древесных отходов, но у них, как и у любого другого топлива при неправильном, неполном сгорании выделяется угарный газ. Воздуха на горение не хватает, идет недожог, поэтому будьте внимательны, ограничивая подачу воздуха для экономии пеллет, чтобы не угореть.

Те, кто использует котлы, работающие на пеллетах большой мощности, на производстве, это хорошо знают, их не раз «прессовали» экологи. Если Вы относитесь к этой категории, и вам необходима режимная наладка отопительных котлов работающих на пеллетах или шелухе семечек, звоните – режимная наладка котлов малой, средней и большой мощности это наш основной вид деятельности с 1985 года.

Пеллеты своими руками: от теории к практике

С тех пор как пеллеты появились на рынке, оптимизаторы-любители начали ломать голову над тем, как самостоятельно решить вопрос с производством такого топлива хотя бы для собственных нужд. Очевидно, что производители не просто так перерабатывают дармовое сырье в столь ценный продукт. Но весь секрет в том, что очевидная прибыль возможна лишь при условии, что производство будет поставлено на поток, а объемы будут переваливать не десятки, сотни тонн в сезон. Предлагаем вам посмотреть занимательный ролик на эту тему. Автор данной статьи согласен не со всеми утверждениями, но большая часть из них выглядит очень убедительно.

Оборудование для производства пеллет

Формующим элементом в любом грануляторе является матрица. Она выполняется из твердых сортов стали и представляет собой узел с множеством отверстий, через которые продавливается масса, служащая сырьем для производства гранул. Наиболее популярной разновидностью таких матриц является плоская пластина, с одной стороны которой плотно прилегают катки, вращение которых обеспечивает выпрессовку сырья и его последующее формование. Нет смысла подробно расписывать инструкции по конструированию таких устройств — при желании вы легко найдете их по запросам типа «гранулятор с плоской матрицей» или подобным. Ниже под заунывную музыку демонстрируется один из вариантов оборудования для производства пеллет.

А еще чуть ниже представлено наглядное устройство гранулятора с плоской матрицей.

Послесловие

Резюмируя все вышесказанное, поневоле приходишь к единственному логичному заключению: либо ты начинаешь производство в промышленных масштабах (а заодно и для себя), либо покупаешь пеллеты у сторонних производителей. Третьего не дано!

Из чего делают

Любое сырье с содержанием лигнина подойдет для изготовления пеллет. Самым распространенным в России является древесное сырье, причем чаще используют хвойные породы, несмотря на то, что из лиственных получается более качественное топливо. Популярность хвойных пород объясняется тем, что переработка древесины лиственных пород требует более сложного и дорогого оборудования: почти все лиственные породы не очень хорошо прессуются, потому требуется более мощное оборудование, часто приходится экспериментальным путем подбирать режим переработки/увлажнения/прессования, а это время и средства. Причем стоимость пеллет при реализации на внутреннем рынке от материала зависит незначительно.

Чем отличаются березовые пеллеты от хвойных? Березовые пеллеты имеют незначительно большую выделяемую теплоту при сгорании, чем хвойные, но разница невелика. Зато в при горении березовых нет смол, которые при длительном использовании сосновых оседают в дымоходе, из-за чего требуется его чистка.

Агропеллеты чаще изготавливают из соломы. Хотя теплоотдача таких гранул меньше, чем у древесных, но стоят они значительно дешевле. Большей теплоотдачей среди агропеллет отличаются гранулы из рапсовой соломы. Пелеты из шелухи (лузги) подсолнечника являются отличными конкурентами гранулам из бурого угля. Преимуществ у них много: гранулы из лузги дешевле, у них меньше зольность во много раз, да и тепла выделяют они больше и зола лузги экологически чистая, являющаяся отличным удобрением для агрокультур.

Торфяные гранулы — это безотходный, экономический и экологический вид топлива. Но их используют, в основном, в промышленности из-за высокой зольности. Также широко распространено применение торфяных гранул для усиления действия минеральных удобрений.

Пеллеты из макулатуры изготовляют по иной технологии. Вместо просушки, их увлажняют, а затем помещают в пресс-гранулятор. Из-за особенностей сырья для гранулирования бумаги требуется больше затрат.

Виды гранулированного биотоплива

Производство топливных пеллет предусматривает использование различных видов сырья, в первую очередь это:

• отходы деревообработки (стружка, опилки, некондиционная древесина);
• отходы переработки сельхозпродуктов (шелуха зерна, лузга подсолнечника, солома и т.д.);
• отходы птицеферм (куриный помет);
• торф.

По сравнению с древесными гранулами, пеллеты из соломы и иного сырья проигрывают по теплоотдаче, зольности и количеству выбросов. Тем не менее, их изготовление дает возможность применять отходы с максимальной пользой.

Для домашней котельной рекомендуется использовать пеллеты из древесных отходов, которые делятся на 2 категории:

• «Премииум-класс» — изготавливаются из сырья высокой очистки, т.е., сухих опилок и мелкой стружки, содержание коры минимально. Отличаются высокой стоимостью.
• Промышленный сорт – выше процент содержания коры, допускается включение примесей в виде хвои, листвы. Такое топливо дешевле. Его использование связано с необходимостью регулярно выполнять чистку котла и дымохода из-за сравнительно высокой зольности.

Чтобы максимально снизить расходы на отопление дома, некоторые владельцы твердотопливных котлов изготавливают пеллеты своими руками. Однако производство пеллет в домашних условиях требует неограниченного доступа к бесплатному (или очень недорогому) сырью подходящего качества. Предпочтение стоит отдать древесному сырью, поскольку пеллеты из соломы и других отходов нежелательно использовать в виде топлива для бытовых котлов.

Требования к сырью

Производство пеллетов из опилок включает в себя несколько этапов, на одном из которых выполняется сушка сырья. Его уровень влажности следует довести до 8-12% перед прессованием, это обязательное условие. Иначе в ходе гранулирования под давлением из древесного сырья выделится недостаточное количество лигнина и гранулы получатся рассыпчатыми.

Мало того, топливные пеллеты с конечной влажностью более 15% не подходят для сжигания в котлах, поскольку это значительно снижает КПД котельных агрегатов и приводит к избыточному образованию сажи.

Таким образом, технологический процесс требует использования хорошо высушенного сырья. И если начальная влажность стружек и опилок высока, потребуются серьезные финансовые затраты на сушку, поскольку она выполняется при помощи электрооборудования.

Внимание! Прежде чем планировать монтаж линии по производству пеллет, следует определить показатель влажности доступного для вас сырья. Затраты на энергоноситель для сушки могут сделать изготовление гранул нерентабельным.

Древесное сырье с повышенной влажностью подойдет для изготовления самодельных топливных брикетов, поскольку там технология предусматривает использование воды в ходе подготовки смеси для прессования и сушку «полуфабрикатов» на открытом воздухе.

Также следует отметить, что качественные гранулы, выполненные своими руками, получаются их древесины хвойных пород благодаря высокому содержанию смол. Гранулирование опилок, полученных при обработке тополя, ивы, липы дает не очень хороший результат – пеллеты имеют низкую прочность.

Стадии производства гранул

Полный технологический процесс производства пеллет можно разделить на шесть этапов:

1. Приготовление исходного сырья и дробление. Древесное сырье распределяют на 2 категории — чистые элементы и кору. Это требуется для выпуска гранул разного качественного состава. Первоначально сырьевые материалы рубят до уровня щепы, а после молотковым измельчителем доводят гранулы до 4 мм.
2. Высушка измельченного материала. Его направляются в сушильный барабан, где снижается влажность от 50% до 15%. Процесс протекает под воздействием горячего воздуха с Т 400С. Эта стадия весьма критична, в случае превышении допустимой Т может произойти разрушение важного компонента дерева — лигнина, ответственного за прочностные параметры энергетических гранул.
3. Увлажнение. Ингредиенты спрессовываются в пеллеты посредством механической сцепки и полимеризации лигнина. Для этого необходимо наличие таких условий, как давление, температура, влага в виде пара.
4. Гранулирование. Устройство гранулятор — базовое в пеллетном комплексе и состоит из мотора, матриц плоской или барабанной модификации, валиков для выдавливания гранул, и ножей для их обрезания.
5. Охлаждение гранул. В результате трения гранулы в пеллетайзере нагреваются до 100 С , технологический процессе предусматривает их охлаждение, после чего они приобретают необходимую твердость.
6. Упаковка. Полученные пеллеты расфасовываются по огромным мешкам — «биг-бэги», с емкостью от 500 до 1000 кг, и в потребительскую расфасовку — мешки по 25 кг. Оптовая закупка для промышленных целей предполагает отпуск гранул насыпью в специализированные приемники.

Сырье для изготовления пеллет

Многие фермерские хозяйства используют процесс гранулирования для огромного количества отходов. Самое главное, что для выполнения такого мероприятия не требуются значительные затраты, да и рентабельность в этом случае составляет 30-40%.

Многие задаются вопросом, как делают пеллеты, и удивляются, что топливные гранулы легко получить из отходов деревоперерабывающих производств.

Как правило, их получают из:

• Опилок.
• Обрезков.
• Стружки.
• Горбыля.
• Древесной муки.
• Иных отходов.

Кроме этого, на производстве изготавливаются гранулы: светлые, серые и черные. К примеру, для серых используются опилки или отходы с корой. Их фасуют в мешки и часто применяют в Европейских котельных, где отмечается высокая мощность.

Где используются пеллеты из опилок

Применение серых гранул позволяет сэкономить, поэтому разумно покупать партию с запасом топлива. Так вы протестируете функционирование топлива и горелки. Если функционал твердотопливного котла вас устраивает, можно приступать к закупке значительных партий. При использовании агропеллет отмечается значительная часть отходов (в процессе транспортировки) и повышенная зональность. По этой причине стоит размещать производство материалов неподалеку.

Стоит отметить, что гранулы изготавливаются еще из отходов сельского хозяйства: сухого сена, соломы и пр. Фермеры часто для таких целей применяют распространенные в сельском хозяйстве материалы:

• Лузгу подсолнечника.
• Солому.
• Камыш.
• Рисовую шелуху.
• Сено.

Для переработки сельхоз отходов используются специальные камеры, оснащенные кольцевой матрицей. Самое главное, что на их функционирование необходимы минимальные затраты.

А вот рисовая шелуха с повышенным процентом кремния негативно влияет на камеры такого типа. По этой причине ее гранулирование – непростой процесс.

Многие отмечают еще гранулы из торфа (их минус – повышенная зональность). Для их изготовления используются хорошие ресурсы, так как такая заготовка относится к затратным.

Широкое распространение получила технология производства именно древесных пеллет. Отмечается несколько их основных преимуществ:

• Невысокая стоимость по причине низкой себестоимости.
• Простая технология изготовления, при которой не применяются химические добавки.
• Повышенная практичность, что позволяет их легко хранить и транспортировать.
• Полная автоматизация котлов, которые функционируют на таком топливе.
• Экологичность, что уменьшает парниковый эффект.
• Низкая зольность – огарки используются в качестве удобрения.

Как производят пеллеты

Данная технология состоит из ряда этапов:

• Подготовка. Сырье измельчается и делится на 2 группы. Первая используется для гранул стандартного типа, а вторая – для «серых» (низкого качества). Неравномерный по фракциям материал дробится до размеров от 6 мм.
• Сушка. Сырье сушится в специальной капсуле (количество влаги в нем составляет -10-14%). Часто материал пересушивается, так как это позволяет сохранить лигнин, который отвечает за прочностные показатели.
• Использование пара и воды. При изготовлении топливных пеллет сырье прессуется через механическое сцепление и полимеризацию лигнина. На данном этапе внимание уделяется уровню давления, показателям воды и температуры.
• Формирование. Основная машина на производстве – гранулятор. Она состоит из ножей, системы двигателя и прессов. С ее помощью осуществляется процесс гранулирования. За счет установки форм-матриц определяются размеры и диаметр пеллет. Материал подвергается трению, нагревается и формируется в конкретную форму. Затем полученное сырье (маленькие брикеты) увеличивает технологичную прочность.
• Сортировка. В магазины гранулят поставляется запакованный в мешки по 1000 килограмм. Кроме этого, фирма-производитель иногда отсыпает сырье порционно в специальную емкость.
• Хранение. Хранится изготовленный материал на сухих и накрытых площадях, которые хорошо проветриваются.

Запомните! Сегодня пеллеты относят к самому качественному виду твердого топлива, их используют для специальных пеллетных котлов отопления, которые отличаются полной автономностью.

Стоит отметить, что информация о том, как делают пеллеты из опилок или иного сырья позволяет значительно сэкономить. Изготавливая пеллеты, вы получаете комфорт!

Что еще можно сделать из опилок

Когда влажные отходы деревообработки невозможно высушить в силу разных причин, то спрессовать из них пеллеты не получится. А вот наладить кустарное производство брикетов вполне возможно, хотя надеяться на большую производительность не стоит. Сырые опилки смешивают с водой и каким-нибудь вяжущим веществом (например, глиной или обойным клеем) и потом формируют из них брикеты.

Правда, здесь тоже нужен хотя бы ручной пресс, а лучше – гидравлический. Примеры конструкций таких станков представлены на фото:

Настоящие заводские брикеты, как и пеллеты, прочно склеиваются лигнином под большим давлением, но в домашних условиях этого добиться невозможно. Оттого и добавляется в смесь клеящее вещество, а плотность изделий выходит низкая, как и удельная теплота сгорания. После прессования и высушивания на улице получаются легкие «кирпичики», что прогорают в печи довольно быстро.

Заключение

Напрашивается вывод, что изготовление пеллет в домашних условиях – предприятие экономически выгодное при двух условиях: когда вам удается приобрести измельченное сухое сырье и если вы собственноручно собрали пресс – гранулятор, затратив минимум средств. В противном случае, покупая или изготавливая весь комплекс оборудования, вы понесете приличные затраты. Чтобы их окупить, придется производить большие объемы пеллет с целью их продажи. Простой экономический расчет в доступной форме показан на следующем видео: