Топливные пеллеты
Топливные гранулы (пеллеты) (англ. pellets) — биотопливо, получаемое на оборудовании из древесных отходов и отходов сельского хозяйства. Представляет собой цилиндрические гранулы стандартного размера.
Сырьё для производства
Сырьём для производства гранул могут быть торф, древесные отходы: кора, опилки, щепа и другие отходы лесозаготовки, а также отходы сельского хозяйства: отходы кукурузы, солома, отходы крупяного производства, лузга подсолнечника и т. д.
Технология производства
Исторически производство гранул началось в 1947 году. Технология такова: сырьё (опилки, кора и т. д.) поступает в дробилку, где измельчаются до состояния муки. Полученная масса поступает в сушилку, из неё — в прессгранулятор, где древесную муку сжимают в гранулы. Сжатие во время прессовки повышает температуру материала, лигнин, содержащийся в древесине размягчается и склеивает частицы в плотные цилиндрики. На производство одной тонны гранул уходит 4—5 кубометров древесных отходов.
Готовые гранулы охлаждают, пакуют в стандартную упаковку 12—40 кг или доставляют потребителю россыпью.
Преимущества и недостатки
Топливные гранулы — экологически чистое топливо с содержанием золы не более 3 %. При сжигании гранул в атмосферу выбрасывается ровно столько СО2, сколько было поглощено растением во время роста.
Гранулы менее подвержены самовоспламенению, так как не содержат пыли и спор, которые также могут вызывать аллергическую реакцию у людей.
Гранулы отличается от обычной древесины высокой сухостью (8—12 % влаги против 30—50 % в дровах) и большей — примерно в полтора раза — плотностью. Эти качества обеспечивают высокую теплотворную способность по сравнению со щепой или дровами — при сгорании тонны гранул выделяется приблизительно 5 тыс. кВт•ч тепла, что в полтора раза больше, чем у обычных дров.
Низкая влажность — это не только преимущество гранул как топлива, но и проблема их производства. Сушка может оказаться одной из основных статей расходов при производстве топливных материалов из отходов деревообработки. Кроме того, в зависимости от производс тва, сбор, сортировка и очистка сырья также могут повлечь дополнительные затраты. Процесс сушки важно тщательно спланировать, что позволит уменьшить риски, связанные с качеством готовой продукции, её себестоимостью и пожаро опасностью производства. Лучшим вари антом является производство биотоплива из сухой стружки.
Одно из важнейших преимуществ гранул — высокая и постоянная насыпная плотность, позволяющая относительно легко транспортировать этот сыпучий продукт на большие расстояния. Благодаря правильной форме, небольшому размеру и однородной консистенции продукта гранулы можно пересыпать через специ альные рукава, что позволяет автомати зировать процессы погрузки разгрузки и также сжигания этого вида топлива.
Качество и стандарты
Качество и вид гранул зависят от сырья и технологии производства. Древесные гранулы с большим содержанием коры обычно имеют тёмный цвет, а гранулы из окорённой древесины — светлый. В процессе производства — напри мер, при сушке — гранулы могут немного «подгореть» и тогда они из белых становятся серыми, хотя это не всегда сказывается на таких потребительских качествах гранул как теплотворная способность, зольность, прочность и истираемость, т. е. образование мелкой пыли при транс портировке за счёт трения гранул друг о друга.
В разных странах приняты различные стандарты производства топливных гранул.
В США действует Standard Regulations & Standards for Pellets in the US: The PFI (pellet).
Стандартом разрешено производс тво гранул 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 % про изводства гранул в США. Сорт «Стандарт» содержит больший объём коры или сельскохозяйственных отходов. Стандарты определяют также плотность, размеры гранул, влажность, содержание пыли и других веществ. В США топливные гра нулы не могут быть более 1 1/2 дюймов в длину, диаметр гранул должен быть в диа пазоне о т1/4 дюйма до 5 1/16 дюйма.
В Германии на топливные гранулы принят стандарт DIN 51731.
Длина — не более 5 см, диаметр — от 4 до 10 мм. Влажность не более 12 %, содержание пыли не более 0,5 % и т. д.
В Австрии — стандарт ONORM M 7135.
Великобритания — The British BioGen Code of Practice for biofuel (pellets).
Швейцария — SN 166000.
Швеция — SS 187120.
Применение
Древесные гранулы высокого качес тва (белые и серые) используют для отопления жилых домов путём сжигания в небольших котлах (Гранульные котлы), печах и каминах. Они, как правило, быва ют диаметром 6—8 мм и длиной менее 50 мм. В Европе их чаще продают в 16—20 килограммовых мешках.
Спрос на древесные брикеты и гранулы, оборудование для их сжигания и производства растёт пропорционально ценам на такие традиционные виды топ лива как нефть и газ. В некоторых странах Европы, где рынок альтернативных источников энергии наиболее развит, гранулами отапливается до 2/3 жилых помещений. Такое широкое распро странение объясняется и экологичнос тью этого вида топлива — при сгорании выбросы CO2 равны поглощению этого газа во время роста дерева, а выбросы NOx и летучих органических компонентов значительно снижены благодаря использованию современных техноло гий сжигания. Тёмные гранулы с большим содержанием коры сжигают в котлах большей мощности с целью получения тепла и электроэнергии для населённых пунктов и промышленных предприятий.
Тёмные гранулы могут быть большего диаметра. Их продают навалом партиями от двух трёх тысяч тонн и более.
Производство
В США в начале 2008 года производством топливных гранул заняты более 80 компаний. Они производят около 1,1 млн тонн гранул в год. Более 600 тыс. зданий обогреваются гранулами.
Более 20 компаний производят котлы, печи, горелки и др. оборудование для сжигания гранул.
В Финляндии в 2005 году домаш ний сектор потребил 70 тыс. тонн гра нул. Биотопливом обогревались около 7 тыс. зданий. «Дорожная Карта — 2010» в Финляндии планирует производство к 2010 году 1,1 млн тонн гранул.
К 2020 году Китай намеревается про изводить 50 млн тонн гранул ежегодно.
В 2005 году из Канады было экспор тировано 582,5 тыс. тонн гранул. Всего в Канаде в 2005 году было произведено около 915 тыс. тонн. Заводы по про изводству гранул располагаются глав ным образом на побережье. Заводы, расположенные на западном побережье Канады, производят гранулы из мягких сортов древесины: ель, сосна. Заводы восточного побережья производят гранулы из твёрдых сортов: дуб, клен, вишня и др.
Все гранулы, получаемые в Северной Америке, производятся из высушенных остатков отходов лесоперерабатываю щего производства: древесные опилки, стружка, щепа. Всего два завода добав ляют в гранулы древесную кору.
Великобритания планирует к 2010 году довести потребление топливных гра нул до 600 тыс. тонн.
В России в 2008 году было произве дено 500 600 тысяч тонн пеллет. Во всём мире производство составило 8 10 мил лионов тонн[1]. ?
Производство пеллет
— очень перспективное направление, не случайно оно активно развивается в Европе.
Спрос на них начинает расти и в России: пеллетами заинтересовались жители коттеджных поселков вокруг Москвы, которые трудно обеспечить газом; жилищники районов Западной Сибири, которые вынуждены сегодня по той же цене приобретать уголь, что менее удобно и более затратно с точки зрения его хранения и утилизации отходов.
Теплотворная способность пеллет в два раза выше, чем у обычной древесины и щепы, они очень удобны для транспортировки. Но все же это дорогостоящий вид топлива, основной потребитель пеллет находится за границей. К тому же в нашей стране недостаточно развито их производство (все производимые в России пеллеты сжигает одна тепловая станция на западе, обеспечивающая район в 250–300 тысяч населения), нет рынка оборудования и не сформирована культура их потребления.
Поэтому сегодня для России актуальнее внедрить и повсеместно распространить утилизацию непереработанных древесных отходов, таких как щепа, ветки, кора. Поскольку это позволит существенно снизить вредное воздействие на окружающую среду и серьезно повысить энергоэффективность деревообрабатывающей отрасли. ?
