Производство топливных пеллет - техника и технология

Последнее десятилетие всё большее значение на мировом топливном рынке придают древесным гранулам - пеллетам. Они -  наиболее распространенный тип гранулированного топлива и, как правило, сделаны из отходов деревопереработки – опилки, стружка, горбыль, обрезки.

В общем, гранулы, как новый и прогрессивный вид топлива, широко используются во многих странах за счет их явных преимуществ:

1. Разнообразие сырья. В прошлом как классическое топливо всегда рассматривалась цельная древесина . По сравнению с цельной древесиной, древесные гранулы могут быть изготовлены из любых органических материалов, таких как солома, опилки, травы…
   
   
2. Экологическая эффективность. После производства гранулы имеют низкую влажность и высокую плотность. Это гарантирует, что при их сжигании будет выброшено меньше углекислого газа в атмосферу.. То есть, гранулы производят меньше золы и меньше дыма.
   
   
3. Низкая себестоимость. При сравнении со многими видами топлива древесные гранулы немного дороже, чем обычное дерево, опилки и т.п., ведь они требуют производственного процесса Однако, если сравнивать с другими видами топлива, такими как нефть, природный газ и т.д., то они оказываются намного дешевле, а если учесть доступность сырья в виде отходов на лесопильном и лесоперерабатывающем производстве, то экономическая эффективность пеллет очевидна.

Одна тонна пеллет равняется:

• 455 литрам мазута = 0,45 м³ природного газа
• 644 литрам пропана = 4,775 кВт/ч электроэнергии

Производственный цикл в малом бизнесе и домашнем хозяйстве

Маленькие грануляторы чаще всего используются при производстве топливных брикетов из биомассы. На рынке такие грануляторы называют грануляторами с плоской матрицей. Они используются для домашнего хозяйства, собственных нужд и малого бизнеса. Например, в отопительной системе собственного жилья вы можете использовать свои собственные древесные гранулы, модернизировав имеющийся или приобретя новый котел. Кроме того, для того, можно гранулировать корма для различных животных.

Производственный процесс включает в себя 3 этапа:

• Подготовка сырья

Сырье может быть различным, например, древесные отходы (опилки, древесная стружка и т.д.), отходы сельскохозяйственного производства (солома, кукурузные стебли, лузга и т.д.), органические остатки (трава, листья и т.д.), и другие биомассы.

Размер сырья перед загрузкой в гранулятор не должен превышать 5 мм, так что, для уменьшения размеров до минимальных, сырье нужно пропустить через молотковую дробилку. Молотковые дробилки могут работать на высоких скоростях - от 3000 об/мин до 8000 об/мин.

Размер на выходе контролируется за счет отверстий сит, которые могут быть от 1 мм до 10 мм. Молотковые дробилки очень популярны для измельчения сырья при производстве пеллет, т.к. благодаря большому ассортименту сит могут использоваться практически для любого сырья.

• Гранулирование

Высушенное сырье направляется в прессующий узел гранулятора, где роликом создается высокое давление. В общих чертах, самыми распространенным являются D-тип (тип с вращающейся матрицей) и R-тип (тип с вращающимися роликами). В грануляторах используются различные виды привода - электродвигатели, дизельные двигатели, бензиновые двигатели, вал отбора мощности.

• Упаковка

Стандартный производственный процесс в больших грануляторах

В промышленном производстве используются пеллетные заводы и линии для производства пеллет. В основном, они состоят из дробилки для древесных отходов, молотковой дробилки, сушилки, установки для гранулирования (обычно используются грануляторы с кольцевой матрицей), охладителя  и прочего вспомогательного оборудования (питатели, упаковочные машины и т.д.).

Производственный процесс включает в себя 8 этапов:

• Первичное измельчение древесины

Перед началом производства сырье должно быть предварительно обработано. Первичное измельчение является важным моментом в процессе гранулирования, т.к. оно может стать ограничивающим фактором в производстве пеллет, а также является самым затратным этапом всего процесса. Для предварительной обработки сырья используются дробилки для древесных отходов – щепорезы, валковые дробилки. По завершению дробления фракция должна быть подходящих размеров – 6-25 мм

• Сушка

Перед загрузкой в грануляторы сырье должно быть тщательно высушено (5-20% в зависимости от фракции и типа сырья). Стандартным оборудованием в линии является барабанная сушилка – максимально простое в обслуживании и обращении оборудование с неплохим КПД за невысокую цену. Альтернативным выбором является аэродинамическая сушилка – намного более эффективная и компактная.

• Очистка от примесей

В целях обеспечения качества гранул, сырье должно быть очищено от примесей, таких как металлы, камни или другие. Крупные камни и другие материалы убираются в ручную или с помощью камнеуловителей. От металлов сырье очищают с помощью магнита на конвейерной ленте или металлоуловителя.

• Вторичное измельчение

Этот процесс осуществляется молотковой дробилкой для уменьшения размеров сырья до 4-8 мм. На данной ступени сырье должно быть сухим. Размеры помола контролируются ситом.

• Гранулирование

На данном этапе сырье формируется в пеллеты. Через фильеры матрицы гранулятора под высоким давлением опилки прессуются в древесные гранулы. На выходе гранулы горячие и относительно мягкие.

• Охлаждение

Охлаждение является важной частью процесса производства качественных древесных гранул. Оно необходимо для отвердения готовых пеллет -  они горячие и пластичные, легкодеформируемые до полного остывания.

• Контроль продукции

На данном этапе  сформированные и охлажденные гранулы проверяются на наличие превышающих требуемый  размер пеллет. Тщательность проверки зависит от условий местного рынка и индивидуальных особенностей производства.

• Хранение и фасовка

По завершению процесса производства для  обеспечения удобства использования, транспортировки и  привлекательного внешнего вида, гранулы расфасовываются по пластиковым пакетам, так гранулы менее подвержены истиранию во время доставки. В летнее время, когда спрос на рынке на древесные гранулы небольшой, их приходится длительно хранить. Древесные гранулы должны храниться в сухих условиях, так что очень важным фактором является наличие влагозащищенного помещения.

• Линия для производства древесных гранул.

Благодаря исследованиям последних лет стало понятно, что рынок древесных гранул перспективен и набирает оборот. Более того, древесные гранулы более безопасны для окружающей среды, чем традиционные виды топлива, поскольку могут быть изготовлены из отходов. Это является важным элементом защиты окружающей среды. К тому же, древесные гранулы, как новый вид топлива, могут повысить КПД использования топлива. Не имеет значения для домашнего использования или для коммерческого, древесные пеллеты, в любом случае, весьма перспективное направление.