Переработка древесных отходов в топливный брикеты и гранулы

Что такое пеллеты? Как они используются? В чем их плюсы и минусы? Все наши знания об этом - в данной статье.

В нашей стране пеллеты являются достойной альтернативой традиционным видам топлива, таким как солярка, уголь и дрова. Единственным конкурентом может являться природный газ, подаваемый по трубопроводу. Если рассматривать только стоимость топлива, то, безусловно, отопление газом в 3-4 раза дешевле, чем отопление пеллетами. Однако, если принимать в расчет стоимость нового подключения (согласование проекта и т. д.), то пеллеты выигрывают и здесь. Пеллеты (пилеты, пеллетс, древесные топливные гранулы) представляют собой цилиндрической формы прессованные отходы древесного производства. За рубежом пеллеты широко используются в качестве топлива для автоматизированных котелен, как бытового, так и промышленного уровня, засчет того, что имеют значительную экологическую составляющую, обладают теплотворной способностью, сопоставимой с углем, и сравнительно дешевы. Особенно популярны пеллеты в Дании, Австрии и Швеции. Эти страны являются также лидерами в области производства оборудования по использованию (сжиганию) пеллет.

Размеры пеллет обычно 6-8 мм в диаметре и 5-70 мм длинной, в зависимости от используемого сырья и качества производства пеллет, хотя следует отметить, встречаются пеллеты и других размеров, например в Новосибирске производят пеллеты диаметром 10 мм. Сырьем для производства пеллет в нашей стране служат хвойные породы, однако лучшие пеллеты получаются из сырья лиственных пород (однако это требует оборудования более высокого класса).

Влажность пеллет составляет 7-10%, что позволяет их с успехом использовать в пиролизных котлах (правда, после небольшой доработки последних). Плотность пеллет 1,5, поэтому, пеллеты тонут в воде.

Теплотворная способность 1 кг пеллет = 5 кВт* час ( правда, тут не стоит забывать о КПД того устройства где Вы их сжигаете, и в действительности эта цифра меньше), что примерно в 1,5 раза больше чем у дров. Достаточно приблизительно, но весьма образно можно сказать, что содержание энергии в одном килограмме пеллет равняется энергии, содержащейся в половине литра жидкого топлива. И этот килограмм не разольется по Вашему дому, загрязняя и оставляя после себя неприятный запах, и не взорвется от случайной искры.

Изготовление пеллет

Пеллеты производятся без применения каких-либо химических добавок, что и обеспечивает экологическую чистоту топлива. Иными словами, это те же самые дрова, сформированные в удобную для транспортировки, хранения и применения форму. В качестве склеивающей составляющей используется природный компонент древесины – лигнин, который при достижения определенной температуры склеивает частицы.

Сырьё для производства

Сырьём для производства пеллет могут быть как деловая древесина, так и древесные отходы: кора, опилки, щепа и другие отходы лесозаготовки и лесопереработки. В зависимости от используемого сырья, пеллеты отличаются по цвету. Например, отходы от лесозаготовки (пиловка и т. д.) содержат кору, которая в свою очередь содержит песок, который в конечном итоге снижает качество продукта. Цвет таких пеллет можно определить как «капучино». Однако, цвет пеллет также зависит от температуры гранулирования, и в этом случае цвет говорит о слишком высокой температуре гранулирования, пеллеты просто подгорают. Таким образом, судить о качестве пеллет по их цвету можно только предварительно.

Сырье от вторичной переработке древесины (изготовление мебели, окон и т. д.) чище, и пеллеты имеют бело-желтый цвет, однако тут возникает вопрос наличия примесей от ДСП или других искусственных материалов, применяемых в производстве мебели, и в этом случае, об экологической составляющей говорить уже не приходится. Косвенным признаком хим. примесей может являться наличие красной окалины на колосниках котла после сгорания таких пеллет.

Наш опыт показывает, что единственным надежным способом проверить качество пеллет является их сжигание. К сожалению, никакие сертификаты или прочие документы не являются подтверждением качества пеллет, так как в лабораторию можно сдать отличную партию, например купленную у другого производителя, а об оценке или сертификации самого производства мы пока не слышали.

Производство пеллет

Сырьё (опилки, кора и т. д.) поступает в дробилку, где измельчается до состояния муки. Полученная масса поступает в сушилку, из нее - в пресс-гранулятор, где древесную муку сжимают в пеллеты. На производство одной тонны пеллет уходит около 5 кубометров древесных отходов. Поэтому, если Вам придет в голову заняться этим «прибыльным» бизнесом, прежде всего, прикиньте, где Вы будете брать такой обьем сырья, т. е. для производства 10 тонн пеллет в смену Вам необходимо 50 кубов опилок, причем, желательно собранных не с земли, т. е. без примесей. Кроме того, учитывая что затраты на сушку сырья достаточно высоки, в целях снижения себестоимости лучше искать сухую стружку, т. е. что бы Ваша цена была конкурентоспособной. В конечном итоге, Вам для производства 1 тонны необходимо 50 кубов сухих опилок. Некоторые специалисты утверждают, что пеллетное производство экономически эффективно при обьемах не менее 300-500 тонн в месяц, однако на наш взгляд данная оценка завышена.

Готовые пеллеты охлаждают, пакуют в пластиковые мешки или доставляют потребителю россыпью. Кстати, доставка это вторая «головная боль» производителя: так перевозка пеллет, например, автотранспортом на 1 км увеличивает стоимость 1 тонны пеллет ориентировочно на 1 рубль.

Экология

Пеллеты являются частью натурального круговорота СО2 в окружающей среде. Пеллеты являются экологически чистым топливом, так как при их сгорании выделяют ровно столько СО2, сколько было впитано деревом при его росте (закрытый углеродный обмен), в отличие от угля и т. д. Т. е. при сжигании пеллет количество выделяемого углекислого газа в атмосферу не превышает объем выбросов, который образовался бы путем естественного разложения древесины. Используя пеллеты, Вы сберегаете от рубки живой лес и от загрязнения отходами деревообрабатывающего производства окружающую среду. Кроме того, пеллеты относятся к возобновляемым источникам топлива, в отличие от угля, нефти и газа.

Известно, что от котельной, работающей на дизельном топливе или на угле, зачастую исходит неприятный запах. Пеллеты при горении не выделяют запах, и, как правило, за счет высокого КПД котельного оборудования дым от пеллет практически бесцветен. За счет низкого содержания серы в пеллетах уменьшаются выбросы в атмосферу двуокиси серы, а это, в свою очередь, ведет к уменьшению количества кислотных дождей. Пеллеты также выигрывают по всем позициям у каменного угля и жидкого топлива в области выброса других вредных веществ. И если в промышленности это пока мало кого беспокоит, то иметь вокруг своего частного дома таблицу Менделеева - малое удовольствие. И даже эстетически - котельная, работающая на пеллетах, выглядит более привлекательно, чем работающая на угле или солярке.

Качество и стандарты

На сегодняшний день в РФ не существует стандартов на пеллеты, поэтому большинство производителей ориентируются на западные стандарты, которые, к слову сказать, отличаются от страны к стране. Насколько нам известно, единый европейский стандарт находится в стадии разработки. Кроме того, существующие западные стандарты порой включают в себя не только стандарт на сами пеллеты, а также стандарты на их производство, хранение и транспортировку.

Сертификаты на пеллеты в России выдают различные организации. Если Вы собираетесь реализовывать пеллеты за границей (куда на сегодняшний день уходит 95 % продукции) то будет логичней получить сертификат международных аккредитованных лабораторий Incolab и SGS. Однако, для внутренних целей можно сделать сертификат в отечественных НИИ. Разница в цене более чем существенная. Как правило, в отечественных лабораториях все анализы делают по ГОСТ, а в Incolab и SGS по ISO, ASTM, SS и т. д. на импортном оборудовании.

Как было уже сказано выше, единственным достоверным способом проверить качество пеллет является сжигание определенного кол-ва, поэтому всем своим клиентам мы предлагаем взять на пробу некоторое кол-во пеллет, прежде, чем закупать большой обьем.

Пеллеты с прекрасной прочностью и стойкие к истиранию, а также великолепные на вид (гладкие и блестящие) могут содержать неметаллические включения (песок), что в результате приведет к образованию шлака и в конечном итоге, к остановке котла.

Хранение пеллет

Пеллеты доставляются конечному потребителю, упакованные в пластиковые мешки весом 20-50 кг. Некоторые клиенты предпочитают пеллеты, упакованные в биг-беги – кубические пластиковые мешки размерами примерно 1х1 метр или подобные. Применение биг-бегов может позволить целиком отказаться от бункера, шнек вставляется непосредственно в мешок, который после опустошения утилизируется. Недостатком данного метода является то, что биг-бэг весит около 700 кг и без специальной техники разгружать и перемещать его не очень удобно. На западе существует способ доставки россыпью в специальных автомобилях, однако в нашей стране подобный способ доставки пеллет распространения пока не получил, в силу отсутствия подобной техники, и особенно системы пневмоподачи. Для информации можем сказать, что работы по созданию подобной подачи в нашей стране ведутся, в том числе и нами.

Теоретически, упакованные в мешки пеллеты могут храниться и на улице под навесом, однако мы не советовали бы экспериментировать, так как при вносе пеллет в теплое помещение с мороза на их поверхности будет образовываться конденсат, снижающий их качество (пеллеты хотя и не боятся атмосферной влажности, но при непосредственном контакте с влагой охотно впитывают ее в массе, превышающую собственную в несколько раз).

В котел пеллеты подаются непосредственно из бункера по шнеку (архимедов винт). Бункер может быть изготовлен из различных материалов, например из обычного уголка и фанеры, иногда используются обычные 200 литровые пластиковые бочки. Размеры бункера ограничиваются фантазией пользователя.

Длина шнековой подачи редко превышает 10 метров, так как при большем расстоянии пеллеты буду перемалываться в порошок, который спекается в самой горелке, что в свою очередь может привести к остановке котла. Шнек может быть не прямолинейной формы (гибкий шнек), однако каждый изгиб требует дополнительной мощности мотора.

По сравнению с другими видами топлива пеллеты не оставляют следов на поверхностях и легко убираются с помощью веника и совка. В отличии, например от жидкого топлива, утечка которого пожароопасна, рассыпанные пеллеты могут применять в качестве абсорбента пеллеты впитывают в несколько раз больше собственного веса. За счет высокой температуры при изготовлении пеллет пеллеты биологически не активны и за это их очень любят использовать в качестве наполнителя для туалетов домашних животных.

Применение пеллет

Одним из основных минусов является относительная дороговизна пеллетных котлов. Стоимость пеллетного котла мощностью 20 кВт составляет от 150 тыс. рублей. Если уже установлен твердотопливный котел, то возможно установить пеллетную горелку и сэкономить на стоимости котла. Однако, несмотря на дороговизну оборудования, учитывая стоимость топлива (отопление на пеллетах в ДВА раза дешевле отопления на жидком топливе) через 2-3 года инвестированные деньги возвратятся и в дальнейшем, Вы будете экономить на отоплении.

Пеллетные горелки могут быть двух основных видов: факельные и объемного горения. Каждый из видов имеет свои плюсы и минусы – например, факельная горелка обладает меньшей эффективностью, однако легко монтируется в котлы с небольшой камерой сгорания.

На сегодняшний день пеллеты по стоимости тепла сопоставимы с углем (однако последний плохо поддается автоматизации и основные операции – загрузку/удаление шлака приходится выполнять вручную). Что касается газа, то как было сказано выше, при наличии существующей газовой трубы использование пеллет безусловно невыгодно, однако, при установке «с чистого листа», мы рекомендовали бы оценить все «за» и «против».

Кроме того, при использовании пеллет отсутствуют ограничения по мощности, иными словами Вы можете установить пеллетное тепловое оборудование неограниченной мощности и, например, отапливать с одного теплопункта несколько своих ( или чужих) зданий, в то время как при применении традиционных видов топлива, в том числе дешевого газа есть ограничения на подачу, особенно в зимнее время.

Утилизация отходов

При сгорании пеллет образуется зола в обьеме примерно 1% от веса пеллет. По опыту можем сказать, что зольник используемого нами котла (25 кВт) необходимо очищать раз в две недели. Операция занимает не более получаса и включает в себя: охлаждение горелки, открытие камеры горения, удаление зольного ящика и далее сборка в обратном порядке.

Область распространения

Прочитав эту статью, читатель может задать вполне резонный вопрос: если все так замечательно то почему пеллетные котлы так редко встречаются? Наш ответ следующий: пока эта тема неизвестна широкому кругу населения: во-первых, сама тема возникла полтора-два года назад, до этого времени даже поисковые машины не знали, что это такое, во вторых на рынке нет крупных игроков, а те компании которые торгуют пеллетным оборудованием на сегодняшний день не проводят обьемных рекламных компаний. В итоге, о пеллетном отоплении в основном знают посетители специализированных форумов и сами производители пеллет. На сегодняшний день в Московской области, по нашим подсчетам, установлено не более 100-150 пеллетных котлов и горелок. Однако, мы уверены, что через год-другой, когда ситуация с ценами на газ и прочие энергоносители изменится, пеллетное отопление займет достойное место во всем многообразии способов отопления в нашей холодной стране.