Топливные гранулы
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Топливные гранулы (топливные пе́ллеты) — биотопливо, получаемое из древесных отходов и отходов сельского хозяйства. Представляет собой прессованные гранулы стандартного размера.
Содержание |
[править] Сырьё для производства
Сырьём для производства гранул могут быть 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.
[править] Технология производства
Производство гранул началось в 1947 году.
Сырьё (опилки, кора и т. д.) поступает в дробилку, где измельчаются до состояния муки. Полученная масса поступает в сушилку, из неё — в пресс-гранулятор, где древесную муку сжимают в гранулы. Сжатие во время прессовки повышает температуру материала, из древесных частиц выделяется смола, которая закипает и склеивает их в плотные цилиндрики. На производство одной тонны гранул уходит 4-5 кубометра древесных отходов.
Готовые гранулы охлаждают, пакуют в стандартную упаковку 12-20 кг или доставляют потребителю россыпью.
[править] 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 (10-12% влаги против 30-50% в дровах) и большей — примерно в полтора раза — плотностью. Эти качества обеспечивают выскую 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 производства, сбор, сортировка и очистка сырья также могут повлечь дополнительные затраты. Процесс сушки важно тщательно спланировать, что позволит уменьшить риски, связанные с качеством готовой продукции, ее себестоимостью и пожароопасностью производства. Лучшим вариантом 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 специальные рукава, что позволяет автоматизировать процессы погрузки-разгрузки и также сжигания этого вида топлива.
[править] 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, если сжатие не слишком сильное и температура при склеивании не превышает 100 градусов. Иначе 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 транспортировке 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 производство 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 % производства гранул в США. Сорт «Стандарт» содержит больший объём коры или сельско-хозяйственных отходов. Стандарты определяют также плотность, размеры гранул, влажность, содержание пыли и других веществ. В США топливные гранулы не могут быть более 1 ½ дюймов в длину, диаметр гранул должен быть в диапазоне от ¼ 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.
[править] Применение
Древесные гранулы высокого качества (белые и серые) используют для отопления жилых домов путём сжигания в небольших котлах, печах и каминах. Они, как правило, бывают 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 топлива как нефть и газ. В некоторых странах Европы, где рынок альтернативных источников энергии наиболее развит, гранулами отапливается до 2/3 жилых помещений. Такое широкое распространение объясняется и экологичностью этого вида топлива — при сгорании выбросы СО2 равны поглощению этого газа во время роста дерева, а выбросы NOx и летучих органических компонентов значительно снижены благодаря использованию современных технологий 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.
[править] 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 домашний сектор потребил 70 тыс. тонн гранул. 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 производить 50 млн тонн гранул ежегодно.
В 2005 году из Канады было экспортировано 582,5 тыс. тонн гранул. Всего в Канаде в 2005 году было произведено около 915 тыс. тонн. Заводы по производству гранул располагаются главным 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 лесоперерабатывающего производства: древесные опилки, стружка, щепа. Всего два завода добавляют в гранулы древесную кору.
Великобритания планирует к 2010 году довести потребление топливных гранул до 600 тыс. тонн.
В России в 2005 году было произведено около 150 тыс. тонн пеллет.
