Все о пеллетах: правила производства, стандарты и способы проверки качества

Из этой статьи вы узнаете все о пеллетах: правила производства, стандарты и способы проверки качества. Чтобы обеспечить стабильную работу пеллетных котлов отопления, которые часто устанавливают в автономно работающие котельные, необходимы «правильные» пеллеты. Это английское слово означает небольшие топливные гранулы, которые изготавливают путем прессования из древесной муки. Сырье для этого топлива очень простое. В его качестве может выступать ошкуренная и не ошкуренная древесина, отходы от лесопилок, крупных либо мелких деревообрабатывающих предприятий и мебельных производств.

Производители такого альтернативного твердого вида топлива освоили даже выпуск агропеллет из обычной соломы, шелухи подсолнечника, кукурузы, лузги гречихи и т.д. При транспортировке пеллет и их хранении нужно соблюдать ряд требований, которые гораздо мягче правил, которые предъявляют к жидкому и газообразному видам топлива. Поэтому популярность твердотопливных котлов отопления на пеллетах заметно растет среди владельцев индивидуального загородного жилья. При покупке такого гранулированного топлива все потребители интересуются его свойствами и качеством, так как от этого напрямую зависит работоспособность всего котельного оборудования и процент КПД. Главное влияние на качество пеллет оказывает сырье, организация производственного цикла, условия хранения конечной продукции и доставки ее до потребителя.

Суть производства пеллет

Формируются эти маленькие топливные гранулы под высоким давлением, равным 300 атм, и под влиянием высокой температуры. В процессе этого из измельченной массы выделяется интересное вещество, которое называют лигнин. Оно обеспечивает качественное склеивание отдельных фрагментов материала в гранулы. Длина одной пеллеты может изменяться в пределах 10-30 мм. По диаметру пеллеты бывают от 6 до 10 мм. Не зря их относят к экологически чистым видам твердого топлива, так как в процессе их производства используются только натуральные природные материалы. В ходе сжигании гранулированного твердого топлива, в пеллетных котлах максимальное количество углекислого газа, который поступает в атмосферу, ничтожно мало. Разложение древесины в природных естественных условиях сопровождается выделением такого же объема углекислоты. Пеллеты — экологичное и очень экономичное топливо для твердотопливных каминов, печей, котлов

Пеллеты — это самое экологичное и очень экономичное топливо для обогрева жилых помещений печами, каминами, твердотопливными котлами

Пеллеты — это самое экологичное и очень экономичное топливо для обогрева жилых помещений печами, каминами, твердотопливными котлами

Какие существуют сорта пеллет

По существующей в мире классификации топливные пеллетные гранулы подразделяются на три основных группы:

  • Белые пеллеты – их еще называют топливом премиум-класса, которое подходит для использования в высокотехнологичных котлах отопления.
  • Темные или по-другому индустриальные пеллеты, которые несколько уступают первой группе по качеству. В них в ход идет не только сама древесина, но и кора. Такое топливо подходит для сжигания в обычных пеллетных котлах, но требуется более частое удаление золы.
  • Агропеллеты считаются самым дешевым топливом со стандартным качеством. Их сжигают в больших котлах, которые производятся именно для этого грубого вида твердого топлива.

Теплота сгорания белых и темных пеллет не отличается: 17,2 Мдж/кг, а у агропеллет она несколько ниже — 15 МДж/кг. Зольность изделий премиум-класса равна 0,5%, темных — около 0,7% и иногда даже выше, агропеллеты оставляют после сгорания больше всего золы — 3% и более.

Так выглядит твердотопливный котел с автоматической подачей пеллет

Так выглядит твердотопливный котел с автоматической подачей пеллет

Прекрасная сыпучесть сухих топливных гранул наилучшим образом обеспечивается их цилиндрической формой и особыми физико-геометрическими характеристиками, среди которых истираемость, плотность и насыпная масса. Благодаря данным качествам, такое топливо можно автоматически подавать через специальные шнековые устройства, которые используются в котельных. Автоматизация топливной подачи в котел отопления позволяет поддерживать его длительную работу без какого-либо активного участия человека. Именно в этом и кроется основной секрет успеха пеллет в большинстве европейских стран.

Основные этапы технологического процесса производства

Пеллетное производство легко можно представить в виде нескольких самостоятельных этапов:

  • измельчение подготовленного сырья;
  • сушка измельченных готовых компонентов;
  • доизмельчение уже основательно высушенных частиц;
  • водоподготовка сырья с целью увлажнения образующейся древесной муки;
  • прессование измельченного и уже увлажненного сырья в готовые гранулы;
  • охлаждение пеллет и продувочное очищение их от пыли;
  • фасовка топливных пеллет и их упаковка.

Чтобы хорошо разобраться в этом процессе, необходимо более подробно рассмотреть каждый из перечисленных этапов.

Этап измельчения древесного сырья

С помощью специальных рубильных машин, которые называются дробилками, обеспечивается измельчение заготовленного древесного сырья до таких фракций, длина и ширина которых составляет не более 25 мм, а толщина всего 2 мм. Затем это измельченное сырье подвергают сушке. Причем, чем меньше размер, полученных после дробления фракций, тем меньше нужно электроэнергии для их сушки.

Так выглядят дробилки для пеллет

Так выглядят дробилки для пеллет

Этап дополнительной сушки и доизмельчения

Уровень влажности древесного сырья, которое отправляют под пресс, не должен превышать 10% с отклонением на 2% в ту или иную сторону. Если полученное сырье будет слишком влажным, обязательно потребуется проведение дополнительной энергозатратной сушки. Если же части используемой древесины будут слишком сухими, то их потребуется немного увлажнить, чтобы добиться 10-процентного показателя уровня влажности.

Сушилка для пеллетных гранул

Сушилка для пеллетных гранул

Сушильное оборудование производят барабанного и ленточного типа. При этом последний вариант более предпочтительный, хоть и дорогой. Использование сушилок для пеллет ленточного типа намного безопаснее. Сушилки могут работать на газе или на тех же древесных отходах. Существует также разделение оборудования по типу применяемого агрегата для сушки. В его качестве обычно выступают: горячий воздух, водяной пар или топочные газы. Устойчивая работа пеллетного пресса возможна лишь тогда, когда размер входной фракции у сырья не будет превышать допустимых 4 мм. Хорошо подсушенное сырье повторно подвергается измельчению в специальных молотковых мельницах, в стружечных станках, или дезинтеграторах.

Водоподготовка сырья

Если уровень влажности сырья не дотягивает до 8%, то оно очень сложно поддается прессованию. Для получения необходимой степени влажности, нужно пропустить пересушенное сырье сквозь устройство дополнительного увлажнения. Прекрасным вариантом считаются смесители на шнеках, в которые подается горячий пар или даже вода. Пар обычно применяют при обработке древесного сырья, которое получено из твердых сортов древесины. Под воздействием горячего пара сильно снижается прочность самой древесины и значительно увеличивается ее пластичность. Прессы некоторых производителей устроены так, что им не нужно предварительного воздействия паром на сырье. Некоторые не совсем добросовестные производители используют пар для обработки слишком старого и уже слежавшегося сырья. При этом, получить качественные пеллеты из «реанимированного» таким способом сырья так и так не удастся.

Процесс прессования

Протекание процесса образования гранул осуществляется с помощью особых прессов, которые имеют конструктивные различия, в основном, по виду матрицы. Бывают прессы для пеллет:

  • С круглым типом матрицы, которые ранее были созданы для использования в пищевой и химической промышленности. Их же применяли для производства комбикормов.
  • С плоским типом матрицы, созданные для утилизации ТБО.

Несмотря на значительные конструктивные различия, те и другие прессы осуществляют работу по одному и тому же принципу. В них бегущие катки сминают поступающее на матрицу сырье, обеспечивая его непременное продавливание сквозь предусмотренные для этой цели отверстия на ее поверхности. Появившиеся из-под матрицы гранулы, обрезаются специальными острыми ножами. В ходе всего процесса прессования такому оборудованию удается уплотнить первоначальное сырье в три раза.

Процесс формирования топливных пеллет с помощью цилиндрического пресса матричного типа

Процесс формирования топливных пеллет с помощью цилиндрического пресса матричного типа

Силы трения, которые в условиях адиабатического термодинамического процесса, вызываемого очень резким сжатием сырья, способствуют значительному подъему температуры в рабочем отсеке пресса вплоть до 100 градусов. Поэтому для переработки тонны сырья расходуется всего 30-50 кВт электроэнергии за час. При гранулировании древесных отходов оборудование испытывает колоссальные постоянные нагрузки, поэтому его изготавливают из особо прочных материалов. Некоторые детали вроде матрицы выпускают из специально закаленных износостойких сплавов.

Охлаждение готовых пеллет и очищение их от загрязнений

Давление и температура в рабочей зоне оказывает сильное влияние на качество готового топлива. По этой причине сырье не должно нагреваться выше 120 градусов, так как это способствует началу необратимых процессов в его структуре, которые сильно снизят все потребительские характеристики топлива. Поэтому уже спрессованные гранулы требуется охладить. Для этого используется кондиционирующее оборудование, которое за одно и обдувает пыль с гранул.

Фасовка топливных пеллет и упаковка

Гранулированное топливо может фасоваться и упаковываться разными способами. Это позволяет в значительной степени удовлетворить запросы всех потребителей. Пеллеты могут отгружаться насыпью в полностью свободном виде или в очень объемных мешках, которые иногда называют «биг-бэгами» (вмещают от 500 до 1200 кг).

Схема элементов полимерного мешка (биг-бэга)

Схема элементов полимерного мешка (биг-бэга)

Насыпью чаще всего отгружаются топливные пеллеты, отправляемые на крупные ТЭЦ. Хотя возможна и отгрузка насыпью пеллет с высоким качеством. Их закупают для использования в котлах небольших предприятий или для дальнейшей продажи после расфасовки в мелкие мешки. «Биг-беги» представляют собой полимерные мешки, которые снабжены прочными стропами для механизации проведения погрузо-разгрузочных работ. Пеллеты, которые хранят и перевозят в мешках, абсолютно не теряют своей сыпучести и сохраняют необходимый уровень влажности. Приобретение уже расфасованных топливных пеллет закономерно обходится дороже обычному потребителю.

Специально оборудованные автоприцепы для перевозки биг-бэгов с гранулами

Специально оборудованные автоприцепы для перевозки биг-бэгов с гранулами

Перевозят биг-бэги на специальных автомобильных платформах, на которые их грузят автопогрузчиками. А вот мешки по 10 – 20 кг тоже пользуются успехом, но уже у частных владельцев твердотопливного котельного оборудования. Владельцы пеллетных котлов, а также каминов, у которых нет места под большие запасы, приобретают их в мелкой расфасовке. Таким образом продают пеллеты отборного качества.

Мелкая фасовка самых отборных белых пеллет

Мелкая фасовка самых отборных белых пеллет

По каким стандартам определяют качество готовых пеллет?

Все отечественные производители пеллет сегодня используют стандарты качества, которые приняты в большинстве европейских стран. Зарубежные производители твердого топлива для пеллетных котлов должны получать сертификаты соответствия на выпускаемую продукцию по действующим в Евросоюзе стандартам качества. Если такой документ отсутствует, то данное обстоятельство отпугивает покупателей. Стандарты качества EN plus и EN-B фиксируют требования, как к бытовым, так и к промышленным пеллетам по нескольким критериям. Сюда входят: диаметр, длин, насыпная масса, теплота сгорания, влажность, истирание или процент пыли, твердость, зольность, температура плавления золы, содержание металлов и других химических элементов.

Как правильно выбрать пеллеты?

При покупке пеллет обычному гражданину стоит обращать внимание на присутствие сертификата качества. Кроме этого важного документа, необходимо выяснять место, где были изготовлены топливные гранулы. Крупные производители заключают договора с постоянными поставщиками сырья, под особенности которых настроено все производственное оборудование компаний. Поэтому пеллеты у них будут качественнее. Визуальный осмотр топливных пеллет также помогает определить пригодность продукции для работы в конкретных пеллетных котлах. При таком контроле нужно обращать внимание на цвет самих гранул, сохранность формы, количество оставшейся пыли, целостности пеллет, отсутствии запахов и др. Можно заказать и высокоэффективное лабораторные исследования топливных пеллет на предмет их полного соответствия европейским нормам качества. Естественно, оказанная услуга по карману только предприятиям, которые установили твердотопливные котлы.