Производство на пелети: свойства на горивни пелети, особености на производствения процес, прилагани растения

Изчерпването на изкопаемите горива и необходимостта от намаляване на емисиите на парникови газове са довели до увеличаване на използването на биомаса, по-специално на дървесни и растителни отпадъци, за производството на топлина и електроенергия. Опитите за увеличаване на обемната плътност и премахване на хетерогенността на структурата на тези горива са довели до подобряване на технологията на предишното му брикетиране и гранулиране и бързия растеж на производството на пелети в световен мащаб.
Съдържание
  1. История на гранулираното гориво
  2. Свойства на пелетите
  3. Характеристики и стандарти
  4. Изисквания за суровините
  5. Технология на производството
  6. Събиране и раздробяване
  7. Сушене и овлажняване
  8. Гранулиране и охлаждане

История на гранулираното гориво

Изгарянето на дърва за отопление и готвене е старо като човешка цивилизация. Дори и днес за тези цели се консумира повече от половината от дървения материал, добит в света. Но горските ресурси на планетата не са неограничени, отоплението на дървесина има много недостатъци, основните от които - неудобството, свързано с управлението на горенето.

Запечатването на биомаса в брикети е процес, който е известен повече от век. Той е намерил приложения за създаването на голямо разнообразие от продукти, от фармацевтични таблетки до гранулирани фуражи за животни. Идеята за производство на пелети от дървени стърготини се корени в петролната криза от 70-те години. Политическите катаклизми в Близкия изток доведоха до повишаване на цените на петрола,провокира търсенето на алтернативни енергийни източници на базата на местни ресурси в Европа и Америка.

Тъй като цените на петрола се възстановяват, интересът към гранулите изчезва, но не за дълго. В началото на XX-XXI век. Някои страни, чрез политически решения, стимулираха производството на пелети от дървесни пелети като противодействие на глобалното затопляне и изменението на климата. Разбирането, че са необходими алтернативни източници, за да се намали зависимостта от изкопаеми горива и да се намалят емисиите в парникови газове, отново доведе до увеличаване на интереса към брикетирането на биомаса и технологиите за гранулиране.

Съвременното производство на пелети с малки изключения се основава на преработката на дървесни отпадъци. Въпреки това нарастващото търсене постоянно води до разширяване на суровинната база, главно поради селскостопанските отпадъци.

Производството на гранули е по-взискателно по отношение на качеството на биомасата от брикетирането, но пелетите имат редица много важни предимства. Основният от тях е стандартизиран малък размер, благодарение на койтопелетите могат да бъдат транспортирани дори чрез вакуумни помпии е лесно да се организира автоматично подаване в пещите на котелни инсталации. Удобството от използването им за промишлени цели и доведе до експлозивен растеж на производството на пелети през XXI век.

Линия за гранулиране на дървесни суровини. Мелница за пелети

Свойства на пелетите

Тъй като пелетите са продукт на дървообработване, те имат същите потребителски качества като дърво - то е щадящо околната средачисти горива от възобновяеми източници с ниска цена.Безусловните предимства на гранулите в сравнение с дървесината могат да се припишат:

  • Чистота на горене. Дървесината отделя повече неизгорели частици.
  • Ефективност. От гледна точка на теглото, гранулите дават на изгарянето много повече топлина, отколкото дървесината.
  • Удобство при транспортиране. Поради високата си плътност и горивоспособност, той изисква по-малко транспортни обеми и лесно се стандартизира в опаковки.
  • Пригодност за автоматизация. Това се отнася както за подаването на гориво към пещта, така и за своевременното стартиране и прекъсване на процеса. Най-модерните пелети за пелети са напълно програмируеми системи, при които изгарянето се контролира изцяло в съответствие с посочените параметри.
  • Производството на гранули обаче изисква висока степен на производствена култура и контрол на качеството. Това се дължи не само на удовлетворението на желанието на потребителите да получават само най-доброто гориво, но и за безопасността на целия процес на използване на пелети за енергийни цели.

    Например, унищожаването на гранули може да доведе до прах по време на обработката и транспортирането на голямо количество гориво от биомаса.

    Съдържанието на малки частици в обема на гранулите се дължи на тяхната механична якост, която от своя страна зависи от много фактори. Поради това производителите трябва да следват стриктни указания относно такива важни характеристики като якост и съдържание на малки частици, калоричност и съдържание на пепел. Отхвърлянето на тези параметри може да бъде засегнатокачеството на горивните емисии и трайността на горивните инсталации.

    Бизнес идея в гараж. Производство на горивни брикети и пелети

    Характеристики и стандарти

    Понастоящем едновременно действат едновременно няколко национални стандарта за горивни пелети. Съществуват отделни правила за контрол на качеството на пелетите, използвани в котелни и промишлени цели. Тъй като международната търговия с пелети набира скорост, те трябва да бъдат хармонизирани.

    Като обща платформа за системата за сертифициране, идентификация и спецификации от 2010 г. Европа има стандарт EN 14961-2. Според него за гранули, изгорени в мощни отоплителни инсталации, се използват по-строги спецификации, отколкото за използваните в промишлеността и битовите цели.Типичните характеристики на пелетите, направени за малки пещи, са следните:

    • диаметър: 6-12 mm;
    • дължина: 4-5 пъти по-голяма от диаметъра;
    • обемна плътност: 500-600 kg /m3;
    • съдържание на влага: 8-12%;
    • съдържание на пепел: по-малко от 0,5%;
    • калоричност: 17-18 MJ /kg

    Изисквания за суровините

    \ t

    Почти всеки вид биомаса може да се разглежда като потенциална суровина за производството на горивни пелети. Въпреки това, повечето инсталации за производство на пелети, работещи по целия свят, използват дървесни отпадъци (дървени стърготини, стърготини, стърготини).Подобна биомаса се състои от пет основни компонента:

    • целулоза;
    • хемицелулоза;
    • лигнин;
    • смола;
    • минерали.

    Най-важният компонент за гранулиране е лигнин. Може да се разглежда като естествено свързващо средство, което държи дървесните частици заедно след добавяне на горивната клетка с желаната форма. Колкото повече суров лигнин, толкова по-силни са пелетите. За обработка на дървесина се използват както иглолистни, така и твърда дървесина. Обикновено тези два вида суровини се различават по калоричност, съдържание на пепел и съдържание на лигнин.

    Производството на качествени гранули от един вид дървесина е трудно, затова се използват по-често различни смеси от скали. Обикновено иглолистните дървета представляват около 70% от общото количество на суровините поради високото съдържание на лигнин, което е малко по твърдите широколистни скали, но те имат висока калоричност.

    гранули за пелетизиране на пелети от 1 тон на час

    Най-добри резултати се получават от суровината, получена от ствола на дървото. Той произвежда механично здрави гранули с високо качество, съответстващи на клас А1 съгласно европейски стандарт EN 14961, с ниско съдържание на пепел.

    Технология на производството

    Производството на пелети по правило се поставя близо до източника на суровини. Често гранулирането на биомаса се организира в големи дървопреработвателни предприятия като начин за управление на търговските отпадъци. Заедно с този подход има и производство на пелети от куха гора. Повечето предприятия са фокусирани върху широкомащабно производство, но през последните години все по-популярни са специализираните за употреба компактни гранулаторидомакинства и малки предприятия.

    Етапите на производствения процес на пелети могат да варират в предприятията. Това се дължи главно на вида на използваната суровина и неговото съдържание на влага. Въпреки товавсяка продукция за гранулиране на биомаса включва следните процедури:

    • предварителна обработка;
    • правилно гранулиране;
    • последваща обработка на получените гранули.

    Производство на гранули от слама (пелети)

    \ t

    Събиране и раздробяване

    \ t

    Методът на обработка зависи преди всичко от размерите на характеристиките на изходния материал. Ако използвате чисти стърготини, не се изисква предишна механична намеса, този вид суровина е перфектна. Поради нарастващото търсене на дървесни пелети, има нарастващ интерес към обработката на други ресурси, като например кора, горски остатъци или смилащ прах. По същата причина някои предприятия решават проблема с генерирането на материал директно от кръглата гора.

    Първият етап от предварителната обработка е събирането и сортирането на суровини или отпадъци на мястото на производство. Прибирането на биомасата, като правило, се различава по размер и качество, така че се сортира и почиства от компоненти като метал или камъни.

    Първата машина в технологичната линия за нехомогенност на суровините е груб хеликоптер. За тази цел най-често се използват барабанни агрегати поради тяхната надеждност. Големи машини от този клас са в състояние да работят с парчета дърво, с размери от 1 м. Въпреки това, размерът на фракциите,получени на изхода след грубо смилане, твърде голям за производството на пелети и изисква допълнително смилане. Частиците от изходния материал трябва да бъдат не повече от 4 mm за гранули с диаметър 6 mm.

    Процесът на по-нататъшно смилане се извършва в чукови мелници. Те имат карбидни чукове, монтирани на роторите, избиват суровите частици през отворите на екраните, като по този начин намаляват фракцията на материала. Чуковите мелници обикновено са технологично предшествани от сушилна камера, въпреки факта, че смилането на сухи суровини е по-рентабилно. Това се дължи на съображения за пожарна безопасност.

    ПРОИЗВОДСТВО НА ГОРИВЕН ПЕЛЕТ КАТО БИЗНЕС ИДЕИ. БИЗНЕС ИДЕЯ

    Сушене и овлажняване

    Ефективното запечатване на суровината в гранулите зависи не само от размера на частиците, но и от съдържанието на влага на суровината. Сушилните машини са разделени в две големи категории: естествени и принудителни. Първият позволява да се извърши процесът просто и евтино. Опитът обаче показва, че оптималното съдържание на влага в материала може да се постигне само чрез принудително сушене.

    Типични барабанни сушилни с пряко или непряко нагряване могат да бъдат намерени на пелети от производители. В първия случай димните газове се използват като нагревателна среда, а във втория - с топлообменник. За производството на горещи газове в пещите се използват различни видове гориво (газ, мазут), най-икономичният вариант - изгаряне на материал за производството на пелети. Някои пещи са пригодени да работят дори с влажни суровини, но теИнсталациите се използват с повишено внимание, тъй като ефективността им намалява бързо с увеличаване на съдържанието на влага в материала.

    Процесът на гранулиране на частиците от суха суровина трябва да бъде балансиран по размер. Разделянето на фракциите се извършва на осцилиращи екрани, след което материалът се натрупва в бункери и при необходимост навлиза в климатика. Неговата задача е да създаде тънък слой вода върху дървесните частици, за да улесни процеса на свързване в гранулиращите машини. Тази процедура увеличава съдържанието на влага с 2%.

    Производство на пелети по линията "SKARABEY"

    Гранулиране и охлаждане

    Самите пелети се произвеждат в гранулатор, който обикновено се състои от матрица с цилиндрични канали и ролки, които инжектират биомаса през отворите. Поради триенето между повърхностите на стоманата и биомасата в каналите под налягане, се генерира топлина. Високото налягане по време на операцията, комбинирано с нагряването и наличието на влага, прави лигниновата течност, което й позволява да свързва целулозни влакна по естествен начин. Този процес осигурява стабилност на размера на пелетите и прави тяхната повърхност лъскава.

    Екструдираните гранули напускат матрицата като безкрайна струна и с помощта на специални ножове се нарязват на парчета с приемлива дължина. Температурата на пелетите на изхода обикновено е в диапазона 80-130 ° С. Такива горещи продукти не са подходящи за по-нататъшна преработка, например опаковане и те се охлаждат. Освен това процесът на принудително охлаждане подобрява механичната якост и намалява съдържанието на влага в гранулите. За този етапОбикновено се използват агрегати, които създават противоток на пелети и студен въздух.

    Машини за пелети Машини за производство на пелети за производство на пелети RosEktvedr.rf

    Този неусложнен технологичен процес елиминира недостатъците, присъщи на биомасата като гориво. На първо място - влажността и ниската енергийна плътност. Това оправдава инвестицията в производството на пелети като сравнително лесен начин за получаване на ценен и търсен отпадъчен продукт.