Производство пеллет: Производство пеллет в домашних условиях из опилок

Содержание

Завод по производству пеллет для малого бизнеса не требует больших инвестиций

Завод по производству пеллет требует мало инвестиций, но приносит большую прибыль. Ведь на пеллетном заводе производиться альтернативное топливо. Энергоресурсы всегда пользовались высоким спросом во все времена. Бизнес в отрасли энергоресурсов всегда имеет больше шансов на успех и процветание. Пеллеты сегодня все большую популярность набирают как альтернативное топливо. Его производят благодаря переработке отходов древесины и не только. Спрос на пеллеты растет с каждым днем. Оптовая стоимость 1т. пеллетного топлива начинается от 110$. Каждому заводу для производства или переработки нужно закупать сырье. Для производства пеллет в качестве сырья используют опилки из древесины, солому, шелуху из подсолнечника и т.п. Чтобы пеллетным заводом произвести одну тонну топливных гранул потребуется 7,4 кубометра опилок. Стоимость сырья составляет 5$ за куб (на условиях самовывоза). Получаем валовую прибыль: 110$ — (5$ * 7,4) = 73$ и это с одной только тонны альтернативного топлива.

Даже при учете всех расходов (электроэнергия, зарплата, упаковка, транспорт) рентабельность бизнеса остается выше 100%. Показатель прибыльности завода по производству пеллет один из самых высоких по сравнению с другими видами бизнесов по переработке отходов. Рынок пеллетов охватывает все больше потребительских сфер. Ведь твердотопливные гранулы уже сегодня активно применяют: для отопления помещений, выработки электроэнергии на электростанциях, а так же начинают применять как альтернативу жидкому топливу для грузовых автомобилей с помощью газогенераторов. Бизнес идея по производству пеллетных гранул – это целая энергетическая промышленность, которую можно реализовать при минимальных инвестициях.

На заводе должны производиться качественные пеллеты

Чтобы запустить заводское производство пеллет, следует изучить технологию. Пеллеты были изобретены еще в середине прошлого века. Придумал их Рудольф Гуннерман. Они искал решение для сокращения расходов на вывозе отходов из своей лесопилки.

И решил опилки прессовать прямо на заводе перед вывозом, чтобы в несколько раз уменьшить объем отходов. Но оказалось, что прессованные опилки и стружка горят значительно лучше и эффективнее обычной древесины. Благодаря высоким показателям горючести теплотворность пеллет выше в 2.5 раза. Чем больше углерода в древесном топливе, тем выше его теплотворность. Дело в том, что обычное необработанное дерево кроме горючего углерода в молекулах целлюлозы содержит еще значительное количество водорода и кислорода. А при измельчении дерева молекулы целлюлозы разрушаются и атомы водорода, кислорода из нее уходят в виде летучих газов. Еще существенным преимуществом пеллетных гранул от дерева является сгораемость материала. Дерево при сгорании теряет 85% массы в виде летучих газов, остальные 15% составляет зола. А при сгорании пеллет золы остается всего 0,75-1,5% (почти в 20 раз меньше) в зависимости от сырья из которого они произведены. Так же важно отметить, что топливные гранулы в 2 раза меньше содержат влаги в отличие от дерева.
В процессе производства под высоким давлением пеллеты прогреваются до 110 градусов Цельсия, что позволяет вдвое сократить содержание влаги. Кроме того за счет прессования топливные гранулы обладают более высокой плотностью чем дерево. Проверить данный факт очень легко. Дерево, как известно в воде не тонет, плавая на поверхности, а пеллетные гранулы, произведенные из древесных опилок, камнем идут на дно. Это так же объясняет, почему из меньшего объема гранулированного топлива получается значительно больше тепла при сгорании, чем у дерева. Фактически пеллеты это горючее топливо, которое набирает большую популярность во время энергетического кризиса. Оно обладает своими особенностями такими как: высокая безопасность топлива, низкая стоимость и другие преимущества.

Технология производства пеллет для малого завода


Бизнес по производству пеллет – это завод по переработке отходов. Заниматься переработкой отходов – актуально, выгодно и гуманно. Особенно выгодно если перерабатывать отходы в топливо безопасное для окружающей среды. На заводе можно производить пеллеты из различного вида сырья: древесных опилок, стружки, коры, соломы, шелухи подсолнечника, сухих стеблей кукурузы и т.п. Конечно, пеллетные гранулы могут отличаться по своим характерным свойствам в зависимости от сырья, из которого их производят. Главный показатель, влияющий на стоимость древесных гранул – процент зольности. Чем выше процентное содержание золы, тем ниже стоимость гранулированной древесины. Технология производства пеллет проста и понятна. Сырье при необходимости следует измельчить до размера мелких опилок (тирсы) и если нужно предварительно подсушить (рекомендуемая влажность сырья до 20%). После чего опилки подаются в роликовый или шнековый пресс-гранулятор где подобно мясорубки выдавливаются через специальную решетчатую матрицу готовые цилиндрические пеллеты. Каждое дерево в своем составе содержит клеящее вещество «лигнин». Благодаря лигнину из опилок формируются цельные гранулы цилиндрической формы. Опилки в прессе-грануляторе нагреваются и выделяют лигнин, который под воздействием температуры превращается в натуральный природный клей.

Древесная смола сама по себе горит долго и ровно.

Заводу нужно поставить прессовочное оборудование

Оборудование для завода по производству пеллет вполне доступно как для малого, так и для домашнего бизнеса. Пресса-грануляторы могут быть роликового или шнекового типа. Стоимость прессов напрямую зависит от производительности. Например, пресса производительностью в 250 кг/час уже доступны по цене 6200$ с мощностью электродвигателя 15 кВт., для 380В. Хотя существуют и более компромиссные предложения с меньшей производительностью и ценой пресса. Для производства пеллет из соломы заводу потребуется дополнительное оборудование — измельчитель. Можно использовать ДКУ, который обойдется по цене 1000$ с производительностью 100кг/час для фракций размером 3мм. Важно отметить, что при постоянной работе пресса-гранулятора , через 2,5-3 месяца потребуется замена деталей узлов высокого давления. В управлении производством правильно контролируйте постоянные расходы средств на решетчатую матрицу, ролики или шнек (в зависимости от типа пресса) – основные рабочие части гранулятора.

При производстве пеллетов только из соломы или другого мягкого сырья рабочие детали пресса могут прослужить вдвое больше. А так же производительность будет несколько выше при одних и тех же нагрузках, что благотворно отразится на расходах электроэнергии.

Потребность в пеллетах все больше испытывают альтернативные отопительные системы

У каждого производственного или перерабатывающего завода стоит главный вопрос о сбыте продукции. Отопление помещений пеллетами на специальных котлах – сегодня наиболее популярное применение для данной продукции. Но существуют и другие рынки сбыта. Например, в области наполнителей для туалетов домашних животных. В Европе уже давно используют, а у нас только набирают популярность пеллетные (гранульные) котлы с очень высоким КПД (85-85%). Данный вид твердотопливных котлов отличается своей повышенной продолжительностью работы без участия человека на протяжении 7 суток и более. Такая возможность достигается благодаря сыпучести гранул, с помощью которой осуществляется заправка котла твердым топливом через программный контроллер управляющим шнеком подачи.

Весь процесс дозаправки котла происходит автоматически. Уровень автоматизации котла позволяет самостоятельно подавать новую порцию гранулированной древесины из бункера для поддержания заданной температуры. Специальный электрический тэн и вентилятор могут взять на себя автоматический розжиг топливных гранул. Так же котлы оборудованы специальной гранульной горелкой, которая позволяет максимально эффективно использовать пеллетное твердое топливо. Пеллетные котлы не требуют особого обслуживания. Чистка золы осуществляется 1 раз в месяц. Мощность котлов начинается от бытовых потребностей 15-500кВт и может достигать до 2МВт для промышленных целей. Срок службы котлов один из самых высоких – более 20 лет. На картинге изображен гранульный котел австрийской фирмы OkoFen. Описание устройства котла:

  1. Камера рециркуляционного горения.
  2. Микропроцессорное управление.
  3. Самоочищающаяся система.
  4. Пульт управления регулировки температуры.
  5. Камера из высококачественной стали.
  6. Гранульная горелка.
  7. Дополнительная система очистки.
  8. Электроподжиг топливных гранул.
  9. Место для установки горелки с обратной стороны.
  10. Система пожарной безопасности.
  11. Бокс для пепла.
  12. Автоматическая подача гранул.
  13. Климатконтроль.
  14. Контроллер давления.
  15. Воздухозаборник.

Пеллетные котлы являются серьезной альтернативой газовым котлам. Хотя сама гранулированная древесина прекрасно себя зарекомендовали как высокоэффективное топливо в обычных твердотопливных котлах и даже простых печках как лучшая альтернатива дровам. Ниже приведены еще примеры потребления эффективного пеллетного топлива.

Пеллетами можно заправлять автомобили

Cбыт пелет заводского малого производства будет существенно расширен. Уже сегодня ездят автомобили на полетном топливе. Всем известно, что в середине прошлого века грузовые автомобили работали на древесном топливе. Двигатель внутреннего загорания тот же самый что и для традиционного топлива.

Фактически в место бензина использовался горючий газ, получаемый из газогенератора путем пиролизации древесины. Газогенератор – это устройство для преобразования в газообразную форму твердых горючих материалов. Данное физическое явления называется пиролиз – распад тяжелых молекул на легкие под воздействием повышения температуры и недостатка кислорода. На пример обычный автомобиль «Газель» оборудован газогенератором расходует 1кг. древесины на 1км. То есть на 100км необходимо было возить в кузове 100кг древесины. Так использовалось много полезного пространства в кузове автомобиля на объем дров и габаритов газогенераторной установки. Дозаправка газогенератора древами осуществлялась вручную через каждые 50км. Разгон автомобиля необходимо было производить плавно, предоставляя газогенератору время для перехода на повышенный режим мощности. Благодаря пеллетам все недостатки автомобилей на газогенераторных установках практически устраняются. Их сыпучесть позволила автоматически заправлять газогенератор, так как в общей массе они представляют из себя псевдожидкость.
Габариты и масса газогенераторной установки стали значительно меньше. Электронная микропроцессорная система отслеживает ускорение автомобиля и автоматически подключает традиционное топливо в момент резкого изменения нагрузок на двигатель акселератором. Приемистость автомобиля полностью сохраняется. К тому же пеллеты благодаря большей плотности и теплотворности активнее выделяют газ и реже нуждаются в паузах для перехода на другую мощность работы генератора. Тем более на грузовых автомобилях. Все преимущества гранулированного топлива в отношении к древесине пригодились для использования их как топливо для грузовых автомобилей с газогенераторными установками. Плотность и теплотворность топливных гранул требуют значительно меньше полезного пространства в кузове. Пеллеты в 3 раза снизили расход потребления твердого топлива до 0,3кг на 1км. Даже при краткосрочном использовании бензина в моменты резкого ускорения автомобиля, уже расход меньше в 2 раза в отношении к традиционным видам горючего.
Если ездить в экономичном режиме, можно вообще отказаться от использования бензина. Тогда стоимость 1км составит 0,04$. 1кг пеллетов = 0,11$ / 3 (расход на 1км = 0,3кг) = 0,04$/км. Еще важно отметить, что при сгорании газа созданного путем перолиза древесных гранул не выделяются вредные, токсичные вещества. Это экологически-чистый вид топлива.

Пеллеты использую как топливо для электростанций

Рынок потребления пеллет растет с каждым днем. К 2020 году Европейский Союз планирует на 20% снизить количество вредных выбросов в атмосферу. Для этого планируется уже в 2015 году увеличить объемы использования твердого БИО-топлива до 50 %. Основными потребителями станут электростанции на пеллетах. На сегодняшний день это самые дешевые «зеленые электростанции» по сравнению даже солнечными и ветровыми станциями. Пеллеты обладают высокими энергетическими показателями. Все крупные электростанции Европы переходят на гранулированное древесное топливо. Только начинают появляться в продаже мобильные электростанции на гранулированном топливе. Все больше устанавливается котлов, работающих на древесных гранулах. С подорожанием нефти и газа будут выпускать все больше газогенераторных установок для грузовых автомобилей и сельхозтехники. Сегодня мы находимся в самом начале развития использования нового вида топлива. Потребности в нем будут расти постоянно. Важно отметить, что у малого или домашнего бизнеса уже сейчас имеется возможность начать производить топливо нового поколения при небольших инвестициях. Уже сейчас нужно быть готовым к активному росту рынка.

Производство пеллет | Атолл Вуд

Одним из самых выгодных разновидностей топлива на данный момент являются пеллеты. По качеству и практичности они не уступают дровам, солярке, углю, и даже более дешёвому газу. Это отходы деревоперерабатывающей промышленности, спрессованные в небольшие гранулы цилиндрической формы. Купить пеллеты в СПб от производителя можете прямо сейчас на сайте компании «АТОЛЛ-ВУД».

Технология производства пеллет

В процессе производства пеллет не используются различные химические вещества, поэтому технология их изготовление экологически безопасна. Склеивание обеспечивает лигнин — натуральный компонент древесины, который способен соединять отдельные частицы при условии повышения температуры окружающей среды.

Топливные гранулы выпускаются в стандартных размерах:

  • диаметр — 5-8 мм;
  • длина — 5-70 мм.

В качестве сырья для топливных гранул используют цельную древесину, опилки и другие отходы. На цвет конечного продукта влияет температура переработки, поэтому качество материала определить по самому оттенку пеллет не получится. Оптимальная влажность сырья для производства гранул — 7-12 %.

Производство пеллеты в СПб проходит в несколько этапов:

  • помещение сырья в дробилки;
  • измельчение сырья до мукообразного состояния;
  • помещение измельчённой массы в сушилку;
  • помещение сырья в пресс-гранулятор;
  • охлаждение гранул;
  • упаковка в полиэтиленовые мешки или другую тару.

Влажность готового материала должна соответствовать 7-10 %. Содержание энергии в 1 кг гранул можно приравнять к количеству тепла, выделяемому с 0,5 л жидкого топлива.

Использование пеллет как альтернатива солярке, нефти и другим жидким видам топлива позволяет повысить безопасность процесса отопления, а также свести к минимуму попадание в воздух вредных выбросов.

Производство пеллеты в СПб согласно утверждённой технологии выполняет компания АТОЛЛ-ВУД — лучший поставщик пиломатериалов и сопутствующих товаров. Топливные гранулы этой фирмы отличаются высоким качеством, — убедиться в этом вы можете прямо сейчас. Для этого попробуйте купить пеллеты от производителя и проверить горючесть материала.

Показатели качества пеллет от компании «АТОЛЛ-ВУД»

Сжигание топливных гранул — лучший метод испробовать их качество. Если продукция горит плохо, — это говорит о нарушении процессов производства.

Перед тем, как купить пеллеты от производителя в большом количестве, каждый наш клиент имеет возможность приобрести несколько упаковок на пробу. Мы уверены в качестве материала, который производим, отличной горючести и оптимальном уровне влажности сырья.

Ищете экономное и удобное в использовании топливо для котелен, горелок или печей? Вы имеете возможность прямо сейчас купить пеллеты в СПб от производителя пиломатериалов — компании «АТОЛЛ-ВУД». Наши древесные гранулы изготовлены по специальной технологии из качественного сырья, в составе которого нет пыли, песка или других примесей, ухудшающих качество горения исходного материала.

Развитие производства пеллет в Красноярском крае

В Красноярском крае одним из главных направлений развития биоэнергетики является производство пеллет.

Сегодня крупнейший производитель пеллет в крае – ООО «ДОК “Енисей”». В 2016 году предприятие произвело более 80 тыс. тонн пеллет и заняло третье место среди крупнейших экспортеров пеллет России. Предприятие экспортирует продукцию в основном в Швецию, Данию и Великобританию. Вместе с тем, комбинат не останавливается на достигнутых результатах. В мае этого года ООО «ДОК “Енисей”» был включен в перечень приоритетных инвестиционных проектов в области освоения лесов. По итогам реализации инвестиционного проекта планируется увеличение годовых объемов выпуска обработанных пиломатериалов на 30%, пеллет – на 60%.

Вторым по объему производства пеллет в крае выступает ЗАО «Новоенисейский ЛХК». По итогам 2016 года здесь произведено 54 тыс. тонн продукта. Предприятие первым на территории Красноярского края успешно завершило реализацию приоритетного инвестиционного проекта в области освоения лесов «Расширение лесоперерабатывающего производства на ЗАО «Новоенисейский лесохимический комплекс» путем выпуска нового вида продукции и создания лесной инфраструктуры с целью освоения новых лесных массивов». По итогам реализации проекта на предприятии запущена новая пеллетная линия, а также создана необходимая лесная инфраструктура.

В июне 2016 года ООО «Сиблес Проект» также произвел запуск пеллетного производства. В третьем квартале производилась отладка системы автоматического управления процессом, обучение персонала.

В настоящее время происходит настройка производства и выход на полную производственную мощность.

По итогам 2016 года краевой объем произведенных древесных пеллет составил 138 тыс. тонн, что выше показателя прошлого года на 19%. На долю Красноярского края приходится 78% производства в Сибирском федеральном округе и 7,2% – в России.

Еще одно крупное предприятие – АО «Краслесинвест» – планирует запустить производство пеллет в ноябре 2017 года.

Необходимо отметить, что внутренний рынок потребления пеллет по-прежнему практически не развит как в крае, так и в России: крупные котельные или ТЭЦ на данном виде топлива отсутствуют. Изначально все производители подобной продукции ориентируются на европейский или азиатский рынок сбыта.

В этой связи в крае также ведется работа по переводу котельных на альтернативные и возобновляемые источники энергии (древесные отходы). Так, ООО «ЛесСервис» в рамках реализации инвестиционного проекта осуществило ввод в эксплуа­тацию котельной (состоящей из 4 автоматизированных котлов с общей мощностью 6 МВт) в поселке Ангарский Богучанского района, что позволило ежемесячно производить порядка 750–800 Гкал тепловой энергии. Кроме этого, ООО «ЛесСервис» планирует перевести на древесные отходы котельные еще в поселках Гремучий и Красногорьевский.

Специалисты прогнозируют рост российского рынка производства древесных пеллет. В ближайшее время ожидается введение нормативных актов, запрещающих вывоз древесных отходов на полигоны и складирование их в лесу или на свалках. На краевом уровне уже сегодня распоряжением Губернатора Красноярского края от 25.08.2015 № 454-рг предусматривается согласование заявки на реализацию приоритетного инвестиционного проекта в области освоения лесов только при одновременном запуске лесоперерабатывающих мощностей и мощностей по переработке отходов.

Таким образом, производителей древесной продукции стимулируют к тому, чтобы они занимались переработкой отходов. И один из способов такой переработки – производство пеллет. Как мы видим, данное направление в крае динамично развивается и обладает большим потенциалом для дальнейшего роста. Так, в период с 2013 по 2016 годы в Красноярском крае произошло увеличение производства пеллет почти на 30%. В ближайшие три года за счет наращивания объе­мов действующего производства, а также запуска новых площадок прогнозируется увеличение объемов производства пеллет до 175 тыс. тонн или более чем на 20 %.

Журнал «ЛПК Сибири» №2 / 2017

Производство пеллет

Не бывает двух одинаковых гранульных заводов. Каждый проект завода, разработанный нашими инженерами и проектировщиками, уникален, поэтому строительство нового завода невозможно без его детального проектирования.

В основе наших комплексных решений для обработки побочных продуктов лежат значительный опыт и знания в области конвейерных систем, аспирации и производстве тепловой энергии. Мы предлагаем проектирование модульных решений «под ключ» с учетом возможности дальнейшего развития предприятия.


Общие данные и технические параметры:
  • В качестве сырья для производства древесных гранул используется опилок естественной влажности. Возможны также специальные технические решения (с применением рубительных машин), предназначенные для других видов сырья (щепа, отходы обработки пиломатериалов, круглый лес)

  • Топочная камера (теплогенератор) для производства тепловой энергии, необходимой для сушки опилка (~4 МВт), позволяет использовать в качестве сжигаемого топлива как кору, так и древесную щепу. Рекомендуемая теплотворная способность используемого топлива – не менее 10 МДж/кг, влажность – до 55%

  • Производительность одного сушильного барабана для сушки опилка – до 3,5-4,5 тонн в час сухой фракции материала, где доля фракций размером 10×2×0,7 мм составляет до 90%, начальная влажность опилка – до 60%

  • Конечная влажность выходящего из барабана опилка (при выполнении вышеуказанных условий) – 10-12%

  • Производительность одного пресса-гранулятора составляет 3,5-4,5 тонн готовых древесных гранул в час с конечной влажностью 8-10%

  • Помимо барабанных сушилок мы также предлагаем сушилки ленточного типа.

Стандартная комплектация завода:

  • Системы подачи сыпучих материалов с движущимся полом («живое дно») – для подачи коры, сырого и сухого опилка

  • Шнековые, ленточные или скребковые конвейеры для транспортировки сыпучих материалов между различными узлами

  • Оборудование ведущих мировых производителей для подготовки опилка к прессованию, для прессования гранул, их охлаждения и продавливания через матрицу

  • Различные решения для складирования (силосы, складские ангары) и упаковки гранул (мелкая расфасовка, мягкие контейнеры типа Big-Bag)

  • Системы фильтрации с аспирационным трубопроводом для сбора древесной пыли и опилка

  • Управление на базе контроллера Siemens, с визуализацией процесса на рабочем мониторе оператора

  • Несущие конструкции линий и рам обслуживающих платформ изготовлены из прочной стали

Производство топливных пеллет в России

Что такое пеллеты

Одним из современных и экологичных видов топлива являются пеллеты. Топливные гранулы были изобретены в средине 20 века. В наши дни, они с каждым днем обретают все больше и больше популярности.

Пеллеты – это твердое топливо, которое производят из отходов сельского хозяйства и деревообработки. При его изготовлении используется исключительно натуральное сырье. Опилки, щепу, кору иногда торф и другие составляющие, спрессовывают с помощью пеллетайзеров. Эти аппараты также предназначены для изготовления гранулированного комбикорма для скота.

Особенности пеллет

Благодаря особенностям производства, эко топливо имеет много преимуществ перед другими видами топлива:

  • Одна из самых актуальных мировых проблем наших дней, является загрязнение окружающей среды, поэтому изготовление топливных гранул, позволяет преобразовать древесные отходы в полезный продукт.
  • Небольшой размер, цилиндрическая форма и однородная консистенция позволяют автоматизировать процесс пользования пеллетами.
  • Топливные гранулы более плотные и сухие, благодаря этому, они излучают больше тепла, чем другие виды топлива.  Также стоит отметить, что пеллеты имеют существенное преимущество перед углем: после сгорания, эко топливо не нуждается в специальной утилизации.
  • После использования пеллет риск выделения вредных веществ в атмосферу сводится к минимуму в отличие от менее экологичных видов топлива.
  • Одно из самых главных преимуществ перед другими источниками энергии это то, что топливные пеллеты производятся исключительно из возобновляемых природных ресурсов, поэтому они стоят на равне с биоэнергетикой и солнечной энергией.
  • При горении, гранулы выделяют бесцветный дым, который содержит минимальное количество углекислого газа, он не выделяет посторонних примесей и
  • После использования эко пеллет остается зола, которую можно использовать, как удобрения для растений.

Где применяют топливные гранулы

Основная и самая очевидная сфера использования пеллет – отопительные котлы, но они также нашли свое предназначение еще в некоторых областях.

Все чаще топливные гранулы применяются в походных условиях, одна закладка будет излучать тепло примерно 1.5 часа, что значительно удобнее, чем постоянно искать сухие ветки по лесу.

При попадании жидкости на пеллеты, они быстро впитывают влагу и устраняют запахи, что позволило их использовать в качестве наполнителя для кошачьего туалета и подстилок скота. Гранулы полностью экологичны, а значит, безопасны для животных.

Пеллеты в России

Российский рынок топливных пеллет показывает постоянное развитие с самого начала возникновения. Увеличиваются объемы производства и экспорт продукта, доля экспорта составляет примерно 98% на 2019г. Отечественные пеллеты приобретает вся Европа, страны Скандинавии и Англия с их прохладным климатом являются основными покупателями. Большую часть продукции российских экспортеров покупает Дания (более 41%).

В течение последних 3-х лет в России прослеживается как подъем, так и спад изготовления пеллет. В 2019 г. в стране было произведено 1 603 021,5 тонн эко топлива из отходов деревопереработки, что на 14,5% больше объема производства прошлого года. Производство топливных в зимнее время 2020 года возросло на 21,6% к уровню февраля прошлого года и составило 144 914,5 тонн.

Также по этой теме читайте новости

Россия богата бескрайными лесами, но, несмотря на это, занимает 8-е место в мире по объему экспорта пеллет и 3-е место в Европе. В эко топливо перерабатывается лишь 25% от всех древесных отходов в стране.

Топливные гранулы изготавливают во всех регионах России. Значительную часть, около 60%, производит Северо-Западный федеральный округ, на это сказывается близость к Европе. На Дальнем Востоке и в Сибири развивается производство пеллет, для экспорта в Японию и Корею.

В России существует более 250 пеллетных предприятий с общей производительностью вплоть до 3.5 миллионов тонн в год.

В Российской Федерации функционирует стандарт на изготовление топливных пеллет ГОСТ Р 54220-2010. Наиболее популярный диаметр гранул в стране — 6 и 8 миллиметров, некоторые компании производят продукцию диаметром 4 и 12 миллиметров. Для промышленности выпускается топливо с зольностью до 3%, для частного потребителя — до 1%.

Влияние на окружающую среду

Применение вышесказанных отходов в производстве древесных гранул, позволяет сохранять природный углеродный обмен. Во время горения пеллет выделяется углекислый газ, который равен объему у.г. при естественном гниении древесины. Продукт, произведенный из возобновляемых ресурсов, поддерживает стабильный уровень экологической обстановки. Благодаря утилизации отходов с помощью производства топливных пеллетов, в лесах не накапливаются перегнивающие массы, тем самым освобожденные участки леса вновь засаживаются деревьями.

Где купить топливные пеллеты

Компания «Древесные технологии» производит топливные гранулы из мягкой древесины и древесины хвойных пород. Продукция соответствует техническим требованиям (влажности, плотности, размера, зольности, содержания серы и азота) и нормам безопасности. Наши заказчики, попробовав однажды использовать топливные гранулы, не хотят возвращаться к дровам, газу или углю.

Если у вас остались вопросы, звоните: + 7 (831) 339-14-60.

Производство пеллет из лузги — технология, характеристики и применение

Пеллеты из лузги представляют собой побочный продукт — «отходы» при производстве подсолнечного масла. Продукты имеет цилиндрическую форму, и изготавливается из лузги семечек с добавлением связочного материала. Представленные отходы имеют малый процент влажности, и отличаются легким весом.

Основные характеристики пеллет

Топливные пеллеты из лузги подсолнечника часто сравнивают с гранулами древесины, правда те гранулы о которых мы ведем речь имеют свои отличительные особенности. Отходы из семечек, овса или риса могут достигать диаметра от 0.5 до 0.8 сантиметров. По теплотворной способности они не проигрывают гранулам из древесины, а вот стоимость продукта на порядок ниже.

Качественная пеллета имеет серый глянцевый цвет. Она должна быть хорошо просушена, что можно определить по весу. На ней не должны присутствовать всякого рода дефекты, по типу трещин. Если при осмотре товара были обнаружены дефекты, то скорее всего, производитель нарушил технологии производства, и процент влажности в помещении превышал допустимую норму.

Характеристики пеллет из лузги:

  • Массовая доля воды — до 10%.
  • Допустимый процент золы — 3.
  • Водород — 6.
  • Теплота сгорания — 22.
  • Запах — характерный для шелухи риса, овса, подсолнечника.
  • Цвет — серый.

Пеллеты из подсолнечника сегодня широкого используются для растопки твердотопливных котлов.

Важно! Эксперты отмечают, что регулярное использование пелет из отходов может пагубно повлиять на состояние твердотопливного котла. Масла, которые выделяются во время топления, приводят к образованию креозита, что в свою очередь понижает продуктивность котла.

Поговорим о технологии производства?

На первый взгляд может показаться, что шелуха подсолнечника — абсолютно ненужный отход от которого нужно побыстрее избавиться. Но активные предприниматели уже давно знают, что сырье может принести не слабый доход. Пеллеты из лузги пользуются сегодня огромным спросом, а все за счет доступной цены и теплотворной способности.

Пеллеты из лузги подсолнечника производят путем прессования измельченной скорлупы. Выше уже было отмечено, чтобы добиться необходимой вязкости современные производители добавляют специальный «вяжущий» материал с клейкой структурой.

Среди основных преимуществ гранулированных отходов, стоит отметить:

  1. Простота хранения. Гранулы не подвержены гноению. Если хранить в теплом и сухом месте, то они не потеряют первоначальных свойств долгое время. Обратите внимание, хранение пеллет во влажном пространстве может привести к ухудшению теплообменных свойств.
  2. Безопасность. Топливные пеллеты не взрывоопасны, более того им не свойственно самовоспламенение.
  3. Экологическая безопасность. Поскольку гранулы могут производиться из подсолнечника, риса, овса и т.д. — этот материал можно отнести к экологически-чистым продуктам. Гранулы не содержат вредных ядов и токсинов. Они не выкидывают в окружающею среду опасных веществ.
  4. Доступная цена. Пеллеты из подсолнечника отличаются низкой стоимостью.

Производство пеллет из лузги подсолнечника, риса или овса невозможно представить без современного оборудования, а именно: дробилок, пресс-грануляторов, бункерных фракций, охлаждающих колон и транспортеров. Благодаря применению инновационного оборудования можно говорить не только об улучшении качества гранул, но и об увеличении производства представленного продукта.

Производство пеллет из лузги подсолнечника, проходит в несколько этапов:

  1. Измельчение сырья.
  2. Процесс гранулирования.
  3. Охлаждение.
  4. Фасовка.

Одной из главной особенности гранул считается их функциональность. Благодаря низкой биохимической активности, владелец может хранить материал продолжительное время. Плюс к этому, их очень удобно транспортировать, поскольку они отличаются сыпучестью и маленькими размерами.

Сфера применения

Вид пеллета определяется сырьем, которое было использовано в ходе производства. Белые и серые гранулы чаще всего применяют для отопления жилых домов. Пеллеты из лузги овса обладают хорошими теплотворными свойствами, и к тому же их стоимость порадует любителей экономии. Пеллеты из лузги риса могу похвастаться хорошей плотностью, поэтому их можно применять не только для домашних твердотопливных котлов, но и для котлов с большей мощностью.

Гранулы темного цвета, в состав которых входит шелуха подсолнечника имеет достаточно широкую область применения. Например, подобные пеллеты разбавляют с водой, и дают на подкормку крупнорогатому скоту. Поскольку в состав пеллет для отопления входит большое количество коры, их можно применять во время зимнего периода на производстве и в маленьких населенных пунктах.

Спрос на биологическое топливо растет с каждым годом. И это не удивляет. Во-первых, продукт относится к экологически чистому топливу. Во-вторых, цена остается на доступном уровне. А поскольку цены на нефть и газ увеличиваются, спрос на пеллеты будет только возрастать.

Итак, пеллеты применяют:

  1. В качестве топлива.
  2. В качестве подкормки для крупнорогатого скота, но технология производства продукта слегка отличается.

Пеллеты — прекрасная альтернатива нефти и газу. Гранулы позволят длительное время сохранять тепло в помещении. Пеллеты удобно хранить, и транспортировать. Благодаря малому весу, обеспечивается мобильность продукта. Их можно хранить непосредственно возле твердотопливного котла, поскольку они не отличаются самовоспламеняющимися и взрывными свойствами.

Приобрести качественные и недорогие пеллеты посетитель может в нашем интернет-магазине. Мы постоянно улучшаем сервис своего обслуживания, чтобы наши постоянные и новые клиенты возвращались к нам вновь и вновь. Чтобы приобрести интересующий товар, пожалуйста, позвоните по номеру телефона, указанному на сайте.

Смотрите также:

Производство пеллет — Оборудование для бизнеса G2R

Цель проекта

Организация бизнеса по производству топливных гранул – пеллет.

Производимая продукция

Пеллеты (топливные гранулы)— биотопливо, получаемое из торфа, древесных отходов и отходов сельского хозяйства. Представляет собой цилиндрические гранулы стандартного размера. Актуально для владельцев домов, не имеющих газопровода.

Преимущества данного бизнеса

  1. Низкий уровень риска
  2. Безотходность производства (нет издержек)
  3. Быстрые сроки окупаемости проекта
  4. Высокий уровнем рентабельности

Начальные вложения

Линия оборудования (из Китая) 1 – 2 млн.р. + 1 млн. р. (коммерческие расходы).

Себестоимость продукции за т.:

2.5 тыс.р.

Розничная цена за т.

6.5. тыс.р.

Рентабельность бизнеса

50% – 80%

Срок окупаемости

3-6 месяцев.

Технологический процесс производства

Сырье → дробилка → сушилка → пресс-гранулятор → топливные гранулы → ленточный конвейер для подачи сырья после сушки к прессам → шнековый конвейер.

Для запуска и осуществления контроля работы данного оборудования, потребуется 3-5 специалистов. Но, следует помнить, что количество наемных рабочих всегда зависит от размера вашего производства. Больше производительность – больше оборудования – больше работников.

Коммерческое предложение по поставке пеллетного мини-завода

Скачать PDF файл

Коммерческое предложение по станку для производства пеллет

Скачать PDF файл

Коммерческое предложение по поставке пеллетных теплогенераторов

Скачать PDF файл

Если вы загорелись идеей организации бизнеса по производству топливных пеллет, мы сможем привезти вам оборудование с любыми техническими характеристиками, а так же любой комплектации: как целую линию оборудования, так и отдельные производственные станки.
Оставляйте заявку, будем рады помочь вам!

Рассчитать цену с доставкой Найти похожее оборудование

Стоимость создания завода по производству древесных пеллет — Купить высококачественную пеллетную мельницу для производства пеллет из биомассы

Древесные пеллеты являются важным товаром в мире для промышленного и домашнего использования. Гранулы — это обычный вид биомассы. Стало выгодно построить завод по производству древесных гранул .


Пеллеты из древесных опилок
Гранулы биомассы, произведенные на грануляторе

Благодаря постоянному использованию топливных гранул из биомассы, машины для производства гранул широко используются в линии по производству древесных гранул .Кроме того, установка полной линии по производству древесных гранул может производить рентабельные гранулы, что продолжит расширять рынок оборудования для производства гранул из биомассы. Также есть хорошие перспективы для открытия бизнеса по производству древесных пеллет. ( Подробнее: Руководство Начало Производство древесных пеллет >> )


Запуск завода по производству древесных гранул с низкими затратами
Успешные проекты завода по производству древесных пеллет

Надежный поставщик завода по производству древесных пеллет — ABC Machinery

У любого, кто заинтересован в производстве древесных гранул, будет много вопросов о создании завода по производству древесных гранул и бизнеса по производству древесных гранул, например,

.
  • Каковы тенденции развития мирового рынка топливных гранул из биомассы? Действительно ли это выгодно?
  • Какое сырье можно использовать для производства пеллет из биомассы? Подходят только древесные опилки?
  • Сколько будет стоить строительство завода по производству окатышей? Какова финансовая рентабельность завода по производству окатышей?

ABC Machinery работает в индустрии биомассы не менее 20 лет и специализируется на разработке и производстве машин для производства гранул из биомассы. За эти годы мы реализовали множество линий по производству древесных гранул под ключ по всему миру, например, в Японии, Италии, Перу, Индонезии, Малайзии, Австралии, Латвии, Вьетнаме, США и т. Д. Добро пожаловать, чтобы связаться с нами, чтобы получить подробный отчет по проекту.

Мы стали свидетелями стремительного развития мировой индустрии древесных гранул, и мы растем вместе с ее развитием. Мы гарантируем, что это определенно выгодно и имеет большой потенциал для начала бизнеса по производству древесных гранул.( Подробнее: Продажа мобильных пеллетных заводов >> )

Здесь мы предлагаем некоторую информацию для ознакомления!

Тенденция развития мирового рынка древесных пеллет


Огромный рынок древесных пеллет

Общеизвестно, что для каждой страны рынок пеллет можно разделить на два рынка: местный рынок и зарубежный рынок, они включают:

Бытовые потребители используют биомассу или древесные гранулы для отопления своих домов или рабочих мест, таких как квартиры, офисы, школы и другие общественные или деловые здания. Они будут иметь ежегодный регулярный спрос на пеллетное топливо и будут запасать свои потребности перед зимним сезоном. Потребность бытовых потребителей достигнет сотен тонн в год. Это число, вероятно, будет увеличиваться, поскольку количество жителей обычно увеличивается время от времени. Жители считают, что древесные гранулы будут удобными и экологически чистыми. ( Связанное сообщение: Самодельная пеллетная мельница >> )

Промышленные потребители будут использовать пеллеты для своих промышленных нужд, например, в качестве машинного топлива.Поскольку проблема окружающей среды является серьезной проблемой для многих правительств, промышленным игрокам приходится искать возобновление леса или альтернативный источник для производства пеллет. Таким образом, в настоящее время увеличивается количество промышленных целей использования пеллет, поскольку это более экономично, чем использование минерального масла или природного газа, что экономит промышленность более чем вдвое меньше затрат на отопление. Эта экономическая ценность также может быть применена к бытовым потребителям. ( Связанное сообщение: Промышленная машина для производства древесных гранул >> )

Ранее указывалось, что бизнес, связанный с производством древесных пеллет, вероятно, возрастет.Поскольку промышленный спрос на материалы, связанные с отоплением, такие как древесные гранулы, растет, число производителей и экспортеров увеличивается. Основными потребителями древесных гранул будут страны с зимним сезоном, такие как Европа, Америка и Канада.


1 т / ч Завод по производству древесных пеллет в Великобритании

Сырье для производства гранул биомассы


Сырье для производства древесных пеллет

Основными источниками сырья для получения древесных гранул являются: Древесные остатки от процесса производства древесины, такие как опилки и древесная щепа; Заготовленная, но некачественная древесина; Древесные отходы или мусор; Трава; Кукуруза; Биогаз и другие отходы сельского и лесного хозяйства и т. Д.Если вы не знаете, может ли ваше сырье производить гранулы или нет, вы можете отправить нам на испытания гранулирования. Не стесняйтесь обращаться к нам напрямую!

Рост

Хвойная древесина

Твердая древесина

Итого

Все

124 998

106 581

231 579

Январь

86,564

21 230

107 793

Непиловочный

38 434

85 352

123 786

В Канаде древесные гранулы производились из отходов лесозаготовок или лесопилок.Сюда входят остатки лесопилок, такие как древесная пыль, остатки древесной стружки, небольшие коры деревьев, мертвые деревья, зараженные болезнями и насекомыми, и отходы бревен, оставленные лесопилками в лесу после завершения процесса рубки. Сюда также входят части тела дерева, которые не подходят для других приложений. Производство древесных гранул превратит эти отходы в экономически выгодное, экологически чистое и безопасное для будущего твердое биотопливо. ( Последние новости: Запасные части для малых грануляторов в Канаду >> )

В других странах, таких как Австрия, было бы не так сложно найти сырье или сырье для производства древесных гранул.Поскольку Австрия является одной из самых богатых лесами стран Европы, очень легко найти источник сырья. Сырье возобновляемо под надзором государства. ( Связанный проект: Комплектное оборудование для производства древесных гранул 2 т / ч, установленное в Австралии >> )

Создайте свой собственный завод по производству коммерческих древесных пеллет с низкими затратами

Спустя 40 секунд видео вы начинаете видеть процесс производства древесных пеллет Traeger: Видео — Traegergrills.com

Сырье и подготовка

Traeger имеет дело с целым рядом материалов древесной биомассы для производства своих древесных гранул для барбекю: Image — Traegergrills.com

Одна из областей, в которой Traeger использует другой (и в целом) более сложный процесс производства гранул, связана с широким спектром сырья.Они производят древесные гранулы для барбекю из гикори, мескита, яблока, вишни, дуба, ольхи, пекана, клена и других смесей. Это серьезное управление сырьем, о котором нужно позаботиться. Также интересно отметить, что Traeger, похоже, производит древесные гранулы из цельных бревен.

Это мешок 20 фунтов смеси Traegers Signature, состоящей из различных пеллет из твердой древесины. По сути, хороший универсал для приготовления практически любого мяса: Изображение — Amazon

Обычно на типовой установке по производству топливных пеллет вы готовите стандартное сырье, как правило, древесину хвойных или твердых пород.Затем вы настраиваете завод для работы с этим конкретным сырьем. Это может включать установку молотковой мельницы с грохотом определенного размера. Это также может включать настройку сушилки на определенную скорость вращения. Наконец, это может включать использование специальной фильеры с правильной степенью сжатия в грануляторе. При слишком низкой степени сжатия древесные гранулы не образуются. Если степень сжатия слишком высока, это приведет к блокированию фильеры гранулятора. С Traeger у них есть несколько разных пород древесины, которые нужно обрабатывать отдельными партиями.Следовательно, производство древесных пеллет постоянного качества без блокировки фильеры будет сложнее, чем на типичной установке по производству пеллет для печей и котлов.

Теперь, когда вы посмотрите видео, если вы внимательно посмотрите, то заметите, что рассказчик делает важное замечание. Он утверждает, что другие породы дерева смешаны с ольхой или дубом. Таким образом, смесь пеллет из яблони не на 100%. Неясно, какой процент смеси, используемой для изготовления древесных гранул Trager BBQ, на самом деле составляет яблони.Я не верю, что они смешивают сырье до того, как будут произведены древесные гранулы. Как упоминалось выше, это усложнит процесс и затруднит контроль качества гранул. Скорее всего, они смешивают отдельные партии древесных гранул перед упаковкой.

В то время как все разновидности древесных пеллет Traeger содержат только 100% пеллеты из твердой древесины, в пакете с ароматом Apple это не 100% яблоня: Изображение — Amazon

Уменьшение размера с помощью молотковой мельницы

Фронтальный погрузчик загружает древесную биомассу в кормушку молотковой дробилки: Image — Traegergrills.com

Первой частью завода по производству древесных гранул Traeger, по-видимому, является их загрузочный бункер с желобом для молотковой дробилки. Затем шнек и ленточный конвейер будут подавать этот материал с контролируемой скоростью в молотковую мельницу. Молотковая мельница, вероятно, оснащена 5-миллиметровым экраном, поскольку Traeger производит 6-миллиметровые древесные гранулы BBQ. Материал, производимый на молотковой мельнице, теперь имеет небольшой постоянный размер частиц, подходящий для гранулирующей мельницы. Однако сначала сырье необходимо высушить до идеального содержания влаги.

Сушка древесных опилок перед гранулятором

Если вы читали мою главную страницу о том, как производить древесные гранулы, вы знаете, что правильное содержание влаги очень важно. Поскольку это крупный завод по производству пеллет, Trager использует большую роторную сушилку. Само видео на самом деле не демонстрирует правильно порядок их процесса, показывая изображения гранулятора перед изображениями этой ротационной сушилки.

Traeger использует большие роторные сушилки для снижения содержания влаги в материалах, готовых к использованию в грануляторе: Image — Traegergrills.com

Вам необходимо настроить скорость вращения сушилки в соответствии с влажностью сырья в обрабатываемой вами древесине. Как правило, оптимальное содержание влаги для гранулятора составляет 12%. . Как было сказано в начале этого поста, Traeger сталкивается с серьезными проблемами из-за широкого спектра материалов из древесной биомассы, которые им приходится обрабатывать. В зависимости от того, как долго материал находился во дворе, это повлияет на исходную влажность. Проверка влажности сырья и изменение скорости вращения сушилки может оказаться очень трудоемким.Более того, если вы ошибетесь, это может нарушить весь процесс. Это может даже привести к засорению фильеры гранулятора.

Хотя это не показано на видео, я могу представить, что у них есть встроенные инфракрасные влагомеры. Они постоянно контролируют сырье, когда оно попадает во вращающуюся сушилку. Затем компьютер может регулировать скорость сушилки в соответствии с широким спектром различного сырья, которое должна обрабатывать эта установка для производства гранул. Хотя эти встроенные инфракрасные влагомеры могут быть очень дорогими, на таком заводе по производству пеллет они могут оказаться бесценными.Кроме того, вы также должны помнить, что это древесные гранулы для барбекю. По соотношению цены и веса древесные гранулы для барбекю приносят наибольшую прибыль по сравнению с любыми другими древесными гранулами, продаваемыми в качестве топлива или подстилки для животных.

Гранулятор с большой кольцевой матрицей

В чем процесс производства древесных гранул Traeger отличается от производства стандартных топливных гранул, так это в использовании пищевого соевого масла. Растительное масло часто подается в грануляторы через капельные резервуары или перистальтические насосы, чтобы снизить давление внутри фильеры и избежать засорения фильеры.Однако слишком много масла снизит сжатие древесных гранул до точки, при которой они не будут иметь достаточной плотности. Плотность древесных гранул имеет решающее значение для эффективного сгорания.

Traeger использует гранулятор с большой кольцевой матрицей и пищевое соевое масло для облегчения процесса: Image — Traegergrills.com

Древесные пеллеты Traeger производятся из пищевого соевого масла, так как это пеллеты для барбекю. Дым от древесных гранул Traeger проникает в пищу, создавая нежный и восхитительный аромат древесного дыма.Поэтому в данном случае рекомендуется использовать пищевое масло. При производстве стандартных древесных гранул для облегчения процесса обычно используются другие связующие для гранул.

Различия между грануляторами с кольцевой матрицей и плоской матрицей?

Компания Traeger решила использовать гранулятор с кольцевой матрицей вместо гранулятора с плоской матрицей. Преимуществами кольцевой фильеры являются увеличенный срок службы валков и фильер, более стабильное качество гранул и меньшая потребляемая мощность на тонну производимых гранул. Материал постепенно подается в центр гранулятора с кольцевой матрицей.Тип гранулятора с кольцевой матрицей, который использует Trager, представляет собой вертикально установленную матрицу, однако существуют варианты с горизонтальной установкой с кольцевой головкой.

Типовая конструкция гранулятора с кольцевой матрицей

Обычно два ролика расположены на внутренней стороне матрицы, гранулы производятся на внешнем крае матрицы. Ролики фактически не прилегают к поверхности матрицы. Не должно быть контакта металла с металлом. Ролики установлены с небольшим зазором, обычно 1 мм, чтобы создать ковер из материала напротив матрицы.Этот зазор улучшает качество гранул, а также увеличивает срок службы валков и матриц.

В настоящее время существуют большие грануляторы с плоской матрицей, используемые для производства древесных гранул на коммерческих заводах по производству гранул. Однако это встречается гораздо реже, поскольку они не так эффективны, как грануляторы с кольцевой матрицей. Что касается мелкосерийных машин, особенно недорогих, это обычно грануляторы с плоской матрицей. Наиболее часто встречающиеся небольшие грануляторы с плоской матрицей производятся, как вы, наверное, догадались, в Китае.

Можно ли изготавливать древесные гранулы BBQ с помощью небольшой гранулятора с плоской матрицей? : Изображение — Amazon

Можете ли вы производить древесные гранулы / древесные гранулы BBQ с помощью такой небольшой грануляторной мельницы с плоской матрицей, как эта? Технически да, я сделал это сам, как вы можете прочитать на моей странице о компании.Однако вы должны знать, что это непросто и может сильно расстроить. Если вы можете достаточно точно контролировать процесс / сырье, это можно сделать.

Охлаждение древесных пеллет и упаковки Traeger BBQ

После охлаждения древесных пеллет Traeger они готовы к упаковке в мешки по 20 фунтов: Image — Traegergrills.com

После того, как древесные гранулы покидают гранулятор, их необходимо охладить перед упаковкой. Древесные гранулы покидают гранулятор горячими.Поскольку древесные гранулы все еще содержат 7-10% влаги, если их поместить в горячий пластиковый пакет, они потеют и развалятся. Пластиковые пакеты используются потому, что они очень важны для защиты древесных гранул от влаги. Поэтому очень важно дать древесным гранулам остыть, прежде чем они будут упакованы в мешки. Будут использоваться большие противоточные охладители, где вентилятор протягивает воздух через гранулы и выводит влажный воздух наружу.

На скриншоте из видео выше вы можете увидеть, как оператор наполняет стандартные 20-фунтовые мешки.Это типичный размер мешка, который также используется для топливных пеллет. Однако вы также можете приобрести древесные гранулы Traeger BBQ и другие бренды в небольших мешочках. Их можно приобрести как часть набора, чтобы попробовать и ассортимент древесных гранул для барбекю в дымовом котле.

Это ряд различных древесных гранул для барбекю, производимых другим популярным брендом BBQrs Delight: Изображение — Amazon

Выводы о том, как производятся древесные пеллеты Traeger

В целом, процесс очень похож на то, как я описываю процесс производства пеллет в других своих постах.Основное отличие древесных пеллет Traeger — это широкий спектр различных пород, с которыми им приходится иметь дело. Кроме того, они производят пищевой продукт. Поскольку компании Traeger приходится закупать широкий спектр древесных пород, логистика доставки этого различного сырья на завод по производству окатышей в достаточных количествах должна быть сложной задачей.

Однако важно помнить, что древесные гранулы для барбекю очень прибыльны. У меня есть пост о лучших древесных гранулах для барбекю, если вы хотите просмотреть все конкурирующие бренды.Поэтому, хотя для этого потребуется больше времени и усилий, а их сырье будет стоить дороже, результаты того стоят. Я также должен признать, что после того, как я впервые использовал древесные гранулы для барбекю, еда, приготовленная на моем газовом барбекю, показалась мне немного скучной! Пожалуйста, ознакомьтесь с моим руководством по грилю / коптильне на древесных гранулах, чтобы узнать больше.

Нажмите выше, чтобы получить подсказки, которые помогут вам найти гриль / коптильню на гранулах в рамках вашего бюджета.

границ | Оценка этапов процесса предварительной обработки, производства пеллет и сжигания для энергетического использования пшеничной мякины

Введение

С тех пор, как в 2001 году вступила в силу Директива ЕС о продвижении электроэнергии, производимой из возобновляемых источников энергии, использование возобновляемых источников энергии находится в центре экополитического внимания.Для достижения цели покрытия 20% конечного спроса на энергию в ЕС за счет возобновляемых источников к 2020 году энергетическое использование остатков биомассы и мобилизация новых потенциалов биомассы имеют жизненно важное значение (Директива 2009/28 / EC, 2009). Использование остатков биомассы имеет существенные преимущества, так как не требует дополнительных площадей и не конкурирует с пищевой промышленностью. Пшеничная солома — такой остаток биомассы с неиспользованным энергетическим потенциалом. Это побочный продукт ежегодного сбора урожая, который обычно остается на поле.Там он служит источником гумуса и питательных веществ для почвы. В зависимости от методов ведения сельского хозяйства и местных условий, таких как климат и тип почвы, остатки урожая могут собираться с разной скоростью, не влияя на баланс почвы (Cherubini, Ulgiati, 2010; Monteleone et al., 2015). Weiser et al. (2014) оценивают коэффициент удаления 0,33 для обеспечения стабильного баланса почвы. Общий собранный материал состоит примерно из 50% (мас. / Мас.) Кукурузы, 25% (мас. / Мас.) Соломы и 25% (мас. / Мас.) Половы (Stern, 2010).При ежегодном урожае в 152 млн тонн пшеницы, выращенной в странах ЕС-28, полова представляет собой потенциал биомассы в размере 38 млн тонн в год (EUROSTAT, 2017). Низшая теплотворная способность полбы полбы варьируется в литературных источниках от 15,1 до 16,8 МДж / кг (Kiš et al., 2017; Wiwart et al., 2017). Учитывая самую низкую теплотворную способность 15,1 МДж / кг и степень удаления 0,33, пшеница и солома полбы имеют теоретический потенциал 191 ПДж / год в ЕС.

Однако сбор соломы дает больше преимуществ, чем предоставление неэксплуатируемого источника энергии.Сельскохозяйственное производство все больше борется с засорением устойчивых к гербицидам сорняков (Jacobs, Kingwell, 2016; Peterson et al., 2017). Согласно международному исследованию устойчивых к гербицидам сорняков, количество устойчивых сорняков увеличилось вдвое с 1998 по 2017 год во всем мире (Heap, 2018). Во время уборки большая часть собранных семян сорняков попадает в фракцию половы, и, таким образом, сбор половы предотвращает попадание семян сорняков в почвенный банк (Walsh and Newmann, 2007; Douglas et al., 2013; Чаухан и Махаджан, 2014). Сбор половы может повысить урожайность за счет снижения загрязнения сорняками в последующие годы. Одновременно создается новый потенциал биомассы. С экологической точки зрения использование соломы в качестве энергии способствует нейтрализации CO 2 и устойчивому энергоснабжению. Кроме того, это создает дополнительную экономическую выгоду от сельскохозяйственных полей и интенсифицирует использование сельскохозяйственных земель.

Шелуха — неоднородная смесь, состоящая в основном из шелухи и соломы.В то время как сжигание и энергетическое использование соломы уже хорошо изучено и применяется, для соломы это пока недостаточно изучено. Ожидается, что солома будет полезным топливом для процессов горения из-за низкого содержания хлора и высокой температуры плавления золы (Stern, 2010; Heidecke et al., 2014). Низкая температура плавления, высокая зольность и высокое содержание Cl, N и щелочных металлов увеличивают технические затраты на сжигание соломы (Salzmann and Nussbaumer, 2001; Kaltschmitt et al., 2009; Wang et al., 2014). Таким образом, предварительная сортировка соломы для сортировки соломы может быть полезна для горения. Это потенциально приводит к меньшим техническим и финансовым затратам на сжигание. Необработанная полова имеет низкую насыпную плотность около 56 кг / м 3 3 (McCarntey et al., 2006). Поэтому его использование связано с высокими транспортными и логистическими расходами. Гранулирование половы может оптимизировать логистику за счет уменьшения объема транспортировки и хранения. Чтобы оценить гранулируемость половы, необходимо найти оптимальные параметры.

Эта работа представляет собой первое исчерпывающее исследование о возможности использования соломы в качестве энергии посредством сжигания. Были проведены первые исследования и понимание эффекта предварительной сортировки, гранулируемости половы и поведения при горении.

Материалы и методы

Пшеничная мякина

Исследуемый материал представляет собой половину озимой пшеницы, собранную в Германии в 2015 году. Эта солома была собрана компанией Claas Selbstfahrende Erntemaschinen GmbH и с тех пор хранилась в запечатанном виде.На момент исследования материал имел содержание воды 7,5% (мас. / Мас.). Исходная фракция половы состоит в основном из шелухи длиной 0,8 см и соломы длиной 1–20 см. Насыпная плотность 34 г / л.

Подержанные устройства

Пресс-гранулятор

Используемое устройство для гранулирования — пресс 14-175 фирмы Amandus Kahl. Это пресс с плоской матрицей (рис. 1). Могут применяться фильеры с различным соотношением l / d. Плашки различаются длиной отверстий (l) и имеют диаметр отверстия (d) 6 мм.Термопара позволяет контролировать температуру на внешней стороне матрицы. Подача пресса осуществляется вручную сверху. Полученные гранулы падают на вибрационное сито с размером ячеек 4 мм и общей длиной 1,3 м.

Рис. 1. Б / у пресс с плоской матрицей 14-175 производства Амандуса Калья.

Большая печь для кинетических исследований (LOKI)

Эксперименты по горению проводились в большой печи для исследования кинетики (LOKI). На рисунке 2 представлена ​​схематическая компоновка духового шкафа.Сам реактор представляет собой трубку из кварцевого стекла диаметром 198 мм и длиной 1610 мм. Газопроницаемая фритта разделяет трубку на две зоны печи (OZ1 и OZ2). Духовка позволяет нагревать до 900 ° C при максимальной скорости нагрева 40 ° C / мин. Нагревательные элементы двух зон печи регулируются отдельно. Установка реактора обеспечивает определенную атмосферу внутри зон печи. В нижнюю зону печи (OZ1) можно подавать технический воздух, азот или их комбинацию. Верхняя зона печи (OZ2) может снабжаться техническим воздухом и служит вторичной камерой сгорания для выделяемых газов.Регулятор расхода может устанавливать объемный расход соответствующих газов. Реакторная установка предоставляет кинетическую информацию о массе образца и температуре образца при тепловом воздействии.

Рис. 2. Схематическое изображение используемой крупномасштабной печи для кинетических исследований (LOKI).

Масса образца измеряется системой весов. Поэтому корзина из стекловолокна с широкими ячейками устанавливается на подвес для образца, который соединен с весами. Образец помещается в корзину.Чтобы предотвратить воздействие на весы, во время экспериментов систему весов непрерывно продувают азотом. Температура ядра образца измеряется путем наклеивания образца на термопару типа k (термопара 1). Термопара закреплена на фланце, закрывающем нижнюю часть реактора. Подвеска образца и фланец перемещаются пневматическими линейными системами. В начале исследования образец перемещается вверх в середину OZ1. Переход вверх занимает 3 с. Из-за движения сигнал весов нарушается.После достижения конечного положения потерю массы можно фиксировать без перерывов.

Устройство газового анализа позволяет измерять O 2 , H 2 O, CO 2 и CO в выхлопных газах. H 2 O, CO 2 и CO измеряются с помощью недисперсной инфракрасной технологии (NDIR). O 2 измеряется электрохимическим методом. Газовая труба нагревается для предотвращения конденсации выхлопных газов.

Весы работают по принципу вибрирующей проволоки.Натянутый провод после электромагнитного воздействия вибрирует с собственной частотой. Масса образца изменяет натяжение проволоки, что приводит к изменению ее собственной частоты. Это превращается в массу.

Экспериментальные процедуры

Предварительная обработка

В качестве предварительной обработки пшеничную солому просеивали с помощью барабанного сита для сортировки соломы. Ситовые отверстия первой половины барабанного сита имеют круглую форму диаметром 8 мм. Ситовые отверстия второй половины барабанного сита имеют удлиненную длину 21 мм и ширину 8 мм.Путем предварительного просеивания 20% (мас. / Мас.) Исходной фракции половы было отсортировано как крупная фракция, состоящая в основном из соломы. Мелкая фракция состоит в основном из шелухи и мелкой тонкой соломки до 5 см. Насыпная плотность мелкой фракции составляет 50 г / л. Эксперименты по гранулированию и сжиганию проводились с исходной половиной и мелкой фракцией.

Гранулирование

Каждое испытание по гранулированию проводили с 3 кг сырья. Первоначально сырье сушили в печи при 80 ° C, чтобы обеспечить определенное содержание воды для экспериментов.Фракция крупной половы f была измельчена с помощью режущей мельницы до максимального размера 8 мм для обеспечения плавной подачи в пресс-гранулятор. Мелкая фракция половы помола не требовала. Сухой материал и возможные связующие были смешаны с водопроводной водой для корректировки предполагаемого начального содержания воды для экспериментов по гранулированию. Перемешивание производили в обычной бетономешалке в течение не менее 20 мин или до однородности смеси.

Перед каждым испытанием матрицу предварительно нагревали до тех пор, пока термопара на внешней стороне матрицы не показывала> 50 ° C, поскольку температура стеклования соломы составляет от 53 до 63 ° C (Whittaker and Shield, 2017).Матрицу предварительно нагревали путем добавления предварительно измельченного исходного материала в работающий пресс-гранулятор до достижения желаемой температуры за счет трения. Как только температура была достигнута, подача была переключена на желаемое сырье. Полученные гранулы собирали через 5–10 мин гранулирования, чтобы гарантировать полное вымывание исходного материала. Кормление производилось вручную и непрерывно. Скорость валков регулировали в зависимости от потока гранулирования. Гранулы охлаждали до комнатной температуры и хранили в герметичной коробке.

Сгорание

Эксперименты по сжиганию были выполнены с гранулами, полученными с исходным содержанием влаги в сырье 20% (мас. / Мас.). Содержание воды в гранулах мелкой фракции половы составляло 9,3% (мас. / Мас.) И 9,7% (мас. / Мас.) Для исходных гранул половы соответственно. Характеристики горения сравнивали с характеристиками горения коммерческих пеллет из сосны, производимых EcoPowerPlant Sp. Z o. о. с содержанием воды 6,3% (мас. / мас.) (код продукта: 6BFM15W100). Пеллеты из соломы и сосны имеют диаметр 6 мм и длину 16–17 мм.Вес одной гранулы варьировался от 0,57 до 0,61 г.

Эксперименты по сжиганию включали эксперименты по измерению внутренней температуры и потери массы отдельной гранулы, а также массы из семи гранул. Горение проводилось в атмосфере технического воздуха с 21 об.% O 2 с внезапной подачей образца в горячую печь. Объемный расход в OZ1 был установлен на уровне 10 л / мин, а в OZ2 — на 5 л / мин. OZ2 нагревали до температуры 1000 ° C. OZ1 нагревали до 900 ° C.

Для того, чтобы наклеить таблетку на термопару, в таблетке просверлили отверстие шириной 1 мм, так чтобы верх термопары находился в центре таблетки. Через 10 мин, когда преобладали устойчивые условия, образец перемещали вверх в горячую печь. Эксперименты по сжиганию одной гранулы были прекращены через 600 с, а для 7 гранул — через 1400 с соответственно. После этого никакой дальнейшей потери массы и выброса летучих веществ зарегистрировано не было. Все эксперименты проводились дважды.

Методы оценки

Характеристика фракций соломы

Мелкая и крупная фракции половы были охарактеризованы с учетом их элементного состава и соответствующих свойств горения.

Параметры определены согласно нормам:

Низшая теплотворная способность: DIN 51900 (сопоставимо с DIN EN ISO 18125)

Содержание золы: DIN EN ISO 18122

Летучие вещества: DIN 51720 (сопоставимо с DIN EN ISO 18123)

H 2 Содержание O: DIN 51718 (сопоставимо с DIN EN ISO 18134)

C, H, N: DIN 51732 (сопоставимо с DIN EN ISO 16948)

S, класс: DIN 51724-1 и DIN 51727 (сопоставимо с DIN EN ISO 16994)

Тяжелые металлы, питательные вещества: согласно DIN 51729-11 (сопоставимо с DIN EN ISO 16967)

Поведение золы при плавлении: DIN CEN / TS 15370-1

Расчет низшей теплотворной способности на влажной основе (q нетто; wb ) в низшую теплотворную способность на сухой основе (q нетто; db ) был рассчитан в соответствии с

qnet, db = qnet, wb × 100 + 2.443 × w100-w [МДж / кг] w = содержание воды [% (вес / вес)] (1)

после Kaltschmitt et al. (2009).

Оценка успеха гранулирования

По содержанию влаги, индексу прочности гранул (PDI), насыпной плотности (BD) и количеству мелких частиц гранулы классифицируются. Скорость образования гранул (PFR) важна для оценки процесса гранулирования.

Влагосодержание

Для определения влажности образец массой 300 г (m w ) сушили в печи при температуре 80 ° C.Через 24 ч был измерен вес образца, и образец был помещен обратно в печь. Через 48 ч образец вынули из печи и снова измерили вес (m d ). Если потери массы не произошло, влажность (x м ) рассчитывалась согласно

. xm = mw — mdmw × 100 [% (мас. / мас.)] (2)
Индекс прочности пеллет (PDI)

Для оценки механической стабильности гранул долговечность полученных гранул была определена в соответствии с DIN EN ISO 17831-1.500 г гранул (m 0 ) помещали во вращающийся ящик, содержащий ударную дробилку. Ящик вращался 50 раз в минуту в течение 10 мин. После этого образец просеивали с размером отверстий 3,15 мм. Конечный вес крупной фракции (m f ) был измерен, и PDI был рассчитан согласно

. PDI = mfm0 × 100 [%] (3)
Насыпная плотность (BD)

Насыпную плотность гранул определяли с использованием испытательного объема 1 л. Измеряли массу, которая заполнила объем 1 л после легкого встряхивания.Это соотношение представляет собой объемную плотность в г / л.

Сумма штрафов

Для количественной оценки истирания гранул количество мелких частиц (x f ) определяли в соответствии с DIN EN ISO 18846. Приблизительно 500 г гранул (m 0 ) просеивали вручную. Используемое сито имело размер отверстий 3,15 мм. Сито заполняли так, чтобы поверхность была покрыта одним слоем гранул. Размер штрафов рассчитан согласно

. xf = mfinesm0 × 100 [%] (4)
Скорость образования окатышей (PFR)

PFR оценивали путем измерения массы (m P ), которая была собрана за вибрирующим ситом в виде гранул, и массы (m u ), которая просачивалась через вибрирующее сито в виде несжатого материала.PFR — это ориентация для количественной оценки успеха гранулирования и дается как

. PFR = mPmP + mu × 100 [%] (5)

Результаты

Характеристика фракций соломы

В таблице 1 показан элементный состав мелкой и крупной фракции половы, а также их средневзвешенное значение. 80% мелкой фракции и 20% крупной фракции представляют собой исходную половину. Предварительная сортировка соломы значительно снижает содержание Cl. Кроме того, содержание щелочных металлов K и Na ниже в мелкой фракции по сравнению с исходной половиной.Напротив, содержание Si увеличивается. Содержание N во всех фракциях половы составляет от 0,508 до 0,668% (мас. / Мас.) Выше по сравнению с обычным топливом из биомассы, таким как древесина. В таблице 2 показаны дополнительные определенные свойства, относящиеся к горению. Зольность мелкой фракции на 7% выше, чем у исходной соломы. Немного более низкая теплотворная способность мелкой фракции соответствует более высокой зольности.

Таблица 1. Элементный состав фракций половы после просеивания в% (мас. / Мас.) В пересчете на сухое вещество (средние значения со стандартным отклонением).

Таблица 2. Определяемые параметры на сухой основе (усредненное значение со стандартным отклонением).

На рис. 3 показаны измеренные характеристические температуры плавления золы. Спекание начинается для всех фракций ниже 800 ° C. В то время как крупная фракция начинает деформироваться при температурах ниже 1000 ° C, мелкая фракция и исходная полова имеют значительно более высокую температуру деформации (DT)> 1300 ° C. Одно определенное значение DT мелкой фракции на 1095 ° C значительно ниже, чем DT другого измерения при 1377 ° C.Это можно объяснить процедурой определения. Для определения программное обеспечение оценивает форму образца и характеризует его с помощью форм-фактора. Программа определяет DT как температуру, при которой форм-фактор образца на 15% отличается от форм-фактора исходного образца. Изменение форм-фактора не обязательно должно быть вызвано закруглением краев из-за плавления. Следовательно, определение особенно DT подвержено ошибкам. Таким образом, этот выброс, вероятно, связан с оценкой программного обеспечения.Полусфера и температура потока предварительно просеянной половы и исходной половы выше 1500 ° C. Эти значения сопоставимы с температурой текучести древесины (Kaltschmitt et al., 2009). Напротив, для крупной фракции температура потока лишь немного превышает 1200 ° C. По определенным значениям нельзя заметить эффект сортировки. Высокие температуры плавления золы предварительно просеянной половы и исходной половы можно объяснить более высоким содержанием Si и более низким содержанием K в мелкой фракции по сравнению с крупной фракцией (см. Таблицу 1; Stern, 2010).

Рис. 3. Температурные характеристики плавления золы различных фракций (двойное определение).

Эксперименты по гранулированию

Успех гранулирования сильно зависит от используемой фильеры и влажности сырья. Кроме того, можно применять связующие для улучшения успеха гранулирования. Влияние соотношения l / d фильеры, содержания влаги в сырье и добавления крахмала в качестве потенциального связующего обсуждается ниже.

Влияние л / д

Замена матрицы в промышленном прессе для гранул требует больших технических усилий. Поэтому предпочтительно выбирать фильеру, подходящую для широкого диапазона параметров исходного сырья. Чтобы решить, какую головку использовать для дальнейших экспериментов, тонкую фракцию гранулировали с использованием фильеры с отношением al / d 4 (= матрица 4) и 5 ​​(= матрица 5) при начальном содержании влаги 12, 16 и 20%. (ж / б).

Во время гранулирования было замечено, что более высокое отношение l / d приводит к усиленному испарению и, следовательно, к более сухому материалу.Это подтверждается конечным содержанием влаги в полученных гранулах. Все определенные характеристики гранул приведены в таблице 3. В случае сухого материала с исходным содержанием влаги в сырье ≤ 16% (мас. / Мас.) Более высокое отношение l / d уменьшало образование гранул и затрудняло процесс гранулирования. При содержании влаги 12% процесс гранулирования с обеими головками был затруднен. Пресс для гранул часто заклинивал, и пыль просачивалась через матрицу вместе с образованием маргинальных гранул. На штампе 5 процесс был остановлен, так как пресс слишком часто заклинивал.При содержании влаги 16% аналогичные проблемы возникали с матрицей 5. Процесс гранулирования становился затруднительным, когда материал становился слишком сухим из-за испарения. С головкой 4 проблемы уменьшились, и гранулирование прошло гладко. При содержании влаги 20 мас.% Гранулирование было гладким с использованием обеих головок. Гранулы, полученные с помощью фильеры 5, показали лучшую долговечность, более высокую насыпную плотность и более низкое конечное содержание влаги в гранулах (см. Таблицу 3).

Таблица 3. Характеристики полученных окатышей с разной матрицей и из исходного сырья с различным содержанием влаги.

Эксперименты с различными матрицами показали, что гранулирование при влажности 16% на матрице 4 и при влажности 20% на матрице 5 дает хорошие гранулы в сочетании с легкостью гранулирования. В целом, гранулы, полученные с 20% -ным содержанием на матрице 5, показали лучшие характеристики из всех произведенных гранул. Учитывая, что матрица 4 показала приемлемые результаты только при содержании влаги 16%, матрица 5 была выбрана для исследования более широкого диапазона начального содержания влаги для процесса гранулирования.Кроме того, разница в гранулировании исходной половы и мелкой фракции была исследована с использованием фильеры 5.

Влияние исходного содержания влаги

Для анализа влияния начального содержания влаги в сырье сравниваются только эксперименты, проведенные с той же головкой (фильера 5). Эффект был исследован для мелкой фракции, а также для исходной половы путем изменения содержания влаги от 8 до 28% (мас. / Мас.) С шагом в 4 абсолютных% (мас. / Мас.). Проведенные эксперименты представляют собой скрининг гранулируемости половы при различном начальном содержании влаги.Для оценки воспроизводимости эксперименты были повторены при влажности 20 и 24%.

Эксперименты показали, что процесс гранулирования облегчается с увеличением содержания влаги до определенного уровня. Превышение этого уровня быстро снижает стабильность полученных гранул. Если материал слишком сухой, пресс часто заклинивает, и гранулы рассыпаются внутри отверстий и превращаются в пыль. Это показывает связывающую, а также смазывающую функцию воды во время гранулирования.Если начальное содержание влаги слишком велико, уплотнение будет низким, а конечное содержание влаги в гранулах будет слишком высоким. Это приводит к недостаточному сроку хранения гранул. При содержании влаги ≤16% (мас. / Мас.) Для мелкой фракции половы и ≤12% (мас. / Мас.) Для исходной половы полученные гранулы имеют светлый оттенок и их длина варьируется от 3 мм до 15 мм. При влажности 16% (мас. / Мас.) Из исходной половы были получены однородные гранулы длиной от 14 до 16 мм. При содержании влаги 20% (мас. / Мас.) Гранулы имеют характерную длину от 16 до 18 мм, темнее и имеют внешний блеск.При содержании влаги 24% гранулы разных испытаний сильно различаются. Гранулы одного испытания выглядят так же, как гранулы, произведенные на 20%. Гранулы другого испытания короче, не имеют внешнего блеска и частично рассыпаются. Одна из возможных причин такого изменения — недостаточное смешивание воды и сухого корма во время кондиционирования. Другое объяснение — изменение испарения во время прессования из-за разницы температур внутри пресса. При содержании влаги 28% (мас. / Мас.) Гранулы короткие, рассыпчатые и легко разваливаются.В таблице 4 приведены определенные параметры полученных гранул. Низкая насыпная плотность подтверждает недостаточное уплотнение при слишком высоком содержании влаги. Конечное содержание влаги в гранулах зависит от содержания влаги в корме, а также от испарения во время процесса прессования. Этим объясняется различное содержание влаги в производимых гранулах. Гранулы, полученные с содержанием влаги в сырье 28 и 24% для второго испытания, явно превышают предел конечной влажности конечного продукта в 10% (мас. / Мас.).

Таблица 4. Характеристики получаемых окатышей из исходного сырья с различным начальным содержанием влаги (l / d = 5).

Для успешного гранулирования необходимо обеспечить высокий PFR в сочетании с прочными гранулами. На Рисунке 4 показан PFR, а также срок службы полученных гранул. При гранулировании исходной половы содержание влаги 16 и 20% показало гладкое гранулирование в сочетании с долговечностью, превышающей стандарты EnPlus. Для тонкой фракции это относится только к окатышам, произведенным на 20%.Характеристики гранул, полученных с содержанием 24%, сильно различаются между испытаниями.

Рис. 4. Индекс прочности гранул (PDI) и скорость образования гранул (PFR) для гранул пшеничной половы мелкой фракции половы и исходной половы при разном содержании влаги (l / d = 5).

Различные результаты гранулирования при 24% показывают сложность обеспечения однородности процесса. Уже небольшие различия в условиях могут существенно повлиять на процесс гранулирования. Гранулирование при влажности 20% показало хорошую воспроизводимость.Полученные гранулы в обоих испытаниях показали наилучшие результаты как для мелкой фракции, так и для исходной половы, и находятся в хорошем соответствии со стандартами EnPlus.

Эффект связующего агента

Для исследования действия связующего агента добавляли 1 и 2% (мас. / Мас.) Крахмала в пересчете на сухое вещество при начальном содержании влаги в сырье 16 и 28% (мас. / Мас.). Чтобы проверить, позволяет ли добавление связующего использовать фильеру с меньшим соотношением l / d при сохранении качества гранул, его добавляли к мелкой фракции с содержанием влаги 16% (вес / вес), используя фильеру 4.Гранулы, полученные с содержанием воды 16% (мас. / Мас.), Не показали улучшенных характеристик. Чтобы выяснить, требуется ли крахмалу более высокое содержание воды для развития его связывающей функции, его также добавляли при содержании влаги 28% (мас. / Мас.). Здесь также крахмал не мог положительно влиять на свойства гранул, поскольку возникали те же проблемы, связанные со слишком высоким содержанием влаги.

Поведение при горении

Во время всех экспериментов по сжиганию предварительно просеянные и исходные гранулы соломы сохраняли свою форму и только уменьшались в размере.Размер гранул золы после сгорания измеряли на случай, если они не сломались после извлечения из печи. Усадка гранул составляла около 20% по длине и 30% по диаметру. В отличие от древесной золы, зола из соломы была стабильной по размеру (см. Рисунок 5). Это наблюдение соответствует определенной температуре спекания <800 ° C. Черный цвет золы половы может быть признаком того, что окатыш не полностью окислился. TOC золы был определен как 0,67% (± 0,12). Значения были на пределе определения из-за небольшого веса образца.Это показывает, что уже небольшое количество окисляемых элементов может быть причиной черного цвета. Между остатками при температуре горения 800 и 900 ° C никакой разницы не было. Остатки после 1400 с имели частично белые пятна и были немного ярче, чем после 600 с. Изменение цвета может указывать на то, что более длительное время пребывания в духовке привело к дальнейшему выгоранию. Измерение внутренней температуры показало, что древесные гранулы и солома нагреваются с одинаковой скоростью (рис. 6).Пока гранула нагревается, происходят реакции пиролиза и газификации, которые определяют скорость нагрева гранулы. Внезапное падение внутренней температуры древесных гранул примерно через 160 с указывает на то, что древесные гранулы потеряли свою форму и выпали из термопары. Напротив, гранулы половы остаются на термопаре в течение всего эксперимента. Об этом свидетельствует медленное снижение температуры до тех пор, пока внутренняя температура не упадет до температуры окружающей среды. Он остается постоянным через 260–270 с.Постоянная температура указывает на отсутствие дальнейшего окисления.

Рисунок 5. Пеллеты до (слева) и после (справа) горения при 900 ° C; т = 1400 с; вверху: гранулы соломы мелкой фракции; внизу: пеллеты из сосны.

Рис. 6. Температура ядра и остаток одной гранулы во время горения при 900 ° C с V̇ tech.air = 10 л / мин.

Во время удаления летучих веществ в первые 45 с потеря массы половы и сосновой древесины происходит с одинаковой скоростью.Фаза удаления летучих веществ для гранул из соломы на 5–10 с короче, чем для древесных гранул из-за более низкого содержания летучих. Скорость сгорания полукокса одинакова как для соломы, так и для древесины. Примерно через 330 с дальнейшая потеря массы не регистрируется. Более высокая зольность половы по сравнению с древесиной четко видна по остаточным кривым. Между выгоранием исходной гранулы половы и предварительно просеянной гранулы половы различий не наблюдается. График остаточных совпадений для всех экспериментов.Это показывает повторяемость экспериментов и позволяет оценить гранулы половы как потенциальное топливо.

При сжигании семи пеллет в целом ясно видны различные фазы во время горения (рис. 7). Эндотермическое выделение свободной и связанной воды вызывает падение температуры над образцом в течение первых 6–9 с. После этого температура повышается. Пик температуры указывает на окисление выделяющихся газов за пределами гранулы. Температура над образцом стабилизируется после удаления летучих веществ и снижается до температуры окружающей среды.У соломы температура стабилизируется раньше, чем у дерева. Это подтверждает более короткое время улетучивания половы из-за более низкого процента летучих. Окончание фазы удаления летучих веществ происходит на 15–20 секунд раньше по сравнению с древесиной. Во время сжигания полукокса колебания остаточных измерений меньше из-за большей остаточной массы. Примерно через 950 с полова и древесные гранулы больше не теряют в массе.

Рис. 7. Температура над образцом и остаток семи гранул во время горения при 900 ° C с V̇ tech.воздух = 10 л / мин.

Обсуждение

Для проведения всестороннего исследования возможности использования соломы в качестве энергии посредством сжигания, в этой работе были изучены предварительная сортировка, гранулирование и сжигание пшеничной соломы. Ниже приводится оценка этапов процесса предварительной обработки, гранулирования и сжигания на основе выполненных исследований. Свойства горения гранул из соломы сравнивают с гранулами из сосновой древесины, чтобы определить применимость половы для существующих систем сжигания.

Предварительная обработка

В качестве потенциальной предварительной обработки было исследовано предварительное сортирование половы и ее влияние на физические и химические свойства смеси половы. Сортировка соломы увеличивала объемную плотность и упрощала транспортировку. Этот эффект выгоден для процесса гранулирования. Эксперименты по гранулированию показали, что мелкий и однородный размер частиц предварительно просеянной мякины позволяет подавать в пресс для гранулирования без предварительного измельчения. Напротив, исходная мякина требует измельчения перед гранулированием.Зольность предварительно просеянной половы на 7% выше, чем у исходной половы. Зольность предварительно просеянной половы, а также исходной половы примерно на 8% выше по сравнению с древесиной. Такое высокое содержание золы требует специальных мер при сжигании как предварительно просеянной, так и исходной соломы. Следовательно, более высокое содержание золы после предварительного просеивания не оказывает прямого влияния на требуемые технические усилия. Кроме того, предварительно просеянная полова содержит на 27% меньше хлора. Уменьшение содержания хлора в сочетании с уменьшением содержания щелочных металлов, калия и натрия, снижает риск высокотемпературной хлорной коррозии в печах (Kaltschmitt et al., 2009; Ma et al., 2017). Высокотемпературная хлорная коррозия оказывает прямое влияние на капиталовложения и затраты на обслуживание системы обжига. Хотя просеивание в качестве предварительной обработки требует дополнительных усилий, ожидается, что оно будет иметь положительное соотношение затрат и выгод за счет более низкого содержания хлора вместе с улучшенным обращением с предварительно просеянной половиной.

Гранулирование

Гранулирующая полова представляет собой однородное топливо с плотностью энергии 9,7 МДж / м 3 . Объем хранения и транспортировки уменьшается примерно на 93% по сравнению с несжатой половиной.Поскольку полова накапливается ежегодно, ее необходимо хранить круглый год. Принимая во внимание размеры хранения, ожидается, что сжатие выгодно для улучшения логистики, даже если для этого требуется дополнительный этап процесса. Эксперименты по гранулированию показали, что предварительно просеянную, как и исходную солому, можно в достаточной степени гранулировать при содержании влаги 20%. Полученные гранулы соответствуют стандартам ENPlus. Кроме того, эксперименты по гранулированию показали, что для успеха процесса гранулирования требуются единообразные параметры подачи в отношении содержания влаги.Следовательно, необходимо определить влажность половы и, возможно, скорректировать ее во время обработки в промышленных масштабах.

Сгорание

Кинетика реакции сгорания гранул соломы показала, что применение соломы в качестве топлива в установках для сжигания в принципе возможно. Скорость потери массы при удалении летучих веществ для соломы была такой же, как и для сосновой древесины. Тем не менее, время улетучивания соломы в целом было короче из-за более низкого содержания летучих.Потеря массы при сгорании полукокса была одинаковой для древесины и соломы. Тип применяемой технологии сжигания, а также экономичность применения сжигания сильно зависят от технических усилий, требуемых для топлива. В мякине 0,61% (мас. / Мас.) Значительно выше содержание азота, чем в древесине (Amand et al., 2006). Это делает необходимые первичные меры, такие как ступенчатая подача воздуха или топлива, для уменьшения образования NO x и соблюдения установленных законом ограничений (Salzmann and Nussbaumer, 2001).Полусфера и температура потока половы были определены как> 1500 ° C и сопоставимы с характеристическими температурами древесины (Kaltschmitt et al., 2009). Такие высокие температуры деформации и потока могут значительно снизить технические затраты на сжигание. Тем не менее, определенная температура спекания половы была ниже 800 ° C, и эксперименты по сжиганию показали стабильность размеров зольных гранул после сжигания. Такая стабильность размеров, вызванная спеканием, может привести к таким проблемам, как неоднородное распределение воздуха и затрудненный отвод золы в печах.Этому необходимо противодействовать, разжигая слой материала и оптимизировав сброс золы (Wang et al., 2014). Кроме того, зольность предварительно просеянной и исходной половы на 8,4 и 7,6% значительно выше, чем у древесины. Из-за высокого содержания золы техническое применение требует оптимального удаления золы и обеспыливания.

Ожидается, что из-за низкой температуры спекания и высокого содержания золы для сжигания гранул половы необходимо применение подвижной решетки.Подвижные решетки доступны для печей с номинальной тепловой мощностью (NHO)> 150 кВт (Kaltschmitt et al., 2009). Помимо колосниковых топочных систем, для сжигания биомассы применимы также печи с барботажным псевдоожиженным слоем (BFB). По сравнению с системами топки с решеткой они требуют более высоких технических усилий. Сжигание пшеничной соломы в BFB было исследовано Институтом Фраунгофера по эксплуатации заводов и автоматизации IFF (Appelt and Brith, 2016). Во время горения возникли проблемы из-за шлакообразования золы, поэтому они рекомендуют использовать добавки для улучшения плавления золы.Из-за технических усилий и требуемой дополнительной энергии BFB экономически целесообразны для станций с NHO> 5 МВт (Van Loo and Koppejan, 2008; Kaltschmitt et al., 2009). Следовательно, решения для системы обжига зависят от планируемого размера установки.

Заключение

Чтобы оценить энергетическое использование половы пшеницы путем сжигания, в этом исследовании была проведена всесторонняя характеристика половы. Кроме того, потенциальное лечение, такое как сортировка и гранулирование, было исследовано и оценено в соответствии с его эффектами.Наконец, поведение горения было проанализировано, чтобы вывести требования к технической системе зажигания. Такие всесторонние исследования позволили оценить возможность энергетической утилизации соломы. Это исследование показало, что сжигание половы с предварительной сортировкой и гранулированием в качестве предварительной обработки — это реальный подход к энергетическому использованию половы, которого стоит придерживаться.

Эксперименты по гранулированию показали идеальные параметры гранулирования. Кроме того, они показали, что успех гранулирования очень зависит от содержания воды в корме.Это делает необходимым точное кондиционирование корма. Хотя эксперименты представляют собой широкий отбор параметров, необходимы эксперименты в промышленном масштабе, чтобы оценить, может ли гранулирование соломы быть непрерывным процессом без перерывов. Анализ предварительно отсортированной и исходной соломы показал, что предварительное просеивание полезно для улучшения обработки, а также для улучшения характеристик горения. Чтобы сделать окончательное суждение о реализации предварительной сортировки и гранулирования, необходимо подробное тематическое исследование, в котором учитываются требуемые энергетические, технические, транспортные и складские усилия.

Исследования показали, что солома является ценным топливом для использования в энергетике. На основании характеристик горения и наблюдений во время экспериментов сделан вывод, что сжигание соломы требует специальных мер, таких как подвижная решетка и оптимальное удаление золы. Принимая во внимание эти специальные меры, ожидается, что сжигание соломы будет экономичным для печей с номинальной тепловой мощностью> 150 кВт. Чтобы иметь возможность оценить технические требования для оптимального выгорания и удаления золы агломерированной золы, необходимо сжигание в небольшой печи в реальных условиях.Кроме того, необходимо провести эксперименты по измерению состава выхлопных газов, чтобы оценить, необходимы ли специальные меры для того, чтобы оставаться в установленных законом пределах.

Авторские взносы

BW и CG разработали процедуру оценки соломы как потенциального топлива. BW проводила эксперименты. BW и CG проанализировали данные. CG разработал структуру и содержание статьи, BW написал первый черновик статьи. Все авторы рецензировали статью.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Эта работа была выполнена в рамках проекта Sweedhart-Разделение сорняков во время сбора урожая и гигиенизации для увеличения производства биомассы в долгосрочной перспективе. Sweedhart — это транснациональный исследовательский проект, финансируемый в рамках ERA-NET Cofund FACCE SURPLUS (Устойчивое и устойчивое сельское хозяйство для продовольственных и непродовольственных систем), который сформирован в сотрудничестве между Европейской Комиссией и партнерством 15 стран в рамках Совместной программной инициативы по сельскому хозяйству, продовольственной безопасности и изменению климата (FACCE-JPI).FACCE SURPLUS стремится улучшить сотрудничество в Европейском исследовательском пространстве в области разнообразных, но интегрированных систем производства и преобразования пищевой и непищевой биомассы, включая биоочистку. Мы благодарим Федеральное министерство образования и исследований Германии (номер проекта 031B0164A) за финансовую поддержку на национальном уровне. Авторы полностью несут ответственность за содержание данной публикации. Мы также благодарим наших партнеров Christopher Vieregge и Ralf Boelling, CLAAS Selbstfahrende Erntemaschinen GmbH, Харзевинкель, Германия, за предоставление образцов половы, которые использовались для экспериментов по гранулированию.

Список литературы

Аманд Л., Лекнер Б., Эскилссон Б. и Туллин К. (2006). Отложения на трубах теплопередачи при совместном сжигании биотоплива и осадка сточных вод. Топливо 85. 1313–1322. DOI: 10.1016 / j.fuel.2006.01.001

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Аппельт Б. и Брит Т. (2016). «Ergebnisse zur Verbrennung und Vergasung von Stroh und Spreu in Wir belschichtanlagen» в Труды Форума инноваций Spreu Stroh, семинар 2.Лейпциг, 14 марта 2016 г. Добершау-Гаусиг: AgroSax Landtechnik e. В. (организатор) .

Чаухан Б. и Махаджан Г. (ред.) (2014). Последние достижения в борьбе с сорняками . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Спрингер.

Google Scholar

Керубини Ф. и Ульгиати С. (2010). Растительные остатки как сырье для систем биопереработки — тематическое исследование LCA. Заявл. Energ. 87, 47–57. DOI: 10.1016 / j.apenergy.2009.08.024

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Дуглас, А., Ньюман, П., Ковальд, Дж., Микаллеф, Б., Крук, П., и Хилл, Дж. (2013). Эффективность внутрихозяйственных методов сбора семян сорняков во время сбора урожая . Доступно в Интернете по адресу: https://grdc.com.au/__data/assets/pdf_file/0032/99860/wa-weed-seed-harvest-case-studies-pdf.pdf.pdf (по состоянию на 5 апреля 2018 г.).

Директива 2009/28 / EC, (2009). Директива о содействии использованию энергии из возобновляемых источников и о внесении поправок и последующей отмене Директив 2001/77 / EC и 2003/30 / EC.

Куча, И. (2018). Международное исследование устойчивых к гербицидам сорняков . Доступно на сайте www.weedscience.org. (Проверено 16 января 2018 г.).

Heidecke, P., He, L., and Birth, T. (2014). «Energetische Nutzung agraischer Reststoffe mittels thermo-chemischer Wandlung in Wirbelschichtreaktoren», в стенограмме конференции DGMK-Fachbereichstagung Konversion von Biomasse. Ротенбург а. d. Фульда, 12.-14. Апрель 2014. 203–210. Реферат взят из рефератов в базе ДГМК.

Джейкобс, А., Кингвелл, Р. (2016). Деструктор семян Харрингтона: его роль и значение в сельскохозяйственных системах, сталкивающихся с проблемой устойчивых к гербицидам сорняков. Agric. Syst. 142, 33–40. DOI: 10.1016 / j.agsy.2015.11.003

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кальчмитт М., Хартманн Х. и Хофбауэр Х. (ред.) (2009). Energie aus Biomasse. Grundlagen, Techniken und Verfahren. 2 Эдн. Берлин: Springer.

Google Scholar

Киш, Д., Йовичич, Н., Матин, А., Каламбура, С., Вила, С., и Герак, С. (2017). Энергетическая ценность сельскохозяйственных остатков полбы (triticum spelta l.) — забытых культур. Technical Gazette 24, 369–373. DOI: 10.17559 / TV-20170406124003

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ма, П., Ян, Дж., Син, X., Вейрих, С., Фан, Ф., и Чжан, X. (2017). Изоконверсионная кинетика и характеристики горения на гидротермально обработанной биомассе. Возобновляемая энергия 114, 1069–1076.DOI: 10.1016 / j.renene.2017.07.115

CrossRef Полный текст | Google Scholar

McCarntey, D., Block, H., Dubeski, P., and Ohama, A. (2006): Обзор: доступность состава соломы из мелкозерновых злаков для мясного скота в западной Канаде. Банка. Вет. J . 86. 443–455. DOI: 10.4141 / A05-092

CrossRef Полный текст

Монтелеоне М., Каммерино А., Гарофало П. и Деливанд М. (2015). Из соломы в землю или из соломы в энергию? Оптимальный компромисс с точки зрения долгосрочной устойчивости. Заявл. Энергия. 154, 891–899. DOI: 10.1016 / j.apenergy.2015.04.108

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Петерсон, М. А., Коллаво, А., Овехеро, Р., Шиврейн, В., и Уолш, М. Дж. (2017). Проблема устойчивости к гербицидам во всем мире: текущее резюме. Pest Manag. Sci. DOI: 10.1002 / PS 4821. [Epub перед печатью].

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Salzmann, R., and Nussbaumer, T. (2001).Стадия топлива для снижения выбросов NOx при сжигании биомассы: эксперименты и моделирование. Energy Fuels 15, 575–582. DOI: 10.1021 / ef0001383

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Стерн, В. (2010). Stroh als Quelle erneuerbarer Energie. Швейцарский Бык. Angewandte Geowissenschaften. 15, 95–103. DOI: 10.5169 / уплотнения-227482

CrossRef Полный текст

Ван Лоо, С., Коппеян, Дж. (2008). Справочник по сжиганию и совместному сжиганию биомассы, 1-е изд. .Лондон: Earthscan.

Google Scholar

Уолш М. и Ньюманн П. (2007). Выжигание узких валков для уничтожения семян сорняков. Field Crops Res. 104, 24–30. DOI: 10.1016 / j.fcr.2007.05.012

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ван, Л., Скрайберг, Ø., И Бечидан, М. (2014). Исследование добавок для предотвращения обрастания и спекания золы при сжигании соломы ячменя. Заявл. Ther. Англ. 70, 1262–1269. DOI: 10.1016 / j.applthermaleng.2014.05.075

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Weiser, C., Zeller, V., Reinicke, F., Wagner, B., Majer, S., Vetter, A., et al. (2014). Комплексная оценка экологичного потенциала соломы зерновых и различных применений энергии из соломы в Германии. Заявл. Энергия 114, 749–762. DOI: 10.1016 / j.apenergy.2013.07.016

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Уиттакер, К., Шилд, И. (2017). Факторы, влияющие на долговечность древесины, энергетической травы и соломенных гранул — обзор. Возобновляемые источники энергии. Energy Rev. 71, 1–11. DOI: 10.1016 / j.rser.2016.12.119

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Wiwart, M.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *