Теплотворная способность пеллеты: Характеристики пеллет (древесных топливных гранул). Что такое пеллеты?

Теплотворная способность топлива в таблицах: дрова, уголь, пеллеты

К веществам органического происхождения относится топливо, которое при горении выделяет определенное количество тепловой энергии. Выработка тепла должна характеризоваться высоким КПД и отсутствием побочных явлений, в частности, веществ, вредных для здоровья человека и окружающей среды.

Если рассматривать топливо с позиции его агрегатного состояния, то структуру вещества по степени горючести можно разделить на две составляющие. К горючей части относятся такие химические элементы, как водород и углерод, представляющие в целом углеводородную смесь, а также сера. В составе негорючей составляющей присутствуют вода, минеральные соли и следующие элементы: кислород, азот и ряд металлов.

Полное сгорание 1 кг топлива, состоящего из вышеуказанных компонентов, способствует выделению различного количества тепловой энергии. Любое вещество оценивается по такому показателю, как теплота сгорания.

Под теплотой сгорания топлива (ТСТ), измеряемой в кДж/кг, подразумевается количество энергии, которое выделяется в результате полного сгорания 1 кг вещества. Этот показатель формируется по двум уровням. Высшая ТСТ образуется за счет процесса конденсации воды, имеющейся в продуктах горения. При определении низшей ТСТ предыдущую ее степень не учитывают.

Так, расчет теплоты в двигателях внутреннего сгорания обычно исходит от значения низшей. Это объясняется довольно просто: в цилиндрах невозможен процесс конденсации жидкости. Для установления ТСТ используется калориметрическая бомба, в которой сжатый кислород насыщен водяным паром. Навеска определенного вида топлива помещается в эту среду, затем анализируются результаты.

Для нефтяных веществ ТСТ высчитывается по следующим формулам:

Q_В = 33913ω(С) + 102995 ω(Н) – 10885 ω(O – S),

Q_Н = Q_В – 2512 ω(Н₂О),

где ω(C, H, O, S) – массовые доли элементов в топливе, %;

ω(Н₂О) – количество водяных паров в продуктах сгорания одного кг материала, %.

Для каждого типа вещества, отличающегося химическим составом, характерна своя ТСТ. К самым ходовым разновидностям твердого топлива относят:

• дрова и уголь;
• пеллеты и брикеты.

Рассмотрим каждый тип по отдельности.

Дрова

Это пиленные либо колотые куски дерева, которые во время сжигания в печах, котлах и прочих устройствах вырабатывают тепловую энергию.

Для удобства загрузки в топку древесный материал разрезают на отдельные элементы длиной до 30 см. Чтобы повысить эффективность от их использования, дрова должны быть максимально сухими, а процесс горения – относительно медленным. По многим параметрам для отопления помещений подходят дрова из таких лиственных пород, как дуб и береза, лещина и ясень, боярышник. Из-за высокого содержания смолы, повышенной скорости горения и низкой теплотворности хвойные деревья в этом плане значительно уступают.

Следует понимать, что на величину показателя теплотворности влияет плотность древесины.

Уголь

Это природный материал растительного происхождения, добываемый из осадочной породы.

В таком виде твердого топлива содержатся углерод и прочие химические элементы. Существует деление материала на типы в зависимости от его возраста. Самым молодым считается бурый уголь, за ним идет каменный, а старше всех остальных типов – антрацит. Возрастом горючего вещества определяется и его влажность, которая в большей степени присутствует в молодом материале.

В процессе горения угля происходит загрязнение окружающей среды, а на колосниках котла образуется шлак, создающий в определенной мере препятствие для нормального горения. Наличие серы в материале также является неблагоприятным для атмосферы фактором, поскольку в воздушном пространстве этот элемент преобразуется в серную кислоту.

Однако потребители не должны опасаться за свое здоровье. Производители этого материала, заботясь о частных клиентах, стремятся уменьшить содержание в нем серы. Теплота сгорания угля может отличаться даже в пределах одного типа. Разница зависит от характеристик подвида и содержания в нем минеральных веществ, а также географии добычи. В качестве твердого топлива встречается не только чистый уголь, но и низкообогащенный угольный шлак, прессованный в брикеты.

Пеллеты

Пеллетами (топливными гранулами) называется твердое топливо, созданное промышленным путем из древесных и растительных отходов: стружки, коры, картона, соломы.

Измельченное до состояния трухи сырье высушивается и засыпается в гранулятор, откуда уже выходит в виде гранул определенной формы. Для добавления массе вязкости применяют растительный полимер – лигнин. Сложность производственного процесса и высокий спрос формируют стоимость пеллетов. Материал используется в специально обустроенных котлах.

Разновидности топлива определяются в зависимости от того, из какого материала они переработаны:

• кругляка деревьев любых пород;
• соломы;
• торфа;
• подсолнечной шелухи.

Среди преимуществ, которыми обладают топливные гранулы, стоит отметить следующие качества:

• экологичность;
• неспособность к деформации и устойчивость к грибку;
• удобство хранения даже под открытым небом;
• равномерность и длительность горения;
• относительно невысокая стоимость;
• возможность использования для различных отопительных устройств;
• подходящий размер гранул для автоматической загрузки в специально обустроенный котел.

Брикеты

Брикетами называется твердое топливо, во многом сходное с пеллетами. Для их изготовления используются идентичные материалы: щепа, стружка, торф, шелуха и солома. Во время производственного процесса сырье измельчается и за счет сжатия формируется в брикеты. Этот материал также относится к экологически чистому топливу. Его удобно хранить даже на открытом воздухе. Плавное, равномерное и медленное горение этого топлива можно наблюдать как в каминах и печах, так и в отопительных котлах.

Рассмотренные выше разновидности экологичного твердого топлива являются хорошей альтернативой получения тепла. В сравнении с ископаемыми источниками тепловой энергии, неблаготворно воздействующими при горении на окружающую среду и являющимися, кроме того, не возобновляемыми, альтернативное топливо имеет явные преимущества и относительно невысокую стоимость, что немаловажно для потребителей некоторых категорий.

В то же время пожароопасность таких видов топлива значительно выше. Поэтому требуется предпринять некоторые меры безопасности относительно их хранения и использования огнестойких материалов для стен.

Жидкое и газообразное топливо

Что касается жидких и газообразных горючих веществ, то ситуация здесь следующая:

Похожие статьи:

Теплотворная способность древесных пеллет и других видов топлива

Теплотворная способность древесных пеллет и других видов топлива

Назначение любого топливного материала – выработка тепловой энергии. Для сопоставления тепловой ценности различных видов топлива используется универсальная единица учета – условное топливо.

Теплотворную способность разных видов топлива сравнила Пеллетная Ассоциация Украины.

Теплота сгорания килограмма твердого условного топлива составляет 29,3 мДж (7000 ккал), что приблизительно соответствует теплоте сгорания 1 кг каменного угля.

Сравнение показателей теплотворной способности различных видов топлива

Тонна древесных топливных пеллет обладает такой же теплотворной способностью, как:

• 1.72 т сухой древесины;
• 614 кг каменного угля;
• 423 кг дизельного топлива.

Твердое биотопливо – возобновляемый источник энергии, его вклад в развитие «парникового эффекта» признан минимальным. При сгорании биоматериалов в атмосферу выбрасывается такое же количество углекислого газа, сколько бы выделилось при их гниении.

В большинстве случаев сырьем для производства биотоплива являются отходы производства не только не имеющие коммерческой ценности, но и требующие дополнительных затрат на их вывоз и утилизацию. При таких условиях, учитывая постоянный рост цен на ископаемые углеводороды, производство твердого биотоплива из древесных и растительных отходов становится привлекательным долговременным коммерческим проектом с высоким уровнем доходности и минимальным сроком окупаемости.

Биотопливные новости
Один раз в день в удобном формате

Сравнительная таблица теплотворности некоторых видов топлива

Вид топлива	Ед. изм.	Удельная теплота сгорания			Эквивалент
		кКал	кВт	МДж	Природный газ, м3	Диз. топливо, л	Мазут, л
Электроэнергия	1 кВт/ч	864	1,0	3,62	0,108	0,084	0,089
Дизельное топливо (солярка)	1 л	10300	11,9	43,12	1,288	-	1,062
Мазут	1 л	9700	11,2	40,61	1,213	0,942	-
Керосин	1 л	10400	12,0	43,50	1,300	1,010	1,072
Нефть	1 л	10500	12,2	44,00	1,313	1,019	1,082
Бензин	1 л	10500	12,2	44,00	1,313	1,019	1,082
Газ природный	1 м 3	8000	9,3	33,50	-	0,777	0,825
Газ сжиженный	1 кг	10800	12,5	45,20	1,350	1,049	1,113
Метан	1 м 3	11950	13,8	50,03	1,494	1,160	1,232
Пропан	1 м 3	10885	12,6	45,57	1,361	1,057	1,122
Этилен	1 м 3	11470	13,3	48,02	1,434	1,114	1,182
Водород	1 м 3	28700	33,2	120,00	3,588	2,786	2,959
Уголь каменный (W=10%)	1 кг	6450	7,5	27,00	0,806	0,626	0,665
Уголь бурый (W=30…40%)	1 кг	3100	3,6	12,98	0,388	0,301	0,320
Уголь-антрацит	1 кг	6700	7,8	28,05	0,838	0,650	0,691
Уголь древесный	1 кг	6510	7,5	27,26	0,814	0,632	0,671
Торф (W=40%)	1 кг	2900	3,6	12,10	0,363	0,282	0,299
Торф брикеты (W=15%)	1 кг	4200	4,9	17,58	0,525	0,408	0,433
Торф крошка	1 кг	2590	3,0	10,84	0,324	0,251	0,267
Пеллета древесная	1 кг	4100	4,7	17,17	0,513	0,398	0,423
Пеллета из соломы	1 кг	3465	4,0	14,51	0,433	0,336	0,357
Пеллета из лузги подсолнуха	1 кг	4320	5,0	18,09	0,540	0,419	0,445
Свежесрубленная древесина (W=50. ..60%)	1 кг	1940	2,2	8,12	0,243	0,188	0,200
Высушенная древесина (W=20%)	1 кг	3400	3,9	14,24	0,425	0,330	0,351
Щепа	1 кг	2610	3,0	10,93	0,326	0,253	0,269
Опилки	1 кг	2000	2,3	8,37	0,250	0,194	0,206
Бумага	1 кг	3970	4,6	16,62	0,496	0,385	0,409
Лузга подсолнуха, сои	1 кг	4060	4,7	17,00	0,508	0,394	0,419
Лузга рисовая	1 кг	3180	3,7	13,31	0,398	0,309	0,328
Костра льняная	1 кг	3805	4,4	15,93	0,477	0,369	0,392
Кукуруза-початок (W>10%)	1 кг	3500	4,0	14,65	0,438	0,340	0,361
Солома	1 кг	3750	4,3	15,70	0,469	0,364	0,387
Хлопчатник-стебли	1 кг	3470	4,0	14,53	0,434	0,337	0,358
Виноградная лоза (W=20%)	1 кг	3345	3,9	14,00	0,418	0,325	0,345

Пеллеты – современный экологически чистый вид биотоплива

ПЕЛЛЕТЫ – СОВРЕМЕННЫЙ ЭКОЛОГИЧЕСКИ
ЧИСТЫЙ ВИД БИОТОПЛИВА

Полищук А. И.,
Рубинская А. В.
(Лф СибГТУ, г. Лесосибирск, РФ)

In work
questions of processing of the wood waste formed at timber cutting are
considered. A perspective direction of processing of wood waste is manufacture
of fuel granules which on thermal feedback do not concede to such fuel as coal
and black oil. This property allows to use fuel granules in boiler-houses for
heating premises.

Древесные гранулы (пеллеты) —
современный экологически чистый вид топлива, который изготавливают из
древесного сырья методом прессования. Котлы и камины на пеллетах используют для
отопления дачных домов и коттеджей в любое время года. Их отличает простота
установки, несложное подключение к системе отопления и наличие автоматических
систем управления режимами работы.

Пеллеты как вид топлива появились
сравнительно недавно. Но благодаря натуральности и высоким теплотворным способностям
они получили большое распространение в Европе, странах Северной Америки,
Японии. Рост их потребления обусловлен возможностью использования гранул на
промышленных теплоэлектростанциях и в установках, предназначенных для частного
применения. Производят данное топливо из отходов деревообрабатывающей и лесозаготовительной
промышленности на специальных линиях без применения каких либо проклеивающих
веществ. Таким образом, удается решить сразу две проблемы: переработать
потенциально пожароопасные отходы и произвести высококалорийное топливо. В
готовом виде пеллеты представляют собой цилиндры диаметром 6–10 мм длиной до 50
мм. По причине высокой собственной плотности они прекрасно сохраняют форму во
время перевозки и хранения, а поверхностная пленка, образующаяся в процессе
производства, препятствует проникновению атмосферной влаги. Хранение даже
больших запасов такого теплоносителя не требует особых мер предосторожности и
контроля. В отличие от древесной щепы и опилок, зачастую являющихся причиной
пожаров, пеллеты не подвержены самовозгоранию, их можно держать в
непосредственной близости от жилого помещения. По теплотворной способности
древесные гранулы аналогичны углю или 2 кг пеллет заменяют 1 кг дизельного топлива.
Учитывая дороговизну традиционных теплоносителей в Европе, можно представить ту
выгоду, которую получают частные потребители от использования пеллет.

Сырьем
для производства пеллет в нашей стране служат хвойные породы, однако лучшие
пеллеты получаются из сырья лиственных пород (однако это требует оборудования
более высокого класса).

Влажность пеллет составляет 7-10%, что
позволяет их с успехом использовать в пиролизных котлах (правда, после небольшой
доработки последних). Плотность пеллет 1,5, поэтому, пеллеты тонут в воде. Процесс
формирования пелет происходит под давлением около 300 атм., без каких-либо
добавок и клею, что делает их экологически безопасными, и безвредными, даже для
здоровья детей. Теплотворная способность 1 кг пеллет = 5 кВт час ( правда, тут
не стоит забывать о КПД того устройства где Вы их сжигаете, и в действительности
эта цифра меньше), что примерно в 1,5 раза больше чем у дров. Достаточно приблизительно,
но весьма образно можно сказать, что содержание энергии в одном килограмме
пеллет равняется энергии, содержащейся в половине литра жидкого топлива. И этот
килограмм не разольется по Вашему дому, загрязняя и оставляя после себя
неприятный запах, и не взорвется от случайной искры.

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

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

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

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

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

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

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

Таким
образом, пеллеты как вид альтернативного топлива применяют в современных
системах отопления и водоснабжения наравне с традиционными теплоносителями. А
если учесть его экологические особенности и развитие производства древесных
гранул в России, то в скором будущем такие аппараты будут на равных
конкурировать с газовыми, мазутными, дизельными и твердотопливными котлами.

При сжигании пелет достигается КПД до
94%. По своим тепловым свойствами пелеты превосходят даже каменный уголь. Гранулы
производят без использования химических укрепителей. Экологические показатели
вне конкуренции: в выбросах практически отсутствует сера, эмиссия углекислого
газа ниже в 10 — 50 раз, чем у любого другого вида топлива. Не содержат пыль и
споры, которые вызывают аллергию у людей. Не имеют запаха, в отличие от
стандартных видов топлива. При хранении топливные гранулы не самовоспламеняются
от повышения температуры. Не взрывоопасны, в отличие от газа. Могут сохраняться
в непосредственной близости от жилищных помещений. Не набирают влаги из
воздуха, потому их высокая теплотворность не снижается со временем. Гранулы
удобно транспортировать и хранить — необходимая площадь в 2 раза меньше, чем
при транспортировке и хранении дров, торфобрикетов. Легко поддаются
автоматизации за счет хорошей сыпучести, которая делает их удобными в
использовании. Пепел, который остается при сгорании деревянных и торфяных
гранул с успехом применяется как удобрение на приусадебных газонах или грядках.
Является самым дешевым видом топлива на данном этапе.

Таблица 1 – Сравнительная характеристика
пеллет

При сжигании 1000 кг пеллет выделяется
столько же тепловой энергии как при сжигании: 1600 кг древесины; 479 м³
газа; 500 л дизтоплива; 685 л мазута.

Виды топлива для твердотопливных котлов

10.03.2021 13:11

Выбирая отопительный котел, каждый покупатель сталкивается с необходимостью определиться, на каком виде топлива будет работать оборудование. Для того, чтобы Вам было легче ориентироваться в многообразии предложений, мы подготовили развернутую статью с подробными характеристиками.

Основные виды топлива для твердотопливных котлов:

• Дрова
• Пеллеты
• Топливные брикеты
• Уголь

Дрова

Дрова — куски дерева, которые предназначены для сжигания в печах, каминах, топках или кострах для получения тепла, жара и света.

Каминные дрова в основном заготавливаются и поставляются в пиленном и колотом виде. Содержание влаги должно быть как можно меньшим. Длина поленьев в основном 25 и 33 см. Такие дрова продают в насыпных складометрах или фасуют, и продают по весу.

Для отопительных целей применяются различные дрова. Приоритетной характеристикой, по которой выбирают те или иные дрова для каминов и печей, является их теплотворная способность, длительность горения и комфорт при использовании (картина пламени, запах). Для отопительных целей желательно, чтобы тепловыделение происходило медленнее, но более продолжительное время. Для отопительных целей лучше всего подходят все дрова из лиственных пород.

Для топки печей и каминов используют преимущественно дрова таких пород, как дуб, ясень, берёза, лещина, тис, боярышник.

Особенности горения дров разных пород древесины:

• дрова из бука, березы, ясеня, лещины трудно растапливать, но они могут гореть сырыми, потому что имеют небольшую влажность, причем дрова из всех этих пород деревьев, кроме бука, легко раскалываются;
• ольха и осина сгорают без образования сажи, более того — они выжигают ее из дымохода;
• березовые дрова хороши для тепла, но при недостатке воздуха в топке, горят дымно и образуют деготь (березовую смолу), который оседает на стенках трубы;
• сосновые дрова горят жарче еловых из-за большего содержания смолы. При горении смоленых дров, резком повышении температуры с треском лопаются маленькие полости в древесине, в которых скапливается смола, и во все стороны разлетаются искры;
• лучшей теплоотдачей обладают дубовые дрова, единственный их недостаток — они плохо раскалываются, так же как и дрова из граба;
• дрова из груши и яблони легко раскалываются и хорошо горят;
• дрова из пород средней твердости, как правило, легко колоть;
• долго тлеющие угли дают дрова из кедра;
• дрова из вишни и вяза при горении дымят;
• дрова из платана легко растапливаются, но тяжело колются;
• меньше подходят для топки дрова хвойных пород, потому что они способствуют образованию смолистых отложений в трубе и имеют низкую теплотворную способность. Сосновые и еловые дрова легко колоть и растапливать, но они дымят и искрят;
• к породам деревьев с мягкой древесиной относят также тополь, ольху, осину, липу. Дрова этих пород хорошо горят, дрова из тополя сильно искрят и очень быстро прогорают;

Необходимо учитывать тот факт, что показатель теплотворной способности дров разных пород древесины сильно колеблется. В результате чего получаем колебания плотности древесины и колебания в пересчётных коэффициентах кубометр => складометр.

Ниже приведена таблица со средними значениями теплотворной способности на один складометр дров.

Пеллеты

Пеллеты (топливные гранулы) — это универсальное топливо, которое представляет собой прессованное под высоким давлением натуральное сырье растительного происхождения в форме цилиндрических гранул стандартного размера. Сырьем для их производства является кора, опилки, щепа и другие отходы лесозаготовки, а также отходы сельского хозяйства (лузга подсолнечника, солома и др.).

При производстве топливных гранул не используются химические связующие примеси. В качестве связующего элемента используется природный лигнин – полимер, содержащийся в клетках растительного сырья. Лигнин высвобождается из него под высоким давлением пресса, и при остывании крепко связывает его измельченные элементы. Гранулятор пресса придает пеллетам форму.

Пеллеты (топливные гранулы) представляют собой современный универсальный вид биотоплива, по эффективности применения равноценный каменному углю. Чаще всего материалами для производства пеллет служат отходы, получаемые в процессе обработки древесины (кора, ветки, стружка, опилки), торф, сельскохозяйственные отходы (солома, некондиционный лен), органические упаковочные материалы, картонная тара и т.д.

Процесс производства пеллет состоит из нескольких последовательных этапов: дробления, сушки и грануляции. Сначала сырье измельчается до состояния муки, затем тщательно высушивается и сжимается в аккуратные гранулы стандартного размера при помощи специального оборудования (гранулятора). Во время грануляции, сопровождающейся повышением температуры материала, содержащийся в нем лигнин плотно склеивает измельченные частицы. На выходе получается легкое, недорогое, удобное в хранении и абсолютно безопасное топливо, являющееся отличной альтернативой традиционным видам топлива (уголь, торф, дрова, природный газ).

В зависимости от типов сырья используемого при производстве пеллет, они подразделяются на следующие виды:

• древесные топливные гранулы, полученные путем переработки кругляка твердых и мягких пород деревьев;
• пеллеты, полученные путем переработки соломы;
• пеллеты, полученные переработки подсолнечниковой шелухи;
• пеллеты, полученные путем переработки початков и стебля кукурузы
• торфяные пеллеты.

Поскольку пеллеты преимущественно производятся из безвредных для человека и окружающей среды материалов, подлежащих утилизации, они являются экологически чистым топливом; при этом стоимость таких гранул выгодно отличается от цены угля, жидкого топлива или дров. Кроме того, пеллеты удобно транспортировать и хранить (доставка подразумевает как фасовку гранул в пакеты, так и транспортировку россыпью).

Применение топливных гранул — хорошая альтернатива прямому использованию древесных отходов в виде топлива. Гранулы выделяют больше тепла, чем опилки и щепа, увеличивая коэффициент полезного действия котельных, не требуют больших складских площадей и при хранении не самовоспламеняются, а после их полного сгорания остается минимальное количество шлаков (следовательно, чистку котла можно производить намного реже). При этом процесс загрузки гранул в топочное устройство автоматизирован.
Кроме этого, гранулы используются для сжигания в домашних каминных печах и отопительных устройствах. Это печи с открытым пламенем, которые устанавливаются внутри помещения и отдают тепло за счет теплового излучения или вследствие конвекции. Именно этот тип теплового излучения считается наиболее комфортным для человека. Нагревательные устройства, работающие на древесных гранулах, регулируются в автоматическом режиме.

Топливные гранулы имеют очень широкий спектр применения в Европейских странах, США и Канаде, которые одними из первых начали применять программы по сохранению окружающей среды. Их достоинства неоспоримы. Преимущества пеллет перед другими видами топлива заключается в том, что для их хранения не требуются специальные площади (они могут храниться под открытым небом), они не гниют, не рассыпаются и не разбухают. При сжигании топливных гранул получают в полтора раза больше тепловой энергии, чем при сжигании эквивалентного количества дров.

Древесные гранулы намного экологичнее традиционного топлива: в 10-50 раз ниже эмиссия углекислого газа в воздушное пространство, в 15-20 раз меньше образование золы, чем при сжигании угля.

Одно из важнейших преимуществ – высокая и постоянная насыщенная плотность, позволяющая относительно легко транспортировать этот продукт на большие расстояния и пересыпать через специальные рукава, что дает возможность автоматизировать процессы погрузки – разгрузки и сжигания этого топлива.

Топливные гранулы (пеллеты) находят самое широкое применение как в промышленности, так и в быту: их можно использовать для отопления жилых домов (путем сжигания в печах, каминах и котлах) или для обеспечения теплом и электроэнергией промышленных объектов и небольших населенных пунктов (с этой целью обычно используются крупные темные гранулы с высоким содержанием древесной коры). Спрос на этот вид альтернативного топлива, а также на оборудование для его производства и сжигания с каждым годом возрастает. Популярности пеллетов способствует их экологичность, доступность, практичность, высокая

Сравнительные характеристики видов топлива

Примечание: «0» означает, что при сжигании продукта количество выделяемого углекислого газа не превышает объема, который образуется при естественном разложении, а количество других вредных выбросов ничтожно мало.

1. Измерение теплоты сгорания в Ккал / кг. Общеизвестно, что 1 (одна) калория — это количество тепла необходимое для нагрева одного грамма воды на один градус. Полностью понятный смысл данной физической величины и уже нетрудно представить, сколько же нужно тепла для нагрева ведра воды 4,500 Кал / кг. ( 4,500 Кал / кг ) — теплота сгорания килограмма нашего топлива в Калориях.
2. Измерение теплоты сгорания в МДж / кг. Системная международная тепловая единица. Физический смысл ее можно выразить лишь через калорию. 1 Калория равна 4,19 Джоуля. (4,500 Ккал/кг. * 4,19 Джоул = 18,855 МДж/кг.) — теплота сгорания килограмма нашего топлива в Джоулях.
3. Измерение теплоты сгорания в Квт/час. В энергетике электрическую и тепловую энергию принято измерять в Квт./час. 5,238 Квт. час./ кг. — теплота сгорания килограмма нашего топлива, измеренная в «электротехнических единицах». Как получилось данное значение? Если килограмм данного топлива сжечь за час, то не трудно подсчитать, какое количество энергии выделялось ежесекундно, то есть какая тепловая мощность вырабатывалась при этом. Разделим 18.855.000 Дж (см. пункт 2 ) на 3600 секунд и получим 5238 Дж/сек. т.е. 5,238 Квт.

В частности, можно выделить следующие преимущества этого вида биотоплива:

• Низкая цена. По сравнению с любыми другими энергоносителями, особенно углеводородами, данное топливо значительно дешевле. Соответственно, можно более экономно решить вопрос отопления и обогрева. Причем, решение актуально как для загородного дома (организация котла отопления), так и для промышленных объектов (подготовка воды нужной температуры и обогрев цехов). Еще один важный фактор – отсутствие давления на рыночную цену международного фактора. Если пеллеты Киев покупает исключительно по внутренней цене, сформированной на основе внутреннего спроса и предложения, то уголь и газ поступают потребителю по ценам, которые диктуются мировым рынком.
• Выгодные физико-химические свойства материала. Пеллеты древесные имеют высокую теплотворную способность, что позволяет добиться высокой производительности котла при низком расходе топлива. Кроме того, при сжигании пеллет, образуется мало золы, потому котлы на пеллетах не слишком капризны и требуют минимум обслуживания.
• Эффективная с точки зрения физики горения структура топлива. Так как пеллеты представляют собой насыпь отдельных элементов, они очень хорошо горят, ведь непосредственно в структуре сыпучего материала содержится лучший катализатор – воздух. Соответственно, топливо можно считать универсальным, оно не требует никакой дополнительной обработки перед применением. Такое топливо – не хуже газа или угля.
• Пеллеты древесные являются практически неограниченным ресурсом. Если нефть приравнивается к черному золоту, а газ становится причиной международных скандалов, то древесина низкого сорта, а также отходы деревообрабатывающей промышленности – в изобилии. Потому данный ресурс всегда без проблем доступен на рынке.
• Экологическая чистота. Сжигание пеллет не приводит к выбросам каких-либо вредных веществ, полностью соответствует самым строгим нормам по выбросам углекислого газа, а также любых других газов в атмосферу. Соответственно, пеллеты – не только выгодная, но и зеленая технология.
• Удобный процесс сжигания. Современные котлы на пеллетах имеют высокую степень автоматизации, что позволяет без каких-либо технических трудностей перейти на данный вид топлива. Котел на пеллетах требует не больше внимания, чем котел на угле.
• При сжигании 1,9 т пеллет выделяется примерно такое же количество тепла, что при сжигании одной тонны мазута, при этом стоимость пеллет на внутреннем рынке втрое дешевле. Таким образом, обогрев пеллетами обходится на 40% дешевле мазута.

Таблица 1. Теплоотдача пеллет и альтернативных источников энергии

В разных странах приняты различные стандарты производства пеллет. В США действует Standard Regulations & Standards for Pellets in the US: The PFI (pellet). Этим стандартом разрешено производство пеллет двух сортов: «Премиум» и «Стандарт». «Преимум» должен содержать не более 1 % золы, а «Стандарт» не более 3 %. «Премиум» может применяться для отопления любых зданий. На сорт «Премиум» приходится около 95 % производства пеллет в США. Сорт «Стандарт» содержит больший объём коры или сельскохозяйственных отходов. Стандарты определяют также плотность, размеры пеллет, влажность, содержание пыли и других веществ. В Германии на пеллеты принят стандарт DIN 51731, в Австрии — стандарт ONORM M-7135, в Великобритания — The British BioGen Code of Practice for biofuel (pellets), в Швейцария — SN 166000, в Швеция — SS 187120.

Основные европейские стандарты качества топливных гранул

• «нет» – не означает величины, это может быть, нет сведений, не определено, нет точной величины и т.д.

• Успешное развитие экономики любой страны напрямую связано с ростом потребления энергии. Однако ископаемые носители энергии, во-первых, не безграничны, а во-вторых, их сжигание приводит к загрязнению окружающей среды и к парниковому эффекту на нашей планете. Последний, является одной из причин изменения климата на Земле.

  Топливные брикеты

  Топливные брикеты — это спрессованные отходы деревообработки (стружка, щепа), отходы сельского хозяйства (солома, шелуха семечки подсолнуха, гречихи), а также торфа.
  Топливные брикеты (они еще имеют другое название – «евродрова»), — это современное, удобное для хранения и использования экологически чистое топливо. Изготавливаются путем прессования без каких-либо вредных связующих веществ.
  Топливные брикеты имеют достаточно широкое применение, прежде всего, используются  для отопления частных домов в различных типах топок (печах), дровяных котлах, при приготовлении еды на гриле. Их приятно и удобно использовать в каминах.
  Брикеты топливные при горении не искрятся, не выделяют угарный газ, дают долгое и ровное пламя.

  К основным преимуществам топливных брикетов можно отнести:

  • Топливные брикеты, полученные из растительного сырья, являются экологически чистым продуктом. Материалом топливного брикета в полном объеме является природное сырье. Связующим веществом является натуральный «живой» лигнин – это вещество, содержащееся в клетках омертвевшего растительного сырья.
  • После термической обработки сырья в процессе производства евродрова не поддаются воздействию грибков.
  • В сравнении с природными дровами – евродрова по причине большей плотности, — дольше горят. Поэтому подкладывать в печь (котел) брикеты – можно реже в 2-4 раза.
  • Евродрова по причине их удобной формы очень удобно и хранить и использовать.
  • Обладают высокой теплотворностью. Евродрова дают в среднем в 2 раза больше тепла, в сравнении с обычными дровами. Их теплотворность сопоставима с теплотворностью каменного угля.
  • При горении обеспечивают постоянную температуру на каждом этапе горения за счет ровного пламени.
  • Содержание золы после сгорания брикетов в пределах 1-3%. Для сравнения: содержание золы после сгорания каменного угля: 30-40%, сгорания природных дров: 8 -16% , древесной щепы: 11 — 18%. По этой причине современные твердотопливные котлы, работающие на евродровах, чистят 1 раз в год. При этом золу можно использовать как экологически чистое удобрение.
  • При сжигании топливных брикетов ядовитый  угарный газ не выделяется и другие вредные вещества не образуются.
  • При использовании евродров — затраты на отопления ниже, чем в случае использования каменного угля или же естественных дров.

  Выделяют 3 типа топливных брикетов:

  1. RUF-брикеты. RUF-брикет представляет собой брикет в форме набольшего кирпичика прямоугольной формы.
  2. NESTRO-брикеты. Брикет NESTRO представляет собой брикет цилиндрической формы. Может быть с радиальным отверстием внутри.
  3. Pini&Kay-брикеты. Брикет  Пини-Кей представляет собой брикет, имеющий  4, 6 или 8 граней  с продольным радиальным отверстием внутри.

Уголь

Уголь — это горючая осадочная порода растительного происхождения, состоящая в основном из углерода и ряда других химических элементов.
Состав угля зависит от возраста и условий углефикации: самый молодой — бурый уголь , затем идет каменный уголь , старше всех антрацит . По мере старения происходило концентрирование углерода и уменьшение содержания летучих составляющих, в частности, влаги. Так, бурый уголь имеет влажность 30–40%, более 50% летучих компонентов, у антрацита оба показателя составляют 5–7%. Влажность каменного угля, составляет 12–16%, количество летучих компонентов около 40%.

Кроме основных компонентов, уголь содержит различные негорючие золообразующие добавки, «породу». Зола загрязняет окружающую среду и спекается в шлак на колосниках, что затрудняет горение угля. Кроме того, наличие породы уменьшает удельную теплоту сгорания угля. В зависимости от сорта и условий добычи количество минеральных веществ различается очень сильно, зольность каменного угля около 15% (10–20%).

Еще один вредный компонент угля — сера. В процессе сгорания серы образуются окислы, которые в атмосфере превращаются в серную кислоту. Содержание серы в угле, который мы поставляем покупателям через сеть своих представителей, около 0,5%, это весьма низкое значение, значит, экологию Вашего дома удастся сохранить.

Удельная теплота сгорания

Указанные цифры относятся к угольному концентрату. Реальные цифры могут существенно отличаться. Так, для рядового кузбасского каменного угля, который можно купить на угольных складах, указывается значение 5000-5500 ккал/кг. Мы в своих расчетах используем 5300 ккал/кг.

Плотность угля от 1 до 1,7 (каменный уголь — 1,3–1,4) г/см3 в зависимости от вида и содержания минеральных веществ. В технике используют также «насыпную плотность», она составляет около 800-1 000 кг/м3.

Виды и сорта угля

Уголь классифицируется по многим параметрам (география добычи, химический состав), но с «бытовой» точки зрения, покупая уголь для использования в печах, достаточно разобраться в маркировке и возможности использования в Термороботе.

По степени углефикации выделяют три вида угля: бурый, каменный и антрацит. Используют следующую систему обозначений угля: Сорт = (марка) + (класс крупности).

Кроме основных марок, приведенных в таблице, выделяют также промежуточные марки каменного угля: ДГ (длиннопламенно-газовые), ГЖ (газовые жирные), КЖ (коксовые жирные), ПА (полуантрациты), бурые угли также делятся по группам.

Коксующиеся марки угля (Г, кокс, Ж, К, ОС) в теплоэнергетике практически не используются, так как они являются дефицитным сырьем для коксохимической промышленности.

По классу крупности (размеру кусков, фракции) сортовой каменный уголь подразделяется на:

Кроме сортового угля в продаже присутствуют совмещенные фракции и отсевы (ПК, КО, ОМ, МС, СШ, МСШ, ОМСШ). Размер угля определяют исходя из меньшего значения самой мелкой фракции и большего значения самой крупной фракции, указанных в названии марки угля.
Например, фракция ОМ (М — 13–25, О — 25-50) составляет 13–50 мм.

Кроме указанных сортов угля в продаже можно встретить угольные брикеты, которые прессуют из низкообогащенного угольного шлама.

Как горит уголь

Уголь состоит из двух горючих компонентов: летучие вещества и твердый (коксовый) остаток

На первом этапе горения выделяются летучие вещества; при избытке кислорода они быстро сгорают, давая длинное пламя, но малое количество тепла.

После этого выгорает коксовый остаток; интенсивность его горения и температура воспламенения зависит от степени углефикации, то есть, от вида угля (бурый, каменный, антрацит).
Чем выше степень углефикации (самая высокая она у антрацита), тем выше температура воспламенения и теплота сгорания, но ниже интенсивность горения.

Уголь марок Б, Д, Г

Из-за высокого содержания летучих веществ такой уголь быстро разгорается и быстро сгорает. Уголь этих марок доступен и пригоден практически для всех видов котлов, однако для полного сгорания этот уголь должен подаваться маленькими порциями, чтобы выделяющиеся летучие вещества успевали полностью соединяться с кислородом воздуха. Полное сгорание угля характеризуется желтым пламенем и прозрачными дымовыми газами; неполное сгорание летучих веществ дает багровое пламя и чёрный дым.
Для эффективного сжигания такого угля процесс должен постоянно контролироваться, такой режим работы реализован в автоматической котельной Терморобот.

Уголь марок СС, Т, А

Разжечь его труднее, зато он горит долго и выделяет намного больше тепла. Уголь можно загружать большими партиями, так как в них горит преимущественно коксовый остаток, нет массового выделения летучих веществ. Очень важен режим поддува, так как при недостатке воздуха горение происходит медленно, возможно его прекращение, либо, напротив, чрезмерное повышение температуры, приводящее к уносу тепла и прогоранию котла.
Уголь таких марок также успешно может использоваться в Термороботе, поскольку в нем осуществляется регулируемый принудительный поддув воздуха.

Информация, использованная в данной аналитической записке, была взята из открытых источников.

Древесные пеллеты украинского производства | AW-Therm.com.ua

Топливные гранулы из древесины в Украине в настоящее выпускают десятки крупных и сотни мелких производителей, обеспечивая при этом потребности внутреннего рынка, а также экспортируя продукцию в развитые страны

Применение пеллет из древесины получило широкое распространение в мире ввиду чрезвычайного удобства их использования. В развитых странах они относятся к возобновляемым, экологически чистым природным ресурсам. Однако это во многом справедливо лишь в том случае, если для их производства используются специально высаженные быстрорастущие деревья. К таким породам относятся, например, тополь, ива. Отдельно можно отметить перспективность производства пеллет из отходов деревообработки.

По данным Украинского пеллетного союза, на сегодня в нашей стране зарегистрировано 347 предприятий по производству или продаже твердого биотоплива. За 2014 г. ними было произведено 380 тыс. т древесных пеллет и 178 тыс. т брикетов из древесины. Средняя мощность предприятий составляет 380 т в месяц. Хотя есть и заводы мощностью 5 или даже 10 тыс. т в год.

Пеллеты производства «Биоэнергосбыт»

Предприятие ООО «Биоэнергосбыт» является производителем бытовых и промышленных древесно-топливных гранул из граба, дуба и хвойных пород древесины, диаметром 8 мм. Согласно результатам лабораторных испытаний, влагосодержание пеллет составляет 6,8%, зольность – 1,31%, содержание серы – 0,02%. Общий выход летучих веществ зафиксирован на уровне 84,6%. Низшая/высшая теплотворная способность – 18,12/21,20 МДж/кг. Теплота сгорания – 4500 ккал/кг. Плотность – 1,21 г/см³. Фасовка и отгрузка топливных гранул производится в «биг-бэги» по 1 т, либо мешки по 15, 20, 40 кг. Продукция сертифицирована согласно DIN 51 731.

Пеллеты производства «Киев Пеллетс»

ООО «Киев Пеллетс» предлагает древесные гранулы диаметром 6 и 8 мм, соответствующие европейским стандартам.

В частности, пеллеты стандарта ENplus-A1 диаметром 6 мм производятся из древесины хвойных пород, выросших в Черниговской области. Они характеризуются минимальной теплоотдачей 18,4 МДж/кг. Остаточная зола составляет 0,31%. Пеллеты древесные размера 6 и 8 мм DIN plus – также из древесины хвойных пород. Происхождение товара – Киевская область. Теплоотдача топлива – свыше 18,5 МДж/кг, остаточная зола – 0,35% от веса.

Древесные топливные гранулы DIN производятся диаметром 6 и 8 мм из древесины хвойных и твердых пород в Житомирской области. Минимальная теплоотдача равна 18,0 МДж/кг. Остаточная зола – 0,55%.
Производители указанных типов пеллет сертифицированы Украинской биоэнергетической ассоциацией, а также качество подтверждено заключениями независимых лабораторий SGS, Incolab Services. Согласно исследованиям, содержание серы в топливе составляет 0,012%, насыпная плотность – 650 кг/м³, теплота сгорания – 5030 ккал/кг.

Пеллеты ENplus-A1 и DIN plus поставляются в полиэтиленовых пакетах весом нетто по 15 кг, DIN – в мешках по 40 кг. Кроме того, для пеллет DIN plus предусмотрен вариант поставки в четырехстропных «биг-бэгах» весом нетто 900–1200 кг, а также насыпом в специализированном автотранспорте. При этом выгрузка древесных пеллет производится автоматически через гнущийся рукав длиной до 30 м. Отгруженный тоннаж фиксируется на дисплее пульта управления в автомобиле.

Компания также предлагает древесные брикеты типа Pini Kay, RUF и круглые брикеты различного качества из древесины хвойных и твердолиственных пород.

Пеллеты производтсва «Бриг»

Компания предлагает светлые пеллеты из твердых пород дерева: граб (более 50% состава), дуб, береза, клен, ясень. Диаметр – 8 мм, длина – 10 мм. Зольность топливных гранул – 1,21 %. Влажность: 3,1 %. Теплота сгорания – 20,33 МДж/кг. Поставки производятся в мешках по 25 кг или «биг-бэгах» по 1 т.

Пеллеты производства «Пеллет 2014»

СПД «Пеллет 2014» – отечественный производитель пеллет из древесных отходов. В качестве сырья применяются опилки, кора и т. д. Готовые гранулы пакуют в упаковку – от небольших пакетов 15 кг до «биг-бэгов» весом 1 т. Диаметр пеллет – 4 – 10 мм, длина – 10 мм. Зольность – 1,5 %, влажность – 8 %. Теплота сгорания: 5,079 МДж/кг. Продукция сертифицирована согласно DIN 51 731.

Пеллеты производства «Пеллет-Энерго»

«Пеллет-Энерго Украина», входящая в группу компаний KM Core, выпускает древесные пеллеты, состоящие на 80% из сосны и на 20% из смеси таких лиственных пород древесины как дуб, береза и осина. Продукция компании отвечает европейским стандартам качества по ключевым характеристикам: зольность ниже 1,5%, влажность – 10%, теплотворность – 17,7 МДж/т или 4,8 кВт/кг. Насыпная плотность – 600 кг/м³. Диаметр пеллет – 6 (±1) мм, длина – до 40 мм. Компания имеет собственную лабораторию на заводе. Поставки продукции осуществляются в мешках по 15 кг или «биг-бэгах» по 1 т, автомобильным и железнодорожным транспортом. Возможна отправка в 40-футовых контейнерах.

Пеллеты производства «Промінь»

Компания предлагает пеллеты древесные светлые диаметром 6 мм, изготовленные из хвойных пород деревьев (ель, сосна). Влажность гранул – 8,1%; зольность – 0,26%. Нижняя теплота сгорания: 17,93 МДж/кг. Высшая теплота сгорания: 21,13 МДж/кг. Плотность: 1,21 г/см³. Отгрузка производится в упаковках по 15 или 1000 кг.

Пеллеты производства «Центрум»

Производственно-коммерческое объединение «Центрум» специализируется на производстве и реализации древесных топливных гранул диаметром 8 мм и длиной 10 мм. Их основные характеристики: зольность – 1%; влажность – 7%; теплота сгорания – 19 МДж/кг. Поставки осуществляются партиями по 2–66 т. Кроме того, предприятие выпускает пеллеты из соломы.

Пеллеты производства «Экобиопром»

Производимые предприятием древесные пеллеты имеют диаметр 8 мм и насыпную плотность около 700 кг/м³. Зольность, в соответствие с лабораторными исследованиями, составляет 0,48%, содержание влаги 7,8%, серы – 0,012%. Теплота сгорания – 19,28 МДж/кг. Базовым сырьем для производства древесной гранулы является сосна, которая, после рубки и размельчения, подвергается процессу сушки при температуре от 200 до 350 ˚С (в зависимости от исходной влажности сырья). Пеллета имеет светло-коричневой цвет. Готовая продукция транспортируется автомобильным транспортом в джутовых мешках типа «биг-бэг» или в полиэтиленовых мешках на 15 кг.

Пеллеты производства «Экогран»

ООО «Экогран» производит индустриальные древесные гранулы, которые используются в качестве топлива для промышленных котельных и тепловых электростанций. Пеллеты выпускаются диаметром 6 или 8 мм. Согласно результатам лабораторных исследований, гранулы содержат 5,9% влаги, 0,8% золы, 0,01% серы. Выход летучих веществ в рабочем состоянии составляет 79%. Теплота сгорания – 4315 – 4935 кал/кг. Компания сотрудничает как с внутренними потребителями, так и осуществляет поставки своей продукции на экспорт. Основной вид используемого транспорта – железнодорожный.

Пеллеты производства «Экопеллет»

Компания «Экопеллет» занимается производством и продажей пеллет, изготовленных из древесины, в Черниговской области (завод находится в зоне действия 4-х лесхозов). Гранулы спрессованы под высокой температурой и давлением из сухих чистых древесных опилок. Состав пеллет – 100 % опилок из бревна сосны. Основные характеристики выпускаемой продукции: зола – 0,41%, влажность – 6,73%, сера – 0,01%, хлор <0,02%, азот <0,30%. Теплота сгорания – 5039 – 5061 ккал/кг. Размеры пеллет: диаметр – 6 и 8 мм, длина <30 мм. Теплотворная способность 21 МДж/кг (5,0 кВт·ч/кг). Плотность – 1,12 кг/дм³.

Пеллеты для промышленных потребителей фасуются в мягкие полипропиленовые контейнеры типа «биг-бэг» по 1–1,2 т, либо отгружаются насыпом в самосвалы – от 27 т. Для частных потребителей и небольших котельных используются полипропиленовые мешки по 20–40 кг.

Предприятие также производит топливную древесную щепу.

Пеллеты производства «Эко Прайм»

Предприятие производит древесные гранулы диаметром 6 мм из химически необработанной стволовой древесины хвойных пород (сосна, ель). Перед дроблением с каждого бревна специальным станком снимается кора. По своим физическим характеристикам пеллеты соответствуют европейским стандартам, в том числе DIN EN 14961-2 (А1). Длина пеллет – от 7 до 30 мм; влажность – 4,5%; зольность – 0,64; содержание серы – 0,01%. Насыпная плотность – 720 кг/м³. Теплота сгорания – 17,87–20,19 МДж/кг. Выход летучих веществ в рабочем состоянии – свыше 80,5%. Продукция, по желанию заказчика, может быть упакована в «биг-бэги» по 1,1 т или полиэтиленовые мешки по 15–25 кг.

Пеллеты производства Barlinek

Предприятие, входящее в состав международной группы Barlinek, специализирующейся на изготовлении паркетной доски. Остатки древесины основного производства используются для выпуска топливных гранул и брикетов. При этом сырьевой материал подвергают тщательному отбору и обработке. Пеллеты Barlinek – первые топливные гранулы в Украине, которые имеют два сертификата качества DIN Plus и EN Plus A1.
Стандартный состав для пеллет диаметром 8 мм: 70% опилок хвойных пород древесины и 30% – лиственных. Длина пеллет до 40 мм. Теплотворная способность топлива – не менее 18000 кДж/кг (около 5,3 кВт·ч/кг). Содержание золы – до 0,7%, влаги – до 10%. Насыпная плотность ≥600 кг/м³. Гранулы упакованы в мешки по 25 кг и сложены по 1000 кг на поддоне.

Пеллеты производства BKM-Wood

В группе компаний BKM Wood, производят топливные пеллеты ТМ BioPellets. Используется сырье из древесины, произрастающей на территории Буковины (Черновицкая обл.): бук, ель, сосна. При этом соотношение сырья в готовой продукции – 70% бука и 30% хвойных пород. Плотность – 650 кг/м³, высшая теплота сгорания – 4814 ккал/кг. Удельная теплота сгорания ≥ 18 MДж/кг. Диаметр пеллет – 6 мм.
Процесс формирования пеллет происходит под давлением около 300 атм. при температуре 120–170°С. Связующий материал – лигнин. Пеллеты выпускаются двух типов: для применения в домашних и промышленных котлах.

Топливная пеллета диаметром 6 мм для бытового применения отличается более светлым цветом, что обусловлено минимальным содержанием древесной коры. Соответственно, данный тип пеллет имеет малую зольность – до 0,7% и влажность – до 7%. Длина пеллеты – 25–35 мм.

Промышленная пеллета – более темная, с примесями коры. Ее характеристики: зольность – 0,9%; влажность – 7,05%; длина – 15–30 мм.

Поставки осуществляются в полиэтиленовых мешках по 15 кг, либо в упаковке «биг-бэг» – 1 т. Мешки укладываются на деревянный поддон и обтягиваются пленкой.

Параметры механической прочности пеллет ТМ BioPellets позволяет перевозить их на дальние расстояния без потери качества и в рамках стандарта образования пыли – не более 2%.

Пеллеты производства Ditek Pellets

Компания является производителем и экспортером древесных топливных гранул в страны Евросоюза, а также занимается мелкооптовой и розничной реализацией пеллет на территории Украины. Производимая продукция соответствует маркам ENPlus A2 и DIN Plus, производимым по международным стандартам. Продукция фасуется в «биг-бэги» или мешки по 15 кг. В частности, компания предлагает пеллеты древесные из сосны диаметром от 4 до 10 мм, длиной 10 мм. Зольность – 0,8–1,2%, влажность – 7%. Теплота сгорания: 18,06 МДж/кг.

Пеллеты производства EcoPellet

Компания работает в направлениях поставок биотоплива (пеллеты, дрова, брикеты), а также продаж систем отопления и котельного оборудования для их сжигания. Зольность пеллет – до 0,6%. Влажность – до 4,3 % Теплота сгорания – выше 18 МДж/кг. Упаковка – мешки по 15 и 40 кг, Big bag по 1000 кг.

Пеллеты стандарта DINplus из массива сосны без примесей коры для бытовых котлов характеризуются зольностью 0,32% и влажностью 5,37%. Диаметр – 6 мм. Теплотворная способность: 19 МДж/кг.
Древесные пеллеты DINplus диаметром 6 мм из твердых лиственных пород имеют зольность 0,37 %, влажность 4,37 % и теплотворную способность 18 МДж/кг.

Пеллеты древесные для бытовых и промышленных котлов стандарта ENplus-A1 диаметром 6 мм характеризуются зольностью 0,65 %, влажностью 4,37 %. Теплотворная способность: 19 МДж/кг.

Компания также предлагает светлые пеллеты из сосны диаметром 8 мм с зольностью 0,34 % и содержанием влаги 4,96 %. Теплотворная способность – 19 МДж/кг.

Пеллеты производства VNT-Group

VNT-Group занимается производством и продажей древесных топливных пеллет из мягких хвойных пород дерева: сосна. Исходный материал (деревянная колода) доставляется в дробилку, где дробится до состояния щепы. Она поступает в «мельницу», сушку и пресс-гранулятор, где измельчается в древесную муку, просушивается, а затем прессуется в гранулу. После этого гранула поступает в охладитель, предназначенный для отвода лишней температуры и влажности от вновь сформированной гранулы. В конце, уже готовая гранула проходит процесс отсеивания негранулированной биомассы и мелкой крошки, и упаковывается.

Базовый вариант производства – топливная гранула для бытового и промышленного использования диаметром 8 мм, длиной 25–35 мм, упакованная в полиэтиленовый мешок весом 15 или 25 кг, или мешок типа Big-bag.

По результатам теста, согласно EN/TS 14774-2, пеллеты имеют следующий состав: зольность – 0,34%, влага – 4,96%, сера – 0,01 %, летучие вещества – 80,63%. Низшая/высшая теплота сгорания – 4650/4972 ккал/кг.

Читайте статьи и новости в Telegram-канале AW-Therm. Подписывайтесь на YouTube-канал.

Просмотрено: 15 259

Вам также может понравиться

Заказ был отправлен, с Вами свяжется наш менеджер.

О пеллетах: топите сразу ассигнациями – дешевле будет.

Производство пеллет – очередная замануха империализма, ещё менее эффективно, чем производство этанола. Цель: попытка создания неэффективного потребителя  биомассы, с целью осложнения выхода на рынок биомассы действительно эффективных производств, что учитывая  объёмы рынка очень маловероятно, продажи неэффективного, дорого оборудования в основном европейских фирм и как следствие расширение кредитной эмиссии.

Например, промышленное оборудование по производству   пеллет (1000 — 10000 кг /час)  производства Planitec Италия, стоит более 50 000 Евро.

Этот процесс патронируется ведущими мировыми банкстерскими преступными группировками. Солома – естественный источник энергии, тонна соломы заменяет 550 кг угля или 350 куб. м природного газа, пишет сайт рассказывающий о опытах Всемирного Банка в Молдове. (Т.е на маленьком рынке отрабатывается план, уничтожения биомассы  неэффективным производством).

В процессе изготовления пеллет из соломы, (ранее изготовленые пеллеты затрачиваются на высушивание!), теряется около 70 кг углеводородов. (15-20%, как пишет сайт), ещё около 5% (20 кг) необходимо отбросить как затраты на электроэнергию. Но это враньё, при нагревание любой органики проходит не только высушивание, но и процесс декарбонизации, т.е содержащиеся в биомассе органические кислоты разлагаются с выделением  СО₂

Далее извращенцы начинают сравнивать:

«Теплотворная способность 1 тонны пеллет (4200 Мкал) равна теплотворности примерно 2 плотных кубометров древесины (куб из древесины без промежутков воздуха) и 3,6 навальных куб. м дров с 20%-ной влажностью. При этом тратится только около 5% электроэнергии от энергоемкости пеллет, и около 15-20%, если используется сырое сырье». Как можно сравнивать кг с куб.м?

Ведь у разных пород дерева плотность имеет существенную разницу, например, у берёзы 0.622 т/куб. м, а у осины 0,430. Если говорить о теплотворности, удельная теплотворная способность, Ккал, например дуба почти в два раза выше, чем у тополя.Не менее честна и реклама Planitec, обещающая нам теплотворность 1 кг. – 4,7 кВт/час. Некоторые источники чтоб не мучится с десятыми, сразу пишут 5 кВт/час и точка!

        Казалось бы всё логично, аферисты обещают нам, почти половину от удельной теплоты сгорания ДТ, которое практически на 100% состоит из углеводородов, ведь если забыть о декарбонизации мы имеем 51% СН в пеллетах.  Это, логично ведь существует ещё теория фазовых переходов, согласно которой удельная теплота сгорания твёрдого вещества всегда заканчивается, там, где начинается теплота сгорания вещества в жидкой фазе. А 50% уходит на  балласт, на остальные вещества, находящимися в связанном состояние с СН  в пеллетах, ведь они также поглощают кинетическую энергию окисления СН… ну вот только начал петь асану производству пеллет, как запутался. А если не  рассматривать, процессы по отдельности, сушку и сжигание, составив баланс производства?

Реклама Planitec заявляет следующие характеристики сушилки:

·  Подача: 17000 кг/час

·  Начальная влажность: 50%

·  Конечная влажность: 9-11%

·  Испаряемая влага: Около. 7,300 кг/час

·  Требуемая тепловая энергия: Около 7,000 ккал/час

·  Сухой продукт для использования, всего: 9,600 кг/час

·  Энергия для горелки: Около 2,000 кг/час сухой древесины

 Итого: 17 000 кг, древесина влажность 60% — обычная  теплота сгорания  1,7 кВт*час/кг, ну раз пишут 50% пусть будет 2 кВт*час/кг = 34 000 кВт*час/кг. То есть эту энергию могли получить просто кинув наши дрова фтопку, обойдясь без услуг Planitec.Сухой продукт на выходе  9,600 кг/час умножаем 4,7 кВт/час = 45 120.

Энергия для горелки: Около 2,000 кг/час сухой древесины снова множим на заявленные Planitec 4,7 кВт/час = 9,400 кВт/час

Итого на выходе

45 120-(34000 + 9,400) =  1720. Не слишком ли много возни, для получения дополнительно 1,7 мегаватта?

Зы, мы ещё не включали секцию молоткового измельчителя, энергию затраченную на производство сухого топлива для сушилки, предварительное измельчение и буферный склад для сушилки,  пресса-грануляторы и других потребителей, ну просто нет данных, но боюсь, что если мы их включим вместе с зарплатой человекам, то мы войдём в прямые убытки и самым главным достижением нашей деятельности будет создание долга.

Теплотворная способность гранул — это не имеет большого значения, не так ли?

Короткий ответ — да, но без объяснений и доказательств это не поможет. Итак, какова теплотворная способность, почему она важна и что может на нее повлиять?

Теплотворная способность (CV) — это количество энергии, выделяющейся в виде тепла, когда соединение полностью сгорает с кислородом. Обычно указывается в ГДж на тонну, каждый производитель гранул показывает разную теплотворную способность.

Таким образом, чем выше значение, тем больше энергии на единицу топлива вы получите, следовательно, чем больше энергии на тонну, тем меньше топлива вам нужно сжечь для того же выхода энергии и тем больше RHI на тонну вы потенциально можете заработать.

Однако, как и все в жизни, это не так просто, как искать высшую ценность; вы должны быть уверены, что сравниваете подобное с подобным. Всякий раз, когда вы сравниваете теплотворную способность гранул, необходимо убедиться, что вы сравниваете одно и то же измерение, это важно, потому что теплотворная способность может быть измерена как высшая или низшая теплотворная способность.Разница в том, что в высшей теплотворной способности содержание энергии измеряется так, как если бы энергия водяного пара была восстановлена, тогда как в низшей теплотворной способности предполагается, что энергия водяного пара теряется. Промышленность решила использовать низшую теплотворную способность в качестве подходящей единицы, поскольку она представляет собой реальный выход, а не теоретический выход.

Что влияет на CV гранул?

Содержание влаги может иметь наибольшее влияние на CV древесных гранул и на КПД вашего котла.Правило здесь — чем суше, тем лучше, но в диапазоне содержания влаги, скажем, 6-8% — любое меньшее или большее значение повлияет на качество гранул.

Различные породы древесины имеют разную выработку энергии в зависимости от объема, но должны быть схожими по тоннажу. Мы в основном используем смеси ели и лиственницы — доминирующих видов в наших местных лесах, оба из которых обладают высоким содержанием энергии.

Качество пеллет — важный фактор в энергоемкости. Мы рассматриваем плотность и мелочь как две наиболее важные переменные.Благодаря долговечности период горения оптимизируется, если гранулы не слишком плотные и не слишком мягкие. Высокое содержание мелких частиц снова влияет на горение и сокращает время горения, что означает, что энергия, получаемая от мелких частиц, эффективно теряется.

Быстрый поиск в Интернете показывает, что значения теплотворной способности доступны, но опять же, чтобы затруднить сравнение, некоторые из них указаны в МДж / кг, а другие — в кВтч / тонну, как вы проведете сравнение? Одним словом, Cheat — существует множество сайтов, которые помогают с конверсиями.

Разве это не так уж важно? Вот пример сравнения производительности, проведенного одним из наших клиентов.

Сравнение было проведено клиентом, который владеет птицефабрикой в ​​Северной Ирландии. Он принял решение попробовать недорогие гранулы, потому что небольшие изменения затрат на вводимые ресурсы существенно влияют на прибыльность в сельскохозяйственном секторе, включая производство тепла. Он провел испытание, чтобы проверить относительную стоимость тонны в энергетическом эквиваленте.Доказательства были очевидны, измеренные на счетчике тепла после учета эффективности котла, выработка энергии от «более дешевых» окатышей составила 3500 ГДж / тонну по сравнению с 4500 ГДж для окатышей Land Energy.

Эта простая проверка продемонстрировала снижение выработки энергии при использовании «недорогих» гранул на 23%. При измерении в фунтах стерлингов / ГДж «недорогие» окатыши на самом деле стоят на 13% дороже из-за более низкой производительности на тонну. Мы просто сосредоточились на содержании энергии — потери еще больше, если посмотреть на повышенную скорость износа котла и повышенное удаление золы, необходимое для «недорогих» пеллет.

Итак, как только вы проверите, что топливо находится в списке BSL, что оно имеет знак качества, например EN Plus, проверьте чистое значение CV. Если это неочевидно, спросите, любой уважающий себя поставщик древесных гранул будет рад ответить на ваши вопросы — подкрепленные актуальным лабораторным отчетом — и вы сможете принять решение о том, что вам больше всего подходит. экономичный источник топлива.

Влияние хранения на низшую теплотворную способность древесных пеллет (Журнальная статья)


Ли, Джун Сиан, Сохансандж, С., Лау, А. К., Лим, К. Дж., Би, X. Т., Бассет, Воган, Язданпанах, Ф. и Мелин, С. Влияние хранения на низшую теплотворную способность древесных гранул. США: Н. П., 2015.
Интернет. https://doi.org/10.7451/CBE.2015.57.8.5.


Ли, Джун Сиан, Сохансанж, С., Лау, А. К., Лим, К. Дж., Би, Х. Т., Бассет, Воган, Язданпанах, Ф., и Мелин, С. Влияние хранения на низшую теплотворную способность древесных гранул.Соединенные Штаты. https://doi.org/10.7451/CBE.2015.57.8.5


Ли, Джун Сиан, Сохансанж, С., Лау, А.К., Лим, К.Дж., Би, Х.Т., Бассет, Воган, Язданпанах, Ф., и Мелин, С. Вт.
«Влияние хранения на низшую теплотворную способность древесных пеллет». Соединенные Штаты. https://doi.org/10.7451/CBE.2015.57.8.5. https://www.osti.gov/servlets/purl/1328351.

@article {osti_1328351,
title = {Влияние хранения на низшую теплотворную способность древесных гранул},
author = {Lee, Jun Sian and Sokhansanj, S.and Lau, AK and Lim, CJ and Bi, XT and Basset, Vaughan and Yazdanpanah, F. and Melin, S.},
abstractNote = {Экспорт древесных гранул из Канады в Европу в последние годы неуклонно растет (примерно 1,8 млн т в 2013 г.). Из-за большого расстояния древесные гранулы остаются в пути и хранятся в течение нескольких месяцев до их окончательного потребления. Низшая теплотворная способность определяет цену закупки древесных пеллет в Европе. Высказывались опасения по поводу изменений низшей теплотворной способности с течением времени.В этом исследовании изучалось влияние времени хранения, конфигурации хранения, температуры хранения и качества древесных гранул на низшую теплотворную способность древесных гранул в течение 6 месяцев. Конфигурации хранения были открытыми или закрытыми, а температуры хранения составляли 25 ° C, 35 ° C и 45 ° C. Использовались два типа древесных гранул: белые и смешанные. Результаты при закрытом хранении показали, что время хранения имело положительный эффект на низшую теплотворную способность, при этом низшая теплотворная способность увеличивалась на 1–2% за период хранения.При открытом хранении содержание влаги оказало наиболее значительное влияние на низшую теплотворную способность. Было обнаружено, что низшая теплотворная способность двух типов древесных гранул значительно различается при p <0,001. Проведенные многомерная линейная регрессия и дисперсионный анализ подтвердили графические результаты. Наконец, авторы постулировали, что соединения с более высоким энергетическим потенциалом, такие как альдегид и кетон, образующиеся во время хранения гранул, вызвали увеличение низшей теплотворной способности.},
doi = {10.7451 / CBE.2015.57.8.5}, журнал
= {Canadian Biosystems Engineering}, номер
= 1, объем
= 57, место
= {США}, год
= {2015}, месяц
= {6}
}


Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно.Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.
  Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом.Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г.,
  браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.
  Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Чтобы предоставить доступ без файлов cookie
потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.Например, сайт
не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к
остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

мощность и эффективность, теплотворная способность

Чтобы удовлетворить свои потребности в энергии, все больше и больше компаний, коммерческих групп и домашних хозяйств становятся потребителями древесных гранул. Тенденции перехода на пеллеты становятся все более популярными, поскольку пеллетное топливо является более устойчивым источником энергии, чем ископаемое.Украинский биотопливный портал проводит подробный анализ объемов производства древесных пеллет, чтобы выяснить стоимость и энергоэффективность древесного топлива по сравнению с другими видами топлива, чтобы доказать их рентабельность.

Теплотворная способность древесных пеллет по сравнению с другими видами топлива

Энергетическая ценность древесных пеллет обычно определяется их теплотворной способностью. Как правило, под этим показателем понимается количество энергии, которое выделяется в виде тепла в процессе сгорания топлива и его взаимодействия с кислородом.Единица выражается в ГДж на тонну и может отличаться у разных производителей гранул. Кроме того, теплотворная способность древесных пеллет зависит от типа приобретаемых вами пеллет, их влажности, зольности и т. Д. Теплотворная способность является одним из жизненно важных свойств биомассы и, в частности, древесных гранул, помогая оценить эффективность топлива с помощью численное моделирование их горения в различных конверсионных системах, работающих на биотопливе.

Понятно, что чем выше теплотворная способность, тем больше энергии будет получено на единицу, и тем меньше топливных гранул необходимо сжечь, чтобы получить необходимое количество тепловой энергии.Как правило, существуют типичные значения теплотворной способности для каждого вида топлива, показывающие способность топлива производить энергию. Что касается древесных пеллет, топливо состоит из углерода, азота и кислорода. Их энергоемкость оказывается не хуже, чем у традиционных источников энергии. В качестве примера было обнаружено, что 1000 кг древесных гранул могут дать столько энергии и тепла, сколько они могут быть получены от 1600 кг бревен, 475 кубометров газа, 500 литров дизельного топлива и 685 литров мазута.

Древесные пеллеты являются хорошими кандидатами для изменения процесса сжигания угля, который, как считается, оказывает сильное влияние на окружающую среду с большими выбросами парниковых газов. Для сравнения, древесные гранулы считаются углеродно-нейтральным топливом с относительно высокой производительностью по сравнению с его аналогами. Согласно информации, предоставленной Украинским биотопливным порталом, объемы выработки древесных пеллет и угля существенно не различаются. Энергосодержание сильно зависит от содержания влаги в топливе, таким образом, древесные гранулы высокого качества с относительно небольшим содержанием влаги, примерно 8-10% на единицу, будут демонстрировать эффективность 19 ГДж на тонну.В то же время уголь без влажности дает 24,8 ГДж на тонну. Древесный уголь относительно дешев, поэтому экологические свойства древесного угля намного хуже, чем у древесных гранул. Вот почему многие крупные электростанции, например Drax, переходят на древесные гранулы, предпочитая их более экологически вредному углю. Более того, Drax не только будет экологически чище, но и преобразование будет играть жизненно важную роль в будущем успехе электростанции. CPF или так называемый минимальный уровень цен на углерод, введенный правительством Соединенного Королевства, значительно повысил цены на ископаемое топливо для производства электроэнергии.Следовательно, вначале цена на уголь составляла 0,44 фунта стерлингов (0,75 доллара США) за гигаджоуль, но в 2016 году она быстро выросла до 1,63 фунта стерлингов (1,77 доллара США). Это делает сжигание угля очень сложной задачей с точки зрения экономической эффективности.

Древесные пеллеты — очень эффективный вид топлива с точки зрения ценообразования. Насколько мы видим, топливо, произведенное из биомассы, как правило, на 25-30% дешевле своих ископаемых аналогов и более стабильно с точки зрения колебаний цен. В будущем более вероятно, что законодательство, направленное на сокращение выбросов углерода, скорее подорвет репутацию ископаемого топлива, чем повлияет на стоимость топлива из биомассы.Это можно доказать, сравнив средние цены на нефть с ценами на древесные гранулы. Часто говорят, что цены на древесные гранулы сильно зависят от цен на нефть и имеют тенденцию следовать за ними. Однако, согласно недавней статистике, цены на пеллеты испытывали значительно меньшие колебания, чем цены на нефть, которые с 2000 года оставались примерно на уровне 5 центов за кВт · ч. В то же время за тот же период цены на нефть колебались от 5 центов за кВт · ч и выше. до 11 центов за кВтч в 2013 году. Несмотря на то, что цены на оба источника энергии в настоящее время выровнялись, мы видим, что цены на древесные гранулы гораздо более стабильны.

Что касается отопления, то аналитики Украинского биотопливного портала выяснили, что одна тонна древесных пеллет равна 120 галлонам нефти, 170 галлонам пропана, 4775 кВтч электроэнергии. В целом эти цифры доказывают, что отопление на древесных гранулах более эффективно, чем на ископаемом топливе. Единственный вид топлива, который не дороже, а иногда и дешевле, — это природный газ. 16 000 кубических футов природного газа равны одной тонне древесных гранул. Однако дешевизна этого источника энергии относительна, поскольку отношения между европейскими странами и Россией далеки от дружеских, что делает цены на газ весьма нестабильными.Те люди, которые хотят использовать древесные пеллеты в качестве источника энергии для отопления жилых помещений, могут существенно сэкономить свои деньги, так как стоимость пеллетного топлива значительно ниже по сравнению с другими видами топлива. Следовательно, цена в центах за кВтч пеллет составляет 4,54, в то время как природный газ, мазут, сжиженный бензин и электричество намного дороже: 8,36 центов за кВтч, 6,35 центов за кВтч, 7,26 центов за кВтч и 20,66 центов за кВтч соответственно.

Как повысить эффективность древесных пеллет?

В настоящее время многие домохозяйства и промышленные предприятия заинтересованы в переходе на древесные гранулы.Однако важно определить все факторы, которые влияют на эффективную выработку энергии из древесных гранул. Само собой разумеется, что пеллетное топливо экономически выгодно, так как его цена определяется скорее внутренней экономикой страны, чем мировыми факторами. Если древесные гранулы правильно выбраны и сжигаются в энергоэффективной печи на гранулах или в котле на пеллетах, они могут работать с высокой энергоэффективностью и теплотой сгорания 4,5 — 5,0 кВтч на килограмм. Такой КПД очень похож на эффективность угля.Например, теплотворная способность каменного угля может колебаться от 15 до 25 МДж на килограмм, выходная ценность бурого угля ниже, с теплотой сгорания от 14 до 22 МДж на килограмм. В то же время древесные гранулы обладают энергоемкостью 18,4 МДж на килограмм. Насколько мы видим, древесные пеллеты не менее эффективны, но их цена значительно ниже. Кроме того, топливные древесные гранулы отличаются низкой зольностью по сравнению с угольным топливом. В то время как древесный уголь и бурый уголь могут иметь от 10 до 30 процентов зольности, древесные гранулы почти не содержат золы, составляя 2,5 процента от их веса.С точки зрения экологической устойчивости выбросы парниковых газов и золы в 15-20 раз ниже, чем у каменного и бурого угля.

Чтобы повысить эффективность установки древесных гранул и, следовательно, теплотворную способность топливных гранул, покупатель должен обращать внимание на качество продукта. Гранулы высшего качества или так называемые гранулы премиум-класса сделаны из 100% древесины и не содержат коры или других наполнителей. Второй вид этого топлива — промышленные пеллеты.Вышеупомянутые частицы могут иметь некоторое содержание необработанной коры и веток, что снижает их энергоэффективность при более высоком содержании золы и влаги.

Пеллетное топливо значительно суше, чем древесное топливо. Таким образом, влажность древесных гранул составляет 8-12%, в то время как бревна имеют приблизительную влажность 30-50%. Это качество обеспечивает высокую теплотворную способность по сравнению с бревнами или щепой. Таким образом, при сжигании одной тонны древесных пеллет может быть получено 5000 кВт · ч тепла — цифры на 50% выше, чем у традиционной древесины.

Если вы заинтересованы в отоплении своего дома древесными гранулами, специалисты советуют использовать только бытовые гранулы. Несмотря на то, что древесные пеллеты относительно дорогие, их примерная цена составляет 150 евро за тонну, в то время как их промышленные аналоги стоят 100 евро за тонну, домашние древесные гранулы производят гораздо больше тепла, как с более высокой теплотворной способностью, так и с более высокой теплотворной способностью. Материалы для производства древесных гранул могут значительно отличаться от производителя к производителю. Однако, в отличие от бревен, пеллеты изготавливаются из древесины хвойных пород.Например, пеллеты из хвойных пород имеют самую высокую теплотворную способность и выделяют больше всего тепла. Конечно, такие пеллеты стоят дороже, но они намного выгоднее, что связано с низким содержанием золы и влаги. Таким образом, необходимое количество тепла будет получено с меньшими затратами ресурсов.

Экономическая эффективность древесных пеллет в промышленности

Все больше и больше промышленных энергетических компаний переводят свой основной источник энергии на древесные гранулы. Это можно объяснить экономической жизнеспособностью возобновляемых источников энергии.Во-первых, энергоемкость пеллет составляет около 5 кВт / кг (в зависимости от качества пеллет — лучшее качество — больше тепла — меньше потребление). Эти цифры доказывают, что древесные гранулы легко заменяют уголь.

По сравнению с обычными древесными отходами (щепа, стружка) пеллеты также имеют гораздо более высокую энергоемкость (щепа — 850 кВтч / м3, пеллеты — 3150 кВтч / м3, дизельное топливо — 10 000 кВтч / м3). В настоящее время многие угольные компании переходят на древесные пеллеты с учетом налоговой политики различных европейских стран.Электроэнергия, произведенная из древесных гранул, имеет ту же цену, что и энергия, произведенная из природного газа. Более того, стратегия конверсии приводит к созданию новых рабочих мест, а не уничтожению старых. Конечно, солнечная или ветровая энергия может быть бесплатной и менее дорогой в использовании, но в процессе преобразования учитываются многие другие процессы. Вот почему древесные гранулы — лучшие кандидаты для перехода.

Таким образом, древесные пеллеты являются одним из наиболее энергоэффективных источников энергии.Среди своих деревянных аналогов, таких как бревна, щепа и древесная стружка, древесные гранулы являются источником энергии с самым высоким содержанием энергии. Это объясняется их низким содержанием влаги и высокими показателями плотности. Кроме того, древесные гранулы являются хорошей заменой угля, обладая почти такой же теплотворной способностью. Следовательно, древесные пеллеты становятся все более популярными как в домашнем хозяйстве, так и в промышленном секторе. Пока это один из самых прибыльных источников энергии, а по цене древесные пеллеты уступают место только природному газу.

Автор: Гарри ван ден Брук

Физические, механические и энергетические характеристики древесных гранул, полученных из трех распространенных тропических пород

Аннотация

Предпосылки

Потребность в источниках энергии с низким уровнем выбросов парниковых газов и устойчивым производством стимулирует поиск для альтернативных источников биомассы. Однако использование топлива из биомассы сталкивается с проблемой хранения, транспортировки и более низкой плотности энергии. Значения низкой плотности могут отрицательно повлиять на плотность энергии, что приведет к увеличению затрат на транспортировку и хранение.Использование гранул в качестве альтернативного источника биомассы — это способ уменьшить объем биомассы за счет уплотнения, что улучшает их энергетическое качество. Они производятся из разнообразных ресурсов биомассы и в основном из древесных материалов. Во всех случаях важно оценить характеристики топлива, чтобы определить их пригодность для системы отопления и управляемость.

Методы

Настоящее исследование определяет и сравнивает данные экспресс-анализа, теплотворную способность, физико-механические свойства древесных гранул, полученных из обычных тропических видов Acacia wrightii , Ebenopsis ebano и Havardia pallens .Данные были получены для гранул, полученных из чипов каждого вида, собранных с экспериментальной плантации, и проанализированы с помощью дисперсионного анализа и теста Краскела-Уоллиса с уровнем значимости 0,05.

Результаты

Результаты по диаметру, длине и соотношению длина / диаметр не показали статистических различий ( p > 0,05) между видами. Acacia wrightii показала самую высокую плотность (1,2 г / см ³ ). Значения удерживаемого веса и теста на сжатие показали статистические различия ( p = 0.05) среди видов. Havardia pallens был более устойчивым к сжатию, чем A. wrightii и Ebenopsis ebano . Статистические различия ( p <0,01) также наблюдались для летучих веществ и теплотворной способности. E. ebano имеет самое низкое содержание летучих веществ (72%), самую высокую теплотворную способность (19,6 МДж / кг), а также связанный углерод (21%).

Обсуждение

Гранулы изученных видов имеют высокую плотность энергии, что делает их пригодными как для коммерческих, так и для промышленных систем отопления. Гранулы с низким сопротивлением сжатию имеют тенденцию легко разрушаться из-за адсорбции влаги. Полученные процентные значения индекса устойчивости были выше 97,5%, что свидетельствует о том, что исследованные гранулы представляют собой высококачественное биотопливо. Приблизительные значения анализа также указывают на хорошие параметры сгорания. Пеллеты из Acacia wrightii и Ebenopsis ebano являются более подходящими источниками сырья для энергетических целей из-за их высокой плотности, теплотворной способности, низкой зольности, а также соответствия большинству международных параметров качества.

Ключевые слова: Биоэнергетика, Физико-механические свойства, Приблизительный анализ, Древесные гранулы, Тропические породы

Введение

Современное развитие общества обеспечивает повышение уровня комфорта для людей, что неизбежно ведет к увеличению потребления энергии во всех его формах. (Van Duren et al., 2015), который требует постоянного и постоянного снабжения (Song et al., 2015). Подсчитано, что от 80% до 85% мирового потребления энергии приходится на ископаемое топливо (BP, 2013), которое вызывает выбросы парниковых газов и глобальное потепление; Кроме того; их запасы ограничены, и в конечном итоге они будут исчерпаны.Поэтому важно разработать новую энергетическую политику, направленную на снижение уровня потребления энергии и воздействия на окружающую среду, связанного с использованием ископаемого топлива.

Биомасса — это чистый источник энергии, использование которого подразумевает снижение энергетической зависимости ископаемого топлива (Antolín, 2006). Таким образом, энергия биомассы является многообещающей альтернативой таким ограниченным запасам ископаемого топлива, как уголь, нефть и газ (Zhao et al., 2012), поскольку естественные экосистемы производят более 230 миллиардов тонн биомассы ежегодно, из которых только четверть (24 %) используется для удовлетворения основных потребностей и промышленного производства, в результате чего остается 76% общей биомассы, которая, таким образом, может стать живым «зеленым» источником углерода для поставки или частичной замены «черного» ископаемого топлива, которое в настоящее время поддерживает промышленно развитую экономику (ETC Группа, 2010).Однако одна из проблем, стоящих перед энергетической отраслью, заключается в том, как хранить большие количества топлива из биомассы, необходимого для тепловых электростанций (Craven et al., 2015). Более того, биомассы представляют собой рассеянные ресурсы с более низкой плотностью энергии (Hu et al., 2014), и для практического применения в крупномасштабных приложениях их необходимо сначала предварительно обработать измельчением, сушкой и прессованием (Chen, Peng & Bi, 2015), чтобы они были сухими и плотными с более высокой плотностью энергии.

Затем уплотнение появляется как способ производства твердого биотоплива, легко транспортируемого, управляемого и хранимого, с оптимальным коммерческим качеством.Уплотненное топливо из биомассы, такое как гранулы, является предпочтительным, поскольку оно обеспечивает лучшую экономическую жизнеспособность для транспортировки, хранения и обработки, чем другие виды биотоплива (Tauro et al., 2018). Согласно Patzek & Pimentel (2007), их легко обрабатывать, транспортировать на большие расстояния и они относительно безопасны. Кроме того, древесные гранулы являются эффективным источником энергии биомассы, что важно, поскольку ископаемое топливо вносит значительный вклад в выбросы CO ₂ (Thomson & Liddell, 2015), тогда как гранулы горят чисто и, таким образом, создают меньше выбросов, загрязняющих воздух, как объясняет Коволлик (2014) с концепцией нейтрального углерода по сравнению с другими источниками энергии для сжигания тепла.Многие ученые и организации считают, что если усилия по развитию возобновляемых источников энергии будут продолжены, к 2050 году возобновляемые источники энергии будут обеспечивать около 30% мировой потребности в энергии, и значительная часть этой энергии может поступать из древесных гранул (Guo, Song & Buhain, 2015). которые менее дороги, чем ископаемое топливо, такое как нефть, сжиженный нефтяной газ и электрические системы, особенно потому, что древесные гранулы имеют более высокое содержание энергии, чем нефть (Thomson & Liddell, 2015). Кроме того, производство древесных гранул очень рентабельно, поскольку сырье относительно дешево, а фабрики могут работать автоматически, при этом требуется всего несколько сотрудников (Lu & Rice, 2010).Высокая доступность этих древесных пеллет и низкая цена на сырье делают их стоимость более стабильной, что особенно позитивно, поскольку цены на ископаемое топливо сильно колеблются (Roh, 2016).

Таким образом, древесина как первичный источник энергии отвечает имеющимся данным и потребности в энергии; это особенно актуально во время глубокого экономического кризиса, который заставил многих переосмыслить стратегии будущего (Brian Vad, Lund & Karlsson, 2011). Таким образом, использование древесных гранул является устойчивой альтернативой энергии (Mola-Yudego, Selkimaki & Gonzalez-Olabarria, 2014; Sgarbossa et al., 2015), что представляет собой позитивную глобализацию богатства и создание рабочих мест на местном уровне. Это привело к резкому росту спроса на древесные гранулы в Европе и Северной Америке (Heinimo & Junginger, 2009), так что они производятся из различных ресурсов биомассы, таких как древесные отходы, энергетические леса и виноградные выжимки (Cespi et al., 2014; Dwivedi et al., 2014). Таким образом, гранулирование можно рассматривать как вариант решения проблемы избыточных отходов, обычно образующихся при агропромышленной и лесной деятельности (IRENA, 2013).

В тропических условиях выращиваются многие сельскохозяйственные и лесные культуры, производящие большое количество лигноцеллюлозных отходов (Ulloa et al., 2004), которые можно использовать в качестве топлива или источника энергии (Sekyere et al., 2004) путем гранулирования. Однако, прежде чем эти древесные гранулы можно будет использовать, важно сначала оценить их топливные характеристики, взяв в качестве эталона некоторые стандарты, чтобы обеспечить их единообразие, снизить рыночные барьеры и создать поток продукции, в котором это биотопливо может быть продано между производителями и потребителями. независимо от страны или региона (Cabral et al., 2012). Это напрямую связано с физическими, механическими и химическими свойствами, которые определяют качество уплотненной биомассы при транспортировке и хранении, а также их энергоемкость. Таким образом, в этом исследовании тестируются и охарактеризованы три распространенных тропических вида для сравнения и определения пригодности их гранул в соответствии с международными стандартами и требованиями конечного пользователя на основе системы нагрева и характеристик обращения.

Материалы и методы

Происхождение сырья и производство пеллет

Четыре дерева каждого вида Acacia wrightii, Ebenopsis ebano и Havardia pallens были срезаны с экспериментальной плантации, созданной на северо-востоке Мексики (Ngangyo-Heya et al., 2016). Материал измельчали, а затем измельчали ​​до частиц длиной менее 4 мм. Гранулы получали на прессе с длиной канала сжатия 8 мм и диаметром канала 6 мм без добавления связующих добавок для получения гранул производительностью 400 кг / ч. Гранулы охлаждали и оставляли в пластиковых пакетах в лабораторных условиях для проведения физико-химических испытаний.

Физические свойства

Характеристики пресса для гранулирования и древесных частиц влияют на физические свойства гранул, такие как длина, диаметр и плотность.Диаметр гранул определяется размером матрицы, а длина гранул определяется расстоянием между тарелкой и ножом, помещенным в чашу; однако плотность частиц зависит от условий гранулирования и характеристик древесных частиц. Диаметр и длину гранул измеряли штангенциркулем для 50 образцов каждого вида, а плотность частиц определяли отношением массы к объему согласно формуле. (1). Все значения были средними для 50 образцов каждого вида.

, где D = плотность частиц (г / см ³ ), m = масса гранулы (г), V = объем гранулы (см ³ ).

Механические свойства

Сопротивление сжатию при диаметральной нагрузке определяли для 20 образцов каждого вида с использованием универсальной испытательной машины (Instron 300Dx; Instron, Норвуд, Массачусетс, США), гранулу помещали между двумя плоскими и параллельными плитами, и увеличивающаяся нагрузка прикладывалась с постоянной скоростью 2 мм / мин до тех пор, пока таблетка не разрушилась из-за растрескивания или торможения в соответствии с испытанием, установленным Nielsen, Holm & Felby (2009).

Ударопрочность, также известная как «сопротивление падению» или «сопротивление разрушению», использовалась для определения безопасной высоты производства гранул (Kaliyan & Morey, 2009; Pietsch, 2008).Индекс ударопрочности (IRI) был получен из общего числа кусочков гранул, полученных после четырехкратного падения каждой из 20 гранул каждого вида с высоты 1,8 м. Данные были рассчитаны в соответствии с формулой. (2), разработанный Ричардсом (1990).

I R I = 100 × N ∕ n

(2)

Где: IRI = индекс ударопрочности, N = количество капель, n = общее количество штук после четырех капель.

Процент остаточной массы был определен из веса общего количества кусочков гранул, полученных из четырех капель, деленного на начальный вес гранулы, умноженного на 100 в соответствии с уравнением. (3).

где: RW, = остаточная масса (%), Wnp, = вес всех кусков, полученных после четырех падений, WN = вес исходного куска гранулы.

Приблизительный анализ и производство энергии

Содержание влаги (%), летучих веществ (%) и зольности (%) определялось в соответствии со стандартами Испанской ассоциации стандартизации (UNE) (2010a), Испанской ассоциации стандартизации (UNE). ) (2010b), Испанская ассоциация по стандартизации (UNE) (2009), соответственно.Содержание фиксированного углерода рассчитывали путем вычитания суммы летучих веществ, влажности и зольности из 100. Полную теплотворную способность гранул рассчитывали по формуле. (4) установлено Парихом, Чаннивалой и Гхосалом (2005).

G C V = 0,3536 F C + 0,1559 V M — 0,0078 A

(4)

Где, Gross / кг), FC = Связанный углерод (%), VM = Летучие вещества (%), A = Зола (%).

Статистический анализ

Были определены средние значения данных и значения стандартной ошибки для свойств гранул, полученных из трех изученных видов, нормальность для всех переменных была подтверждена Шапиро-Уилком. Данные в процентах были преобразованы с использованием функции квадратного корня арксинуса для разработки сравнительных тестов. Переменные, показывающие нормальное распределение, были проанализированы с использованием одностороннего дисперсионного анализа (ANOVA) со случайным расположением. Сравнения со статистическими различиями ( p <0.05) между видами были разработаны тесты на достоверно значимое различие Тьюки (HSD), этот тест считают статистически значимым при p <0,05 для всех парных сравнений (Steel & Torrie, 1960). Для переменных, не имеющих нормального распределения, сравнения между видами проводились с помощью критерия Краскела – Уоллиса. Все статистические анализы были выполнены с использованием бесплатного программного обеспечения R, версия 3.2.2 R (Bolker, 2012).

Результаты

Физические свойства

Средняя и стандартная ошибка длины, диаметра и плотности гранул, полученных из трех исследованных тропических видов, показаны на рис.Значения плотности гранул показали статистические различия ( p <0,05) между видами (). Плотность показала две статистические группы: (а) гранулы Acacia wrightii , которые были более плотными гранулами (1,18 г / см ³ ), и (b) гранулы, полученные из Ebenopsis ebano и Havardia pallens. , которые были статистически схожими, со значениями 1,10 и 1,12 г / см ³ соответственно.

Средняя и стандартная ошибка длины, диаметра, отношения длина / диаметр и плотности частиц древесных гранул, произведенных из трех распространенных тропических пород.

Плотность видов с одинаковыми буквами статистически схожа ( p <0,05) в соответствии с критерием достоверной значимости различия Тьюки.

Таблица 1

Тесты Шапиро-Уилка и Крускала-Уоллиса физических свойств гранул, полученных из щепы трех распространенных тропических видов.

размеры для гранул: А.wrightii (6,05 ± 0,01 мм) , E. ebano (6,03 ± 0,01 мм) и H. pallens (6,07 ± 0,01 мм), а по длине — гранулы E. ebano (17,37 ± 1,61 мм) по длине. ) были длиннее, чем у A. wrightii (13,17 ± 0,82 мм) и H. pallens (13,44 ± 0,99 мм). Отношение длина / диаметр составляло 2,89 ± 0,27, 2,22 ± 0,17 и 2,17 ± 0,14 для гранул из E. ebano , H. pallens и A. wrightii соответственно.

Механические свойства

Значения сопротивления сжатию показали статистические различия ( p <0.05) среди видов (). Связи между частицами гранул, полученных из древесной щепы Acacia wrightii , были более прочными, чем связи между частицами гранул E. ebano . H. pallens имеет самую слабую связь между частицами ().

Таблица 2

Испытания Шапиро-Уилка и Крускала-Уоллиса механических свойств гранул, полученных из крошки трех распространенных тропических видов.

Средняя и стандартная ошибка сопротивления падению, удерживаемого веса и сопротивления сжатию древесных гранул, произведенных из трех распространенных тропических пород.

Значения оставшейся массы и сопротивления сжатию видов с одинаковыми буквами статистически схожи ( p <0,05) в соответствии с тестом Крускала.

Значения индекса сопротивления падению для трех видов колеблются от 117 до 160. A. wrightii давал наиболее стойкие гранулы, а H. pallens давал менее стойкие гранулы. Зарегистрированные значения не показали статистических различий ( p > 0,05) между видами ().Сохраненные значения веса показали статистические различия ( p <0,05) между видами (). Гранулы A. wrightii и E. ebano находились в той же статистической группе «a» со значениями 66,27 и 61,74, соответственно, отличающимися от таковых для Havardia pallens в статистической группе «b», со значением из 49,49 ().

Приблизительный анализ и производство энергии

Содержание влаги, летучих веществ, связанного углерода и высшая теплотворная способность показали статистические различия ( p <0.005) среди видов, в то время как ясень показал аналогичные значения среди видов (). Содержание влаги во всех гранулах, полученных из тестированных тропических видов растений, было ниже 7%, включая E. ebano (4,62 ± 0,23%), H. pallens (6,18 ± 0,03%) и A. wrightii . (6,74 ± 0,15%), как показано в. Летучие вещества колеблются от 72,25 до 79,38%, значения соответствуют гранулам E. ebano и H. pallens соответственно. Зольность составляла 2.От 41 до 3,22%, что является наименьшим значением, полученным для пеллет из H. pallens , и самым высоким значением для пеллет из A. wrightii . Связанный углерод значительно варьировался со значениями от 12 до 21%, что позволило сформировать три статистические группы: «a» H. pallens (12,03 ± 0,11%), «b» A. wrightii (13,44 ± 0,51%) и «C» E. ebano (20,61 ± 1,01%). Теплотворная способность, обнаруженная в этом исследовании, была выше 17,8 МДж / кг, и это наивысшее значение, полученное для гранул E.ebano (19,64 МДж / кг).

Таблица 3

Тесты Шапиро-Уилка и Крускала-Уоллиса приблизительного анализа и энергетических значений гранул, полученных из щепы трех распространенных тропических видов.

Приблизительный анализ и энергетическая ценность древесных пеллет трех тропических пород.

Влагосодержание, летучие вещества и высшая теплотворная способность видов с одинаковыми буквами статистически схожи ( p <0,05) в соответствии с тестом на достоверную значительную разницу Тьюки и фиксированными значениями углерода в соответствии с тестом Крускала.

Обсуждение

Физические свойства

Значения плотности гранул, полученные в этой работе, аналогичны значениям 1,12–1,3 г / см ³ , указанным в Справочнике по гранулам Thek & Obernberger (2012).Сравнивая среднюю плотность древесины, Rodriguez et al. (2016) обнаружили, что плотность древесных гранул A. wrightii , E. ebano и H. pallens увеличилась на 30%, 25% и 93% соответственно, что подтверждает, что гранулирование является хорошим процессом для увеличения плотности. даже к более плотным видам. Объемная плотность исходного материала является важным фактором при гранулировании, поскольку мельницы загружаются по объему, а не по весу (Filbakk et al., 2011a). Учет этого свойства является хорошей оценкой качества гранул для топливных приложений, так как это означает больше энергии на единицу объема и означает большую экономию топлива, транспортировки и хранения (Rollinson & Williams, 2016).Низкие значения плотности могут отрицательно повлиять на плотность энергии, вызывая увеличение затрат на транспортировку и хранение. Согласно Obernberger & Thek (2006), гранулы с высокой плотностью энергии (18–20 МДж кг ^-1 ) подходят как для коммерческих, так и для промышленных систем отопления.

Сравнение физических свойств изученных гранул со значениями, указанными в стандартах CEN / TS 14961 (CEN / TS EN 14961-2, 2012), SS 18 71 20 и CTI R04 / 05, показали, что они соответствуют стандартам (Duca et al., 2014). Согласно CEN-EN 14961-1, гранулы трех видов были «D 06» с диаметром 6 мм и длиной от 3,15 до 40 мм (CEN / TC 335-Solid Biofuels, 2005). Все пеллеты исследуемых видов пригодны для сжигания в котлах с пневматической системой подачи, поскольку их длина была достаточно мала, чтобы предотвратить засорение механизма. Кроме того, соотношение длины и диаметра было ниже максимума из пяти, установленного Obernberger & Thek (2006) и ÖNORM (2000).

Механические свойства

Значения сопротивления сжатию Acacia wrightii находились в диапазоне (от 295 до 692 Н), указанном Tenorio et al.(2014) и Pampuro et al. (2017), в то время как сопротивление сжатию гранул из E. ebano и H. pallens было выше заявленных значений. Для деревянных гранул очень важно сопротивление изменению своего первоначального внешнего вида, поскольку оно показывает, насколько хорошо они могут противостоять внешним воздействиям после продолжительного периода использования. Это свойство важно для промышленности и торговли древесными гранулами (Oveisi-Fordiie, 2011). Гранулы с низким сопротивлением сжатию обычно связаны с такими проблемами, как трудности при хранении и транспортировке, а также с проблемами здоровья и окружающей среды.Это связано с тем, что такие гранулы имеют тенденцию легко разрушаться из-за адсорбции влаги, падения или трения, как сообщалось Temmerman et al. (2006). Таким образом, измерение этого параметра для пеллет указывает на их рыночную стоимость.

Значения индекса ударопрочности были выше, чем отношение 33 к 50%, указанное Forero-Nuñez, Jochum & Sierra (2015). Пеллеты с процентным содержанием выше 97,5% в соответствии со стандартами ASABE (2006) считаются высококачественным биотопливом, потому что частицы обладают хорошей силой сцепления, которая позволяет пеллетам выдерживать нагрузку при транспортировке до того, как они попадут к конечным потребителям.

Приблизительный анализ и производство энергии

Содержание влаги около 7% для всех изученных видов соответствует Koppejan & Van Loo (2012), которые установили, что содержание влаги в качественных гранулах должно быть ниже 15%. По значениям содержания влаги исследуемые гранулы относятся к категории супер-премиум (≤8%) в соответствии со стандартом США, в котором есть три других более низких класса: премиум (≤8%), стандартный (≤10%) и полезный (≤10%) ( Тумулуру и др., 2010). Содержание влаги — это свойство, которое следует учитывать с осторожностью, поскольку вода играет решающую роль в процессе гранулирования (Samuelsson et al., 2009). Ряд исследований деревянных гранул показал положительную корреляцию между MC и долговечностью гранул (Whittaker & Shield, 2017), что является одной из наиболее важных физических характеристик гранул. Более высокие MC могут уменьшить трение, смазывая биомассу (Nielsen, Holm & Felby, 2009), и увеличить степень, в которой гранулы «расслабляются» после образования, что приводит к снижению долговечности (Adapa, Tabil & Schoenau, 2011). Однако вода не сжимается, что ограничивает конечную плотность гранул (Carone, Pantaleo & Pellerano, 2011).Когда содержание влаги составляет 8,62%, может быть достигнута максимальная долговечность 96,7% (Colley et al., 2006). При MC 8–15% наблюдается повышение прочности у ели обыкновенной и сосны обыкновенной (Lehtikangas, 2001). Filbakk et al. (2011b) также обнаружили положительную корреляцию между долговечностью ( r 2 = 0,62) с MC 7–12% у сосны обыкновенной. Древесные пеллеты Tulip показали самую высокую прочность при влажности 13% (Lee et al., 2013). Для ряда типов биомассы, включая древесину и солому, оптимальная MC для долговечности гранул составляла 6.5 и 10,8% (Miranda et al., 2015).

Диапазон летучих веществ (от 72 до 79%) согласуется с результатами Arranz et al. (2015), Коппеян и Ван Лоо (2012), Тенорио и др. (2014) и ниже 82,8%, по данным Chen, Peng & Bi (2015) для коммерческих гранул. Количество летучих веществ влияет на поведение при сжигании твердого топлива (Tauro et al., 2018), так что, когда летучие вещества высоки, биомасса считается подходящим топливом для термической конверсии (Olsson & Kjällstrand, 2004; Holt, Blodgett И Накаяма, 2006).Катаки и Конвер (2002) дополнительно указали, что высокие уровни летучих веществ вызывают быстрое горение, что является недостатком топлива.

Фиксированный углерод варьировал от 12 до 21%, аналогичные результаты были получены Chen, Peng & Bi (2015) и Arranz et al. (2015). Сообщается, что фиксированный углерод влияет на высшую теплотворную способность (Tenorio et al., 2014). Кроме того, с точки зрения потенциала производства энергии это свойство является наиболее ценным параметром, поскольку сырье с высоким содержанием связанного углерода имеет более высокую теплотворную способность (Forero-Nuñez, Jochum & Sierra, 2015).

Зольность колеблется от 2,41 до 3,22%, что является многообещающим для изученных видов. Пеллеты с низким содержанием золы подходят для термической конверсии, поскольку они вызывают низкое накопление золы, шлакообразование или коррозию в котлах (Obernberger & Thek, 2006; Rhén et al., 2007). Зола снижает качество гранул, увеличивает выброс частиц в окружающую среду и снижает теплотворную способность биомассы (Tumuluru et al., 2010). Согласно Урибе (1986), чем выше содержание золы в твердом топливе, тем меньше будет получаемого тепла, что вызывает проблемы с обращением и управлением большими количествами образующейся золы.Сырье с высоким содержанием золы также может привести к увеличению затрат на техническое обслуживание как для бытовых, так и для промышленных пользователей. Относительно небольшое количество золы указывает на наличие небольших золообразующих элементов, что позволяет использовать окатыши для нужд промышленного обогрева, когда проблемы, связанные с образованием шлаков, обрастанием и спеканием, являются серьезными проблемами.

Общая теплотворная способность, обнаруженная в этом исследовании, была выше 17,8 МДж / кг, что аналогично значениям, указанным Telmo & Lousada (2011), что указывает на то, что гранулы исследуемых видов подходят для использования в качестве исходного сырья (Laxamana, 1984 ; Сан-Луис, Брионес и Эстудильо, 1984).Кроме того, эти значения находятся в пределах минимальных требований DIN 51731 (1996) для твердого топлива для промышленных процессов отопления. Высокая высшая теплотворная способность позволяет биотопливу производить большое количество энергии при небольшом объеме топлива (плотности энергии) (Atuesta-Boada & Sierra-Vargas, 2015).

Дополнительная информация и заявления

Конкурирующие интересы

Авторы заявляют об отсутствии конкурирующих интересов.

Вклад авторов

Каррильо Парра Артемио задумал и спроектировал эксперименты, провел эксперименты, проанализировал данные, предоставил реагенты / материалы / инструменты анализа, подготовил рисунки и / или таблицы, создал или рассмотрел черновики статьи, одобрил окончательный вариант .

Нгангио Хейя Мажино задумал и разработал эксперименты, выполнил эксперименты, проанализировал данные, подготовил рисунки и / или таблицы, написал или рецензировал черновики статьи, одобрил окончательный вариант.

Колин-Уриета Серафин проводил эксперименты, составлял или рецензировал черновики статьи, одобрял окончательный вариант.

Рутиага Киньонес Хосе Гуадалупе задумал и разработал эксперименты, предоставил реагенты / материалы / инструменты для анализа, создал или рецензировал черновики статьи, одобрил окончательный вариант.

Корреа-Мендес Фермин выполнил эксперименты, подготовил рисунки и / или таблицы, написал или отредактировал черновики статьи, одобрил окончательный вариант.

Доступность данных

Следующая информация была предоставлена ​​относительно доступности данных:

Необработанные данные представлены в Data S1.

Влияние добавок на физические и термические характеристики древесных гранул: обзор

Добавки играют важную роль в характеристиках древесных гранул и представляют большой интерес, поскольку они действуют как связующие вещества для сырья биомассы.В прошлых исследованиях сообщалось об использовании лигносульфоната, доломита, крахмалов, картофельной муки и кожуры, а также некоторых моторных и растительных масел в качестве добавок для производства древесных гранул. В данной статье представлен обзор имеющихся исследований о влиянии различных добавок на физические и термические характеристики древесных гранул. Было обнаружено, что добавки лигносульфоната и крахмала улучшают механическую прочность, но имеют тенденцию к снижению теплотворной способности древесных гранул. Присадки к моторным и растительным маслам минимально повышают теплотворную способность, но значительно увеличивают выбросы окиси углерода.Добавки кукурузного крахмала и доломита также значительно увеличивают выбросы окиси углерода. Чтобы производить древесные гранулы с желаемыми физическими и термическими характеристиками, следует использовать подходящую добавку с правильным материалом биомассы.

1. Введение

Правительство Канады продвигает использование чистой энергии; соответственно, правительства провинций наметили планы полностью отказаться от угля в ближайшем будущем [1]. Однако, по данным Международного энергетического агентства, в 2009 году энергия на базе древесины, которая считается чистой, составляла лишь 4% от общих поставок первичной энергии Канады [2].Древесные гранулы стали очень успешным возобновляемым источником топлива для производства энергии, главным образом благодаря их многочисленным полезным характеристикам, включая высокую плотность и теплотворную способность, низкое содержание влаги и относительное удобство транспортировки и хранения. Древесные пеллеты — это древесное топливо, производимое из уплотненных опилок и других древесных отходов [3]. Древесные гранулы высшего класса, используемые в быту, имеют диаметр мм и длину 3,15–40 мм (стандарты ЕС) [4], а также диаметр и длину 5,84–7,25 мм (стандарты США) [5].

Канада становится одним из мировых лидеров по производству древесных гранул. Производственные мощности по производству древесных гранул в Канаде выросли с 300 000 тонн в 1997 году до 2,93 миллиона тонн в 2011 году [6, 7]. Этот рост частично объясняется политикой Европейского Союза (ЕС) по продвижению возобновляемых источников энергии, поскольку 90% от общего объема производства пеллет в Канаде идет за границу, в то время как внутреннее использование является чрезвычайно низким [8]. Цена на древесные гранулы в Европе колеблется от 215 до 275 долларов США за тонну, в то время как на рынке Северной Америки средняя розничная цена на внутреннем рынке жилых домов колеблется от 175 до 250 долларов США за тонну [9].Заводы по производству древесных гранул присутствуют почти во всех провинциях Канады, но большая часть производства гранул приходится на Западную Канаду (Британская Колумбия и Альберта).

Качество древесных гранул определяется несколькими ключевыми параметрами, включая содержание влаги (MC), теплотворную способность, количество мелких частиц, механическую прочность, плотность частиц, содержание золы и температуру плавления золы. Значения этих параметров определены в стандартах prEn 14961-1 (ЕС) и PFI (Соединенные Штаты Америки).На значения этих физических и термических параметров влияет использование различных связующих веществ или добавок при производстве древесных гранул. Согласно стандартам ЕС, добавки, улучшающие качество топлива, снижающие выбросы или повышающие эффективность горения, могут составлять максимум 2% от общей массы древесных гранул [10]. Наиболее часто используемые добавки — это лигносульфонат, крахмал, доломит, кукурузная или картофельная мука и некоторые растительные масла [4]. Эти связующие агенты или добавки также влияют на экономику производства конечного продукта.

Лигносульфонат представляет собой водорастворимый анионный полиэлектролитный полимер, который получают как побочный продукт процесса варки сульфита древесины [11]. Лигносульфонаты используются в кормах для животных и считаются наиболее эффективными и популярными связующими веществами для древесных гранул. Обычно для эффективного связывания древесных гранул используется от 1% до 3% лигносульфонатов [12]. Крахмал образуется из двух полимеров, амилозы, линейного полисахарида, и амилопектина, большого сильно разветвленного полисахарида, и его получают в различных формах и размерах гранул при разделении злаков или трубок на белковые и волокнистые компоненты [13].Форма и размер гранул крахмала влияют на его распределение в древесном материале и, следовательно, влияют на истирание гранул. Другие добавки, такие как растительное масло или доломит, добавляются для лучшей смазки во время процесса гранулирования [14, 15]. Связующие агенты обычно добавляются в производственный процесс либо непосредственно перед этапом прессования основной матрицы в пилотной машине для гранулирования [16], либо в виде непрерывного потока сырья на шнек коллектора перед буферным бункером смесителя [17].

Связующие вещества также влияют на потребление энергии и использование воды в процессе производства древесных гранул. Было обнаружено, что кукурузный крахмал и лигносульфонат являются лучшими добавками с точки зрения энергопотребления на единицу продукции древесных гранул по сравнению с другими добавками [17, 18]. Без добавок удельный расход энергии на производство древесных пеллет из тополя составил 138 кВтч на тонну сухого вещества [18]. Значение удельного энергопотребления значительно снизилось до 79 кВтч на тонну сухого вещества за счет добавления 2.5% кукурузного крахмала, до 128 кВтч на тонну сухого вещества путем добавления 2,5% лигносульфоната и до 106 кВтч на тонну сухого вещества путем добавления 5% лигносульфоната [18]. Более низкий удельный расход энергии при использовании крахмала в качестве добавки обусловлен смазывающей способностью крахмала. Вода добавляется к сырью перед процессом гранулирования, чтобы получить оптимальное содержание влаги. Использование добавок влияет на количество воды, необходимое в процессе производства древесных гранул. Например, использование доломита в качестве добавки значительно увеличивает потребление воды, тогда как пшеничный крахмал не оказывает большого влияния на потребление воды [15].

Таким образом, прошлые исследования показали, что добавки и связующие вещества влияют на все основные характеристики древесных гранул. Целью данного исследования является обобщение экспериментальных данных, касающихся влияния добавок и связующих веществ на физические и термические характеристики древесных гранул. Этот обзор литературы помогает определить потребность в дальнейших исследованиях по поиску смесей добавок и различного сырья для производства древесных гранул с лучшими физическими и термическими характеристиками, чтобы древесные гранулы оставались конкурентоспособными в качестве варианта возобновляемой энергии.

2. Физические характеристики

Физические характеристики, рассматриваемые в этом исследовании, включают (i) содержание влаги, (ii) плотность частиц и механическую прочность, и (iii) насыпную плотность и размер гранул.

2.1. Содержание влаги

MC выражается в процентах от исходной массы образца и сильно влияет на другие параметры древесных гранул, такие как теплотворная способность, эффективность сгорания, долговечность гранул и насыпная плотность. Различные добавки требуют разного количества MC в сырье для эффективного связывания материала.Использование крахмала в качестве связующего требует содержания MC в сырье от 12,5% до 13,0%, в то время как лигносульфонат требует значений MC от 9,0% до 10,5% для процесса гранулирования [18]. Когда добавки используются для изготовления древесных гранул, они снижают конечную MC древесных гранул. Например, древесные гранулы, изготовленные из стандартного сырья (с 9,3% MC) и смеси 1% или 2% лигносульфоната (с 8% MC), дают конечное MC гранул, равное 5,9% [17]. Однако при увеличении дозировки лигносульфоната до 2.5%, 5% и 7%, он не оказывает значительного влияния на конечную MC древесных гранул [18]. В случае смешивания 5% остатков картофельной кожуры (с 77,8% MC) и сухого сырья (с 3,3% MC) полученные древесные гранулы содержат 2,9% MC [17]. Использование крахмала значительно снижает количество конечных древесных гранул MC. Шталь и др. [13] обнаружили, что когда сырье (с 12,1% MC) было смешано с 1% пшеничного крахмала и таким же количеством окисленного кукурузного крахмала, конечный гранулированный MC снижается до 7,6%. Увеличение дозировки пшеничного и кукурузного крахмала еще больше снижает MC гранул [13].Интересно, что если лигносульфонат и кукурузный крахмал добавляются одновременно (1% лигносульфоната и 1%, 2%, 3% или 4% кукурузного крахмала), MC в готовых древесных гранулах уменьшается только на 0,5% [18].

Из вышеупомянутой литературы ясно, что добавление крахмала оказывает более сильное влияние на снижение MC конечных древесных гранул по сравнению с лигносульфонатом. Однако слишком много крахмала сделает конечный продукт очень сухим. Конечная MC древесных гранул очень важна, так как она влияет не только на теплотворную способность, но также на долговечность и истираемость продукта.Ли и Лю [19] сообщили, что гранулы хорошего качества имеют содержание MC от 6% до 12%. Уилсон [20] обнаружил, что самый высокий индекс прочности гранул с образцами красного дуба имеет MC 10%. Другие исследования также показали, что древесные гранулы с содержанием MC от 9% до 14% являются наиболее прочными и устойчивыми к истиранию [21, 22].

2.2. Плотность частиц и механическая прочность

В таблице 1 представлены плотность частиц и механическая прочность гранул тополя с различными добавками и удельная площадь поверхности гранулирования.Плотность частиц — это отношение массы образца к его объему, включая объем пор [23]. Плотность отдельных гранул варьируется и зависит от давления упаковки древесных гранул и породы древесины. Чрезвычайно высокая плотность не способствует полноте сгорания, поскольку доступ кислорода невозможен, когда деревянные элементы очень плотно упакованы, и, следовательно, ухудшает процесс горения. Эти параметры прочности особенно важны при хранении и транспортировке древесных гранул на большие расстояния, так как важно минимизировать образование пыли и трещин при хранении и транспортировке.Эти параметры отсутствуют в стандартах prEN 14961-2 и PFI [4, 5]. Однако, согласно немецким и австрийским стандартам, плотность одной окатыши должна составлять от 1000 до 1400 кг / м ³ [24].

Механическая износостойкость определяется как сопротивление истиранию, а механическая прочность — как сопротивление сжатию и удару [25].По европейским стандартам механическая прочность гранул высокого класса должна быть не менее 97,5%, а по стандарту PFI — не менее 96,5% [4, 5]. MC, размер частиц и химический состав сырья влияют на механическую прочность древесных гранул [20]. Механическая прочность древесных гранул стабильна при значениях MC от 9% до 14% [21], а влияние истирания исчезает при значениях MC от 8% до 12% [19]. Если MC сырья меньше 7%, гранулы не будут иметь необходимых прочностных характеристик, так как лигнин не будет иметь достаточно влаги для образования прочной связи с частицами гранул.

Mediavilla et al. [18] провели сравнительное исследование для анализа влияния различных добавок (лигносульфонат, кукурузный крахмал и их различные комбинации) на плотность частиц и механическую прочность при одинаковых начальных условиях (одно и то же сырье, одинаковая дозировка добавки, одинаковые MC и та же степень сжатия). Плотность частиц варьировалась от 960 кг / м ³ до 1130 кг / м ³ , а механическая износостойкость варьировалась от 93,2% до 98,8% для различных добавок и их комбинаций.Добавление лигносульфоната привело к более высокой механической прочности по сравнению с добавлением кукурузного крахмала.

Nosek et al. [26] также обнаружили, что использование добавок (таких как моторное масло, кукурузный крахмал, карбонат натрия, мочевина, растительное масло и доломит) в дозировке 0,5% снижает плотность частиц древесных гранул. Наиболее сильное влияние на снижение плотности частиц древесных гранул было обнаружено при использовании кукурузного крахмала и доломита в качестве добавки [26]. Используя мягкую древесину в качестве сырья, Кофман [14] обнаружил, что добавление 1% и 2% связующих веществ (лигносульфонат и картофельная мука) увеличивает механическую прочность древесных гранул примерно с 96% до 98%.Добавление 1% картофельной муки улучшило механическую прочность больше, чем добавление 1% лигносульфоната; однако 2% дозировка любой из добавок дает тот же результат [17]. Шталь и др. (2012) также обнаружили, что добавление крахмала увеличивает механическую прочность древесных гранул [13]. Все типы крахмала (нативный пшеничный крахмал, окисленный кукурузный крахмал, нативный картофельный крахмал и окисленный картофельный крахмал) помогают повысить механическую прочность по мере увеличения дозировки крахмала. Добавление 2,8% окисленного кукурузного крахмала имело лучший общий эффект среди всех крахмалов, при этом индекс механической прочности увеличился с 93.От 6% (самородная древесина) до 98,1%.

2.3. Насыпная плотность и размер гранул

Насыпная плотность — это параметр, который напрямую влияет на затраты на хранение и транспортировку, поскольку более высокая насыпная плотность способствует компактности продукта в транспортной таре. Объемная плотность зависит от размера гранул (длины и диаметра), плотности отдельных гранул и содержания влаги. Размер гранулы дополнительно влияет на прочность гранулы, так как более длинная гранула может быть легко сломана по сравнению с более короткой. Насыпная плотность гранул диаметром 6 мм (со средней плотностью частиц 1764 кг / м ³ ) составляет 609 кг / м ³ по сравнению с насыпной плотностью гранул диаметром 8 мм (со средней плотностью частиц 1687 кг / м ³ ), что составляет 621 кг / м ³ [27].Размер (длина) пеллет также влияет на эффективность горения. Sikanen и Vilppo (2012) обнаружили, что температура горения древесных гранул снижается на 31%, а температура дымовых газов — на 25%, когда длина гранул увеличивается с 5,8 мм до 13,1 мм [28]. Было обнаружено, что использование связующих веществ в качестве добавок влияет на длину гранул. Шталь и др. (2012) обнаружили, что добавка крахмала значительно увеличивает длину древесных гранул, когда не используется режущее лезвие [13]. Сырье с большим размером частиц и более высоким содержанием MC снижает объемную плотность продукта, в то время как более высокие температуры и давление процесса увеличивают объемную плотность [12].Табил и др. (2011) и Samuelsseon et al. (2012) также обнаружили обратную отрицательную зависимость между влажностью и насыпной плотностью [21, 29]. Насыпная плотность пеллет из хвойных пород увеличивается на 20–25 кг / м 3 ³ с добавлением 5% коры [30]. Это связано с тем, что кора содержит в 8–10 раз больше металлов, таких как алюминий, железо и натрий, чем в стволовой древесине. Другие добавки, такие как лигносульфонат и различные типы крахмала, снижают содержание влаги в древесных гранулах, тем самым увеличивая объемную плотность продукта.

3. Тепловые характеристики

Тепловые характеристики, рассматриваемые в этом исследовании, включают (i) теплотворную способность, (ii) содержание золы, температуру плавления и элементный состав золы, и (iii) образование выбросов.

3.1. Теплотворная способность

Теплотворная способность (теплотворная способность) является наиболее важной характеристикой древесных гранул, поскольку более высокая теплотворная способность означает больший выход энергии из того же количества продукта и, следовательно, более низкие затраты для потребителя. Тепловая ценность выражается либо как низкая теплотворная способность (LHV), либо как высокая теплотворная способность (HHV).LHV определяет максимальное количество выделяемого тепла без учета теплоты парообразования, тогда как HHV — это количество тепла, производимое при полном сгорании топливного блока. Теплотворная способность (килоджуль / грамм) связана с концентрациями углерода, водорода, кислорода, серы, азота и золы, присутствующих в образце древесных гранул, и рассчитывается с использованием следующего уравнения [31]:

где C, H, O, A, S и N представляют собой массовые доли углерода, водорода, кислорода, золы, серы и азота соответственно.HHV положительно связан с концентрацией углерода, водорода и серы, но отрицательно связан с концентрацией азота и кислорода. Следовательно, если биомасса, используемая для производства пеллет, получена из азотфиксирующих пород (например, ольхи), теплотворная способность этих древесных пеллет будет намного ниже. Также известно, что древесная кора содержит больше азота, чем древесина [32, 33]. Древесина хвойных пород в целом имеет более высокую теплотворную способность, чем древесина твердых пород [34]. Средняя высшая теплотворная способность древесины — 20.25 МДж / кг [4]. Присутствие лигнина также увеличивает теплотворную способность древесной биомассы [35]. На теплотворную способность также влияет теплопроводность, которая зависит от теплопроводности во время хранения гранул [36, 37]. Добавки (лигносульфонат, картофельная мука и остатки картофельной кожуры) существенно не влияют на теплотворную способность древесных гранул [17]. Однако дозировка 0,5% моторного масла и растительного масла увеличивает теплотворную способность, а добавка 0,5% кукурузного крахмала снижает теплотворную способность примерно на 0.5 МДж / кг [26].

3.2. Содержание золы, точка плавления золы и элементный состав

Содержание золы — это процентное содержание золы, присутствующей в древесных гранулах, по отношению к массе топлива. Высокое содержание золы снижает эффективность печи, и печь требует более частой чистки. Согласно стандарту ЕС зольность древесных гранул премиум-класса должна быть менее 0,7%, а PFI определяет этот параметр менее 1% [4, 5]. Куокканен и др. (2011) обнаружили, что добавка 1% картофельной муки не влияет на зольность, но 2% -ная дозировка той же добавки увеличивает зольность с 0.От 5% (натуральная древесина) до 0,6%. Добавление 0,5% и 3% доломита также увеличивает зольность по сравнению с эталонным образцом [15, 17]. Когда лигносульфонат используется в концентрациях 1% и 2%, содержание золы в древесных гранулах увеличивается с 0,5% (природная древесина) до 0,6% и 0,8% соответственно [17]. Однако добавка 0,5% пшеничного крахмала в два раза значительно снизила золообразование [15].

На температуру плавления золы влияет химический состав биомассы, используемой для производства древесных гранул.Концентрации кальция и магния в биомассе увеличиваются, а концентрации калия и натрия в биомассе снижают температуру плавления золы древесных гранул [4, 38, 39]. Низкая температура плавления золы может привести к проблемам, связанным с золой, таким как образование шлаков и отложений в камере сгорания [40, 41], что потребует частого обслуживания печи на древесных гранулах. Согласно стандарту ЕС температура плавления золы должна быть выше 1200 ° C [42]. Высокие концентрации хлора, калия и натрия также увеличивают вероятность коррозии внутренних компонентов печи или котельной системы.

Добавки изменяют элементный состав древесных гранул, тем самым влияя на поведение температуры плавления золы. Добавка лигносульфоната в дозировке 1% и 2% увеличивает содержание натрия с 0,03 г / кг (сухой вес) в натуральной древесине до 0,1 г / кг и 0,12 г / кг, соответственно, и увеличивает содержание кальция с 0,63 г / кг (сухой вес). в самородной древесине до 1,13 г / кг и 1,5 г / кг соответственно. Содержание серы также увеличивается в 10 раз и 20 раз соответственно при добавлении 1% и 2% добавки лигносульфоната [17].Сера вызывает серьезную проблему из-за накопления сульфатов на теплопередающих поверхностях камеры сгорания [35]. Сульфирование лигнина также вызывает увеличение выбросов [43]. Однако значительного изменения содержания калия при добавлении лигносульфоната не наблюдалось [17]. Nosek et al. (2011) обнаружили, что добавка 0,5% доломита значительно увеличивает температуру плавления золы с 1200 ° C (природные окатыши) до приблизительно 1500 ° C, в то время как другие добавки не оказали значительного влияния на температуру плавления золы. Однако на температуру плавления золы значительно влияет добавка коры [26].5% добавки коры повысило температуру плавления золы (1230 ° C) гранул из чистой древесины (сосна обыкновенная) до 1567 ° C [30]. Кора также содержит большие концентрации кремния (Si) для защиты. В то время как концентрация Si составляет около 150 мг / кг в древесном стволе, она достигает 2000 мг / кг в коре хвойных пород и 10 000 мг / кг в коре лиственных пород [44]. Si образует силикаты калия при высокой температуре, что снижает полноту сгорания древесных гранул [45, 46].

3.3. Образование выбросов

Древесное топливо считается возобновляемым источником энергии и может помочь снизить уровни концентрации CO в атмосфере Земли ₂ , если оно заменяет ископаемое топливо для производства энергии [43, 47].Выбросы парниковых газов при производстве и сжигании древесных гранул намного ниже, чем при сжигании ископаемого топлива [48, 49]. Однако древесные гранулы нельзя рассматривать как нейтральный источник энергии CO ₂ [50]. Выбросы углерода для древесных гранул выше, чем для древесной щепы из-за дополнительной энергии, потребляемой на этапах производства древесных гранул, таких как сушка и гранулирование. Количество выбросов CO ₂ варьируется от 30 кг / МВтч до 106 кг / МВтч и зависит от используемой биомассы, ее источника и метода сушки и гранулирования [47].Было обнаружено, что использование добавок в древесные гранулы еще больше увеличивает выбросы парниковых газов. Например, добавление лигносульфоната значительно увеличивает содержание серы [14], что приводит к увеличению выбросов [24, 51]. Хотя добавление кукурузного крахмала (0,3% и 0,5%) и доломита (0,1%) снижает выбросы с 6 мг / м³ до 4 мг / м³, эти добавки значительно увеличивают выбросы окиси углерода (CO) [26]. Гранулы без добавок выделяют около 250 мг / м³ выбросов CO, тогда как гранулы с 0.3% добавки кукурузного крахмала выделяют около 550 мг / м³ CO, а с 0,5% добавки доломита выделяют около 700 мг / м³ CO [26]. Однако существенного влияния на выбросы обнаружено не было [26].

4. Выводы

Целью данного исследования было обобщить текущее состояние литературы, касающейся влияния добавок и связующих веществ на физические и термические характеристики древесных гранул. Физические характеристики, рассматриваемые в этом исследовании, включают (i) содержание влаги, (ii) плотность частиц и механическую прочность, и (iii) насыпную плотность и размер гранул; в то время как рассматриваемые тепловые характеристики включают (i) теплотворную способность, (ii) зольность, температуру плавления золы и элементный состав, и (iii) образование выбросов.Выводы этой статьи можно резюмировать следующим образом.

Добавки действуют как смазка, увеличивают производительность и снижают потребление энергии на единицу продукции древесных гранул. Добавки крахмала снижают конечную влажность больше, чем добавки лигносульфонатов. Однако слишком много крахмала сделает конечный продукт чрезвычайно сухим, что отрицательно скажется на механической прочности древесных гранул. Добавки лигносульфонатов обеспечивают наилучшие показатели механической прочности древесных гранул, но не обладают высокой плотностью частиц.Добавки, такие как моторное масло, кукурузный крахмал, карбонат натрия, мочевина, растительное масло и доломит, уменьшают плотность частиц древесных гранул. Однако добавки кукурузного крахмала и доломита являются наиболее эффективными в снижении плотности частиц древесных гранул. Все типы крахмала (нативный пшеничный крахмал, окисленный кукурузный крахмал, нативный картофельный крахмал и окисленный картофельный крахмал) повышают механическую прочность древесных гранул, с лучшими результатами по механической прочности, полученными при добавлении окисленного кукурузного крахмала.

Лигносульфонат не влияет на теплотворную способность древесных гранул, но значительно увеличивает содержание натрия и серы и, как следствие, увеличивает выбросы. Присадки к моторным и растительным маслам минимально повышают теплотворную способность, а добавки кукурузного крахмала и доломита снижают теплотворную способность древесных гранул. Добавка пшеничного крахмала значительно снижает образование золы, но добавка доломита увеличивает образование золы, а также температуру плавления золы при сгорании древесных гранул.Добавки кукурузного крахмала и доломита значительно увеличивают выбросы окиси углерода. Таким образом, каждая добавка имеет уникальные физические и термические характеристики при использовании с различными материалами биомассы. Требуются дальнейшие исследования для определения смесей добавок и различного сырья для производства древесных гранул, имеющих желаемые физические и термические характеристики, чтобы древесные гранулы оставались конкурентоспособными в качестве варианта возобновляемой энергии.

теплотворная способность дров

теплотворная способность дров

Дрова делятся на три тепловые группы: Первая тепловая группа — это древесные дрова из дуба, ясеня, березы, коры, клена, вяза теплотворной способностью от 2250 до 2500 ккал.Таким образом, хотя разные породы древесины при выдержке имеют одинаковую теплотворную способность, их объемные количества будут сильно различаться. Это означает, что древесный уголь готовит пищу быстрее, чем дрова, когда они используются в домашних условиях в сельских домохозяйствах. Сравнение теплотворной способности Пеллеты Enerles производятся из древесины пихты, ели и сосны. Wood Prod. Несмотря на то, что зольность коры в 5,7 раза выше, чем у древесины, высшая теплотворная способность образцов древесины (19,32 ± 0,35 МДж / кг) была несколько ниже, чем у образцов коры (19.70 ± 0,26 МДж / кг). Теплотворная способность вещества, обычно топлива или пищи, — это количество тепла, выделяющееся при сгорании определенного количества вещества. минимальная стандартная теплотворная способность от 1500 до 1670 ккал / кг. Его типичная теплотворная способность составляет 19,2 ГДж / т сухого вещества. Сжиженный нефтяной газ имеет более высокую теплотворную способность по сравнению с дизельным топливом, бензином и керосином. Было обнаружено, что низшая теплотворная способность двух типов древесных гранул значительно различается при p A.xicaria> Смешанный тип> C.пентандра. Мы определили теплотворную способность древесной биомассы тополя белого (Populus alba L.) для использования в качестве дров. Так же, как и с теплотворной способностью, зная тип используемой древесины (мягкую или твердую), можно определить объемную плотность в сухом состоянии (когда древесина считается полностью сухой): 195 кг / м3 для древесины хвойных пород и 260 кг / м3 для древесины твердых пород [2]. Печь для газификации древесины Kuuma VaporFire — VaporFire 100 и VaporFire 200 — это внутренние печи с горячим воздухом, предназначенные для одновременного устранения древесного дыма, креозота и загрязнения воздуха • Энергетическая ценность пропорциональна сухому весу древесины; поэтому древесина с более высокой плотностью имеет более высокую теплотворную способность.Древесное топливо (или дрова) — это топливо, такое как дрова, древесный уголь, щепа, листы, пеллеты и опилки. Конкретная используемая форма зависит от таких факторов, как источник, количество, качество и применение. (2012) 70: 755–757. CEN, Берлин. Эти значения высоки (средняя теплотворная способность древесины составляет от 3,5 до 5,0 ккал, тогда как у древесного угля — от 5,0… Для сравнения, древесные гранулы из бука имеют на 5-10% более низкую теплотворную способность. мысли многих «знатоков» о плюсах и минусах различных пород дерева и их характеристиках при сжигании на открытом огне или дровяной печи.Другие значения тепла указаны выше. Это означает количество тепла, выделяемое единицей массы (или объема) топлива при полном сгорании. 5. ТЕПЛОВАЯ ЦЕННОСТЬ ОБЫЧНЫХ ПОРОДОВ ДРЕВЕСИНЫ. Также представлен как абсолютное значение удельной энергии сгорания для единицы массы вещества (как правило, твердого биотоплива или пищи). Теплотворная способность является одним из жизненно важных свойств биомассы и, в частности, древесных гранул, помогая оценить эффективность топлива путем численного моделирования его сгорания в различных системах преобразования, работающих на биотопливе.Приблизительно каждый 1% добавления золы приводит к снижению теплотворной способности на 0,2 МДж · кг -1. Экспорт древесных пеллет из Канады в Европу в последние годы неуклонно растет (примерно 1,8 миллиона тонн в 2013 году). Породы древесины были подвергнуты трем различным видам обработки. Мешки по 10 кг Получите у нас 4,25 фунта стерлингов каждый. Доставка 4,70 фунтов стерлингов каждый. В этот момент древесина не нагревается. Теплотворная способность (CV) выражается в кВтч и представляет собой количество энергии (тепла), заключенной в древесине при заданном весе.Чтобы узнать общую теплотворную способность отходов, вам необходимо измерить теплотворную способность или оценить ее, проанализировав состав. Такие как древесина, древесные брикеты из хвойных пород (более смолистые хвойные породы) имеют более высокую теплотворную способность, чем лиственные деревья (менее смолистые лиственные породы). 350-500. Теплотворная способность МДж / кг золы (мас.% Сухого вещества) 5,200-7,400. Таким образом, при расчете теплотворной способности и цены рентабельность связана. Он увеличивается с уменьшением влажности. был определен с помощью галогенного анализатора влажности. Древесное топливо (или дрова) — это топливо, такое как дрова, древесный уголь, щепа, листы, пеллеты и опилки.Конкретная используемая форма зависит от таких факторов, как источник, количество, качество и применение. Несмотря на это превосходное качество по сравнению с древесным топливом, люди считают, что из нее не производится древесный уголь с различной теплотворной способностью. определение теплотворной способности начинается с выбора и активации кнопки «ПУСК» в компьютерной программе, отображаемой на экране компьютера (рис. 2). Все дерево одинаковое? В качестве приблизительной оценки теплотворная способность традиционных бревен составляет около 4100 кВтч / тонну (в зависимости от влажности и породы деревьев), в то время как брикеты хорошего качества имеют теплотворную способность от 4800 до 5000 кВтч / тонну в зависимости от уплотнения и породы деревьев.Как вид энергии из биомассы, древесные гранулы обладают высокими характеристиками тепла, низким потреблением и безопасностью для окружающей среды. В то время как с развитием производства древесных гранул, источником древесных гранул является сырье для древесных гранул… Березовые дрова горят сильно и интенсивно, и на меньший срок, чем у других наших дров. Пеллеты Enerles имеют высокую теплотворную способность — 5,3 кВтч / кг.

Сонет Шекспира Рабочий лист,
Боль в левой поясничной области,
Лучшая боевая зона Fal Loadout 2021 года,
Как добраться до Олбани, штат Орегон, из моего местоположения,
Подземелья 90-х,
Британские издатели принимают незапрошенные рукописи 2020,
Адрес электронной почты Глобальной корпорации управления персоналом и развития,
Урумбиккара Какой район,

.