кто когда и для чего придумал пеллеты
Пеллеты из дерева – кто же придумал этот вид топлива и когда?
В 1949 году Рудольф Гуннерман покинул Германию и переехал в США, ему был 21 год, впереди была вся жизнь, а в карманах его пиджака было всего 20$.
Гуннерман занимался изобретательской деятельностью в области энергосберегающих технологий и биоэнергетики. В частности, он вел свои исследования в области уменьшения выбросов в атмосферу закиси азота – основной причины разрушения озонового слоя Земли.
Назвал Рудольф Гуннерман свое принципиально новое топливо – WOODEX.
WOODEX или, как мы теперь его называем, древесные пеллеты – это гранулированный материал, который производится из отходов деревообрабатывающих производств. Пеллеты производятся из древесных опилок, древесной щепы.
Но столь масштабные проекты по производству древесных пеллет и пеллет из отходов сельскохозяйственного производства ( пеллеты из соломы), не нашли в то время большой поддержки. Цены на нефть в 1978-1980 гг. резко поднялись до 60-63$ за баррель, а затем стали резко снижаться, что и послужило на тот момент негативным фактором в развитии рынка пеллет.
Плоды его изобретения – пеллеты, стали популярны несколько позже. Но заслуги Рудольфа Гуннермана, хоть и с опозданием, но все-таки были оценены по-достоинству. Рудольф Гуннерман имеет три почетных докторских степени, он основатель, председатель и главный исполнительный директор Sulph Co, Inc, попечитель DRI Research Foundation, и спонсор Государственной Серебряной премии за выдающиеся достижения в науке и технике, выплаты по которой составляют 25.000$.
Рудольф Гуннерман также награжден Золотой почетной медалью Альберта Эйнштейна за развитие науки и техники.
А мы с вами можем пользоваться плодами его изобретения – древесными пеллетами для обогрева наших домов.
Технология производства пеллет из древесного сырья
Истощение ископаемых видов топлива и необходимость снижения выбросов парниковых газов привели к росту использования биомассы, в частности древесных и растениеводческих отходов, для производства тепла и электроэнергии. Попытки повысить объёмную плотность и исключить неоднородность структуры подобного топлива привели к совершенствованию технологий его предварительного брикетирования и грануляции и бурному росту производства пеллет во всём мире.
Сжигание дров для отопления и приготовления пищи старо как человеческая цивилизация. И даже сегодня в этих целях потребляется более половины древесины, заготовленной в мире. Но лесные ресурсы на планете не безграничны, дровяное отопление имеет немало недостатков, главный из которых — неудобства, связанные с управлением сжиганием.
Уплотнение биомассы в брикеты — процесс, который известен уже больше века. Он нашёл применение для создания самых разнообразных продуктов, от фармацевтических таблеток до гранулированных животноводческих кормов. Идея производства пеллет из опилок уходит корнями в нефтяной кризис 1970-х годов. Политические потрясения на Ближнем Востоке повлекли за собой увеличение цен на нефть, спровоцировав в странах Европы и Америки поиски альтернативных источников энергии на базе местных ресурсов.
Как только цены на нефть восстановились, интерес к гранулам пропал, но ненадолго. На рубеже XX—XXI вв. некоторые страны политическими решениями стимулировали изготовление пеллет из древесных гранул как контрмеру против глобального потепления и изменений в климате. Понимание того, что альтернативные источники необходимы для уменьшения зависимости от ископаемого топлива и снижения количества выделяемых в атмосферу парниковых газов привело снова к повышению интереса к технологиям брикетирования и гранулирования биомассы.
Современное изготовление пеллет, за незначительными исключениями, основано на переработке древесных отходов. Однако растущий спрос неуклонно ведёт к расширению сырьевой базы, в основном за счёт сельскохозяйственных отходов.
Изготовление гранул более требовательно к качеству биомассы в сравнении с брикетированием, но пеллеты обладают рядом очень важных преимуществ. Главное из них — стандартизированный небольшой размер, благодаря которому гранулы можно транспортировать даже вакуумными насосами и без труда организовывать автоматическую подачу в топки котельных установок. Удобство использования их в промышленных целях и обусловило взрывной рост пеллетного производства в XXI веке.
Поскольку пеллеты являются продуктом лесопереработки, они обладают теми же потребительскими качествами, что и дрова — это экологически чистое топливо из возобновляемых ресурсов с невысокой стоимостью. К безусловным преимуществам гранул в сравнении с древесиной можно отнести:
Однако изготовление гранул требует высокого уровня производственной культуры и контроля качества. Это связано не только с удовлетворением желания потребителей получать только лучшее топливо, но и для безопасности всего процесса использования пеллет в энергетических целях.
Например, разрушение гранул может привести к взрывам пыли при обработке и транспортировке большого количества топлива из биомассы.
Содержание мелких частиц в объёме гранул связано их механической прочностью, которая, в свою очередь, зависит от множества факторов. Поэтому производители должны придерживаться строгих спецификаций в отношении таких важных характеристик, как прочность и содержание мелких частиц, теплотворная способность и зольность. Отклонения этих параметров могут влиять на качество выбросов при сжигании и долговечность сжигающих установок.
Сейчас одновременно в нескольких странах действует целый ряд национальных стандартов на топливные гранулы. Для регулирования качества пеллет, используемых в котлах электростанций и промышленных целях, существуют отдельные правила. Поскольку международная торговля пеллетами набирает оборот, их приходится согласовывать.
В качестве общей платформы для системы сертификаций, идентификации и технических характеристик c 2010 г. в Европе действует стандарт EN 14961−2. Согласно ему, для гранул, сжигаемых в мощных отопительных установках, применяются более строгие спецификации, чем для используемых в промышленности и бытового назначения. Типичные характеристики пеллет, изготовленных для небольших печей, выглядят так:
Практически любой вид биомассы можно рассматривать как потенциальное сырьё для изготовления топливных гранул. Однако большинство установок для производства пеллет, работающих по всему миру, используют древесные отходы (опилки, стружка, щепа). Подобная биомасса состоит из пяти основных компонентов:
Наиболее важный компонент для гранулирования — лигнин. Его можно рассматривать как природный связывающий агент, который удерживает древесные частицы вместе после придания топливному элементу необходимой формы. Чем больше в сырье лигнина, тем прочнее пеллеты. Для переработки используют древесину как хвойных, так и лиственных пород. Как правило, эти два вида сырья отличаются по теплотворной способности, зольности и содержанию лигнина.
Производство качественных гранул из только одного вида древесины затруднительно, поэтому чаще используют различные смеси из пород. Обычно хвойные составляют приблизительно 70% от общего количества сырья из-за высокого содержания лигнина, которого немного в твёрдых лиственных породах, но зато они обладают большой теплотворной способностью.
Наилучшие результаты достигаются из сырья, полученного из древесного ствола. Из него изготавливают механически прочные гранулы высочайшего качества, соответствующие классу A1 согласно европейскому стандарту EN 14961, с небольшим содержанием золы.
Производство пеллет, как правило, размещают недалеко от источника сырья. Нередко гранулирование биомассы организовывается на крупных деревообрабатывающих предприятиях как способ коммерческого использования отходов. Вместе с таким подходом встречается также изготовление пеллет из цельного леса. Большинство предприятий ориентировано на крупномасштабное производство, но в последние годы всё более популярны компактные грануляторы, специализированные для использования в домашних хозяйствах и на малых предприятиях.
Этапы технологического процесса производства пеллет могут отличаться на предприятиях. В основном это связано с типом используемого сырья и содержанием в нём влаги. Однако любое производство по гранулированию биомассы включает в себя следующие процедуры:
Способ обработки зависит прежде всего от размерных характеристик исходного материала. Если используются чистые опилки, предварительное механическое вмешательство не требуется, такой тип сырья является идеальным. В связи с увеличением спроса на древесные гранулы растёт интерес к переработке других ресурсов, таких как кора, лесные остатки или шлифовальная пыль. По этой же причине некоторые предприятия решают проблему генерации материала непосредственно из круглого леса.
Первым этап в предварительной обработке является сбор и сортировка сырья или отходов на производственной площадке. Заготовленная биомасса, как правило, отличается по размерам и качеству, поэтому она сортируется и очищается от таких компонентов, как металл или камни.
Первая машина в технологической линии для неоднородного в размерах сырья — грубый измельчитель. В этих целях используют чаще всего барабанные установки из-за их надёжности. Большие машины этого класса способны работать с кусками древесины, габаритами в 1 м. Однако размер фракций, полученный на выходе после грубого помола, слишком велик для производства пеллет и требует дополнительного измельчения. Частицы исходного материала должны быть не крупнее 4 мм для гранул диаметром 6 мм.
Процесс последующего помола проводят в молотковых мельницах. В них молотки с покрытием из карбида, установленные на роторы, выбивают частицы сырья через отверстия в экранах, таким образом уменьшая фракции материала. Молотковые мельницы, как правило, технологически предшествуют сушильной камере несмотря на то, что измельчение сухого сырья более экономично. Это обусловлено соображениями пожарной безопасности.
Эффективное уплотнение сырья в гранулы зависит не только от размера частиц, но и от содержания влаги в сырье. Сушильные машины делят на две большие категории: естественные и принудительные. Первые позволяют проводить процесс просто и дёшево. Однако опыт показал, что оптимальное содержание влаги в материале может быть достигнуто только принудительной сушкой.
Чаще всего на пеллетных производствах можно встретить барабанные сушилки с прямым или косвенным нагревом. В первом случае в качестве нагревающей среды используются дымовые газы, во втором — агрегат оснащают теплообменником. Для создания горячих газов в печах используют различные виды топлива (газ, мазут), наиболее экономичный вариант — сжигание материала для производства пеллет. Некоторые печи приспособлены для работы даже с влажным сырьём, но эти установки применяют с осторожностью, так как их эффективность быстро снижается при повышении влажности материала.
До процесса гранулирования частицы сухого сырья необходимо сбалансировать по размеру. Разделение фракций происходит на осциллирующих экранах, затем материал накапливается в бункерах и при необходимости поступает на кондиционер. Его задача — создание тонкой плёнки воды на древесных частицах для облегчения процесса связывания в грануляционных машинах. Эта процедура повышает содержание влаги на 2%.
Сами пеллеты производятся в грануляторе, который обычно состоит из пресс-формы с цилиндрическими каналами и роликов, продавливающих биомассу через отверстия. Из-за трения между поверхностями стали и биомассой в каналах под давлением генерируется тепло. Высокое давление во время операции в сочетании с нагревом и присутствием влаги делает лигнин текучим, позволяя ему связывать целлюлозные волокна естественным образом. Этот процесс обеспечивает стабильность размеров пеллет и делает их поверхность глянцевой.
Экструдированные гранулы покидают матрицу в качестве бесконечной струны и с помощью специальных ножей режутся на куски приемлемой длины. Температура пеллет на выходе находится, как правило, в диапазоне 80—130 °C. Такие горячие продукты непригодны для дальнейшей обработки, например, упаковки, и их охлаждают. Кроме того, процесс принудительного охлаждения улучшает механическую прочность и снижает содержание влаги у гранул. Для этого этапа обычно применяют агрегаты, создающие встречные потоки пеллет и холодного воздуха.
Этот несложный технологический процесс исключает недостатки, присущие биомассе как топливу. Прежде всего — влажность и низкая плотность энергии. Это оправдывает инвестиции в производство пеллет как в сравнительно несложный способ получения ценного и востребованного продукта из отходов.
Преимущества Древесных пеллет
Впервые пеллеты появились сравнительно недавно — в 1947 году. Это новый вид топлива, который стал результатом решения проблемы транспортировки и утилизации древесных отходов. Автором такого ценного и одновременно простого изобретения стал Рудольф Гуннерман из США. Именно он применил прессование, которое на тот момент уже было известно, однако не применялось в данном направлении.
Тогда, в середине прошлого века, до массового использования такого биотоплива как пеллеты было ещё далеко. В первую очередь прессованные гранулы стало удобнее и выгоднее транспортировать, ведь по сравнению с опилками они занимают значительно меньшие объёмы. Со временем их стали сжигать, начиная оценивать их физические качества. Но активно в виде топлива они стали использоваться только в середине 80-х годов прошлого столетия.
Страной-первооткрывателем этого биотоплива стала Швеция. В начале 90-х годов она пережила настоящий бум популярности топливных гранул. Пеллеты стали активно производиться в промышленных масштабах. Оценив их достоинства, производством древесных топливных гранул активно занялись в Канаде и во многих других европейских странах. Сегодня производство работает круглогодично, располагая цеха по их изготовлению прямо возле деревообрабатывающих и лесозаготовительных предприятий.
Преимущества Древесных пеллет
+ Высокая экологичность пеллет
Древесные пеллеты являются полностью экологически чистым биотопливом, поскольку при их производстве не используются какие-либо вещества синтетического происхождения. После сгорания топливных гранул(пеллет) образуется не более 3% золы, при этом выброс СО2 в атмосферу ничтожно мал – он в 10-50 раз меньше, чем у традиционных видов топлива. Кроме этого, низкое содержание серы позволяет значительно реже чистить дымоходы печей или каминов.
+ Пожаробезопасность пеллет
Пеллетные гранулы практически не подвергаются самовоспламенению, в отличие от опилок и других древесных отходов, из которых они изготовлены. Это объясняется тем, что они не содержат спор или пыли. Также данный факт исключает аллергическую реакцию на пыль и споры, которая встречается у некоторых людей.
+ Высокая теплотворность Пеллет
Пеллеты более сухие, нежели обычная древесина – их влажность составляет 8-12%, в то время как у дров этот показатель варьируется в пределах 30-50%. Это даёт более высокую теплотворность, чем у щепы и дров (в 1,5 — 2 раза).
+ Высокая насыпная плотность пеллет
Транспортировка пеллет на большие расстояния производится достаточно легко, поскольку они обладают высокой насыпной плотностью. Топливные гранулы отличает небольшой размер, правильная форма и однородность консистенции, благодаря чему их удобно пересыпать через так называемые рукава. Это даёт возможность автоматизировать погрузку-разгрузку и сжигание.
+ Экономичность пеллет.
Использовать топливные гранулы экономически выгодно. В данном случае КПД достигает 94%, при этом одна тонна топлива даёт столько же энергии, как 1.6 т древесины. Помимо этого, после сжигания они образуют золу, которая успешно применяется в качестве минерального удобрения. И ещё одно достоинство – экономия времени при автоматизированной подаче топлива. В этом случае участие человека в процессе отопления сводится к небывалому минимуму. Цена на пеллеты вам очень понравится, так как она сравнительно ниже, чем у других видов твердого топлива. Цена на пеллеты всегда на самом низком уровне!
Таким образом, использование топливных гранул не только очень удобно, но и выгодно. Они отлично подходят для отопления помещений любых площадей – от маленьких бытовок до больших складов и производств. Применяйте самое современное топливо – его бесперебойные поставки мы Вам обеспечим.
Пеллеты первого сорта из хвойных и лиственных сортов породы, высокое качество, низкие цены. Мы производим пеллеты уже более 5 лет.
Пеллеты: история возникновения
Пеллеты: история возникновения
Отходы производства древесины начали использоваться людьми для разжигания печей, костров, каминов очень давно. С незапамятных времен никому, естественно, и в голову не приходило выбрасывать стружки, ветки, кору – все это шло в печь вместе с поленьями.
Тем не менее, дровяные печи со специально оборудованными бункерами для опилок появились лишь в начале 20 века, да и то – в единичных экземплярах на американских лесопилках. Широкого распространения они тогда не получили. В 1930 в США был запатентован пресс-гранулятор. Толчком к его созданию послужило следующее: при сжатии древесины выделяется лигнин, естественным образом «связывающий» древесные опилки в плотные брикеты. В тоже время, сами сжатые опилки при горении выделяют больше тепла. Опилочные брикеты – пеллеты – стали рекомендоваться в качестве альтернативы дровам в домашних печах.
Впоследствии было сконструировано достаточно котлов на пеллетах – бытовых (вплоть до декоративных каминов) и промышленных. Однако доступность в середине прошлого века традиционных теплоносителей (угля, газа, нефти) и их сравнительно невысокая стоимость не давали пеллетным котлам занять серьезное положение на рынке.
Ситуация стала меняться с середины 70-х, когда нефтяной кризис поставил вопрос о поисках альтернативных и возобновляемых источников энергии. Уже к 2000 году котлы на пеллетах стали экономически обоснованным и достаточно популярным решением для отопления и горячего водоснабжения. Так, в первое десятилетие нашего века в США было произведено около миллиона таких котлов. В Европе пеллеты в качестве топлива особенно популярны в Скандинавских странах, Австрии и Швейцарии. Они же лидируют в производстве оборудования и материалов этой отрасли.
История возникновения пеллет
Пеллеты (pellets) с английского означает «гранулы». Этот альтернативных источник топлива изготавливается из отходов сельского хозяйства и остатков после древесной обработки. Гранулы предназначены для газогенераторных и твердотопливных котлов.
Всеми известные гранулы были изобретены в США. Рудольф Гуннерман был немцем, который переехал в штаты после второй мировой. Ученый заинтересовался отраслью энергосбережения и в 1976 году запатентовал свое изобретение – пеллеты. Он установил, что сырье для изготовления топливных гранул очень дешево, а благодаря цилиндрическим размерам, в диаметре 6мм, его удобно было перевозить в нужное место. К его большому сожалению, новый вид топлива не стал востребованным. Это было связано с падением цен на нефть и газ.
Среди всех Европейских стран, в 1985-1990г Швеция является основоположницей в сфере производства. Дания, Канада, Италия, Финляндия, Франция и Норвегия быстро подхватили Швецию и начали развивать производство гранул. Европейцы оценили топливные гранулы по высшему баллу, все благодаря их существенным преимуществам перед другими видами топлива.
Преимущества пеллет
Также по этой теме читайте новости
Пеллеты в России
Производство топлива нового поколения Россия позаимствовала позже остальных стран в 1998-2000г. Вначале 2000 в стране действовали всего лишь 5 заводов, и вся произведенная продукция экспортировалась. Позже, интерес граждан к новинке возрастал. Количество функционирующих заводов достигло более 250. В 2019 г. В России было изготовлено около 1 603 021,5 тонн пеллет, что на 14,5% больше объема производства прошлого года. Производство топливных гранул в зимнее время 2020 года возросло на 21,6% к уровню февраля прошлого года и составило 144 914,5 тонн.
В последние годы популярность древесных гранул в качестве отопительного топлива значительно возросла, и многие домовладельцы и коммерческие предприятия предпочитают пеллетные печи или котлы традиционному дровяному оборудованию из-за их относительной простоты использования. В результате спрос на топливные гранулы также быстро вырос.
Пеллетное топливо производит очень мало золы из-за высокого отношения горения к остатку. Наши высококачественные древесные гранулы имеют влажность не более 7%. Поверхность гранул защищает их от поглощения любого значительного количества атмосферного водяного пара при нормальных атмосферных условиях. Однако древесные пеллеты должны быть защищены от прямого попадания воды. При воздействии капель, например конденсата, гранулы постепенно разлагаются и теряют свою эффективность в качестве топлива.
Качество пеллет
Как мы можем визуально оценить гранулы? Если поверхность гладкая и блестящая и на ней нет трещин, то это топливо хорошего качества. Такая поверхность указывает на то, что пеллеты были гранулированы при правильной температуре. Это также означает, что лигнин, присутствующий в древесине, хорошо склеил частички.
Еще один способ оценить качество пеллет– определить, как они крошатся.
Если они слишком мягкие, то они будут крошиться при загрузке в бункер и при последующей подаче в зону сжигания. Поэтому предпочтительнее покупать твердые гранулы. Важно отметить, что после разгрузки всегда остается небольшое количество частиц и пыли. Таким образом, можно определить количество перегрузок, кроме того, обычно меньше пыли и частиц среди пеллет, которые были упакованы в мешки, и больше “отходов” среди гранул, которые были отправлены насыпью.
Что мы можем сказать о диаметре гранул? Некоторые люди думают, что диаметр гранулы должен быть 6 мм, некоторые считают, что идеальное значение диаметра составляет 8 мм. Однако все они правы, потому что он зависит от оборудования производителя.
Как пахнут гранулы? Гранулы обычно имеют запах дерева, из которого они сделаны. Кстати, если гранулы долго хранить во влажном помещении, они впитают в себя все запахи.
Компания «Древесные технологии» производит топливные гранулы из мягкой древесины и древесины хвойных пород. Продукция полностью соответствует ГОСТу. Наши потребители, попробовав однажды использовать пеллеты, не хотят возвращаться к другим видам топлива. Если у Вас остались вопросы или вы хотите сделать заказ, звоните: + 7 (831) 339-14-60