Изготовление пеллет своими руками – советы эксперта
Современные автономные котлы работают на пеллетах, которые представляют собой цилиндрические гранулы.
Для изготовления пеллет используются древесина, производственные отходы лесопильной промышленности, деревообрабатывающего и мебельного производства. Помимо этого освоено производство агропеллет, для получения которых в переработку идет солома, кукуруза, шелуха подсолнечника и иные подобные им материалы.
Требования к транспортировке и хранению такого топлива значительно ниже, по сравнению с жидким и газообразным. Это обстоятельство способствует росту популярности пеллет у хозяев частных домостроений.
Для формирования гранул необходимо давление в 300 атм., действующее в условиях повышенного температурного режима. В таких условиях из сырья выделяется лигнин, который соединяет между собой частицы в единую гранулу. Размеры пеллет находятся в пределах: по длине — 10-30 мм, по диаметру — 6-10 мм.
Вследствие того, что при производстве этого топлива применяются только натуральные материалы, то их экологичность вне всякого сомнения. При горении пеллет в котле образуется крайне незначительный объем углекислого газа, который можно сопоставить с процессами разложения древесины естественным образом.
Какие бывают сорта пеллет?
Пеллеты принято классифицировать на следующие виды.
Белые
Топливо этой группы принято относить к премиум-классу. Его, как правило, используют в современном высокотехнологичном котельном оборудовании. При сгорании образуется количество тепла, равное 17,2 Мдж/кг при зольности 0,5%.
Темные
Такие пеллеты называются индустриальными. В их производстве используется, помимо древесины, кора деревьев. Это топливо применяется в котлах, в которых удаление золы осуществляется чаще. Теплотворность его находится на уровне белых пеллет, а зольность несколько выше — 0,7%.
Агропеллеты
Их относят к дешевому топливу, обладающему стандартным качеством. В качестве теплотехнического оборудования для сжигания агропеллет служат большие котлы, способные работать на таком топливе. В результате горения выделяемое количество энергии равно 15 МДж/кг, а зольность может быть более 3%.
Форма гранул пеллет и физико-геометрические характеристики обуславливают хорошую сыпучесть топлива. Таким образом, появляется возможность автоматизации подачи его в котел, что в свою очередь позволяет работать длительное время автономно без участия людей.
Основные достоинства
Высокая экологичность топлива является главным достоинством пеллет. Процесс их сжигания сопровождается образованием углекислого газа и паров воды. Объем газа находится на таком уровне, что усвоение его растениями не оставляет никакого следа в атмосфере.
При сжигании пеллет возможно осуществить процесс пиролиза, который применяется в котлах, имеющих длительный период горения.
Возможность автоматизации процесса загрузки топлива практически исключает необходимость в участии человека в работе оборудования.
Компактность гранул существенно снижает потребности в складских площадях и упрощает их транспортировку.
Технология производства пеллет исключает необходимость введения в состав сырья различных добавок, что не способствует выделению неприятных запахов при горении.
В случае применения топлива высокого качества, показатель теплоотдачи существенно превышает аналогичный показатель у традиционного твердого топлива.
Высокая пожаробезопасность пеллет обуславливается отсутствием процессов гниения или прения. Применение качественного гранулированного топлива и высокотехнологичных котлов сокращают расходы на отопление.
Также имеется возможность освоить изготовление пеллет своими руками, что приведет к снижению затрат.
Следует понимать, что при всех несомненных положительных качествах этого топлива, стоимость его значительна.
Технологический процесс
Условно процесс получения пеллет можно разделить на следующие стадии.
Измельчение сырья
Для получения требуемых для производства размеров материала применяются дробилки, или их еще называют рубительные машины. Необходимая ширина сырья составляет 25 мм при толщине 2 мм.
После этого требуется произвести сушку полученного материала. С уменьшением его размера затраты энергии возрастают.
Сушка и дополнительное измельчение
Влажность при осуществлении технологического процесса играет важную роль, она должна быть 10+/- 2 %. При ее повышении требуется проведение дополнительной сушки. В случае чрезмерно сухого сырья его придется увлажнять до требуемой величины.
Для сушки используется оборудование, которое по своим конструктивным особенностям может быть барабанным или ленточным. Использование ленточной сушилки более предпочтительно в плане безопасности эксплуатации, несмотря на то, что дороже.
Нормальный технологический процесс прессования может быть осуществлен при условии, что величина частиц сырья составляет не более 4 мм. После подсушивания сырье поступает на дополнительное измельчение на дезинтеграторе.
Водоподготовка
При снижении показателя влажности до 8% и менее крайне затрудняется прессование древесины. С целью достижения требуемого уровня этого показателя материал загружается для увлажнения в специальные агрегаты. Для этой цели хорошо подходят смесители шнекового типа, в которых используются пар или вода.
Если сырье для производства пеллет получено из древесины твердых пород, то применение пара позволит уменьшить прочностные характеристики и повысить пластичность. Конструкция некоторых прессов такова, что отпадает необходимость в использовании пара.
Прессование
Этот процесс производится на прессах различной конструкции, которые отличаются формой матрицы. Они могут быть оборудованы матрицей:
- круглой. Такие прессы изначально применялись в пищевой и химической промышленностях, а также для производства комбикормов;
- плоской. Они проектировались для переработки ТБО.
При наличии конструктивных различий, принцип их действия одинаков. Под воздействием усилия происходит смятие материала на матрице. В ходе этого процесса происходит продавливание сырья через ее отверстия, а получающиеся гранулы срезаются при помощи специальных ножей. В ходе такой обработки происходит троекратное уплотнение материала.
Процесс, происходящий в рабочей зоне пресса, является адиабатическим. Сжатие в этом случае сопровождается ростом температуры до 100 градусов Цельсия. Значительные нагрузки, воздействующие на оборудование, требуют использования материалов с высокой прочностью.
Охлаждение и очистка
Формирование и качество гранул зависят от приложенного усилия и температуры, образующейся в ходе процесса. При этом максимально допустимой температурой является значение в 120 градусов Цельсия. Превышение его отрицательно отражается на качестве изделия.
Полученные пеллеты должны быть охлаждены. В результате чего происходит их сушка и упрочнение. Затем следует процедура очистки готовой продукции для придания ей товарного вида.
Завершающим этапом производственного процесса получения пеллет является фасовка и упаковка в тару, объем которой соответствует потребностям заказчика.
Производство пеллет в личном хозяйстве
При наличии сырьевой базы организация производства пеллет в домашних условиях будет хорошим подспорьем в хозяйстве. Организация технологического цикла получения гранулированного топлива требует такого оборудования, как:
- устройство для дробления;
- приспособление для сушки;
- сито;
- гранулятор.
Если древесное сырье представляет собой опилки, то необходимость в использовании дробилки отпадает. Размер опилок приемлем для запуска их в работу. В качестве камеры для сушки можно использовать металлическую бочку. Просеивание исходного материала при помощи сита дает возможность удалить крупную фракцию и неделовые примеси, негативно влияющие на качество продукции. Основным агрегатом данного производства является гранулятор.
Процесс изготовления гранулятора
Перед изготовлением гранулятора важно определиться, какого типа он будет. Конструкция гранулятора с плоской матрицей более доступна для исполнения в кустарных условиях, чем изготовление шнекового с цилиндрической матрицей.
Устройство малогабаритного гранулятора
Процесс изготовления гранулятора заключается в операциях по сборке отдельных узлов, которые можно приобрести в готовом виде. К ним относятся такие модули:
- электрический двигатель;
- редуктор;
- рабочий узел;
- трансмиссия.
Некоторые детали под силу изготовить самостоятельно.
Изготовление матрицы
Для ее изготовления необходима толстолистовая сталь, толщина которой должна быть 8-20 мм. Из нее вырезают круг с необходимым диаметром. В центре круглой заготовки выполняется отверстие с диаметром, соответствующим валу электродвигателя. На поверхности диска производится перфорация, которая имеет форму усеченного конуса, меньшее основание которого равняется диаметру готовой продукции.
Сборка устройства
Два катка червячного типа монтируются на валу, который устанавливается на матрице в перпендикулярном направлении к ее плоскости. Эти шестерни производят измельчение и прессование материала. При этом происходит выдавливание сырья через отверстия в матрице.
Установка рабочего узла осуществляется в корпусе, который представляет собой вертикальный цилиндр. Монтаж должен быть выполнен так, чтобы вращению механизма ничего не мешало, но зазор при этом был минимальным.
В конструкции предусматриваются отверстия: вверху — для подачи сырья, снизу — для поступления гранул. Нижняя часть оснащается емкостью для их приема.
Приводом агрегата является электрический двигатель, вал которого соединен с рабочим узлом. Вся конструкция жестко крепится к раме.
Работа малогабаритной установки
Производство пеллет своими руками не представляет сложности при использовании самодельного гранулятора. Для этого производится загрузка в приемник, расположенный в верхней части устройства, подготовленной массы опилок. При попадании в рабочую зону происходит продавливание ее в отверстие матрицы. Проходя через нее, сырье приобретает форму и размер, соответствующий этим отверстиям. При этом гранулы получают требуемую плотность. На следующем этапе производства осуществляется извлечение цилиндров из емкости накопителя и производится их сушка.
Самодельная установка шнекового типа
Гранулятор с одним шнеком можно сделать самостоятельно. Его конструкция состоит из:
- корпуса, который представляет собой стальную трубу;
- шнека, который можно позаимствовать из оборудования, пришедшего в негодность;
- загрузочного узла;
- привода, в качестве которого используется электродвигатель;
- редуктора;
- подшипника упорного типа;
- головки для профилирования.
