Què són els pellets?
Els pellets són un transportador d’energia obtingut a partir de restes de matèries primeres naturals mitjançant un mètode tecnològic, que es presenta en forma de grànuls. Les cèl·lules de combustible es presenten en fraccions diferents, amb un diàmetre de 0,4 a 1 cm i una longitud del cos de 0,315 a 5 cm. Normalment, una línia de producció està dissenyada per produir pellets a partir d’un material específic, de manera que diversos tipus d’aquest combustible entren al mercat.
Llenya
Molts diran que la fusta dura seca és el millor combustible. Però aquesta afirmació és certa en relació amb la llenya seca: es trencaran troncs crus, "garriga mullada", però no podran escalfar la casa amb ells. Per tant, la preparació de llenya per a la propera temporada de calefacció s’hauria de tractar aquest hivern. Picada i plegada sota un dosser, ben assecada durant la primavera i l’estiu, aquesta fusta es crema pràcticament sense fum. Els propietaris de la piròlisi (calderes generadores de gas) ho confirmaran: fins i tot la llenya lleugerament humida no crema a les seves calderes, la seca durant dos anys.
Podeu comprar llenya picada seca, però el preu no agradarà: de 50 a 100 rubles per metre cúbic (aspen, carpina, vern, bedoll). A més d’enviament. En comparació, la llenya picada, però crua, costarà menys, a partir dels 30 rubles per metre cúbic. Hi ha, però, diversos matisos. La llenya es pot comprar a granel o en caixes. La primera opció és més barata, però la llenya està ben apilada a les caixes, de manera que hi haurà més troncs al cub "tauler".
La llenya de coníferes (avet, pi) és la més barata: de 30 rubles. De fulla tova (bedoll, vern, aspen) - 33-35 rubles. Fusta dura (carp, auró, freixe, roure) - a partir de 40 rubles.
Si voleu fer onejar una destral a les gelades, podeu demanar fusta amb calces. Sortirà, per cert, no molt més barat que picat: 25-30 rubles, segons el tipus de fusta.
Als gortops regionals, podeu comprar fins a 5 metres cúbics de llenya dividida de races mixtes al preu estatal: 28 rubles per metre cúbic sense lliurament. La llenya del gortop estarà humida.
Què són els pellets per a una caldera
El tipus de grànul depèn del material a partir del qual s’obté. D'aquesta pelleta té el seu propi nom:
- Llenyós;
- Carbó;
- Torba;
- De les restes de vegetació;
- Amb palla;
- Blat de moro;
- D’excrements d’aviram (pollastre);
- Sobre la base de residus de paper;
- De residus sòlids domèstics.
Residus de fusta de pellets per a calderes
El producte més popular i consumit. Per a la fabricació de pellets d’aquest tipus s’utilitzen espècies d’arbres de coníferes i caducifolis. Qualsevol residu obtingut en el procés de fusta és adequat com a matèria primera:
- Serradures;
- Encenalls;
- Serradures;
- Trossos de retalls;
- Croaker.
Els grànuls "blancs" de fusta sense inclusions d'escorça tenen el contingut de cendres més baix, per això són molt valorats. Els grànuls de fusta "grisos", que contenen escorça, s'utilitzen principalment per a calderes potents. Són relativament econòmics i el seu contingut en cendres és més alt.
Grànuls de pols de carbó
A diferència dels grànuls de fusta, on les partícules són retingudes per resines naturals, els grànuls de carboni es premsen d’una manera especial, amb l’addició d’un aglutinant. El mètode s’anomena premsat en espiral.
El resultat és un combustible sòlid apte per al seu ús en qualsevol caldera de pellets. Un dels avantatges d’aquest material, a més del seu alt poder calorífic, són les bones qualitats transportables: les pastilles de carbó no són propenses a triturar-les durant el transport.
Pellets de caldera de torba
Els grànuls de torba contenen torba pura i conserven la seva forma a causa dels aglutinants interns que s’activen quan s’extreuen.Són fràgils, de manera que el seu diàmetre no pot ser petit i arriba a una mida de 12 mm. Aquest tipus té un alt consum energètic i un ús econòmic. Per exemple, si es crema una tona de material, la calor s’alliberarà exactament igual que quan es cremen 475 metres cúbics de gas natural, 1,5 tones de fusta o 500 litres de gasoil.
Pellets de residus vegetals
Un altre nom d’aquest combustible són els agropel·lets. Tenen un color marró, la matèria primera són residus agrícoles, és a dir, les closques de blat sarraí i les de gira-sol.
A causa del fet que el material inicial conté partícules de sorra, terra, pols i altres components no combustibles, l'agropelta té un alt contingut en cendres. El seu ús es justifica només per escalfar empreses industrials. El preu aquí és molt més baix si es pren un altre material per comparar-lo.
Pellets de palla
En termes de densitat, el poder calorífic és igual als pellets de fusta. Més barats que ells, però tenen un alt contingut de cendres fins al 5,5%. Després del premsat, el grànul és resistent a la penetració de la humitat, cosa que té un efecte positiu sobre la capacitat del combustible de no deteriorar-se durant l’emmagatzematge.
Pellets de tiges de blat de moro
Tot i que les tiges de blat de moro es poden classificar com a productes de l'agrosfera, els grànuls d'ells són fonamentalment diferents dels agropel·lets a causa del seu contingut relativament baix de cendres, que és només del 2,6%. Els avantatges addicionals inclouen un temps de combustió molt llarg, una alta densitat i un contingut calòric. A causa del seu baix pes, aquest producte és fàcil d’embalar, carregar i transportar.
Pellets a base de fem de pollastre
Possible opció d’ús dual de pellets de fems d’aviram, com a combustible i fertilitzants granulats. A causa de l’alta humitat, les matèries primeres s’assecen primer en habitacions especials i després es trituren i es premsen.
Aquests grànuls contenen moltes inclusions no combustibles, no són adequats per treballar en calderes privades a causa del seu alt contingut en cendres. El més pràctic és utilitzar el producte com a fertilitzant: els excrements absorbeixen bé la humitat i l’alliberen gradualment a les arrels de les plantes.
Pellets de paper per a caldera
Per obtenir grànuls a partir de residus de paper, s’utilitza un procés tecnològic més complex. A diferència de qualsevol altra matèria primera, primer s’ha d’humitejar el paper abans de premsar-lo.
Els propietaris de cases particulars i cases de camp confortables sovint es fan la pregunta: quin sistema de calefacció és millor implementar? Hi ha moltes respostes a aquesta pregunta. Des de l’ús d’elements de calefacció elèctrics fins a una petita sala de calderes amb gasoil o gas natural. Els més estesos són els petits forns amb càrrega manual de combustible i les mini-calderes amb control automàtic. Les modernes tecnologies permeten controlar el funcionament de la caldera mitjançant la comunicació telefònica i una automatització econòmica quasi exclou la mà d’obra humana de mantenir el foc al forn. Avui compararem els dos combustibles més populars per a calderes privades: carbó i pellets de fusta.
Del que es va dir anteriorment, es dedueix que els principals avantatges del carbó es troben en la durada més llarga de la combustió, cosa que s’explica per la major densitat i l’alt contingut d’inclusions minerals. Els avantatges dels grànuls de fusta s’associen a la facilitat d’encesa, la combustió uniforme i la seguretat ambiental. Quant a les matèries primeres i els aspectes econòmics del tema, aquí no tot és tan senzill.
La part principal del carbó inclou carboni similar al grafit, quitrà de carbó sorbat i lligat químicament, així com fins a un 15-25% de substàncies minerals que formen cendres. El procés de combustió del carbó comença amb la piròlisi i l’assecat. Durant la piròlisi, s’allibera pràcticament tot el quitrà de carbó, representat per hidrocarburs aromàtics.Una característica dels hidrocarburs aromàtics com a combustible és un alt contingut de carboni a una temperatura d’ignició relativament baixa dels vapors de resina. La combustió del quitrà de carbó produeix quantitats importants de sutge i monòxid de carboni. Per prevenir aquests fenòmens, es requereix un ajust fi del subministrament d’aire i un disseny precís dels dispositius de combustió, en funció del tipus de combustible i de la productivitat del forn. Com que les plantes de calderes no estan dissenyades per a un grau i una marca específics de carbó, però la productivitat està regulada per equips automàtics en funció de la temperatura requerida a la sala, a la pràctica és impossible assolir el mode òptim. O hi passa molt aire pel forn i tenim un excés de calor, o, al contrari, hi ha poc aire i el sutge no es crema completament; tenim un excés de combustible del forn en forma de sutge i monòxid de carboni. A la pràctica, aquests fenòmens condueixen a una disminució del poder calorífic d’una unitat de carbó entre un 10-30% en comparació amb la teoria.
En el cas dels grànuls de fusta, tenim un procés de cremada de fusta clàssic, però amb dues subtileses. En primer lloc, la fusta és prou seca, cosa que nega la contribució dels processos d'assecat al començament de la combustió i augmenta el poder calorífic dels pellets en comparació amb la fusta en blocs (troncs). A més, els grànuls es formen a partir de petits trossos de fusta, cosa que condueix a la seva destrucció durant la combustió. En alguns casos, la destrucció altera una mica el funcionament dels dispositius de combustió, però més sovint només compensa la disminució de la superfície exterior dels grànuls a mesura que es cremen.
El contingut baix d’humitat i la resistència mecànica important dels grànuls es deuen a la tecnologia de producció. El material de partida entra en producció en una forma finament dispersa amb un contingut d'humitat del 15-30% aproximadament. La formació consisteix en premsar en calent en una matriu de xapa o tambor. La matriu de tambor té una productivitat més alta, la matriu de xapa proporciona una major resistència mecànica i uniformitat de la mida del grànul. El premsat en calent condueix a l’assecat de la fusta i a la formació d’una fina pel·lícula de lignina fosa a la superfície de cada pastilla (així com entre les partícules de fusta del pellet). Aquest efecte és més acusat per a les espècies de fusta resinosa. Per tant, els grànuls tenen un contingut d’humitat del 5 al 12%, molt inferior al contingut d’humitat de la fusta terrosa emmagatzemada en condicions normals. Com a resultat, els grànuls tenen un poder calorífic sensiblement superior a la de la fusta normal. Si per a llenya de procés amb un contingut d'humitat del 30% (contingut de cendres 1% de matèria seca) durant la combustió en una caldera convencional, el poder calorífic oscil·la entre 10,1 i 11,2 MJ / kg, llavors per a pellets amb un contingut d'humitat de aproximadament el 5%, el poder calorífic és sensiblement superior i arriba als 21 MJ / kg. Per als grànuls d’escorça de bedoll, aquest valor arriba a més de 28 MJ / kg.
La taula mostra els valors del poder calorífic i la densitat de diversos tipus de matèries primeres per a la producció de pellets, així com la densitat d’aquests materials. Durant la producció de pellets, la densitat augmenta a 0,9 - 1,2 g / cm3. L'augment de la densitat no només augmenta la resistència mecànica dels grànuls, sinó que també contribueix a la comoditat del transport i emmagatzematge del combustible.
Entre els clars avantatges dels pellets sobre els carbons, cal destacar una elevada seguretat ambiental. Els grànuls de fusta contenen fins a 60-90 vegades menys sofre que el carbó, cosa que millora la situació ecològica de la regió i redueix la corrosió dels dispositius de combustió. A més, una llarga estada al sòl a grans profunditats contribueix a l'acumulació de quantitats significatives de compostos de metalls pesants i elements radioactius als carbons. Basat en les peculiaritats dels processos osmòtics durant el creixement dels arbres, el contingut de metalls pesants a la fusta és centenars de vegades inferior al dels carbons fòssils. El contingut de cendres de la fusta és només del 0,2 - 0,5% de la massa original.La cendra està representada per calç, potassa, escates de ferro, diòxid de silici, compostos de magnesi i altres compostos no perillosos que es poden utilitzar amb èxit com a fertilitzant universal en sòls àcids i neutres.
Entre els avantatges dels carbons, es pot observar un cost lleugerament inferior, una densitat de càrrega més alta i un temps de combustió notablement més llarg. Aquest últim avantatge desapareixerà gradualment a causa de la proliferació d’instal·lacions automàtiques de calderes, que són molt més còmodes i fàcils d’utilitzar. Una gran quantitat de càrrega a una tremuja de la mateixa mida és un avantatge notable només per a encenalls de carbó de certa mida, el cost dels quals augmenta amb l'augment de la dispersió de la mida dels fragments. L’avantatge més important del carbó és el seu cost. El 2014, a Krasnoyarsk, 1 tona de carbó tenia un valor de mercat d'entre 1,5 i 3,0 mil rubles. Mentre que els grànuls de fusta costen uns 4-5 mil rubles per tona. Al mateix temps, el poder calorífic dels carbons escalfadors oscil·la entre els 8 i els 20 MJ / kg. És a dir, el poder calorífic dels pellets i el carbó són propers, amb una diferència de preu gairebé doble. Cal tenir en compte que les plantes de calderes automàtiques només poden treballar amb carbons d’una determinada composició fraccionada, el cost dels quals és molt superior als carbons forts. Les plantes de calderes automàtiques per a la pols de carbó només es produeixen a una potència prou elevada i tenen un cost elevat. Els grànuls de pols de carbó tenen un preu no inferior al dels grànuls de fusta.
Així, arribem a la conclusió sobre els avantatges significatius de les pastilles de fusta sobre els carbons fòssils. En la indústria de l'energia dels combustibles, aquests avantatges signifiquen poc, en primer lloc, a causa de les importants reserves de carbó en comparació amb el volum de producció de matèries primeres vegetals. Però, per als sistemes de calefacció de cases particulars, el desplaçament del carbó amb pellets de combustible és només qüestió de temps.
Com es fabriquen els pellets
En la fabricació de pellets per a la caldera, les matèries primeres han de passar per un determinat procés tecnològic a la línia de producció. Les principals etapes d’aquest procés, seguint l’exemple d’obtenció de pellets de fusta, són les següents:
- Trituració en fracció gruixuda - en aquesta etapa, les parts llenyoses de diferents mides condueixen a un estat de massa homogènia per una planta trituradora;
- Triturar en una fracció fina amb un molí de martells: la mida de les partícules de la matèria primera resultant no ha de superar els 6 mil·límetres;
- Assecat fins a un contingut d'humitat del material entre el 8,0 i el 10,0% en instal·lacions d'assecat de corretja i tambor;
- Premsat en un molí de pellets. En aquesta etapa, la massa s’escalfa a una temperatura de 120 graus centígrads i es prem a través de la matriu;
- Refredament (si cal) i envasat del producte acabat.
En la fabricació de pellets agrícoles a partir de pell de gira-sol, l'etapa de trituració de matèries primeres queda exclosa del procés tecnològic.
Selecció de pellets per a calderes
Les calderes industrials solen estar dissenyades per a càrregues pesades i no són tan exigents en matèries primeres com les seves homòlegs nacionals. Per tal que la caldera proporcioni eficaçment la calefacció de la casa a la pastilla, a més del seu tipus, cal parar atenció als indicadors tècnics següents, que el fabricant ha d’indicar:
- Humitat del producte - per a la ignició normal i el manteniment de la combustió hauria d'estar dins del 8%, més del 14%.
- Transferència de calor durant la combustió - és millor si es troba a la regió de 4,5 i més kcal / kg, com els grànuls de fusta, però també és acceptable 4,3 kcal / kg;
- Contingut de cendra del producte - té un llindar de tolerància superior a l’1%, si aquest límit es redueix al 0,5%, la caldera es pot netejar no més d’una vegada al mes.
A més de tot l’anterior, els grànuls s’han d’inspeccionar visualment per detectar esquerdes.
El material d’alta qualitat té una superfície brillant, no s’esmicola i es trenca amb dificultat.Quan els grànuls estan submergits en aigua, haurien de convertir-se en una massa afluixada, si això no passés, és probable que s’utilitzés un component adhesiu químic en la seva fabricació, cosa que és inacceptable. La presència de sediments gruixuts de petites pedres i sorra també indica una mala qualitat del producte.
Pros i contres de les pastilles de combustible per a la caldera
Els avantatges evidents dels combustibles granulats són que són fàcils de transportar i emmagatzemar. A més, els grànuls tenen:
- Elevada transferència de calor, que és 2,5 vegades més que la de la fusta;
- Baix contingut en cendres, que permet dedicar menys temps al manteniment de la planta de calderes;
- Baix percentatge d'humitat, que té un efecte positiu sobre el funcionament del sistema de calefacció, augmentant la seva vida útil;
- Alta densitat: una quantitat menor d’aquest combustible és capaç de produir tantes calories de calor com un altre portador d’energia amb un gran volum.
L’inconvenient més important de les pastilles de combustible és que només poden funcionar en calderes especials que tinguin un subministrament automàtic d’energia al cremador. El preu d’aquests equips és molt superior al cost de les calderes normals de combustible sòlid.
Aprofundim una mica més en l’essència!
Producció industrial
Per a la fabricació de pastilles de combustible s’utilitza fusta, que simplement ja no trobarà cap altre ús, és a dir, residus.
Avís! Per fer pellets de qualitat, aquesta fusta no ha de tenir escorça.
Com es fabriquen els pellets?
Esquema del procés de producció
Petits trossos de fusta passen per un separador, on hi ha tamisat sorra, brutícia, escòries, claus metàl·lics (aquí funciona un imant), etc.
En una cinta transportadora, tot això "bo" netejat s'envia al búnquer del triturador de martells, a la sortida del qual la fusta es converteix en serradures de gra fi.
A continuació, aquesta barreja de serradures s’alimenta a l’assecador, on la matèria primera s’asseca completament.
Per convertir les matèries primeres en pellets: els grànuls utilitzen un granulador de premsa. En ell, sota la influència del vapor d’alta temperatura i la barreja intensiva, la matèria primera en forma de "farina" de fusta seca es converteix en massa. La massa resultant es torna a assecar i alimentar a la matriu, on s’obtenen grànuls de farina a alta pressió (300 atm).
Els grànuls de fusta resultants tenen una densitat significativament superior a la densitat de la fusta a partir de la qual estan fabricats. Això es deu als processos d'adhesió del material que es produeixen durant la producció de grànuls. La unió es deu a la substància lignina de la fusta.
La lignina és una part de les cèl·lules de la fusta. En el procés de destrucció cel·lular durant el processament mecànic i l’escalfament posterior de les matèries primeres de la fusta, s’allibera lignina. A altes temperatures, es fon i forma una mena de cola natural, que enganxa de manera fiable la substància del grànul de fusta durant el procés de premsat.
Després de passar per la matriu, els grànuls es refreden i després s’envasen en bosses.
Producció artesanal
La producció de pellets a casa es discuteix intensament als fòrums de combustibles, on podeu anar si esteu interessats en aquest tema. Una mica més tard considerarem aquest tema en un dels encapçalaments del nostre lloc. Però ara…
Ara creiem que fabricar pellets a casa només és rendible amb la seva posterior venda, és a dir, la venda. Per produir pellets casolans, heu d’invertir diners, molt del vostre temps en la fabricació d’equips. I aleshores aquest és el temps que cal dedicar al procés de producció. El cost dels pellets per a la calefacció a l’espai de parla russa és de 70-80 dòlars. per tona. A aquest preu, són més fàcils de comprar. I per a la venda a l’estranger, on el seu preu es duplica fàcilment (amb la qualitat adequada de les pastilles de combustible), cal passar per un camí força difícil.
Tingueu en compte que no us desanimem de produir pellets pel vostre compte, només us aconsellem que tingueu en compte aquest tema del creixement de la producció de mini pellets en un futur a una escala més gran. L’ideal seria la possibilitat d’exportar productes a l’estranger.
Què és millor?
Llenya o pellets? A què donar preferència?
Llenya o pellets
Analitzem alguns paràmetres de combustible:
1. El poder calorífic o la combustibilitat de les pastilles de combustible supera en 2,5 vegades el paràmetre del mateix nom de la fusta.
Això s'explica per l'augment del contingut de carboni en el material "recentment format". En un arbre normal, el carboni és un component de totes les seves cèl·lules de les molècules de cel·lulosa. La cel·lulosa també conté àtoms d’oxigen i hidrogen a la seva molècula.
Durant el processament mecànic "destructiu", es molesten moltes molècules de cel·lulosa. En aquest cas, els esmentats àtoms d’hidrogen i oxigen es volatilitzen en forma de gasos volàtils, vapor d’aigua, àcids i els alcohols més senzills.
La quantitat de material s'ha reduït i s'ha conservat el contingut de "combustible" (carboni), de manera que augmenta el poder calorífic del material.
2. "Puresa" del material: aquest paràmetre és de gran interès per als europeus.
Tothom sap que quan es crema llenya en un forn o fins i tot en un foc es forma cendra. La fracció massiva d’aquesta cendra és com a mínim el 15% de la massa inicial de fusta. Es tracta de resines i minerals no inflamables. Així que aquí teniu! La cendra de les pastilles de combustible és del 0,5-3% del seu pes inicial, que és 15-20 vegades menor que la cendra de "fusta".
3. La fusta normal conté almenys dues vegades més humitat que les pastilles fetes amb ella.
4. La densitat dels grànuls és molt superior a la densitat de la fusta. El pellet s’enfonsa a l’aigua. Això augmenta la rendibilitat d’aquest tipus de combustible durant el transport i l’emmagatzematge.
Tenint en compte la proporció de "pellets o gas", hi haurà més avantatges per al gas. Incloent el cost de la calefacció, on els grànuls ocupen ara el segon lloc.
Però l’augment previst dels preus de les reserves de combustible natural portarà al fet que els pellets sortiran a l’altura en termes d’estalvi de combustible i eficiència per als sistemes de calefacció.