Que son pellets
Los pellets son un portador de energía obtenido a partir de restos de materias primas naturales mediante un método tecnológico, que es en forma de gránulos. Las pilas de combustible vienen en diferentes fracciones, con un diámetro de 0,4 a 1 cm y una longitud del cuerpo de 0,315 a 5 cm. Por lo general, una línea de producción está diseñada para la producción de pellets a partir de un determinado material, por lo tanto, varios tipos de dicho combustible ingresan al mercado.
Leña
Muchos dirán que la madera dura seca es el mejor combustible. Pero esta afirmación es cierta en relación con la leña seca: los troncos sin procesar humearán, "buhardilla mojada de yak", pero no podrán calentar la casa con ellos. Por lo tanto, la preparación de la leña para la próxima temporada de calefacción debe abordarse este invierno. Picada y doblada bajo un dosel, bien seca durante la primavera y el verano, esta leña se quema prácticamente sin humo. Los propietarios de pirólisis (calderas generadoras de gas) confirmarán esto: incluso la leña ligeramente húmeda no se quema en sus calderas, la secan durante dos años.
Puede comprar leña picada en seco, pero el precio no le agradará: de 50 a 100 rublos por metro cúbico (álamo temblón, carpe, aliso, abedul). Más envío. En comparación, la leña picada pero cruda costará menos, desde 30 rublos por metro cúbico. Sin embargo, hay varios matices. La leña se puede comprar a granel o en cajas. La primera opción es más barata, pero la leña está apilada en las cajas, por lo que habrá más troncos en el cubo "tablero".
Los más baratos son la leña de coníferas (abeto, pino), desde 30 rublos. De hojas blandas (abedul, aliso, álamo temblón) - 33-35 rublos. Madera dura (carpe, arce, fresno, roble) - desde 40 rublos.
Si desea agitar un hacha en la escarcha, puede pedir madera con calzos. Saldrá, por cierto, no mucho más barato que picado: 25-30 rublos, según el tipo de madera.
En gortops regionales, puede comprar hasta 5 metros cúbicos de leña dividida de razas mixtas al precio estatal: 28 rublos por metro cúbico sin entrega. La leña del gortop estará húmeda.
¿Cuáles son los pellets para la caldera?
El tipo de gránulo depende del material del que se obtenga. De este pellet tiene su propio nombre:
- Leñoso;
- Carbón;
- Turba;
- De los restos de vegetación;
- Con techo de paja;
- Maíz;
- De excrementos de aves (pollo);
- Sobre la base de papel usado;
- De residuos sólidos domésticos.
Pellets de madera para caldera
El producto más popular y consumido. Para la fabricación de pellets de este tipo, se utilizan especies de árboles tanto coníferos como caducifolios. Cualquier residuo obtenido en el proceso de carpintería es apto como materia prima:
- Serrín;
- Virutas;
- Serrín;
- Pedazos de sobras;
- Corvina.
Los pellets "blancos" de madera sin inclusiones de corteza tienen el menor contenido de cenizas, por lo que son muy valorados. Los pellets de madera "grises", que contienen corteza, se utilizan principalmente para calderas potentes. Son relativamente económicos y tienen un mayor contenido de cenizas.
Gránulos de polvo de carbón
A diferencia de los pellets de madera, donde las partículas son retenidas por resinas naturales, los gránulos de carbón se prensan de una manera especial, con la adición de un aglutinante. El método se llama prensado en espiral.
El resultado es un combustible sólido apto para su uso en cualquier caldera de pellets. Una de las ventajas de dicho material, además de su alto poder calorífico, son las buenas cualidades de transporte: los gránulos de carbón no son propensos a triturarse durante el transporte.
Pellets de caldera de turba
Los gránulos de turba contienen turba pura y conservan su forma debido a los aglutinantes internos que se activan cuando se aprietan.Son frágiles, por lo que su diámetro no puede ser pequeño y alcanza un tamaño de 12 mm. Este tipo tiene un alto consumo de energía, economía de uso. Por ejemplo, si quema una tonelada de material, el calor se liberará exactamente tanto como al quemar 475 metros cúbicos de gas natural, 1,5 toneladas de madera o 500 litros de combustible diesel.
Pellets de residuos vegetales
Otro nombre para dicho combustible es agropellets. Se ven de color marrón, la materia prima son desechos agrícolas, a saber, cáscaras de trigo sarraceno y cáscaras de girasol.
Debido a que el material inicial contiene partículas de arena, tierra, polvo y otros componentes no combustibles, el agropellet tiene un alto contenido de cenizas. Su uso está justificado solo para calentar empresas industriales. El precio aquí es mucho más bajo si toma otro material para comparar.
Pellets de paja
En términos de densidad, el poder calorífico es igual al de los pellets de madera. Son más baratos que ellos, pero tienen un alto contenido de cenizas de hasta el 5,5%. Después del prensado, el pellet es resistente a la penetración de humedad, lo que tiene un efecto positivo en la capacidad del combustible para no deteriorarse durante el almacenamiento.
Pellets de tallos de maíz
Aunque los tallos de maíz se pueden clasificar como productos de la agrosfera, los pellets de ellos son fundamentalmente diferentes de los agropellets debido a su contenido relativamente bajo de cenizas, que es solo del 2,6%. Las ventajas adicionales incluyen un tiempo de combustión muy prolongado, alta densidad y contenido calórico. Debido a su bajo peso, este producto es fácil de empacar, cargar y transportar.
Pellets a base de estiércol de pollo
Posible opción de doble uso de pellets de estiércol de aves de corral: como combustible y fertilizantes granulados. Debido a la alta humedad, las materias primas se secan primero en salas especiales y luego se trituran y prensan.
Dichos pellets contienen muchas inclusiones no inflamables, no son adecuados para trabajar en calderas privadas debido a su alto contenido de cenizas. Es más práctico usar el producto como fertilizante: los excrementos absorben bien la humedad y la liberan gradualmente a las raíces de las plantas.
Pellets de papel para caldera
Para obtener gránulos a partir de papel usado, se utiliza un proceso tecnológico más complejo. A diferencia de cualquier otra materia prima, el papel debe humedecerse primero antes de presionar.
Los propietarios de casas privadas y cómodas casas de campo a menudo se preguntan: ¿qué sistema de calefacción es mejor implementar? Hay muchas respuestas para esta pregunta. Desde el uso de resistencias eléctricas hasta una pequeña sala de calderas con gasoil o gas natural. Los más extendidos son los pequeños hornos con carga manual de combustible y las mini-calderas con control automático. Las tecnologías modernas permiten controlar el funcionamiento de la sala de calderas a través de la comunicación telefónica, y la automatización económica casi excluye el trabajo humano de mantener el fuego en el horno. Hoy vamos a comparar los dos combustibles más populares para calderas privadas: carbón y pellets de madera.
De lo dicho anteriormente, se desprende que las principales ventajas del carbón están en la mayor duración de la combustión, que se explica por la mayor densidad y alto contenido de inclusiones minerales. Las ventajas de los pellets de madera están asociadas con la facilidad de encendido, la combustión uniforme y la seguridad ambiental. En cuanto a las materias primas y los aspectos económicos del tema, aquí no todo es tan sencillo.
La mayor parte del carbón incluye carbono similar al grafito, alquitrán de hulla absorbido y químicamente unido, así como hasta un 15-25% de sustancias minerales que forman cenizas. El proceso de combustión del carbón comienza con la pirólisis y el secado. Durante la pirólisis, se libera casi todo el alquitrán de hulla, representado por hidrocarburos aromáticos.Una característica de los hidrocarburos aromáticos como combustible es un alto contenido de carbono a una temperatura de ignición relativamente baja de los vapores de resina. La combustión de alquitrán de hulla produce cantidades importantes de hollín y monóxido de carbono. Para prevenir estos fenómenos, se requiere un ajuste fino del suministro de aire y un diseño preciso de los dispositivos de combustión, dependiendo del tipo de combustible y la productividad del horno. Dado que las plantas de calderas no están diseñadas para un grado y marca específicos de carbón, sino que la productividad está regulada por un equipo automático en función de la temperatura requerida en la habitación, en la práctica es imposible lograr el modo óptimo. O pasa mucho aire a través del horno y tenemos un arrastre de calor o, por el contrario, hay poco aire y el hollín no se quema por completo; tenemos un arrastre de combustible del horno en forma de hollín. y monóxido de carbono. En la práctica, estos fenómenos conducen a una disminución del poder calorífico de una unidad de carbón en un 10-30% en comparación con la teoría.
En el caso de los pellets de madera, tenemos un proceso de quema de madera clásico, pero con dos sutilezas. En primer lugar, la madera está suficientemente seca, lo que anula la contribución de los procesos de secado al inicio de la combustión y aumenta el poder calorífico de los pellets en comparación con la madera en bloques (troncos). Además, los pellets se forman a partir de pequeños trozos de madera, lo que conduce a su destrucción durante la combustión. En algunos casos, la destrucción interrumpe un poco el funcionamiento de los dispositivos de combustión, pero más a menudo solo compensa la disminución de la superficie exterior de los pellets a medida que se queman.
El bajo contenido de humedad y la importante resistencia mecánica de los gránulos se deben a la tecnología de producción. El material de partida se produce en forma finamente dispersa con un contenido de humedad de aproximadamente el 15-30%. El conformado implica el prensado en caliente en una hoja o tambor. La matriz del tambor tiene una mayor productividad, la matriz de la hoja proporciona una mayor resistencia mecánica y uniformidad del tamaño de la pastilla. El prensado en caliente provoca el secado de la madera y la formación de una fina película de lignina fundida en la superficie de cada pellet (así como entre las partículas de madera del pellet). Este efecto es más pronunciado para las especies de madera resinosas. Por lo tanto, los pellets tienen un contenido de humedad del 5-12%, que es mucho más bajo que el contenido de humedad de la madera en trozos almacenada en condiciones normales. Como resultado, los pellets tienen un poder calorífico significativamente más alto que la madera en trozos normal. Si para procesar leña con un contenido de humedad del 30% (contenido de cenizas 1% de materia seca) durante la combustión en una sala de calderas convencional, el poder calorífico está en el rango de 10.1 - 11.2 MJ / kg, entonces para pellets con un contenido de humedad de alrededor del 5%, el poder calorífico es notablemente superior y alcanza los 21 MJ / kg. Para los pellets de corteza de abedul, este valor alcanza más de 28 MJ / kg.
La tabla muestra los valores del poder calorífico y la densidad de varios tipos de materias primas para la producción de pellets, así como la densidad de estos materiales. Durante la producción de pellets, la densidad aumenta a 0,9 - 1,2 g / cm3. El aumento de densidad no solo aumenta la resistencia mecánica de los pellets, sino que también contribuye a la conveniencia del transporte y almacenamiento de combustible.
Entre las claras ventajas del pellet sobre el carbón, cabe destacar la alta seguridad medioambiental. Los pellets de madera contienen hasta 60-90 veces menos azufre que el carbón, lo que mejora la situación ecológica de la región y reduce la corrosión de los dispositivos de combustión. Además, una larga estancia en el suelo a grandes profundidades contribuye a la acumulación de importantes cantidades de compuestos de metales pesados y elementos radiactivos en los carbones. Según las peculiaridades de los procesos osmóticos durante el crecimiento de los árboles, el contenido de metales pesados en la madera es cientos de veces menor que en los carbones fósiles. El contenido de cenizas de la madera es solo del 0,2 - 0,5% de la masa original.La ceniza está representada por cal, potasa, escamas de hierro, dióxido de silicio, compuestos de magnesio y otros compuestos no peligrosos que pueden usarse con éxito como fertilizante universal en suelos ácidos y neutros.
Entre las ventajas de los carbones, se puede notar un costo ligeramente menor, una mayor densidad de carga y un tiempo de combustión notablemente más largo. Esta última ventaja irá desapareciendo paulatinamente debido a la proliferación de instalaciones de calderas automáticas, mucho más cómodas y fáciles de usar. Una gran cantidad de carga en una tolva del mismo tamaño es una ventaja notable solo para astillas de carbón de un cierto tamaño, cuyo costo aumenta con el aumento de la variación en el tamaño de los fragmentos. La ventaja más significativa del carbón es su costo. A partir de 2014, en Krasnoyarsk, 1 tonelada de carbón tenía un valor de mercado de 1,5 a 3,0 mil rublos. Mientras que los pellets de madera cuestan alrededor de 4-5 mil rublos por tonelada. Al mismo tiempo, el poder calorífico de los carbones de calefacción está en el rango de 8 a 20 MJ / kg. Es decir, el poder calorífico de los pellets y el carbón se acerca, con una diferencia de precio de casi el doble. Cabe señalar que las plantas de calderas automáticas son capaces de trabajar solo con carbones de cierta composición fraccionaria, cuyo costo es mucho más alto que los carbones en trozos. Las plantas de calderas automáticas para polvo de carbón se producen solo a una potencia suficientemente alta y tienen un alto precio de costo. Los pellets de polvo de carbón tienen un precio no inferior al de los pellets de madera.
Así, llegamos a la conclusión sobre las importantes ventajas de los pellets de madera sobre los carbones fósiles. En la industria de la energía combustible, estas ventajas significan poco, en primer lugar, en relación con las importantes reservas de carbón en comparación con el volumen de producción de materias primas vegetales. Pero, para los sistemas de calefacción de viviendas particulares, el desplazamiento del carbón por pellets de combustible es solo cuestión de tiempo.
Como se hacen los pellets
En la fabricación de pellets para caldera, las materias primas deben pasar por un determinado proceso tecnológico en la línea de producción. Las principales etapas de este proceso, utilizando el ejemplo de obtención de pellets de madera, son las siguientes:
- Trituración en una fracción gruesa: en esta etapa, las partes leñosas de diferentes tamaños conducen a un estado de masa homogénea mediante una planta de trituración;
- Molienda en una fracción fina con un molino de martillos: el tamaño de partícula de la materia prima resultante no debe exceder los 6 milímetros;
- Secado hasta un contenido de humedad del material en el rango de 8.0 - 10.0% en instalaciones de secado de banda y tambor;
- Prensado en una peletizadora. En esta etapa, la masa se calienta a una temperatura de 120 grados Celsius y se presiona a través de la matriz;
- Refrigeración (si es necesario) y envasado del producto terminado.
En la fabricación de pellets agrícolas a partir de cáscara de girasol, la etapa de trituración de la materia prima está excluida del proceso tecnológico.
Selección de pellets para plantas de calderas.
Las calderas industriales generalmente están diseñadas para cargas pesadas y no son tan exigentes con las materias primas como sus contrapartes domésticas. Para que la caldera proporcione de manera efectiva el calentamiento de la casa en el pellet, además de su tipo, debe prestar atención a los siguientes indicadores técnicos, que deben ser indicados por el fabricante:
- Humedad del producto - para una ignición normal y mantener la combustión debe estar dentro del 8%, más del 14% - el material no es adecuado para su uso;
- Transferencia de calor durante la combustión - es mejor si está en torno a 4,5 kcal / kg o más, como pellets de madera, pero también es aceptable 4,3 kcal / kg;
- Contenido de ceniza del producto - tiene un umbral de tolerancia superior dentro del 1%, si este límite se reduce al 0,5%, la caldera no se puede limpiar más de una vez al mes.
Además de todo lo anterior, los gránulos deben inspeccionarse visualmente en busca de grietas.
El material de alta calidad tiene una superficie brillante, no se desmorona y se rompe con dificultad.Cuando los gránulos se sumergen en agua, eventualmente deberían convertirse en una masa empapada, si esto no sucediera, es probable que se haya usado un componente adhesivo químico en su fabricación, lo cual es inaceptable. La presencia de sedimento grueso de piedras pequeñas y arena también indica una mala calidad del producto.
Pros y contras de los pellets de combustible para la caldera.
Las ventajas obvias de los combustibles granulares son que son fáciles de transportar y almacenar. Además, los gránulos tienen:
- Alta transferencia de calor, que es 2,5 veces más que la de la madera;
- Bajo contenido de cenizas, lo que le permite dedicar menos tiempo al mantenimiento de la planta de calderas;
- Bajo porcentaje de humedad, que tiene un efecto positivo en el funcionamiento del sistema de calefacción, aumentando su vida útil;
- Alta densidad: una cantidad menor de dicho combustible es capaz de producir tantas calorías de calor como otro portador de energía con un gran volumen.
La desventaja más importante de los pellets de combustible es que solo pueden funcionar en calderas especiales que tienen un suministro automático de energía al quemador. El precio de dicho equipo es mucho más alto que el costo de las calderas de combustible sólido ordinarias.
¡Profundicemos un poco más en la esencia!
Producción industrial
Para la fabricación de pellets de combustible se utiliza madera, que simplemente ya no encontrará ningún otro uso, es decir, residuos.
¡Aviso! Para hacer pellets de calidad, esta madera no debe tener corteza.
¿Cómo se fabrican los pellets?
Diagrama del proceso de producción
Pequeños trozos de madera pasan a través de un separador, donde se tamiza arena, suciedad, escoria, clavos de metal (aquí funciona un imán), etc.
En una cinta transportadora, todo este "bien" limpio se envía al búnker de la trituradora de martillos, a cuya salida la madera se convierte en aserrín de grano fino.
Luego, esta mezcla de aserrín se alimenta a la secadora, donde la materia prima se seca por completo.
Para convertir las materias primas en gránulos, los gránulos utilizan un granulador de prensa. En él, bajo la influencia del vapor a alta temperatura y la mezcla intensiva, la materia prima en forma de "harina" de madera seca se convierte en masa. La masa resultante se seca nuevamente y se alimenta a una matriz, donde se obtienen gránulos a partir de harina a alta presión (300 atm).
Los gránulos de madera resultantes tienen una densidad significativamente más alta que la densidad de la madera de la que están hechos. Esto se debe a los procesos de adhesión del material que se producen durante la producción de gránulos. La unión se debe a la sustancia lignina de la madera.
La lignina forma parte de las células de la madera. En el proceso de destrucción celular durante el procesamiento mecánico y el calentamiento adicional de las materias primas de madera, se libera lignina. A altas temperaturas, se derrite y forma una especie de pegamento natural, que pega de manera confiable la sustancia del pellet de madera durante el proceso de prensado.
Después de exprimir a través de la matriz, los gránulos se enfrían y luego se empaquetan en bolsas.
Producción de artesanías
La producción de pellets en el hogar se discute intensamente en los foros de combustible, a los que puede acudir si está interesado en este tema. Un poco más adelante consideraremos este tema en uno de los encabezados de nuestro sitio. Pero ahora…
Ahora creemos que fabricar pellets en casa es rentable solo con su venta adicional, es decir, venta. Para producir pellets caseros, necesita invertir dinero, gran parte de su tiempo en la fabricación de equipos. Y luego este es el tiempo para dedicar al proceso de producción. El costo de los pellets para calentar en el espacio de habla rusa es de 70 a 80 USD. por tonelada. A este precio, son más fáciles de comprar. Y para la venta en el extranjero, donde su precio se duplica fácilmente (con la calidad adecuada de pellets de combustible), es necesario pasar por un camino bastante difícil.
Tenga en cuenta que no lo estamos desanimando de producir pellets por su cuenta, solo le recomendamos que considere este tema del crecimiento de la producción de mini pellets en el futuro a una escala mayor. Idealmente, con la posibilidad de exportar productos al extranjero.
¿Que es mejor?
¿Leña o pellets? ¿A qué dar preferencia?
Leña o pellets
Analicemos algunos parámetros de combustible:
1. El poder calorífico o la combustibilidad de los pellets de combustible excede el parámetro del mismo nombre de la madera en 2,5 veces.
Esto se explica por el aumento del contenido de carbono en el material "novedoso". En un árbol común, el carbono es un componente de todas sus células en las moléculas de celulosa. Además, la celulosa contiene átomos de oxígeno e hidrógeno en su molécula.
Durante el procesamiento mecánico "destructivo", se dañan muchas moléculas de celulosa. En este caso, los átomos de hidrógeno y oxígeno antes mencionados se volatilizan en forma de gases volátiles, vapor de agua, ácidos y los alcoholes más simples.
La cantidad de material se ha reducido y el contenido de "combustible" (carbono) en él se ha conservado, de ahí el aumento del poder calorífico del material.
2. "Pureza" del material: este parámetro es de gran interés para los europeos.
Todo el mundo sabe que cuando se quema madera en un horno o incluso en un fuego, se forman cenizas. La fracción de masa de esta ceniza es al menos el 15% de la masa inicial de madera. Se trata de resinas y minerales no inflamables. ¡Ahí vas! La ceniza de los pellets de combustible es del 0,5 al 3% de su peso inicial, que es de 15 a 20 veces menos que la ceniza de "madera".
3. La madera común contiene al menos 2 veces más humedad que los pellets hechos con ella.
4. La densidad de los pellets es mucho mayor que la densidad de la madera. El pellet se hunde en el agua. Esto aumenta la rentabilidad de este tipo de combustible durante el transporte y almacenamiento.
Teniendo en cuenta la proporción de "pellets o gas", habrá más ventajas para el gas. Incluido el coste de la calefacción, donde el pellet ocupa ahora el segundo lugar.
Pero el aumento proyectado de los precios de las reservas naturales de combustible llevará al hecho de que los pellets se destacarán en términos de economía de combustible y eficiencia para los sistemas de calefacción.
