Que sont les granulés
Les granulés sont un vecteur d'énergie obtenu à partir des restes de matières premières naturelles par une méthode technologique, qui se présente sous forme de granulés. Les piles à combustible sont disponibles en différentes fractions, avec un diamètre de 0,4 à 1 cm et une longueur de corps de 0,315 à 5 cm. En règle générale, une ligne de production est conçue pour produire des granulés à partir d'un matériau spécifique, par conséquent, plusieurs types de tels combustibles entrent sur le marché .
Bois de chauffage
Beaucoup diront que le bois dur sec est le meilleur combustible. Mais cette affirmation est vraie en ce qui concerne le bois de chauffage sec - les bûches brutes vont fumer, "le grenier mouillé de yak", mais elles ne pourront pas chauffer la maison avec elles. Par conséquent, la préparation du bois de chauffage pour la prochaine saison de chauffage devrait être traitée cet hiver. Haché et plié sous un auvent, bien séché au printemps et en été, ce bois de chauffage brûle pratiquement sans fumée. Les propriétaires de pyrolyse (chaudières à gaz) le confirmeront - même le bois de chauffage légèrement humide ne brûle pas dans leurs chaudières, ils le sèchent pendant deux ans.
Vous pouvez acheter du bois de chauffage haché à sec, mais le prix ne vous plaira pas - de 50 à 100 roubles par mètre cube (tremble, charme, aulne, bouleau). Plus les frais de port. À titre de comparaison, le bois de chauffage haché, mais brut, coûtera moins cher - à partir de 30 roubles par mètre cube. Il existe cependant plusieurs nuances. Le bois de chauffage peut être acheté en vrac ou en caisses. La première option est moins chère, mais le bois de chauffage est étroitement empilé dans les boîtes, il y aura donc plus de bûches dans le cube «planche».
Les moins chers sont le bois de chauffage de conifères (épicéa, pin) - à partir de 30 roubles. Feuilles molles (bouleau, aulne, tremble) - 33-35 roubles. Bois dur (charme, érable, frêne, chêne) - à partir de 40 roubles.
Si vous voulez agiter une hache dans le gel, vous pouvez commander du bois avec des cales. Au fait, il ne sortira pas beaucoup moins cher que le haché - 25 à 30 roubles, selon le type de bois.
Dans les gortops régionaux, vous pouvez acheter jusqu'à 5 mètres cubes de bois de chauffage fendu de races mixtes au prix de l'État - 28 roubles par mètre cube sans livraison. Le bois de chauffage du Gortop sera humide.
Que sont les pellets pour une chaudière
Le type de granule dépend du matériau à partir duquel il est obtenu. De cette pastille a son propre nom:
- Boisé;
- Charbon;
- Tourbe;
- Des restes de végétation;
- Chaume;
- Maïs;
- De crottes de volaille (poulet);
- Sur la base de vieux papiers;
- Des déchets ménagers solides.
Granulés de bois pour chaudière
Le produit le plus populaire et le plus consommé. Pour la fabrication de granulés de ce type, on utilise à la fois des essences de conifères et de feuillus. Tout déchet obtenu dans le processus de travail du bois convient comme matière première:
- Sciure;
- Copeaux;
- Sciure;
- Morceaux de déchets;
- Croaker.
Les granulés «blancs» en bois sans inclusions d'écorce ont la plus faible teneur en cendres, c'est pourquoi ils sont très appréciés. Les granulés de bois "gris", qui contiennent de l'écorce, sont principalement utilisés pour les chaudières puissantes. Ils sont relativement peu coûteux et ont une teneur en cendres plus élevée.
Granules de poussière de charbon
Contrairement aux granulés de bois, où les particules sont retenues par les résines naturelles, les granulés de carbone sont pressés d'une manière spéciale, avec l'ajout d'un liant. La méthode s'appelle le pressage en spirale.
Le résultat est un combustible solide adapté à une utilisation dans n'importe quelle chaudière à granulés. L'un des avantages d'un tel matériau, en plus de sa valeur calorifique élevée, est de bonnes qualités de transport - les boulettes de charbon ne sont pas sujettes au déchiquetage pendant le transport.
Granulés de chaudière à tourbe
Les granulés de tourbe contiennent de la tourbe pure et conservent leur forme grâce aux liants internes qui sont activés lorsqu'ils sont pressés.Ils sont fragiles, leur diamètre ne peut donc pas être petit et atteint une taille de 12 mm. Ce type a une consommation d'énergie élevée, une économie d'utilisation. Par exemple, si vous brûlez une tonne de matière, la chaleur sera libérée exactement autant que lors de la combustion de 475 mètres cubes de gaz naturel, 1,5 tonne de bois ou 500 litres de carburant diesel.
Granulés de résidus végétaux
Un autre nom pour un tel carburant est les agropellets. Ils ont une couleur brune, la matière première est des déchets agricoles, à savoir des cosses de sarrasin et de tournesol.
En raison du fait que le matériau initial contient des particules de sable, de terre, de poussière et d'autres composants non combustibles, l'agropellet a une teneur élevée en cendres. Son utilisation n'est justifiée que pour le chauffage des entreprises industrielles. Le prix ici est beaucoup plus bas si vous prenez d'autres matériaux à titre de comparaison.
Granulés de paille
En termes de densité, le pouvoir calorifique est égal à celui des granulés de bois. Ils sont moins chers qu'eux, mais ont une teneur élevée en cendres jusqu'à 5,5%. Après pressage, le granulé résiste à la pénétration d'humidité, ce qui a un effet positif sur la capacité du carburant à ne pas se détériorer pendant le stockage.
Granulés de tiges de maïs
Bien que les tiges de maïs puissent être classées comme des produits de l'agrosphère, leurs granulés sont fondamentalement différents des agropellets en raison de leur teneur en cendres relativement faible, qui n'est que de 2,6%. Les avantages supplémentaires comprennent une très longue durée de combustion, une densité élevée et un contenu calorique. En raison de son faible poids, un tel produit est facile à emballer, à charger et à transporter.
Granulés à base de fumier de poulet
Option possible de double utilisation de granulés de fumier de volaille - comme combustible et engrais granulaires. En raison de l'humidité élevée, les matières premières sont d'abord séchées dans des locaux spéciaux, puis broyées et pressées.
Ces granulés contiennent de nombreuses inclusions ininflammables, ils ne conviennent pas pour le travail dans les chaudières privées en raison de leur forte teneur en cendres. Il est plus pratique d'utiliser le produit comme engrais - les excréments absorbent bien l'humidité et la libèrent progressivement vers les racines des plantes.
Granulés de papier pour chaudière
Pour obtenir des granulés à partir de vieux papiers, un procédé technologique plus complexe est utilisé. Contrairement à toute autre matière première, le papier doit d'abord être humidifié avant d'être pressé.
Les propriétaires de maisons privées et de maisons de campagne confortables se posent souvent la question: quel système de chauffage est-il préférable de mettre en œuvre? Il y a beaucoup de réponses à cette question. De l'utilisation d'éléments chauffants électriques à une petite chaufferie au diesel ou au gaz naturel. Les plus répandus sont les petits fours à chargement manuel du combustible et les mini-chaudières à commande automatique. Les technologies modernes permettent de contrôler le fonctionnement de la chaufferie par communication téléphonique, et une automatisation peu coûteuse exclut presque le travail humain de maintenir le feu dans le four. Aujourd'hui, nous allons comparer les deux combustibles les plus populaires pour les chaudières privées: le charbon et les granulés de bois.
De ce qui a été dit précédemment, il s'ensuit que les principaux avantages du charbon résident dans la durée de combustion plus longue, ce qui s'explique par la densité plus élevée et la teneur élevée en inclusions minérales. Les avantages des granulés de bois sont associés à la facilité d'allumage, à une combustion uniforme et à la sécurité environnementale. Quant aux matières premières et aux aspects économiques de la question, tout n'est pas si simple ici.
La majeure partie du charbon comprend du carbone de type graphite, du goudron de houille sorbé et lié chimiquement, ainsi que jusqu'à 15 à 25% de substances minérales qui forment des cendres. Le processus de combustion du charbon commence par la pyrolyse et le séchage. Au cours de la pyrolyse, la quasi-totalité du goudron de houille, représenté par les hydrocarbures aromatiques, est libérée.Une caractéristique des hydrocarbures aromatiques en tant que carburant est une teneur élevée en carbone à une température d'inflammation relativement basse des vapeurs de résine. La combustion du goudron de houille produit des quantités importantes de suie et de monoxyde de carbone. Pour éviter ces phénomènes, un réglage fin de l'alimentation en air et une conception précise des dispositifs de combustion sont nécessaires, en fonction du type de combustible et de la productivité du four. Étant donné que les chaudières ne sont pas conçues pour une qualité et une marque de charbon spécifiques, mais que la productivité est régulée par un équipement automatique en fonction de la température requise dans la pièce, il est en pratique impossible d'atteindre le mode optimal. Soit beaucoup d'air traverse le four et nous avons un transfert de chaleur, soit, au contraire, il y a peu d'air et la suie ne brûle pas complètement - nous avons un transfert de carburant du four sous forme de suie. et le monoxyde de carbone. En pratique, ces phénomènes conduisent à une diminution du pouvoir calorifique d'une unité de charbon de 10 à 30% par rapport à la théorie.
Dans le cas des granulés de bois, nous avons un procédé de combustion au bois classique, mais avec deux subtilités. Premièrement, le bois est suffisamment sec, ce qui neutralise la contribution des processus de séchage en début de combustion et augmente le pouvoir calorifique des granulés par rapport au bois en blocs (bûches). De plus, les granulés sont formés à partir de petits morceaux de bois, ce qui conduit à leur destruction lors de la combustion. Dans certains cas, la destruction perturbe quelque peu le fonctionnement des dispositifs de combustion, mais le plus souvent elle ne compense que la diminution de la surface extérieure des granulés au fur et à mesure de leur combustion.
La faible teneur en humidité et la résistance mécanique importante des granulés sont dues à la technologie de production. Le matériau de départ entre en production sous une forme finement dispersée avec une teneur en humidité d'environ 15-30%. Le formage implique un pressage à chaud dans une feuille ou une matrice de tambour. La matrice de tambour a une productivité plus élevée, la matrice de feuille offre une plus grande résistance mécanique et une uniformité de la taille des granulés. Le pressage à chaud conduit au séchage du bois et à la formation d'un mince film de lignine fondue à la surface de chaque granule (ainsi qu'entre les particules de bois dans le granulé). Cet effet est le plus prononcé pour les essences de bois résineux. Par conséquent, les granulés ont une teneur en humidité de 5 à 12%, ce qui est beaucoup plus faible que la teneur en humidité du bois en morceaux stocké dans des conditions normales. En conséquence, les granulés ont un pouvoir calorifique sensiblement plus élevé que le bois en morceaux ordinaire. Si, pour le bois de chauffage traité avec une teneur en humidité de 30% (teneur en cendres 1% de la matière sèche) pendant la combustion dans une chaufferie conventionnelle, le pouvoir calorifique est compris entre 10,1 et 11,2 MJ / kg, alors pour les granulés avec une teneur en humidité de environ 5%, le pouvoir calorifique est sensiblement plus élevé et atteint 21 MJ / kg. Pour les granulés d'écorce de bouleau, cette valeur atteint plus de 28 MJ / kg.
Le tableau montre les valeurs du pouvoir calorifique et de la densité de différents types de matières premières pour la production de granulés, ainsi que la densité de ces matériaux. Lors de la production de granulés, la densité augmente jusqu'à 0,9 - 1,2 g / cm3. L'augmentation de la densité augmente non seulement la résistance mécanique des granulés, mais contribue également à la commodité du transport et du stockage du carburant.
Parmi les avantages évidents des granulés par rapport au charbon, il convient de noter une sécurité environnementale élevée. Les granulés de bois contiennent jusqu'à 60 à 90 fois moins de soufre que le charbon, ce qui améliore la situation écologique dans la région et réduit la corrosion des appareils de combustion. De plus, un long séjour dans le sol à de grandes profondeurs contribue à l'accumulation de quantités importantes de composés de métaux lourds et d'éléments radioactifs dans les charbons. Compte tenu des particularités des processus osmotiques lors de la croissance des arbres, la teneur en métaux lourds du bois est des centaines de fois inférieure à celle des charbons fossiles. La teneur en cendres du bois n'est que de 0,2 à 0,5% de la masse d'origine.Les cendres sont représentées par de la chaux, de la potasse, du tartre de fer, du dioxyde de silicium, des composés de magnésium et d'autres composés non dangereux qui peuvent être utilisés avec succès comme engrais universel sur des sols acides et neutres.
Parmi les avantages des charbons, on peut noter un coût légèrement inférieur, une densité de chargement plus élevée et une durée de combustion sensiblement plus longue. Ce dernier avantage disparaîtra progressivement du fait de la prolifération des installations de chaudières automatiques, beaucoup plus pratiques et plus faciles à utiliser. Un chargement important dans une trémie de même taille n'est un avantage notable que pour les copeaux de charbon d'une certaine taille, dont le coût augmente avec l'augmentation de la variation de taille des fragments. L'avantage le plus important du charbon est son coût. En 2014, à Krasnoïarsk, 1 tonne de charbon avait une valeur marchande de 1,5 à 3,0 mille roubles. Alors que les granulés de bois coûtent environ 4 à 5 000 roubles par tonne. Dans le même temps, le pouvoir calorifique des charbons chauffants est compris entre 8 et 20 MJ / kg. Autrement dit, la valeur calorifique des pellets et du charbon est proche, avec une différence de prix presque double. Il convient de noter que les chaudières automatiques ne sont capables de travailler qu'avec des charbons d'une certaine composition fractionnée, dont le coût est beaucoup plus élevé que les charbons en morceaux. Les chaudières automatiques pour la poussière de charbon ne sont produites qu'à une puissance suffisamment élevée et ont un prix de revient élevé. Les granulés de poussière de charbon ont un prix non inférieur à celui des granulés de bois.
Ainsi, nous arrivons à la conclusion sur les avantages significatifs des granulés de bois par rapport aux charbons fossiles. Dans l'industrie des combustibles énergétiques, ces avantages signifient peu, tout d'abord, en raison des réserves importantes de charbon par rapport au volume de production de matières premières végétales. Mais, pour les systèmes de chauffage des maisons privées, le remplacement du charbon par des pastilles de combustible n'est qu'une question de temps.
Comment les granulés sont fabriqués
Dans la fabrication des granulés pour la chaudière, les matières premières doivent passer par un certain processus technologique sur la ligne de production. Les principales étapes de ce procédé, à l'aide de l'exemple d'obtention de granulés de bois, sont les suivantes:
- Concassage en fraction grossière - à ce stade, des parties ligneuses de différentes tailles conduisent à un état de masse homogène par une installation de concassage;
- Broyage en une fraction fine à l'aide d'un broyeur à marteaux - la taille des particules de la matière première obtenue ne doit pas dépasser 6 millimètres;
- Séchage à une teneur en humidité du matériau de l'ordre de 8,0 à 10,0% dans les installations de séchage à bande et à tambour;
- Pressage dans un moulin à granulés. A ce stade, la masse est chauffée à une température de 120 degrés Celsius et pressée à travers la matrice;
- Refroidissement (si nécessaire) et conditionnement du produit fini.
Dans la fabrication de granulés agricoles à partir de balle de tournesol, l'étape de broyage de la matière première est exclue du processus technologique.
Sélection de pellets pour chaudières
Les chaudières industrielles sont généralement conçues pour de lourdes charges et ne sont pas aussi exigeantes en matières premières que leurs homologues domestiques. Pour que la chaudière fournisse efficacement le chauffage de la maison sur le granulé, en plus de son type, vous devez faire attention aux indicateurs techniques suivants, qui doivent être indiqués par le fabricant:
- Humidité du produit - pour un allumage normal et le maintien de la combustion doit être compris entre 8% et plus de 14% - le matériau n'est pas adapté à l'utilisation
- Transfert de chaleur pendant la combustion - il vaut mieux qu'il soit de l'ordre de 4,5 kcal / kg et plus, comme les granulés de bois, mais 4,3 kcal / kg est également acceptable;
- Teneur en cendres du produit - a un seuil de tolérance supérieur à moins de 1%, si cette limite est réduite à 0,5%, la chaudière ne peut être nettoyée plus d'une fois par mois.
En plus de tout ce qui précède, les granulés doivent être inspectés visuellement à la recherche de fissures.
Le matériau de haute qualité a une surface brillante, ne s'effrite pas et se brise difficilement.Lors de l'abaissement des granulés dans l'eau, ils devraient finalement se transformer en une masse affaissée, si cela ne se produisait pas, il est probable qu'un composant adhésif chimique a été utilisé dans leur fabrication, ce qui est inacceptable. La présence de sédiments grossiers de petites pierres et de sable indique également une mauvaise qualité du produit.
Avantages et inconvénients des pastilles de combustible pour la chaudière
Les avantages évidents des combustibles granulaires sont qu'ils sont faciles à transporter et à stocker. De plus, les granulés ont:
- Transfert de chaleur élevé, 2,5 fois supérieur à celui du bois;
- Faible teneur en cendres, ce qui vous permet de consacrer moins de temps à l'entretien de la chaudière;
- Faible pourcentage d'humidité, ce qui a un effet positif sur le fonctionnement du système de chauffage, augmentant sa durée de vie;
- Haute densité - une plus petite quantité d'un tel carburant est capable de produire autant de calories de chaleur qu'un autre vecteur d'énergie de grand volume.
L'inconvénient le plus important des pastilles de combustible est qu'elles ne peuvent fonctionner que dans des chaudières spéciales qui ont une alimentation automatique en énergie au brûleur. Le prix d'un tel équipement est beaucoup plus élevé que le coût des chaudières à combustible solide ordinaires.
Allons un peu plus loin dans l'essence!
Production industrielle
Pour la fabrication de pastilles de combustible, on utilise du bois, qui ne trouvera tout simplement plus aucune autre utilisation, c'est-à-dire des déchets.
Avis! Pour fabriquer des granulés de qualité, ce bois ne doit pas avoir d'écorce!
Comment les granulés sont-ils fabriqués?
Diagramme du processus de production
De petits morceaux de bois passent à travers un séparateur, où le sable, la saleté, les scories, les clous métalliques (un aimant fonctionne ici), etc. en sont tamisés.
Sur la bande transporteuse, tout ce «bon» nettoyé est acheminé vers le bunker du concasseur à marteaux, à la sortie duquel le bois se transforme en sciure à grains fins.
Ensuite, ce mélange de sciure de bois est acheminé vers le séchoir, où la matière première sèche complètement.
Pour convertir les matières premières en granulés - les granulés utilisent un granulateur à presse. Dans celui-ci, sous l'influence de la vapeur à haute température et d'un mélange intensif, la matière première sous forme de «farine» de bois séchée se transforme en pâte. La masse résultante est à nouveau séchée et introduite dans la matrice, où les granulés sont obtenus à partir de farine sous haute pression (300 atm).
Les granulés de bois résultants ont une densité nettement plus élevée que la densité du bois à partir duquel ils sont fabriqués. Cela est dû aux processus d'adhésion du matériau qui se produisent lors de la production de granulés. Le collage est dû à la substance lignine du bois.
La lignine fait partie des cellules du bois. Lors du processus de destruction des cellules lors du traitement mécanique et du chauffage supplémentaire des matières premières du bois, de la lignine est libérée. À des températures élevées, il fond et forme une sorte de colle naturelle, qui colle de manière fiable la substance du granulé de bois pendant le processus de pressage.
Après compression à travers la matrice, les granulés sont refroidis puis emballés dans des sacs.
Production artisanale
La production de pellets à domicile est intensivement discutée sur les forums sur les carburants, où vous pouvez vous rendre si vous êtes intéressé par cette question. Un peu plus tard, nous aborderons ce sujet dans l'une des rubriques de notre site. Mais maintenant…
Maintenant, nous pensons que fabriquer des granulés à domicile n'est rentable que par leur vente ultérieure, c'est-à-dire la vente. Pour produire des granulés maison, vous devez investir de l'argent, beaucoup de votre temps dans la fabrication d'équipements. Et puis c'est le temps à consacrer au processus de production. Le coût des pellets pour le chauffage dans l'espace russophone est de 70 à 80 USD. par tonne. A ce prix, ils sont plus faciles à acheter. Et pour la vente à l'étranger, où leur prix double facilement (avec la qualité appropriée des pastilles de combustible), il faut emprunter un chemin assez difficile.
Attention, nous ne vous décourageons pas de produire vous-même des granulés, nous vous conseillons simplement d'envisager ce sujet de croissance de la production de mini granulés dans le futur à une plus grande échelle. Idéalement - avec la possibilité d'exporter des produits à l'étranger.
Ce qui est mieux?
Bois de chauffage ou granulés? A quoi donner la préférence?
Bois de chauffage ou granulés
Analysons quelques paramètres de carburant:
1. Le pouvoir calorifique ou la combustibilité des pastilles de combustible dépasse le paramètre du même nom du bois de 2,5 fois.
Ceci s'explique par l'augmentation de la teneur en carbone du matériau «newfangled». Dans un arbre ordinaire, le carbone est un constituant de toutes ses cellules dans les molécules de cellulose. La cellulose contient également des atomes d'oxygène et d'hydrogène dans sa molécule.
Lors du traitement mécanique «destructif», de nombreuses molécules de cellulose sont endommagées. Dans ce cas, les atomes d'hydrogène et d'oxygène précités se volatilisent sous forme de gaz volatils, de vapeur d'eau, d'acides et des alcools les plus simples.
La quantité de matière est devenue moindre et la teneur en «combustible» (carbone) qu'elle contient a été préservée - d'où l'augmentation de la valeur calorifique du matériau.
2. "Pureté" du matériau - ce paramètre est d'un grand intérêt pour les Européens.
Tout le monde sait que lorsque du bois est brûlé dans un four ou même dans un feu, des cendres se forment. La fraction massique de ces cendres représente au moins 15% de la masse initiale de bois. Ce sont des résines et des minéraux ininflammables. Alors voilà! Les cendres des granulés de combustible représentent 0,5 à 3% de leur poids initial, soit 15 à 20 fois moins que les cendres de «bois».
3. Le bois ordinaire contient au moins 2 fois plus d'humidité que les granulés fabriqués à partir de celui-ci.
4. La densité des granulés est beaucoup plus élevée que la densité du bois. Le granule coule dans l'eau. Cela augmente la rentabilité de ce type de carburant pendant le transport et le stockage.
Compte tenu du rapport «pastilles ou gaz», il y aura plus d'avantages pour le gaz. Y compris le coût du chauffage, où les pellets occupent désormais la deuxième place.
Mais la hausse projetée des prix des réserves de combustibles naturels conduira au fait que les pellets arriveront en tête en termes d'économie de carburant et d'efficacité pour les systèmes de chauffage.
