Cosa sono i pellet
Il pellet è un vettore energetico ottenuto dai resti di materie prime naturali con un metodo tecnologico, che si presenta sotto forma di granuli. Le celle a combustibile sono disponibili in diverse frazioni, con un diametro da 0,4 a 1 cm e una lunghezza del corpo da 0,315 a 5 cm. Tipicamente, una linea di produzione è progettata per produrre pellet da un materiale specifico, quindi diversi tipi di tali combustibili entrano nel mercato.
Legna da ardere
Molti diranno che il legno duro secco è il miglior carburante. Ma questa affermazione è vera in relazione alla legna da ardere secca: i tronchi grezzi fumeranno, "la soffitta umida di yak", ma non saranno in grado di riscaldare la casa con loro. Pertanto, la preparazione della legna da ardere per la prossima stagione di riscaldamento dovrebbe essere affrontata questo inverno. Tagliata e piegata sotto una tettoia, ben essiccata durante la primavera e l'estate, tale legna da ardere brucia praticamente senza fumo. I proprietari della pirolisi (caldaie a gas) lo confermeranno: anche la legna da ardere leggermente umida non brucia nelle loro caldaie, la asciugano per due anni.
Puoi comprare legna da ardere tagliata a secco, ma il prezzo non piacerà - da 50 a 100 rubli per metro cubo (pioppo tremulo, carpino, ontano, betulla). Più spese di spedizione. Per fare un confronto, la legna da ardere tagliata, ma cruda costerà meno - da 30 rubli per metro cubo. Ci sono, tuttavia, diverse sfumature. La legna da ardere può essere acquistata sfusa o in scatole. La prima opzione è più economica, ma la legna da ardere è strettamente accatastata nelle scatole, quindi ci saranno più tronchi nel cubo "tavola".
Il più economico è la legna da ardere di conifere (abete rosso, pino) - da 30 rubli. A foglia morbida (betulla, ontano, pioppo tremulo) - 33-35 rubli. Legno duro (carpino, acero, frassino, quercia) - da 40 rubli.
Se vuoi agitare un'ascia nel gelo, puoi ordinare il legno con i cunei. A proposito, non sarà molto più economico del tritato: 25-30 rubli, a seconda del tipo di legno.
Nei gortops regionali è possibile acquistare fino a 5 metri cubi di legna da ardere spaccata di razze miste al prezzo statale - 28 rubli per metro cubo senza consegna. La legna del gortop sarà umida.
Quali sono i pellet per la caldaia
Il tipo di granulo dipende dal materiale da cui è ottenuto. Da questo pellet ha il suo nome:
- Legnoso;
- Carbone;
- Torba;
- Dai resti della vegetazione;
- Ricoperto di paglia;
- Mais;
- Da escrementi di pollame (pollo);
- Sulla base della carta straccia;
- Dai rifiuti solidi domestici.
Pellet di legno per caldaia
Il prodotto più apprezzato e consumato. Per la produzione di pellet di questo tipo vengono utilizzate specie di conifere e latifoglie. Qualsiasi rifiuto ottenuto nel processo di lavorazione del legno è adatto come materia prima:
- Segatura;
- Trucioli;
- Segatura;
- Pezzi di scarto;
- Ombrina.
I pellet "bianchi" di legno senza inclusioni di corteccia hanno il contenuto di ceneri più basso, motivo per cui sono molto apprezzati. I pellet di legno "grigio", che contengono corteccia, sono utilizzati principalmente per caldaie potenti. Sono relativamente economici e hanno un contenuto di ceneri più elevato.
Granuli di polvere di carbone
A differenza del pellet di legno, dove le particelle sono trattenute da resine naturali, i granuli di carbonio vengono pressati in modo speciale, con l'aggiunta di un legante. Il metodo si chiama pressatura a spirale.
Il risultato è un combustibile solido adatto per l'utilizzo in qualsiasi caldaia a pellet. Uno dei vantaggi di un tale materiale, oltre al suo alto potere calorifico, sono le buone qualità trasportabili: i pellet di carbone non sono soggetti a triturazione durante il trasporto.
Caldaia a torba a pellet
I pellet di torba contengono torba pura e mantengono la loro forma grazie ai leganti interni che si attivano quando vengono schiacciati.Sono fragili, quindi il loro diametro non può essere piccolo e raggiunge una dimensione di 12 mm. Questa tipologia ha un elevato consumo energetico, economia di utilizzo. Ad esempio, se si brucia una tonnellata di materiale, il calore verrà rilasciato esattamente quanto quando si bruciano 475 metri cubi di gas naturale, 1,5 tonnellate di legna o 500 litri di gasolio.
Pellet da residui vegetali
Un altro nome per tale carburante è agropellet. Sembrano di colore marrone, la materia prima sono i rifiuti agricoli, vale a dire, bucce di grano saraceno e bucce di girasole.
A causa del fatto che il materiale iniziale contiene particelle di sabbia, terra, polvere e altri componenti non combustibili, l'agropellet ha un alto contenuto di ceneri. Il suo utilizzo è giustificato solo per il riscaldamento di imprese industriali. Il prezzo qui è molto più basso se prendi altro materiale per il confronto.
Pellet di paglia
In termini di densità, il potere calorifico è pari al pellet di legno. Più economici di loro, ma hanno un alto contenuto di ceneri fino al 5,5%. Dopo la pressatura, il pellet è resistente alla penetrazione dell'umidità, il che ha un effetto positivo sulla capacità del combustibile di non deteriorarsi durante lo stoccaggio.
Pellet da stocchi di mais
Sebbene i gambi di mais possano essere classificati come prodotti dell'agrosfera, i loro pellet sono fondamentalmente diversi dagli agropellet a causa del loro contenuto di ceneri relativamente basso, che è solo del 2,6%. Ulteriori vantaggi includono un tempo di combustione molto lungo, alta densità e contenuto calorico. Grazie al suo peso ridotto, un tale prodotto è facile da imballare, caricare e trasportare.
Pellet a base di letame di pollo
Possibile opzione di duplice uso di pellet da letame di pollame - come combustibile e fertilizzanti granulari. A causa dell'elevata umidità, le materie prime vengono prima essiccate in appositi locali, quindi frantumate e pressate.
Tali pellet contengono molte inclusioni non infiammabili, non sono adatti per lavorare in caldaie private a causa del loro alto contenuto di ceneri. È più pratico usare il prodotto come fertilizzante: gli escrementi assorbono bene l'umidità e la rilasciano gradualmente alle radici delle piante.
Pellet di carta per caldaia
Per ottenere granuli dalla carta straccia, viene utilizzato un processo tecnologico più complesso. A differenza di qualsiasi altra materia prima, la carta deve essere inumidita prima di essere pressata.
I proprietari di case private e confortevoli case di campagna si pongono spesso la domanda: quale sistema di riscaldamento è meglio implementare? Ci sono molte risposte a questa domanda. Dall'utilizzo di resistenze elettriche ad un piccolo locale caldaia con gasolio o metano. I più diffusi sono i piccoli forni con caricamento manuale del combustibile e le minicaldaie a controllo automatico. Le moderne tecnologie consentono di controllare il funzionamento della caldaia attraverso la comunicazione telefonica e l'automazione economica quasi esclude il lavoro umano per mantenere il fuoco nella fornace. Oggi confronteremo i due combustibili più diffusi per caldaie private: carbone e pellet di legno.
Da quanto detto in precedenza, ne consegue che i principali vantaggi del carbone sono la maggiore durata della combustione, che si spiega con la maggiore densità e l'alto contenuto di inclusioni minerali. I vantaggi del pellet di legno sono associati a facilità di accensione, combustione uniforme e sicurezza ambientale. Per quanto riguarda le materie prime e gli aspetti economici della questione, qui non tutto è così semplice.
La parte principale del carbone comprende carbonio simile alla grafite, catrame di carbone assorbito e legato chimicamente, nonché fino al 15-25% di sostanze minerali che formano cenere. Il processo di combustione del carbone inizia con la pirolisi e l'essiccazione. Nel corso della pirolisi viene rilasciato quasi tutto il catrame di carbone, rappresentato dagli idrocarburi aromatici.Una caratteristica degli idrocarburi aromatici come combustibile è un alto contenuto di carbonio a una temperatura di accensione relativamente bassa dei vapori di resina. La combustione del catrame di carbone produce quantità significative di fuliggine e monossido di carbonio. Per prevenire questi fenomeni, è necessaria una regolazione fine della fornitura d'aria e una progettazione precisa dei dispositivi di combustione, a seconda del tipo di combustibile e della produttività del forno. Poiché le caldaie non sono progettate per un grado e una marca specifici di carbone, ma la produttività è regolata da apparecchiature automatiche in base alla temperatura richiesta nella stanza, in pratica è impossibile ottenere la modalità ottimale. O molta aria vola attraverso il forno e abbiamo un residuo di calore, o, al contrario, c'è poca aria e la fuliggine non si brucia completamente - abbiamo un residuo di combustibile dalla fornace sotto forma di fuliggine e monossido di carbonio. In pratica, questi fenomeni portano ad una diminuzione del potere calorifico di un'unità di carbone del 10-30% rispetto alla teoria.
Nel caso del pellet di legno, abbiamo un classico processo di combustione del legno, ma con due sottigliezze. In primo luogo, la legna è sufficientemente asciutta, il che annulla il contributo dei processi di essiccazione all'inizio della combustione e aumenta il potere calorifico del pellet rispetto alla legna in blocchi (tronchi). Inoltre, i pellet sono formati da piccoli pezzi di legno, il che porta alla loro distruzione durante il processo di combustione. In alcuni casi, la distruzione interrompe in qualche modo il funzionamento dei dispositivi di combustione, ma più spesso compensa solo la diminuzione della superficie esterna dei pellet mentre bruciano.
Il basso contenuto di umidità e la notevole resistenza meccanica del pellet sono dovuti alla tecnologia di produzione. Il materiale di partenza entra in produzione in una forma finemente dispersa con un contenuto di umidità di circa il 15-30%. La formatura prevede la pressatura a caldo in un foglio o uno stampo a tamburo. La matrice del tamburo ha una maggiore produttività, la matrice del foglio fornisce una maggiore resistenza meccanica e l'uniformità della dimensione del pellet. La pressatura a caldo porta all'essiccazione del legno e alla formazione di un sottile film di lignina fusa sulla superficie di ogni pellet (così come tra le particelle di legno nel pellet). Questo effetto è più pronunciato per le specie legnose resinose. Pertanto, i pellet hanno un contenuto di umidità del 5-12%, che è molto inferiore al contenuto di umidità del pezzo di legno immagazzinato in condizioni normali. Di conseguenza, i pellet hanno un potere calorifico significativamente più elevato rispetto alla normale legna da ardere. Se per la legna da ardere di processo con un contenuto di umidità del 30% (contenuto di ceneri 1% della sostanza secca), quando viene bruciata in una caldaia convenzionale, il potere calorifico è compreso tra 10,1 e 11,2 MJ / kg, quindi per pellet con umidità contenuto di circa il 5%, il potere calorifico è notevolmente superiore e raggiunge i 21 MJ / kg. Per i pellet di corteccia di betulla, questo valore supera i 28 MJ / kg.
Nella tabella sono riportati i valori del potere calorifico e della densità di vari tipi di materie prime per la produzione di pellet, nonché la densità di questi materiali. Durante la produzione di pellet, la densità aumenta a 0,9 - 1,2 g / cm3. L'aumento della densità non solo aumenta la resistenza meccanica del pellet, ma contribuisce anche alla comodità del trasporto e dello stoccaggio del carburante.
Tra i chiari vantaggi del pellet rispetto alla brace, va segnalata l'elevata sicurezza ambientale. I pellet di legno contengono fino a 60-90 volte meno zolfo del carbone, il che migliora la situazione ecologica nella regione e riduce la corrosione dei dispositivi di combustione. Inoltre, una lunga permanenza nel suolo a grandi profondità contribuisce all'accumulo di quantità significative di composti di metalli pesanti ed elementi radioattivi nei carboni. Sulla base delle peculiarità dei processi osmotici durante la crescita degli alberi, il contenuto di metalli pesanti nel legno è centinaia di volte inferiore rispetto ai carboni fossili. Il contenuto di ceneri del legno è solo lo 0,2 - 0,5% della massa originale.La cenere è rappresentata da calce, potassio, scaglie di ferro, biossido di silicio, composti di magnesio e altri composti non pericolosi che possono essere utilizzati con successo come fertilizzante universale su terreni acidi e neutri.
Tra i vantaggi del carbone, si può notare un costo leggermente inferiore, una maggiore densità di carico e un tempo di combustione notevolmente più lungo. Quest'ultimo vantaggio scomparirà gradualmente a causa della proliferazione di installazioni di caldaie automatiche, che sono molto più convenienti e facili da usare. Una grande quantità di carico in una tramoggia della stessa dimensione è un vantaggio notevole solo per trucioli di carbone di una certa dimensione, il cui costo aumenta con l'aumento della diffusione delle dimensioni dei frammenti. Il vantaggio più significativo del carbone è il suo costo. A partire dal 2014, a Krasnoyarsk, 1 tonnellata di carbone aveva un valore di mercato compreso tra 1,5 e 3,0 mila rubli. Mentre i pellet di legno costano circa 4-5 mila rubli per tonnellata. Allo stesso tempo, il potere calorifico dei carboni ardenti è compreso tra 8 e 20 MJ / kg. Cioè, il potere calorifico del pellet e del carbone sono vicini, con una differenza di prezzo quasi doppia. Va notato che gli impianti di caldaie automatiche sono in grado di funzionare solo con carboni di una certa composizione frazionaria, il cui costo è molto più alto dei carboni a pezzi. Le caldaie automatiche per la polvere di carbone vengono prodotte solo con una potenza sufficientemente elevata e hanno un prezzo di costo elevato. Il pellet di polvere di carbone ha un prezzo non inferiore a quello del pellet di legno.
Quindi, arriviamo alla conclusione sui vantaggi significativi del pellet di legno rispetto ai carboni fossili. Nell'industria del combustibile, questi vantaggi significano poco, innanzitutto, a causa delle notevoli riserve di carbone rispetto al volume di produzione delle materie prime vegetali. Ma, per gli impianti di riscaldamento delle abitazioni private, lo spostamento del carbone con pellet combustibili è solo questione di tempo.
Come vengono prodotti i pellet
Nella produzione di pellet per la caldaia, le materie prime devono passare attraverso un certo processo tecnologico sulla linea di produzione. Le fasi principali di questo processo, utilizzando l'esempio dell'ottenimento di pellet di legno, sono le seguenti:
- Frantumazione in frazione grossolana: in questa fase, parti legnose di diverse dimensioni portano a uno stato di massa omogenea da parte di una pianta di frantumazione;
- Macinazione in una frazione fine utilizzando un mulino a martelli: la dimensione delle particelle della materia prima risultante non deve superare i 6 millimetri;
- Essiccazione fino a un contenuto di umidità del materiale compreso tra 8,0 e 10,0% in impianti di essiccazione a nastro e a tamburo;
- Pressatura in pellettizzatore. In questa fase, la massa viene riscaldata a una temperatura di 120 gradi Celsius e pressata attraverso la matrice;
- Raffreddamento (se necessario) e confezionamento del prodotto finito.
Nella produzione di pellet agricoli dalla buccia di girasole, la fase di frantumazione della materia prima è esclusa dal processo tecnologico.
Selezione di pellet per impianti caldaia
Le caldaie industriali sono generalmente progettate per carichi pesanti e non richiedono materie prime come le loro controparti domestiche. Affinché la caldaia fornisca efficacemente il riscaldamento della casa a pellet, oltre al suo tipo, è necessario prestare attenzione ai seguenti indicatori tecnici, che devono essere indicati dal produttore:
- Umidità del prodotto - per l'accensione normale e il mantenimento della combustione dovrebbe essere entro l'8%, oltre il 14% - il materiale non è adatto all'uso;
- Trasferimento di calore durante la combustione - è meglio se è intorno a 4,5 e oltre kcal / kg, come il pellet di legno, ma sono accettabili anche 4,3 kcal / kg;
- Contenuto di ceneri del prodotto - ha una soglia di tolleranza superiore entro l'1%, se questo limite viene ridotto allo 0,5%, la caldaia può essere pulita non più di una volta al mese.
Oltre a tutto quanto sopra, i pellet devono essere ispezionati visivamente per verificare la presenza di crepe.
Il materiale di alta qualità ha una superficie lucida, non si sbriciola e si rompe con difficoltà.Quando si abbassano i granuli in acqua, alla fine dovrebbero trasformarsi in una massa cedevole, se ciò non accade, è probabile che nella loro fabbricazione sia stato utilizzato un componente adesivo chimico, il che è inaccettabile. La presenza di sedimenti grossolani di piccoli sassi e sabbia indica anche una scarsa qualità del prodotto.
Pro e contro del combustibile a pellet per la caldaia
Gli ovvi vantaggi dei combustibili granulari sono che sono facili da trasportare e immagazzinare. Inoltre, i granuli hanno:
- Elevato trasferimento di calore, che è 2,5 volte superiore a quello del legno;
- Basso contenuto di ceneri, che consente di dedicare meno tempo alla manutenzione dell'impianto caldaia;
- Bassa percentuale di umidità, che ha un effetto positivo sul funzionamento dell'impianto di riscaldamento, aumentandone la vita utile;
- Alta densità: una quantità minore di tale carburante è in grado di produrre tante calorie di calore come un altro vettore energetico con un grande volume.
Lo svantaggio più significativo dei pellet combustibili è che possono funzionare solo in caldaie speciali che hanno un'alimentazione automatica di energia al bruciatore. Il prezzo di tali apparecchiature è molto più alto del costo delle normali caldaie a combustibile solido.
Andiamo un po 'più in profondità nell'essenza!
Produzione industriale
Per la produzione di pellet combustibili, viene utilizzato il legno, che semplicemente non troverà più nessun altro uso, cioè rifiuti.
Avviso! Per produrre pellet di qualità, questo legno non deve avere corteccia!
Come vengono prodotti i pellet?
Diagramma del processo di produzione
Piccoli pezzi di legno passano attraverso un separatore, dove vengono setacciati sabbia, sporco, scorie, chiodi di metallo (qui funziona un magnete), ecc.
Su un nastro trasportatore, tutto questo "bene" pulito viene inviato al bunker del frantoio a martelli, all'uscita del quale il legno si trasforma in segatura a grana fine.
Quindi questa miscela di segatura viene inviata all'essiccatore, dove la materia prima si asciuga completamente.
Per convertire le materie prime in pellet, i granuli utilizzano un granulatore a pressa. In esso, sotto l'influenza del vapore ad alta temperatura e della miscelazione intensiva, la materia prima sotto forma di "farina" di legno essiccata si trasforma in pasta. La massa risultante viene nuovamente essiccata e alimentata alla matrice, dove si ottengono i granuli dalla farina ad alta pressione (300 atm).
I pellet di legno risultanti hanno una densità significativamente maggiore rispetto alla densità del legno da cui sono realizzati. Ciò è dovuto ai processi di adesione del materiale che avvengono durante la produzione dei granuli. Il legame è dovuto alla sostanza lignina nel legno.
La lignina fa parte delle cellule legnose. Nel processo di distruzione cellulare durante la lavorazione meccanica e l'ulteriore riscaldamento delle materie prime del legno, viene rilasciata la lignina. Ad alte temperature, si scioglie e forma una sorta di colla naturale, che incolla in modo affidabile la sostanza del pellet di legno durante il processo di pressatura.
Dopo la spremitura attraverso la matrice, i pellet vengono raffreddati e quindi confezionati in sacchi.
Produzione artigianale
La produzione di pellet a casa è discussa intensamente nei forum sul carburante, dove puoi andare se sei interessato a questo problema. Un po 'più tardi considereremo questo argomento in una delle intestazioni del nostro sito. Ma ora…
Ora crediamo che produrre pellet in casa sia redditizio solo con la loro ulteriore vendita, cioè la vendita. Per produrre pellet fatti in casa, devi investire denaro, molto del tuo tempo nella produzione di attrezzature. E poi questo è il tempo da dedicare al processo di produzione. Il costo del pellet per il riscaldamento nello spazio di lingua russa è di 70-80 USD. per tonnellata. A questo prezzo sono più facili da acquistare. E per la vendita all'estero, dove il loro prezzo raddoppia facilmente (con la qualità appropriata del pellet di combustibile), è necessario percorrere un percorso piuttosto difficile.
Nota che non ti stiamo scoraggiando dalla produzione di pellet da solo, ti consigliamo solo di considerare questo argomento di crescita dalla produzione di mini pellet in futuro a una scala più ampia. Idealmente - con la possibilità di esportare i prodotti all'estero.
Cosa c'è di meglio?
Legna da ardere o pellet? A cosa dare la preferenza?
Legna da ardere o pellet
Analizziamo alcuni parametri del carburante:
1. Il potere calorifico o combustibilità del pellet combustibile supera di 2,5 volte il parametro omonimo del legno.
Ciò è spiegato dall'aumento del contenuto di carbonio nel materiale "newfangled". In un albero normale, il carbonio è un costituente di tutte le sue cellule nelle molecole di cellulosa. Inoltre, la cellulosa contiene atomi di ossigeno e idrogeno nella sua molecola.
Durante la lavorazione meccanica "distruttiva", molte molecole di cellulosa vengono danneggiate. In questo caso, i suddetti atomi di idrogeno e ossigeno volatilizzano sotto forma di gas volatili, vapore acqueo, acidi e gli alcoli più semplici.
La quantità di materiale è diminuita e il contenuto di "combustibile" (carbonio) in esso contenuto è stato preservato, da qui l'aumento del potere calorifico del materiale.
2. "Purezza" del materiale: questo parametro è di grande interesse per gli europei.
Tutti sanno che quando la legna viene bruciata in una fornace o anche nel fuoco, si forma la cenere. La frazione di massa di questa cenere è almeno il 15% della massa iniziale di legno. Queste sono resine e minerali non infiammabili. Quindi eccoti! La cenere dei pellet di combustibile è lo 0,5-3% del loro peso iniziale, che è 15-20 volte inferiore alla cenere di "legno".
3. Il legno ordinario contiene almeno 2 volte più umidità rispetto ai pellet che ne derivano.
4. La densità del pellet è molto più alta della densità del legno. Il pellet affonda nell'acqua. Ciò aumenta la redditività di questo tipo di carburante durante il trasporto e lo stoccaggio.
Considerando il rapporto tra "pellet o gas", ci saranno più vantaggi per il gas. Compreso il costo del riscaldamento, dove ormai il pellet è al secondo posto.
Ma il previsto aumento dei prezzi per le riserve di combustibili naturali porterà al fatto che il pellet avrà la meglio in termini di risparmio di carburante ed efficienza per i sistemi di riscaldamento.