Что такое пеллеты (топливные гранулы)

Пеллеты (топливные гранулы) — биотопливо, представляющее собой цилиндрические гранулы стандартного размера.
Сырьём для производства гранул могут быть торф, балансовая (некачественная) древесина и древесные отходы: кора, опилки, щепа и другие отходы лесозаготовки, а также отходы сельского хозяйства: отходы кукурузы, солома, отходы крупяного производства, лузга подсолнечника, куриный помёт и т. д.

Гранулы классифицируются по их теплотворной способности, влажности и зольности, а также по размерам.

Качество и вид гранул зависят от сырья и технологии производства. В процессе производства — например, при сушке — гранулы могут немного "подгореть" и тогда они из белых становятся серыми. Хотя это не всегда сказывается на таких потребительских качествах гранул как теплотворная способность, зольность, прочность и истираемость, но может привести к образованию мелкой пыли при транспортировке за счёт трения гранул друг о друга.

В разных странах приняты различные стандарты производства топливных гранул:

• В США действует Standard Regulations & Standards for Pellets in the US: The PFI (pellet).
  Стандартом разрешено производство гранул двух сортов: "Премиум" и "Стандарт". "Премиум" должен содержать не более 1 % золы, а "Стандарт" не более 3 %.
  "Премиум" может применяться для отопления любых зданий. На сорт "Премиум" приходится около 95 % производства гранул в США.
  Сорт "Стандарт" содержит больший объём коры или сельскохозяйственных отходов.
  Стандарты определяют также плотность, размеры гранул, влажность, содержание пыли и других веществ. В США топливные гранулы не могут быть более 1 ½ дюймов в длину, диаметр гранул должен быть в диапазоне от ¼ дюйма до 5 1/16 дюйма.
• В Германии на топливные гранулы принят стандарт DIN 51731. Длина — не более 5 см, диаметр — от 4 до 10 мм. Влажность не более 12 %, содержание пыли не более 0,5 % и т. д.
• В Австрии — стандарт ONORM M 7135
• В Великобритании — The British BioGen Code of Practice for biofuel (pellets)
• В Швейцарии — SN 166000
• В Швеции — SS 187120
• В России — ГОСТ 33103.1-2017
• В Европейском Союзе — ISO 17225-1:2014

Плюсы пеллетов

• Высокая плотность, низкая влажность и стандартизация по размеру позволяет при их сгорании получать большое количество энергии и точно дозировать их количество при автоматизированной подаче.
• Топливные гранулы — экологически чистое топливо. При производстве пеллет в основном используются отходы лесопильных производств и сельского хозяйства, которые ранее в основном вывозились на свалки и гнили, а по прошествии нескольких лет начинали гореть или тлеть.
• Так как не содержат пыли и спор, гранулы менее подвержены самовоспламенению и не вызывают аллергическую реакцию у людей.

Минусы пеллетов

• Необходимость в наличии большого складского помещения при хранении зимой. При этом с наступлением теплого времени года нужно контролировать влажность на этом складе.
• Если в месте произрастания сырья окружающая среда содержит токсины или радиоактивные вещества, то при сжигании гранул эти вещества могут быть распылены в атмосферу.
• Для эффективного использования топливных гранул требуется особый вид печи: пеллетный котёл.
• Если покупать пеллеты в небольшом количестве, их стоимость будет намного выше.

Виды пеллетов (топливных гранул)

Древесные пеллеты (топливные гранулы)

Этот тип пеллетов считается самым оптимальным, поэтом оно самое распространенное. Он изготавливается из лиственной и хвойной пород древесины.

Наиболее часто применяются для этих целей следующие материалы:

• опилки
• обрезки
• стружка
• горбыль
• древесная мука от хвойных и лиственных деревьев
• другие отходы деревообработки

Древесные гранулы с большим содержанием коры обычно имеют тёмный цвет, а гранулы из окорённой древесины — светлый.

Угольные пеллеты (топливные гранулы)

Подобные пеллеты отлично сгорают в печи любой конструкции. Изготавливаются из прессованного угля.

Торфяные пеллеты (топливные гранулы)

Этот вид материала представляет собой калиброванные пеллеты, выполненные из натурального сырья – торфа. В результате получается топливо, безвредное для окружающей среды.
В гранулах отсутствуют связующие вещества.
Максимальная длина гранул не превышает 50 мм, а их диаметр обычно равен 12 мм.

Применение подобных гранул становится намного выгоднее, чем отопление обычным каменным углем или другим горючим. К примеру, когда сжигается 1 тонна торфяных пеллетов, происходит выделение тепловой энергии, сравнимое со сжиганием 685 л мазута, 1,6 т древесины, 475 м³ газа или 500 л дизельного топлива.

Растительные пеллеты (топливные гранулы)

Для изготовления такого горючего используют сельскохозяйственные отходы:

• солому
• кукурузные стебли
• подсолнечную шелуху
• остатки гречневого производства
• и т.п.

Подобные гранулы отличаются коричневым цветом.

Растительные пеллеты обладают низкой стоимостью при очень больших объемах, а также характеризуются повышенной (примерно на 3%) зольностью в сравнении с древесными. Это требует частой очистки котла, потому такие гранулы применяются только в промышленности.

Соломенные пеллеты (топливные гранулы)

Состав соломы сильно отличается от опилок и древесных отходов. В нем содержится большое количество летучих веществ. Такие пеллеты дольше горят и имеют низкую плотность.

К положительным качествам соломенных гранул можно отнести отличную теплотворную способность, рассчитанную на одну единицу объема: она в 10 раз выше аналогичных показателей исходного сырья.
После гранулирования соломенные пеллеты приобретают большую плотность, становятся устойчивыми к влаге. Их характеристики приравниваются к древесным гранулам.

Единственным недостатком соломенных пеллетов можно назвать высокую зольность, достигающую значения 5,5%. Но такой показатель не мешает рассматривать эти гранулы в качестве неплохого источника энергии.

Кукурузные пеллеты (топливные гранулы)

Чтобы изготовить такое топливо, применяется кукурузный стебель. Материал имеет небольшой вес, легко транспортируется и складируется.
Подобные пеллеты отличаются высокой плотностью, чистым излучением, продолжительным горением.

Максимальный диаметр таких гранул не превышает 8 мм. Это малозольное и высококалорийное топливо.

Пеллеты (топливные гранулы) из куриного помёта

Такие пеллеты можно изготовить только из отходов птицефабрики. Токсичность свежих остатков производства довольно велика, потому сырье сначала утилизируют, затем складируют в специальные помещения.

Куриные пеллеты можно применять в качестве удобрения или использовать как топливные гранулы.

Куриный помет подразделяется на следующие две группы:

• Клеточный. Его влажность достигает 90%
• Напольный. В сырье добавляются опилки и сено. Показатель содержания воды составляет 70%.

Пеллеты (топливные гранулы) из твердых бытовых отходов

Для производства подобных гранул используется различное утильсырье: ящики, поддоны, ветки, мебель, и т.п.

Пеллетные котлы плохо работают на подобном топливе, требуется частое их обслуживание.

Бумажные пеллеты (топливные гранулы)

Для изготовления таких топливных гранул применяется отличная технология. Сырье не сушат, а увлажняют, после чего отправляют в специальный пресс-гранулятор. Подобный материал имеет необычный вид. Чтобы получить бумажные пеллеты, требуется намного больше усилий.

Сорта пеллетов (топливных гранул)

• Высший
  Это топливо относится к премиум-классу. Такие гранулы получили дополнительное название – "белые".
  Т.к. как при их производстве используется высококачественное сырье, стоимость горючего выше других сортов.
  Обычно они выпускаются нескольких цветов: светло-коричневые, белые, бежевые.
  Такие гранулы изготавливаются из дубовых или буковых опилок. Сырьем может служить любая твердая древесина.
• Промышленные
  Т.к. в состав гранул входит кора дерева, они отличаются от других своим темным цветом.
  Пеллеты имеют высокую теплотворность, однако их зольность превышает 0,7%.
  Цена промышленных гранул немного ниже стоимости горючих веществ премиум-класса. 
• Агропеллеты (стандарт)
  Они являются одним из видов промышленных гранул. Для производства используется шелуха гречки или стебель подсолнуха. Пеллеты имеют темный оттенок, их зольность составляет более 3%. Они отличаются низкой теплотворностью, не превышающей 15 МДж/кг.
  Эти гранулы стоят недорого и применяются в качестве горючего для промышленных котлов.

Определение качества пеллетов (топливных гранул)

Определить качество пеллет можно путем сжигания небольшого числа гранул в топке, что будет определяющим фактором в приобретении целой партии. Здесь ключевым моментом должны стать гарантии качества на основании сжигания экспериментальных образцов.

Если проверить гранулы таким путем не представляется возможным, тогда можно воспользоваться следующими способами:

• визуальный осмотр гранул. Поверхность пеллет должна быть гладкой и блестящей, без явных трещин и сколов. Эти показатели являются подтверждением соблюдения технологического процесса в момент изготовления и спрессовывания, а в роли связки использовалась натуральная древесина
• тест на ломкость. Качественный топливный материал не должен крошиться при пальпации, поэтому лучше всего применять твердые гранулы. Пеллеты с нарушением процесса изготовления начнут крошиться уже в момент передачи шнековым оборудованием в топку.
• выбирать пеллеты, упакованные в мешки. Топливные гранулы при таких условиях хранения и транспортировки не будет соединяться с пылью, которая негативно влияет на работу всей системы отопления. Покупать топливный материал следует соответственно параметрам, размерам и типам, указанным в паспорте самой котельной установки. 
• изучить оттенок гранул. Пеллеты светлых тонов свидетельствуют об использовании в производстве древесных материалов без коры и лишних примесей, они считаются самыми эффективными при отапливании. Гранулы темного цвета говорят о том, что производитель использовал кору и древесные отходы в качестве сырья, поэтому эффективность их будет значительно ниже.

Как использовать пеллеты (топливные гранулы)

Для обогрева жилых помещений с помощью топливных гранул желательно пользоваться специальным видом котлов - пеллетным. Причина этому кроется в оптимизации оборудования под особое горючее, что повышает эффективность его использования. Хотя для удовлетворения минимальных потребностей допускается применение традиционной дровяной печи.

Работа пеллетных котлов проходит по следующему алгоритму:

1. шнек направляет гранулы в печь
2. пеллеты поджигаются посредством электричества
3. автоматическое поддерживание горения
4. происходит нагрев слоистой пластины, передающей в дальнейшем свое тепло помещению

Вот видео по принципу работы пеллетного котла

Применение гранул для растопки твердотопливного оборудования либо печей допустимо. При этом агрегат с колосником нуждается в изменении щелей чугунной решетки для лучшего удержания гранул в процессе горения. Это осуществляется посредством замены колосника либо наложением поверх него сетки из проволоки в продольном и поперечном направлениях.
Проблему с колосником можно решить с помощью накладки. Наиболее подходящими пеллетами для печей колосниковой системы являются гранулы размером 8 мм. Шестимиллиметровые изделия будут проваливаться, прежде чем сгорят, что повышает расход топлива и снижает его эффективность. В этом случае зольность не обладает особой важностью, потому рекомендуется использование промышленных гранул, отличающихся меньшей стоимостью.