Производство пиллетов технологический процесс: Технология производства пеллет — из топливных опилок, древесины, торфа, горбыля и соломы

Технологический процесс производства пеллет из опилок, стружки, шелухи.

Опубликовано: 13.03.2017Рубрика: Продукция

Принцип производства пеллет

Процедура, при которой сырье под действием высокого давления при нагреве прессуется, называется брикетированием топливной стружки, шелухи, опилок и т.д. Суть производства пеллет схож с изготовлением топливных брикетов Нильсен. Топливные гранулы формируется за счет спайки смолистых связывающих веществ исходного сырья. Это натуральное топливо в разы превосходит энергоотдачу обычных дров, при этом гранулы держат постоянную высокую  температуру тепла, как следствие подача дополнительных порций в котел происходит дозировано и в несколько раз реже. Сгорая, пеллеты превращаются в пепел, при этом на выходе, практически, нет дыма, частицы не издают характерный звук и не искрят.

Данное твердое древесное топливо имеет отличную теплоотдачу, не имеет химических добавок и положительно влияет на окружающую среду.

Технология гранулирования пеллет

Основой изготовления гранулированных частиц – пеллет — является технологический процесс прессования мелких древесных отходов, шишек, соломы, лузги, семечек и т.д. 

Гранулирование пеллет было изобретено ещё в 1947 году, с тех пор процесс постоянно совершенствуется, при этом принцип не меняется. Исходное сырье отправляется в дробилку, затем образовавшаяся мука из опилок добавляется в сушилку, и в гранулятор, где формируются топливные гранулы. 

Этапы производства топливных гранул

1. Измельчение древесины. Дробильное оборудование измельчает сырье до размеров не более 2 мм. Чем мельче исходный результат, тем меньше в дальнейшем идет энергозатрат на сушку.
2. Высушивание. Для прессования пригоден материал, влажность которого находится в диапазоне 7-11%. При несоответствии показателей требуется дополнительное увлажнение или сушка. Сушилки бывают барабанные и ленточные. Сушильный агрегат может работать на топочном газе, горячем воздухе и паре из воды.
3. Дополнительная обработка сухого сырья. Стабильную работу пресса обеспечивают частицы, не превышающие в размере 5 мм. Большие части пропускают через дезинтегратор, мельницу или стружечный станок.
4. Стандарты влажности. Сырье, имеющее влажность менее 8% сложно прессовать. Шнековые смесители, подают пар, увлажняют основу, тем самым увеличивая её прочность и эластичность для дальнейшей обработки.
5. Гранулирование. В процессе прессования повышается температура древесной муки. Из древесины выделяется лигнин, который склеивает элементы в плотные цилиндрические топливные гранулы.
6. Фасовка и упаковка. Охлажденные древесные гранулы фасуют в мешки от 5 до 1000 кг.

Рекомендуется прессовать отходы одной древесной породы. Кора, попадающая в стружку, не влияет на процесс и успешно гранулируется. Загрязненность материала песком, землей может привести к быстрому износу оборудования.

Идеальным считается прессование пеллет из зерновой и рапсовой соломы, шелухи семечек, кукурузных початков. Предварительно измельченная солома в своем составе может иметь элементы длиной до 65 мм. Более высокой теплоотдачей обладают пеллеты из опилок и стружки. Древесные гранулы предпочитают использовать в бытовых пеллетных котлах в домах, коттеджах и т.д.

Способ производства пеллет прост, безупречно работает в обычных условиях и гарантирует получение продукции, которая востребована на внешнем и внутреннем потребительском рынке.

 

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:

Технологический процесс производства пеллет из опилок и соломы: изготовление самодельных гранул

Сейчас в качестве топлива все чаще используются отходы древесины, а также продукты переработки сельского хозяйства. В спрессованном виде такие топливные гранулы неплохо горят и позволяют существенно экономить на традиционных видах энергоносителей для обогрева различных помещений. Пеллеты из соломы — это отличный вариант биомассы, которую можно приготовить дома самостоятельно.

Содержание

1. Характеристика пеллет
2. Технология производства
3. Гранулы из соломы
4. Самодельные грануляторы
5. Сфера применения топлива

Характеристика пеллет

Из-за дороговизны и по многим другим причинам уголь и дрова стали не всем доступны, поэтому владельцы частных домов находят альтернативные виды топлива. Для переработки используются древесные и сельскохозяйственные отходы. Они горят немного хуже, но тепло отдают хорошо. После обработки и прессовки натурального сырья получают гранулы и брикеты.

Пеллеты представляют собой топливные гранулы, изготовленные из древесных отходов, а также из остатков сельскохозяйственных продуктов:

• солома;
• лузга гречихи, подсолнуха, кукурузы;
• птичий помет.

Технология производства очень простая, поскольку не нужно применять никаких связующих компонентов. После переработки получается биологически чистое топливо и к тому же безопасное. Пеллеты могут быть разными, ведь для получения гранул используется разный вид сырья. Делят такую продукцию на три категории:

• Белые гранулы считаются наилучшим топливом. Оно отличается высоким качеством и ценой. Свое название гранулы получили из-за характерного белого или светло-желтого цвета. Однако цвет пеллет не имеет значения, ведь самое важное свойство — зольность. После их сгорания золы остается всего 0,5% от общего объема массы. Котел после горения чистится крайне редко;
• Серые содержат небольшой процент коры, хвои и прочих примесей. Их зольность не должна превышать 1,5% после сгорания топлива;
• Темные, или промышленные, производят с применением соломы или жмыха с добавлением древесных отходов. Зольность у такого варианта выше, чем у других пеллет, но она не превышает 5%.

Белые и серые пеллеты почти всегда используются для автономного отопления. Среди основных характеристик:

• плотность примерно 600 кг/м³;
• диаметр не превышает 6−8 мм;
• выделяемое количество тепла в пределах 4,7 кВт/ч.

Для их сжигания необходимо иметь специальные пеллетные котлы. Такое оборудование отличается высокими требованиями к использованному топливу. Кроме хорошего качества и малой зольности, очень важна целостность фракции и отсутствие в ней пыли. Если не придерживаться этих требований, то горелки быстро забиваются и оборудование перестает работать.

Для использования пеллет в промышленных целях также необходимо наличие специальных агрегатов для сжигания. Однако они имеют другую структуру и большие объемы. Считается, что любой из видов можно засыпать в твердотопливные котлы на стадии тления. Обычно их добавляют, когда печь уже разогрета.

Технология производства

Сейчас все чаще стали применяться различные отходы для изготовления продукции, способной заменить традиционные виды топлива. Если они используются грамотно, то такой вид деятельности является очень прибыльным. Технология производства пеллет из опилок или соломы довольно простая, поэтому ее можно легко освоить самостоятельно.

Самодельные гранулы вряд ли будут работать на импортном агрегате, но для котла, сделанного своими руками, они вполне подойдут. Если использовать в качестве сырья опилки или щепу, то производство гранул будет состоять из нескольких этапов.

Для измельчения крупной фракции древесного сырья понадобится дробилка. Это позволит подготовить его к сушке. После этого необходимо воспользоваться сушильной камерой, чтобы в ней фрагменты достигли влажности 8−12%. Затем просушенная древесина проходит этап измельчения. Ее подают в дробилки, после чего готовые фрагменты достигают размеров не более 1,5 мм для серых и белых гранул и 4 мм для промышленных пеллет.

При недостаточной влажности гранулы не смогут склеиваться. Чтобы получить хорошее увлажнение, добавляют отходы хвойных деревьев и впрыскивают воду.

Некоторые породы дерева, например, береза, бук или дуб проходят процесс обработки паром.

Для прессования используются разные конструкции. Через матрицу плоской или круглой формы продавливается сырье, чтобы получить цилиндры нужных размеров. В процессе производства пеллеты нагревают под воздействием повышенного давления до 70−90 ^оС, из-за чего они сильно крошатся. По этой причине им дают остыть для сохранения целостности. Затем в охлажденном виде гранулы фасуют в упаковки.

Гранулы из соломы

Более простой способ производства пеллет — использование в качестве сырья соломы. Она отличается тем, что изначально имеет сухой вид. Этап сушки в процессе изготовления гранул почти не применяют. Если она мокрая, то легко сохнет на солнце без специального оборудования. Добившись нужной степени влажности топливного материала, приступают к его переработке.

Сухая солома легко поддается процессу измельчения. Для этого используется соломорезка, способная порезать сырье на фрагменты нужной длины. Все эти работы выполняются за один раз. Доведенное до нужной степени влажности сырье попадает в прессовальную машину, где его продавливают.

Поскольку солома мягкая, весь процесс производства происходит легко и с высокой производительностью при использовании более мощного оборудования. Считается, что производство пеллет из соломы менее затратное, чем использование в качестве сырья древесных отходов.

Самодельные грануляторы

Основным видом для производства пеллет является гранулятор, хотя также необходимо иметь и прочие устройства. Существует несколько моделей для формирования гранул:

• Шнековые внешне по своему строению напоминают большую мясорубку. Через шнековый вал и матрицу-решетку, подготовленное сырье продавливается.
  Это отличный вариант при использовании в качестве сырья соломы. Для более твердого вида, например, древесины ему не хватит усилий, чтобы хорошо ее измельчить. Однако при прочных деталях домашние умельцы ставят более мощный мотор.
• Экструдер с плоской матрицей оснащен кругом из металла с проделанными отверстиями нужного диаметра, примерно 3−4 мм. С помощью зубчатых катков солома продавливается, после чего формируются гранулы.
• При использовании круглой матрицы процесс ничем не отличается. Она выполнена в виде колец с катками, расположенными в другой плоскости. Этот вариант отличается более высокой производительностью, но несмотря на это, такие гранулы в домашнем производстве делают крайне редко.

Самым лучшим и удобным считается шнековый экструдер, который находит применение для изготовления комбикорма. Он отлично подойдет для производства гранул из мягкого сырья, например, соломы. Однако для этого необходимо иметь определенные навыки работы с оборудованием.

Сфера применения топлива

Твердотопливный материал находит широкое применение в разных сферах жизни. Пеллеты используются для отопления жилых и производственных помещений, в теплоэнергетике. Особенно они стали популярными среди владельцев частных домов. Самым простым сырьем для производства пеллет является торф и солома.

Однако пеллеты используются не только в качестве топливного материала для котлов. Очень часто фермеры применяют гранулы в помещениях для животных. Их посыпают на пол, и такая подстилка отлично впитывает влагу, сохраняет тепло и согревает в холодные дни. Находят применение пеллеты из мягкого сырья на АЗС при уборке технических жидкостей и горюче-смазочных материалов, а также в автомастерских. В сельском хозяйстве такая продукция используется в качестве мульчи. Защитный слой необходим для сохранения влаги, повышения урожайности в саду и огороде.

Очень часто гранулы применяют вместо древесного угля для гриля. Они также являются эффективным сорбентом для очистки газа от серы. Иногда пеллеты используются для кошачьего туалета в качестве наполнителя.

https://youtube.com/watch?v=MQ6OSUApAos

Роль технологий в производстве качественных пеллет и новейшие технологии

«На качество пеллет влияет множество переменных. Мы должны различать параметры, связанные с ингредиентами и рецептурой, и факторы, связанные с процессом и технологией. Технологии играют жизненно важную роль, поскольку они напрямую связаны с задачей комбикормового завода по производству гранул такой твердости, которая требуется, и поддержания высокой и постоянной производительности при сохранении затрат на энергию на минимально возможном уровне».

Штефан Хох , руководитель сегмента рынка комбикормов и премиксов в Bühler Group

В производстве кормов для животных комбикорма в основном используются в виде пеллет и гранул. Отмечено, что в последние годы форма гранул стала более предпочтительной из-за ее особенностей, таких как простота транспортировки и ее положительное влияние на продуктивность потребляющего ее животного. Считается, что эти положительные эффекты в значительной степени связаны с физическим качеством гранул. Качество пеллет напрямую связано с рецептурой корма и технологией производства пеллет.

Мы задавали много вопросов о комбикормах по номеру Штефан Хох, руководитель отдела комбикормов и премиксов группы Bühler . Хо, который отвечает за глобальный бизнес Группы по производству кормов для животных со штаб-квартирой в Чанчжоу, Китай, предоставил важную информацию о последних инновациях в области производства качественных пеллетных кормов, технологий производства пеллет и гранулированных кормов.

ПЕЛЛЕТЫ ИЛИ ГРАНУЛЫ?
Какой корм следует предпочесть в кормлении животных в виде пеллет или гранул?
С точки зрения питания выбор подходящего типа корма в значительной степени зависит от вида животных. Но также необходимо учитывать и другие факторы, такие как возраст животных, этап их цикла выращивания, а также метод кормления.

Для бройлеров было доказано, что гранулированные или пеллетированные корма обеспечивают лучшую производительность в начальной фазе роста по сравнению с мешанкой. Однако на промежуточной и конечной стадиях откорма продуктивность улучшается за счет предоставления корма в виде муки.

У свиней и домашней птицы можно найти различные формы корма (мука, пеллеты или гранулы). Испытания на домашнем скоте показали несколько улучшенную конверсию корма у свиней, которых кормили гранулами, по сравнению с контрольными группами, которых кормили мешанкой или гранулами более низкого качества, соответственно.

Для кормления крупного и молочного скота автоматизация коровника является движущей силой увеличения использования кормовых гранул. Коровы потребляют гранулы быстрее, чем другие формы корма. Это важно, поскольку прием пищи может ограничивать выработку молока.

В заключение, форма корма должна соответствовать виду, физиологии, пищеварительной системе и возрасту животных. Встроенные датчики в сочетании с усовершенствованными алгоритмами управления технологическим процессом обеспечивают постоянно оптимальную питательную ценность при минимальных производственных затратах и ​​обеспечивают решающее конкурентное преимущество по всей цепочке создания стоимости.

ПРОИЗВОДСТВО КАЧЕСТВЕННЫХ КОРМОВЫХ ПЕЛЛЕТ
Какие существуют способы производства качественных кормовых гранул?
Многие переменные влияют на качество гранул. Мы должны различать параметры, связанные с ингредиентами и рецептурой, и факторы, связанные с процессом и технологией.

Что касается ингредиентов и рецептуры, то есть кормовые материалы, которые хорошо гранулируются и дают прочные гранулы, а есть и такие, которые не будут. В то время как зерновые злаки составляют основную часть большинства кормовых смесей, жиры и масла, присутствующие в гораздо меньших количествах, могут оказывать такое же или даже большее влияние на качество гранул. Для составов с высоким содержанием жира можно ожидать лучшего качества гранул, когда жир связан с сырьем, по сравнению с добавлением жира в виде жидкости в кондиционер. Кроме того, кукуруза ухудшает качество пеллет, а пшеница улучшает качество пеллет. Кроме того, сырая клетчатка с высоким содержанием целлюлозы повышает качество пеллет, в то время как высокое содержание лигнина ухудшает качество пеллет.

С технологической точки зрения процесс кондиционирования имеет первостепенное значение. Особенно важными факторами являются содержание влаги и температура мезги на входе в пресс. И то, и другое во многом зависит от количества и характеристик пара в процессе кондиционирования. Как правило, качество пеллет можно улучшить, увеличив температуру кондиционирования, в то время как при температурах выше 85 °C существует компромисс, когда можно ожидать незначительного дальнейшего улучшения качества пеллет. Что касается технических характеристик матрицы, большое значение имеет соотношение длины отверстия и диаметра отверстия, а также время пребывания в матрице. Другими определяющими факторами являются скорость подачи, распределение мезги в камере гранулирования, а также зазор между валками. Все критические параметры процесса гранулирования (нагрузка двигателя, производительность, температура, износ и т. д.) должны постоянно контролироваться, т.е. г. с помощью интегрированной технологической линии или системы управления предприятием. Вместе с WinCos и Mercury компания Bühler предлагает два мощных перспективных инструмента для мониторинга и контроля этих параметров, а также для предоставления дополнительных сведений клиентам благодаря облачным сервисам.

Какое место занимает технология в производстве качественных пеллет?
Технология играет жизненно важную роль, так как она напрямую связана с целью комбикормовых заводов производить гранулы, которые настолько тверды, насколько это необходимо, и поддерживают высокую и постоянную производительность, сохраняя при этом затраты энергии на минимально возможном уровне. Кроме того, процесс гранулирования имеет очень большое значение для гигиенизации корма. Патогенные микробы, такие как сальмонелла, могут быть значительно уменьшены в процессе кондиционирования при соответствующей температуре и времени пребывания. С Hymix Plus компания Bühler предлагает решение для кондиционирования, обеспечивающее гигиенически безопасный запуск процесса и нагрев 100 % кормовой мезги до желаемой заданной температуры. Дополнительные решения по автоматизации обеспечивают отслеживаемость, предотвращают перекрестное загрязнение и помогают уменьшить нежелательные побочные эффекты процесса гранулирования, такие как снижение содержания витаминов и ферментов.

Надо сказать, что технологии могут многое сделать для поддержки операторов в достижении максимальной эффективности производства и качества продукции, но не могут компенсировать отсутствие фундаментальных знаний и практических знаний. Глубокое обучение операторов, как теоретическое, так и практическое, необходимо и является ключом к успеху. Повышение квалификации операторов становится еще более важным, поскольку цифровые технологии быстро развиваются и в кормовой промышленности. В идеале человеческие знания и технологии идут рука об руку и дополняют друг друга.

Как влияет размер частиц на процесс гранулирования?
Размер частиц очень важен для качества гранул, особенно с точки зрения твердости гранул. Мелкие частицы действуют как клей и образуют лучшую и более плотную основу из-за их большей общей площади поверхности, усиливая когезионные силы. Следовательно, качество гранул улучшается с уменьшением размера частиц. Напротив, крупные частицы являются источником разрушения окатышей, поскольку они имеют меньшую площадь поверхности, а это означает, что на их поверхности может образовываться меньше жидких и твердых мостиков. Риск образования поперечных трещин увеличивается с увеличением размера частиц по отношению к диаметру гранул.

ПОСЛЕДНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАЗРАБОТКИ
Каковы последние технологические разработки в процессе гранулирования?
Использование процессов «без потерь», таких как Hymix Plus, гарантирующих, что первые частицы уже нагреваются до заданной температуры при запуске, появилось после того, как повысились требования к безопасности корма. Что касается самого гранулятора, мы можем видеть четкую тенденцию к (частичной) автоматизации функций и параметров машины, таких как использование автоматической регулировки зазора между валками и датчиков для контроля проскальзывания валков. Кроме того, особенно в связи с резким увеличением стоимости сырья, встроенные датчики влажности, жира и сырого протеина стали критически важными для максимально эффективного использования сырья и оптимизации показателей корма. Кроме того, происходит сдвиг в отношении не только к оптимизации одного параметра машины или процесса, но и к тому, чтобы ставить качество продукта во главу угла на каждом этапе оптимизации. Благодаря MoisturePro компания Bühler предлагает решение, которое обеспечивает постоянную влажность пеллет в конце линии после охладителя за счет интеллектуального управления всеми критическими параметрами предшествующего процесса, такими как смешивание, кондиционирование и т. д.

Были ли новые разработки в области производства гранулированных кормов, таких как крошка?
Одной из последних разработок являются вальцовые мельницы, в которых можно менять валки без необходимости снимать подшипники и повышающие передачи. Время безотказной работы машины и удобство для оператора значительно улучшились. Кроме того, поскольку мы поняли положительную корреляцию размера частиц со здоровьем и продуктивностью животных, появились встроенные датчики для контроля размера частиц, которые вызвали большой интерес у клиентов. Следующим последовательным шагом, которого мы ожидаем в ближайшее время, будет корректировка критических процессов и связанных с ними параметров на основе фактически измеренного распределения частиц по размерам в сравнении с желаемым.

ЧЕЛОВЕЧЕСКИЙ ФАКТОР
Поскольку до сих пор мы концентрировались на технологических аспектах, как насчет человеческого фактора?
Технологии могут многое сделать для поддержки операторов в достижении максимальной эффективности производства и качества продукции, но не могут компенсировать отсутствие фундаментальных и практических знаний. Глубокое обучение операторов, как теоретическое, так и практическое, необходимо и является ключом к успеху. Повышение квалификации операторов становится еще более важным, поскольку цифровые технологии быстро развиваются и в кормовой промышленности. В идеале человеческие знания и технологии идут рука об руку и дополняют друг друга. Поэтому компания Бюлер, являясь технологическим лидером в области производства кормов, создала учебные центры мирового уровня по всему миру, такие как Швейцарский институт технологии производства кормов (SFT) или AFT в качестве соответствующего аналога в азиатском регионе. Будущее комбикормового производства не зависит ни от людей, ни от технологий, оно связано с объединением обоих миров для создания наилучшего опыта, производительности и прибыли для производителей кормов.

Искусство гранулирования биомассы

Гранулирование биомассы может быть сложной задачей. Отсутствие универсального процесса означает, что это может быть больше искусством, чем наукой.

РЕКЛАМА

Стоимость сбора, обработки, транспортировки и хранения сельскохозяйственных отходов низкой плотности и других материалов биомассы часто ставит биомассу в невыгодное положение по сравнению с ископаемым топливом.

Изменчивое и часто высокое содержание влаги в биомассе и ее естественное разложение могут снизить ее ценность. К счастью, биомассу можно сконденсировать для получения однородного конкурентоспособного топливного продукта.

Одним из методов конденсации биомассы является гранулирование. Кукурузная солома, например, может быть сделана в 10 раз более плотной, если перед гранулированием ее сначала измельчить до частиц размером пять тридцать секунд, по словам Алана Деринга, младшего научного сотрудника по побочным продуктам в офисе Научно-исследовательского института сельскохозяйственного использования в Васеке, Миннесота. .

Наиболее распространенной топливной гранулированной биомассой является древесина, в основном из опилок, щепы и стружки. По данным Pellet Fuels Institute, некоммерческой организации в Арлингтоне, штат Вирджиния, которая обслуживает пеллетную промышленность, восемьдесят заводов по производству древесных гранул в Северной Америке производят 1,1 миллиона тонн пеллет в год, а 23 производителя каминов производят пеллетные печи и каминные топки для сжигания пеллет. По данным института, 800 000 домов в США используют древесные гранулы для отопления.

Древесные гранулы также используются в промышленных масштабах. В качестве примеров институт приводит эстрадный театр, тюрьму и ферму по выращиванию томатов на гидропонике.

Рынок древесных пеллет больше в Европе, где 29 стран потребляли 6 миллионов метрических тонн пеллет в 2007 году, по данным Force Technology, компании промышленного дизайна из Брндбю, Дания. Компания заявляет, что Швеция была крупнейшим потребителем, за ней следуют Нидерланды, Бельгия, Германия, Австрия и Франция. Швеция была крупнейшим производителем пеллет, за ней следуют Германия и Австрия. Нидерланды и Бельгия были крупными нетто-импортерами, а Германия и Австрия — крупными экспортерами. Некоторые страны импортируют древесные отходы для гранулирования.

Поскольку древесные гранулы конкурируют с ДВП, ДСП и плитами с ориентированной стружкой в ​​качестве сырья, в последнее время поступали сообщения о нехватке древесных гранул в США.

Чтобы удовлетворить спрос на пеллетное топливо, сельскохозяйственные отходы и побочные продукты пищевой промышленности перерабатываются в топливные гранулы, хотя и в гораздо меньших масштабах. По словам Роберта Хубенера, менеджера по продажам поставщика оборудования для гранулирования Freedom Equipment LLC из Рокфорда, штат Иллинойс, все больше клиентов выбирают продукты для гранулирования топлива. «Интересным является навоз, смешанный с древесными гранулами, в основном [использованными] подстилками для животных», — говорит Хубенер. «Это продукт, от которого многие [хотят] избавиться».

Компания Colorado Mill Equipment, город Каон, штат Колорадо, поставщик оборудования для гранулирования, Марсель Мадар, операционный менеджер, говорит, что операции по гранулированию раньше были ограничены, «в значительной степени для кормления, — говорит он, — но теперь топливо — это очень, очень популярный.» Мадар говорит, что его компания еженедельно получает два-три образца от компаний, заинтересованных в гранулировании. «Удивительно, какие материалы мы получаем, — говорит он. «Все пытаются сделать гранулы из всего, что попадется им в руки. Мы в основном проверяем их, чтобы увидеть, насколько они подходят для использования в качестве топлива». Мадар говорит, что его компания помогала вооруженным силам США с гранулированием мусора из столовой — бумаги, пластика и пенополистирола — для производства жидкого топлива путем пиролиза.

Компания Agrecol Corp. из Мэдисона, штат Висконсин, занимающаяся выращиванием местных растений и семян, начала производить гранулы из биомассы четыре года назад. По словам Марка Дудла, президента Agrecol, компания начала производить пеллеты, чтобы справиться с большим количеством побочного продукта MOG (материал, отличный от зерна), образующегося при очистке семян. «Ему не место на свалке, — говорит он, — а компостирование довольно грязное дело. Разбрасывание по земле для нас тоже не было хорошим вариантом. Мы решили, давайте уплотним и сожжем его». Дудлах говорит, что компания модифицировала оборудование бывшего комбикормового завода для гранулирования MOG, а затем биомассы с полей. Agrecol использует пеллеты для отопления своего объекта, а остальное продает.

Проблемы
Гранулирование новых форм биомассы является сложной задачей. «У нас почти не осталось волос, это точно», — говорит Дудла. «Это больше искусство, чем наука».

В отчете для Европейской ассоциации производителей биомассы французский агроном Оливье Пастр говорит, что недревесная биомасса обычно содержит больше гемицеллюлозы и меньше целлюлозы и лигнина, чем древесина, что придает ей меньшую прочность на растяжение и сжатие. По его словам, в Европе Датский технологический институт проверял, какие комбинации биомассы лучше всего подходят для производства и сжигания пеллет. Деринг говорит, что AURI делает то же самое для своих клиентов.

AURI тестирует предварительную обработку и измельчение биомассы для производства высококачественных гранул. «Мы хотели бы видеть гранулы с индексом долговечности гранул 92 процента или выше», — говорит Деринг, что определяется путем переворачивания гранул в течение определенного периода времени, чтобы определить объем произведенной мелочи. «Вы можете производить пеллеты, которые на 99 процентов долговечны, — говорит он, — но тогда вы обычно жертвуете производительностью в пересчете на тонны в час».

«Речь идет о блестящем блеске на боковой стороне гранулы, — говорит Дудла, — [чтобы], когда она попадает к конечному потребителю, на ней не было много пыли».

Hubener говорит, что требования к качеству пеллет могут различаться. «У нас есть длинный список вопросов, которые мы задаем всем нашим клиентам», — говорит он. «Некоторые клиенты планируют сжигать все произведенное топливо, и в этом случае низкокачественные пеллеты идеально подходят для них. [Но] если они планируют перевозить их на барже или отправлять за границу, им придется производят очень твердую пулю».

Для производства гранул биомассу необходимо сначала очистить от загрязнений. Затем чистую биомассу измельчают в молотковой мельнице или измельчают до однородного размера, который должен быть меньше толщины получаемых гранул. Измельчение биомассы помогает снизить мощность, которую должен производить гранулятор. Если биомасса имеет высокое содержание влаги, ее необходимо высушить примерно до 10-процентной влажности.

В то время как содержания лигнина в древесине обычно достаточно для связывания пеллет, другие формы биомассы требуют специальной обработки для их укрепления. Иногда необходимо добавить связующие вещества, такие как крахмал, сахара, парафиновые масла или лигнин, чтобы сделать биомассу пластичной.

Перед гранулированием смесь должна быть обработана водой различной температуры или паром. «Кукурузная солома имеет более низкую температуру стеклования, чем просо», — говорит Деринг. «Вы можете получить очень прочную гранулу из кукурузной соломы при температуре 165 градусов по Фаренгейту, тогда как для получения эквивалентной гранулы с просом нужно получить температуру выше 200 градусов, часто 210 или 220 градусов».

После кондиционирования биомасса подается на гранулятор. Внутри мельницы валки выдавливают смесь через перфорированную плоскую или кольцевую головку, которая эффективно уплотняет продукт в виде гранул. Затем горячие гранулы необходимо охладить, чтобы они затвердели. Затем они просеиваются для отделения остаточной мелочи, которую можно использовать повторно.

Изменение толщины матрицы гранулятора, а также скорости измельчения, температуры и давления являются ключом к оптимизации эффективности гранулирования и качества гранул.

«Все матрицы разные, — говорит Дудла. «Вальцы, которые выдавливают [биомассу] через головку, тоже разные, и на это важно обратить внимание».

Деринг соглашается. «Все сырье гранулируется по-разному, — говорит он. «Для них требуются пресс-формы для гранул разного размера или толщины. Одна матрица не подходит для всех».

Дудла говорит, что, поскольку некоторая биомасса может быть довольно абразивной, могут быть добавлены дополнительные продукты для увеличения срока службы гранулятора. «В любой день или неделю очистки семян в этой партии может быть от шести до восьми различных видов прерий», — говорит Дудла. «Мы не регулярно делаем гранулы дважды одним и тем же способом. Если вы можете получить от 2000 до 2500 часов работы матрицы, вы, вероятно, неплохо справляетесь». Дудла говорит, что между циклами гранулирования Agrecol промывает матрицу, гранулируя зерно, например кукурузу. «Эти вещи также хорошо смазываются из-за масел и прочего», — говорит он.

Увеличение масштаба
По мере того, как все больше штатов США и канадских провинций принимают или ужесточают стандарты портфеля возобновляемых источников энергии для электроэнергетических компаний, все больше энергетических компаний рассматривают возможность сжигания древесных гранул в угольных котлах. Компания Ontario Power Generation Inc., базирующаяся в Торонто, Онтарио, со значительным успехом проводит испытания совместного сжигания древесных пеллет с бурым углем с низким содержанием серы на своей электростанции Атикокан в Атикокане, Онтарио.

Коммунальные предприятия также не ограничиваются производством древесных гранул. Vattenfall AB, европейская тепло- и электроэнергетическая компания, базирующаяся в Стокгольме, Швеция, проводит реконструкцию своей электростанции Amager мощностью 438 мегаватт в Копенгагене, Дания, для совместного сжигания соломенных гранул с углем. Завод, который поставляет как тепло, так и электричество, ежегодно сжигает 70 000 метрических тонн пеллет с 700 000 метрических тонн угля. В этом году компания рассчитывает увеличить долю окатышей до 150 000 метрических тонн.

В США AURI отмечает постоянный рост интереса со стороны промышленности к гранулированию недревесной биомассы за последние шесть лет, частично вызванный спорадическим повышением цен на древесину, говорит Деринг. «[Они] рассматривают пеллетное топливо для замены природного газа, — говорит он, — или рассматривают уплотненное твердое топливо для совместного сжигания с углем. Мы работаем с некоторыми коммунальными предприятиями, исследуя этот потенциал».

«Сейчас мы видим большой спрос на электростанции, работающие на угле», — говорит Дудла. «Мы участвовали в некоторых пробных сжиганиях [с] некоторыми электростанциями, и они пытаются увидеть, какими будут выбросы. Пока они возвращаются довольно многообещающе».

Пастр отмечает, что технология сжигания в кипящем слое, используемая на электростанциях, по своей природе является гибкой и может сжигать топливо с широким диапазоном теплотворной способности, зольности и содержания влаги, и они успешно используются для совместного сжигания древесины, биомассы и отходов, кроме того. к углю.

Прежде чем энергетические компании смогут использовать пеллеты из биомассы, они должны решить проблемы с выбросами. Пастр отмечает, что по сравнению с древесиной сельскохозяйственные отходы обычно имеют более высокое содержание азота, серы, хлора и калия из-за более широкого использования удобрений, пестицидов и гербицидов в сельском хозяйстве. Он говорит, что агропеллеты следует в первую очередь использовать на крупных установках для сжигания, оснащенных сложными системами контроля горения и очистки дымовых газов. В отчете для Pellets Atlas, получившего название [email protected], проекта, финансируемого Intelligent Energy Europe для Европейского Союза, Мартин Юнгингер, исследователь из Утрехтского университета в Нидерландах, отмечает, что неизвестные выбросы от пеллет из биомассы являются одним из основных факторов, препятствующих развитие более крупного рынка пеллет из недревесной биомассы.

Дудла говорит, что наличие энергоснабжающей компании в качестве клиента имеет решающее значение для организации крупномасштабных операций по производству окатышей.