Топливные брикеты, пеллеты и т. д.

Топливные брикеты, пеллеты и т. д.

Россия самое большое государство в мире, которое хранит в своих недрах огромные запасы угля и торфа. Ну а количество лесов и полей поражают воображение. Но, к сожалению, в нашей стране при добыче угля, торфа, переработке леса и уборке полей множество предприятий не используют полученные отходы в благородных целях, т.е. изготовление биотоплива, таким образом улучшая экологическую обстановку в стране и снижая потребление не возобновляемых природных ресурсов. Любой вид биотоплива является альтернативным, поэтому его можно использовать в домах, коттеджах, производственных котельных и т.д. в качестве энергоносителя. Тепловая энергия, полученная путём сжигания биотоплива, значительно дешевле многих других природных ресурсов. Поэтому, по мере роста цен на энергоносители спрос на альтернативные ресурсы энергии неизменно растет.

Основными потребителями биотоплива являются такие страны как: Дания, Германия, Австрия, Швеция, Польша, страны Балтии. В основном биотопливо — это гранулы (пеллеты) и брикеты из древесных опилок. Поэтому основная масса предлагаемых котлов приходится на западные страны.

Интересные факты…

Топливные брикеты


Брикетирование предложено в России в начале 30-х годов 19 века русским изобретателем А. П. Вешняковым, который разработал метод получения прочных брикетов из отходов древесного и каменного угля, назвав этот вид топлива карболеином. В 1858 в Германии пущена первая буроугольная брикетная фабрика, а в 1860 — каменноугольная с вальцевыми прессами. Брикетирование рудной мелочи широко применялось во 2-й половине 19-го века.

Пеллеты




Пеллеты впервые появились в начале 70-х годов 20-го века с целью преодоления энергетического кризиса. Первые печи, работающие на пеллетах, были изобретены в 1980 году.

Производство угольных брикетов

Утилизация штыбов и шламов производится преимущественно на накопители. Для вторичного использования применимы только предварительно специально подготовленные данные отходы. Основная технологическая сложность в переработке штыбов и шламов – обезвоживание их до влажности 10-12%. В связи с этим актуальным становится развитие компактных производств малой и средней мощности по переработке штыбов и шламов во вторичное сырье в виде брикетов, отвечающих требованиям современных энергетических процессов.

Окускование является одной из актуальных задач в подготовке угольных отходов к использованию в качестве энергетического топлива.

Для получения товарного продукта, пригодного для реализации на рынке вторичного сырья, брикет должен отвечать ряду требований:
- не должен содержать вредных примесей элементов сверх допускаемого уровня;
- обладать прочностью, достаточной для его последующей транспортировки;
- сохранять прочность при увлажнении при транспортировке;
- обладать прочностью при высоких температурах;
- обладать однородностью химического состава;
- обладать однородностью линейных размеров кусков;
- иметь себестоимость, сопоставимую с традиционной.

Окускование мелкодисперсных штыбов и шламов позволяет не только обеспечить предприятия дополнительными энергетическими ресурсами железосодержащих материалов и уменьшить экологическую нагрузку на окружающую среду, но стабилизировать работу основных переделов – накопления, подготовки сырья, вторичного использования.

Брикетирование - процесс получения кусков (брикетов) с добавкой и без добавки связующих веществ с последующим прессованием смеси в брикеты нужного размера и формы.

Целью структурообразования мелких материалов является не только получение определенного размера кусков, но и создание в искусственных структурах комплекса заданных физико-химических свойств. В связи с этим существует закономерная причинно-следственная связь технологических параметров процессов структурообразования с качественными характеристиками подготовленных материалов.

Мелкофракционные материалы фракции 0-10 мм обладают низкой газопроницаемостью, что затрудняет их использование в дальнейшем применении без предварительной подготовки.

Брикетирование мелкозернистых и тонкодисперсных материалов со связующими веществами – наиболее универсальный способ вовлечения в переработку ценных топливных, минеральных сырьевых компонентов, а также ряда техногенных отходов, которые по своему агрегатному физическому состоянию непригодны для непосредственного использования в технологических процессах и аппаратах.

Отличительной особенностью процесса брикетирования является возможность изготовления брикетов из шихтовых смесей, эффективных для основных типов агрегатов энергетического комплекса.

Основные виды топливных брикетов и способы их производства

1. Прямоугольные брикеты (RUF-брикеты). По форме такой брикет напоминает небольшой кирпич. Получили свое название от немецкого производителя брикетирующих прессов RUF. Брикет изготавливается на гидравлических прессах, то есть посредством высокого давления 300−400 бар.

2. Цилиндрические брикеты − с радиальным отверстием или без него. Брикет изготавливается на гидравлических или ударно-механических прессах посредством высокого давления 400−600 бар.

Достоинствами обеих этих технологий изготовления брикетов являются минимальные требования к организации производства и низкая себестоимость. Недостатки: брикет не устойчив к влаге (нужна хорошая упаковка), а также к механическим повреждениям, что негативно сказывается на его состоянии после длительной транспортировки.

3. 4- или 6-гранный Pini&Kay брикет с радиальным отверстием. Брикет изготавливается на механических (шнековых) прессах посредством сочетания очень высокого давления (в 1000−1100 бар) и термической обработки (обжиг). За счет термической обработке имеет характерный черный или темно-коричневый цвет наружной поверхности.

Достоинства такого типа топливных брикетов: стойкость к механическим повреждениям, высокая влагостойкость. Брикет отличается высокой калорийностью и длительным временем горения. Недостатки: трудоемкость производственного процесса, необходимость в высококвалифицированных специалистах, значительная энергоемкость и т.д.

Теплотворная способность древесного брикета находится в пределах 4,5−5,0 кВт•ч/кг. Такая высокая теплотворная способность брикета достигается, с одной стороны, благодаря большой удельной плотности после прессования, с другой − за счет небольшой остаточной влажности (как правило, менее 10%). Для сравнения: влажность сырых дров после 2 лет хранения составляет около 20%. У всех древесных пород теплотворная способность почти идентична, если пересчитывать ее не на объем (например, кубометр), а на массу − например, на 1 кг − чистой древесины.

Брикеты, изготовленные из опилок хвойных пород, за счет содержания смолистых веществ, в процессе горения быстро достигают максимальной температуры, но и быстро сгорают, в отличие от брикетов из лиственных пород.

Очень интересный продукт − топливные брикеты, на 100% изготовленные из коры. Они тлеют, не сгорая, и дают жар продолжительностью до 10−12 ч, поэтому их используют для поддержания в доме комфортной температуры в течение длительного времени. Например, чтобы не подкидывать ночью в печку очередную порцию брикетов. На ночь можно оставить несколько таких брикетов тлеющими в топке, а утром добавить брикетов из опилок и таким образом быстро довести температуру котла до необходимой.

Прочность брикета приобретается за счет содержащегося в древесине вещества − лигнина, который расплавляется под воздействием температуры и нагрева.
Преимущества древесных топливных брикетов в сравнении с другими видами твердого топлива

Теплотворная способность брикетов 4,5−5,0 кВт•ч/кг, т. е. выше, чем у дров, и сопоставима с пеллетами и отдельными видами углей.
В отличие от дров, брикеты не нуждаются в предварительной сушке.
Топливные брикеты горят с минимальным количеством дыма, не «стреляют» и не искрят.
Длительная продолжительность горения брикетов: по сравнению с обычными дровами закладку в печь можно производить в несколько раз реже.
Постоянная температура на всем протяжении горения древесных брикетов (при большой продолжительности горения).
Низкая зольность (0,5−1,0%). После сгорания топливных брикетов остается пепел, а не угли, как при сжигании других твердых видов топлива.
Брикеты требуют меньше места для складирования и перевозки: одна европалета брикетов весом 1 т (около 1м3) эквивалентна 3−4м3 дров. Соответственно существенно снижаются затраты на транспортировку и хранение топлива.
Удобная расфасовка (в основном по 10 кг) позволяет выгружать и складывать их вручную в гараже, подвале и даже в кладовке или на балконе квартиры.
Стоимость брикетов ниже стоимости пеллет. К сырью для производства брикетов нет таких жестких требований, как к пеллетному (в частности, по содержанию коры), брикетирующие линии дешевле, и, соответственно, ниже себестоимость производства.
Котлы и камины для брикетов просты в обслуживании, не требуют специально оборудованных мест для складирования и автоматической подачи топлива, а потому дешевле пеллетных.
Брикетами, в отличие от пеллет, можно заменять другие виды твердого топлива (уголь, дрова) без соответствующей модернизации котлов и печей. Брикеты всегда можно заменить на дрова, а пеллеты − нет. Именно поэтому производители пеллетных котлов в последнее время включают в линейку своей продукции комбинированные котлы, которые могут работать как на пеллетах, так и на дровах, брикетах.
Выброс оксида углерода в атмосферу при сгорании топливных брикетов минимален.
Возможность длительного хранения брикетов без ухудшения их качественных характеристик, отрицательного влияния на окружающую среду, пожарную безопасность и взрывобезопасность; улучшение условий труда обслуживающего персонала котельных.

Древесные топливные брикеты имеют широкую область применения и могут использоваться для всех видов топок, котлов, отлично горят в каминах и печках, грилях и т.д.

Упаковку брикетов вполне можно взять с собой на природу вместо дров.

Твердо запрессованные брикеты порой тяжело зажечь, для этого применяются лучины, мелкая щепа, обрезки березовой коры и т.п. Для розжига брикетов меньшей плотности достаточно обыкновенной бумаги.

Обезвоживание древесины требует значительных затрат энергии как при прямом сжигании, газификации и т.д., так и при предварительной сушке. Таким образом, энергетическое использование первичных видов древесного топлива (дров) с относительной влажностью 45−60% в 1,8−3,5 раза снижает теплотворную способность древесины.

Влагосодержание древесного топлива существенно влияет также на механизмы и эффективность процессов горения и теплообмена. Устойчивое, стабильное горение происходит при влажности не более 40−45%.

Сжигание таких видов древесного топлива, как брикеты, и использование для этого эффективного тепло производственного оборудования позволяет получить в 2−4 раза больше тепловой энергии из имеющегося потенциала топливной древесины по сравнению с технологиями сжигания первичных видов древесного топлива (дров).

При небольшой разнице в теплотворной способности угля (4920 ккал/кг) и топливных брикетов (4291 ккал/кг) КПД котлов при использовании топливных брикетов достигает 51,83%, что на 5,28% превышает показатели каменного угля (46,55%). Расход условного топлива на 1 Гкал выработанного тепла: каменный уголь − 306,9 кг у.т./Гкал, топливные брикеты − 276,1 кг у.т./Гкал.

Котлы КВ-Р-1 при работе на угле не могут работать на естественной тяге из-за забивания колосниковой решетки. В связи с этим обстоятельством работа на угле требует постоянной работы дымососов котла. Брикеты при горении практически не рассыпаются, колосниковая решетка пропускает достаточное для горения на естественной тяге количество воздуха, в связи с чем до определенной мощности котлы на этом виде топлива могут работать без применения дымососов, а это ведет к сокращению потребления электроэнергии на собственные нужды котельной. Испытания показывают, что предельная мощность, при которой котел может работать на естественной тяге, составляет 0,18 Гкал/ч, т. е. примерно до 21% номинальной мощности. Этой мощности при работе 4 котлов соответствует температура наружного воздуха (0…+20°С), т. е. значительную часть отопительного сезона котельная на брикетах может работать со значительной экономией электроэнергии за счет отключения дымососов.

Осмотр складированного угля показал, что в нем содержится значительное количество пылевидной фракции, по причине чего поверхности вокруг котельной и внутри нее покрыты угольной пылью.

Для борьбы с запылением персонал котельной перед подачей угля поливает его водой, в результате увеличивается влажность топлива, а эффективность его сгорания существенно снижается.

Одновременно увеличение влажности угля приводит к повышенному уносу тепла с уходящими газами (за счет испарения влаги и массопереноса), а также к повышенной коррозии поверхностей котлов, дымоходов и дымовых труб, что приводит к сокращению межремонтных периодов и, соответственно, к росту эксплуатационных затрат.

Топливные же брикеты практически не создают пыли, а равномерная подача их в топку обеспечивает полное сгорание топлива.
Технологические результаты сжигания топливных брикетов

Процесс горения топливных брикетов в топках котла характеризуется устойчивостью и равномерностью, пламя ярко-желтого цвета, за пределы котловой топки при соблюдении режима оптимальной подачи топлива.

Оптимальный режим подачи топлива: первоначальная загрузка − 36 брикетов единовременно (3 упаковки по 12 шт.), при снижении интенсивности горения предыдущей партии загрузка в таком же количестве. В шуровке топки при горении брикетов, в отличие от угля, необходимости нет.

Понижение коррозии поверхностей котлов, дымоходов и дымовых труб.

Пиломатериалы - это пилопродукция определенных размеров и качества с двумя плоскопараллельными пластями. Пиломатериалы могут быть радиальной и тангенциальной распиловки.

По геометрической форме и размерам поперечного сечения пиломатериалы делятся на доски, бруски и брусья.

Брусья - пиломатериалы толщиной и шириной более 100 мм. Соответственно числу пропиленных сторон брусья бывают двухкантные (рис. 1, а), трехкантные (рис. 1, б) и четырехбитные (рис. 1, б).
Бруски (рис. 1, з) - обрезной пиломатериал толщиной до 100 мм и шириной не более двойной толщины.
Доски (рис. 1, г, д, е, ж) - пиломатериалы толщиной до 100 мм, шириной более двойной толщины.
По размерам пиломатериалы общего назначения разделяются на тонкие (толщиной до 32 мм включительно) и толстые - толщиной 35 мм и более (лиственные), 40 мм и более (хвойные). По длине лиственные пиломатериалы разделяются на короткие - от 0,5 до 0,9 м; средние - 1,0-1,9 м; длинные - 2,0-6,5 м; хвойные пиломатериалы имеют длину 1-6,5 м с градацией 0,25 м. Номинальные размеры пиломатериалов по толщине и ширине установлены для древесины влажностью 15 %.
По характеру обработки пиломатериалы разделяют на необрезные, обрезные и односторонне обрезные.

Пиломатериал необрезной - доски с непропиленными или частично пропиленными кромками, у которых величина обзола превышает допустимую стандартами для обрезных пиломатериалов (рис. 1, г);

Пиломатериал обрезной - доски, у которых все четыре стороны пропилены, а величина обзолов не превышает допустимых размеров (рис. 1, д).

Односторонне обрезные доски имеют одну пропиленную кромку (рис. 1, ж). У обрезных досок на кромках в допустимых размерах может быть тупой или острый (рис. 1, е, ж) обзол (часть боковой поверхности бревна).

Пиломатериал хвойный изготовляют из древесины сосны, ели, пихты, лиственницы и кедра. Доски и бруски вырабатывают пяти сортов: отборного, 1, 2, 3 и 4-го, а брусья - четырех сортов: 1, 2, 3 и 4-го согласно ГОСТ 8486-86.

Пиломатериалы отборного сорта используют в целом виде и для раскроя на крупные заготовки, предназначенные для деталей обшивки и связей в специальном судостроении (с дополнительными требованиями), для отдельных наиболее ответственных и нагруженных деталей сельскохозяйственных машин, решеток бортов грузовых автомобилей, изготовления сидений в пассажирском вагоностроении (лиственница, сосна).

Пиломатериалы лиственных пород подразделяют на обрезные, необрезные и односторонне обрезные доски и бруски. Номинальные размеры устанавливают по длине: из твердых лиственных пород - от 0,5 до 6,5 м с градацией 0,10 м; из мягких лиственных пород и березы - от 0,5 до 2,0 м с градацией 0,10 м; от 2,0 до 6,5 м с градацией 0,25 м; по толщине - 19-100 мм; по ширине обрезные - 60- 200 мм; необрезные и односторонние обрезные - 50 мм и более с градацией 10 мм. Ширина узкой пласти в необрезных пиломатериалах не должна быть менее 40 мм.



Просмотров: 805
 
webgari.com Рейтинг сайтов