Древесные топливные брикеты
Жарче, чем дрова, чище, чем уголь
Топливные брикеты изготавливаются из спрессованной под высоким давлением высушенной биомассы, в частности, древесного опила, а также разных видов отходов АПК (соломы, лузги подсолнечника, половы риса, шелухи гречихи и т. п.), торфа и угольныого штыба (крупной угольной пыль). Путем брикетирования утилизируют даже выведенные из оборота денежные купюры.
В Европе топливные брикеты изготавливают даже из
выведенных из обращения денежных купюр
В результате прессования биомасса приобретает новые уникальные свойства, такие как большая плотность - свыше 1000 кг/м3 и теплотворная способность - до 5000 Ккал/кг (в зависимости от материала), что сопоставимо со свойствами каменного угля. Кстати, в Большой Советской Энциклопедии зафиксировано, что впервые в мире брикетирование отходов древесины и угольного штыба было предложено русским изобретателем А. П. Вешняковым еще в первой половине XIX века! Брикеты он назвал карболеином. Так что и здесь, похоже, Россия впереди планеты всей. А вот первая фабрика по производству брикетов из штыба бурого угля была пущена в Германии в 1858 году.
Производятся древесные брикеты с помощью специальных прессов, без использования связующих добавок, роль которых выполняет лигнин, расплавляющийся в процессе брикетирования. Древесные топливные брикеты - экологически чистое топливо, которое широко применяется во всем мире как для отопления объектов загородной недвижимости в частном секторе, так и в промышленных и муниципальных котельных. Влажность брикетов составляет 8-10%, а зольность не более 1,5%. Сырьем для производства топливных брикетов может служить любой растительный материал. Чаще всего для этой цели используется древесина: опилки, щепа, кусковые отходы, кора, а в последнее время даже листья деревьев. В сравнении с другими видами растительной биомассы древесина - это высококачественное сырье, у нее самый низкий показатель зольности и самая высокая теплотворная способность.
Брикеты Pini-Kay
Наиболее качественным сырьем для производства брикетов являются опилки и стружка столярных цехов, образующаяся при производстве окон, дверей, вагонки, паркетной доски из предварительно высушенного пиломатериала. Влажность таких опилок и стружки обычно 4-8%, из-за чего перед брикетированием это персушенное сырье часто увлажняют. Производство брикетов - это также весьма эффективный способ утилизации отходов, образующихся при производстве плит MDF и фанеры, а также лигнина (отход гидролизных производств). Сырьем для производства брикетов может также служить древесина бывших в употреблении деревянных изделий и конструкций, например, утилизируемых транспортных поддонов. Поддоны обычно изготовливают из качественной древесины без коры. Из б/у поддонов удаляют гвозди и другой металл, доски измельчают в щепу, которую досушивают и размалывают в опилки, и из этого сырья получают высококачественные топливные брикеты.
Интерес представляют также брикеты, изготовленные на 100% из древесной коры. Такие брикеты тлеют, не сгорая, и обеспечивают жар в течение 10-12 часов. Поэтому их используют для поддержания в доме комфортной температуры в течение длительного времени, например, ночью. Если с вечера оставить тлеть в топке несколько таких брикетов, то утром можно просто добавить в топку брикеты из опилок и быстро довести температуру в помещении до необходимой.
В последние несколько лет в городах и других населенных пунктах Европы осенью начали утилизировать листья путем их брикетирования. Для этой цели применяют специальные мобильные брикетирующие прессы малой производительности. Этот бизнес дотируется государством, и поэтому он довольно рентабельный. Кроме того, попутно решается вопрос охраны окружающей среды. А вот в России листья до сих пор в основном просто сжигают на улице в кострах.
Виды брикетов
В настоящее время наиболее распространены четыре вида брикетов: Pini-Kay, RUF, цилиндрические брикеты с радиальным сквозным каналом или без него и цилиндрические брикеты (иногда их называют брикеты Nestro).
У брикетов Pini-Kay с сечением в виде неправильного восьми- шести- или четырехгранника и отверстием в центре самая высокая плотность в сравнении с другими видами брикетов - более 1,2 кг/дм3 и самая большая длительность горения. Они могут очень долго храниться, не теряя своих свойств. Таким образом, можно сказать, что у Pini-Kay наилучшие потребительские свойства в сравнении с другими видами брикетов и поэтому, как правило, они самые дорогостоящие. Однако высокая цена этих брикетов объясняется также и низкой производительностью прессов (что влечет за собой и высокую себестоимость производства). Для изготовления брикетов Pini-Kay используют шнековые прессы. В результате высокого давления, создаваемого коническим шнеком, а также под воздействием нагрева (от 240 до +300 С°, в зависимости от влажности и типа сырья), происходит агломерация (спекание) брикета. Коэффициент использования шнековых прессов редко превышает 50%. В результате у самого недорогого из прессов самый длительный срок окупаемости.
У брикетов RUF форма кирпичика, низкая плотность (до 1 кг/дм3), из-за чего они крошатся при транспортировке, самое непродолжительное (из всех видов брикетов) время горения, их нельзя хранить длительное время без герметичной упаковки. Словом, у брикетов RUF самые низкие потребительские свойства и самая низкая цена. Изготавливают такие брикеты на гидравлических прессах. Процесс производства прост, для обслуживания гидравлического пресса не требуется высокой квалификации обслуживающего персонала. Коэффициент использования оборудования достигает 90% и более. Еще один плюс - простота и удобство упаковки готовой продукции. Из некоторых видов сырья брикеты можно изготавливать только с использованием гидравлического пресса. Гидравлический пресс значительно дороже шнекового, но зато у этого оборудования самый короткий срок окупаемости.
Цилиндрические брикеты с радиальным сквозным каналом или без него производятся на ударно-механических прессах, таких как C.F. Nielsen (Дания), Bogma (Швеция), Pawert-SPM AG (Швейцария), DI-PIU (Италия). Несколько производителей таких прессов есть в Китае, Индии, Бразилии, Украине, США. Брикеты выпускаются в виде цилиндра диаметром 40-110 мм, чаще без отверстия (иногда бывают прямоугольной формы). Выходящие из пресса цилиндры или параллелепипеды либо нарезаются пилой на мерные отрезки (шайбы толщиной 5-20 мм), либо ломаются на отрезки определенной длины. У брикетов, изготовленных на таких прессах, плотность составляет 1-1,2 кг/дм3, довольно продолжительное время горения, их можно долго хранить. Такие брикеты дешевле, чем изготовленные шнековым прессом, но дороже изготовленных гидравлическим прессованием. Достоинство таких прессов - возможность производства брикетов, по сути, любой формы: круглых, квадратных, многоугольных. Высокая производительность (до 1,8 т/час) прессов дает возможность выпускать брикеты не только для частных потребителей, но и для промышленного использования.
Цилиндрические брикеты (иногда их называют брикеты Nestro) диаметром 50-90 мм и толщиной 50-100 мм производят на гидравлических прессах с созданием противодавления цангой. Прессы для такого типа брикетов - самые распространенные, их выпускают несколько десятков заводов в Европе, в т. ч. несколько заводов в России и на Украине.
Достоинства древесных топливных брикетов
Теплотворная способность древесных топливных брикетов - 4000-4400 Ккал/кг, что выше, чем у дров и сопоставимо с теплотворностью пеллет и многих видов угля, применяемых в коммунальной теплоэнергетике РФ.
В отличие от дров брикеты не нуждаются в предварительной подсушке перед закладкой в топку. По сравнению с дровами у брикетов более длительная продолжительность горения - закладку в печь можно выполнять реже. При горении топливные брикеты мало дымят и не искрят. У них низкая зольность (0,5-1,5%).После сгорания брикетов в топке, как правило, остается только пепел, в отличие от других видов твердых топлив.
Для брикетов требуется значительно меньше места для хранения, чем для дров, их удобнее транспортировать: одна стандартная европалета с брикетами весом в 1 т эквивалентна 3-4 м3 дров, что обеспечивает существенное сокращение затрат на перевозку и хранение топлива. Удобная расфасовка (10-12 кг) позволяет выгружать и складировать брикеты 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 сырью для производства пеллет, в частности, по содержанию коры. Брикетирующие линии дешевле пеллетных и себестоимость производства брикетов ниже себестоимости производства пеллет. Котлы и камины для брикетов дешевле пеллетных, не требуют специально оборудованных мест для устройства топливного склада и решения вопроса с автоматической подачей топлива в котел.
Брикетами, в отличие от пеллет, можно заменять другие виды топлива (дрова, уголь) без модернизации или замены котлов и каминов. Брикетами всегда можно заменить дрова, а пеллетами нет. Именно по этой причине в последние годы производители пеллетных котлов включают в ассортимент своей продукции комбинированные котлы, которые работают как на пеллетах, так и на брикетах и дровах.
Выброс оксидов углерода в атмосферу при сгорании брикетов минимален.
Брикеты можно длительно хранить без ухудшения их качественных характеристик, в отличие от угля они не оказывают отрицательного воздействия на окружающую среду. Кроме того, брикеты более пожаровзрывобезопасны по сравнению с тем же углем или опилками. Ну и, наконец, операторам котельных работать с брикетами гораздо комфортнее, чем с другими видами твердого топлива.
Использование брикетов
У брикетов RUF форма кирпичика
Цилиндрические брикеты с радиальным сквозным
каналом или без него
Цилиндрические брикеты (брикеты Nestro)
Древесные топливные брикеты могут использоваться в качестве топлива для всех твердотопливных котлов, они отлично горят в каминах, грилях. Пару упаковок брикетов можно взять с собой на пикник вместо дров. Правда, твердо спрессованные брикеты не так просто зажечь. Для розжига брикетов используют лучины, мелкую щепу, обрезки коры или просто бумагу.
Сжигание брикетов в топках котлов, предназначенных для этого вида топлива, позволяет получить в 2-4 раза больше тепловой энергии, чем при сжигании дров и щепы, т. к. обезвоживание древесины требует значительных затрат энергии как при прямом сжигании и газификации, так и при предварительной сушке. Сжигание дров с относительной влажностью 45-60% в 1,8-3,5 раза снижает теплотворную способность древесины. Большая влажность топливной древесины существенно влияет и на эффективность процессов горения и теплообмена.
Топливные брикеты можно разделить на потребительские и индустриальные. Потребительские предназначены для частных потребителей. Они используются для отопления домов, саун, для сжигания в каминах и грилях и расфасовываются в мелкую упаковку. Например, брикеты Pini-Kay для розничных продаж упаковываются в пленку в пачки по 12 шт. Вес одной пачки - 10 кг. Пачки укладываются на поддоны размерами 800 х1200 мм. На одном поддоне - 920 кг. В партии 23 поддона, вес нетто партии - 21,16 т. Уложенные на поддоны брикеты крепятся упаковочной лентой и стрейч-пленкой.
Индустриальные брикеты выпускаются в форме шайб или цилиндров небольшой высоты разного диаметра и обычно упаковываются в мешки. Производят такие брикеты в промышленных объемах в основном на прессах ударно-механического типа. Следует отметить, что на одном и том же прессе можно выпускать как индустриальные, так и потребительские брикеты.
В коммунальной энергетике появление такого вида топлива, как брикеты, стимулирует сокращение госзакупок привозного угля и использование для отопления местных видов топлива, чем и являются древесные топливные брикеты. Завод топливных брикетов с годовой производительностью 12 тыс. т может обеспечить топливом котельную или несколько котельных суммарной мощностью 5-7 МВт на год. По теплотворной способности и фракционному составу индустриальные брикеты аналогичны каменному углю, поэтому топливными брикетами можно заменять уголь в котельных без какого-либо переоборудования последних.
В некоторых регионах России сегодня предпринимаются шаги по переводу котельных с угля на индустриальные брикеты, осуществляется государственная поддержка предприятий, производящих топливные брикеты.
Брикеты в Европе и в России
Индустриальные брикеты выпускаются в форме шайб
или цилиндров небольшой высоты
По мере роста цен на энергоносители спрос на брикеты, так же, как и на пеллеты, растет. Основные потребители брикетов - Дания, Германия, Австрия, Швеция, Польша, страны Балтии. Спрос на топливные брикеты превышает предложение и имеет тенденцию к постоянному росту. Большое значение имеют качество сырья и степень его подготовки, качество поверхности, ровный срез брикета. Европейский потребитель покупает в основном брикеты из древесных опилок твердых пород древесины (бука, дуба, граба) по высокой цене, но уже есть запросы на брикеты из лузги подсолнечника и соломы. В весенне-летний сезон происходит незначительное снижение цен на топливные брикеты. С августа цены начинают расти и окончательно формируются рынком к октябрю. Предусмотрительные оптовики закупают брикеты в больших объемах именно весной и летом, чтобы продать в сезон мелким оптом и в розницу по максимальной цене.
В Европе в дома, где уже установлены котлы, работающие на газе или так называемом печном топливе (дизельное топливо или соляр), не всегда целесообразно приобретать довольно дорогой пеллетный котел и оборудовать специальный топливный склад для пеллет. Поэтому многие домовладельцы приобретают брикетные котлы или камины, которые используются в межсезонье и в теплые дни зимой, и таким образом значительно экономят на топливе для основного котла. На рынке сейчас есть предложения брикетных каминов (мощностью от 6 до 18 кВт) с водяным контуром для горячего водоснабжения. Приобретая такой камин, можно по минимуму использовать в доме основной котел.
В Евросоюзе древесные топливные брикеты подлежат сертификации по стандарту DIN 51 731 и не требуют пока сертификации всего производства, как в случае с пеллетами (стандарт ENplus).
В России сегодня довольно много производителей брикетов, и если еще несколько лет назад все они ориентировались на экспорт, то сейчас большая часть продукции неплохо продается на внутреннем рынке. Спрос и цены на брикеты постоянно растут по той же причине, что и в Европе. Брикеты успешно используются и в коммунальной энергетике в тех регионах, где уже принят ряд программ как в сфере ЖКХ, так и в лесопромышленном комплексе. В качестве примера такого региона можно привести ХМАО-Югру, где производителям брикетов и пеллет муниципалитет выплачивает субсидии в размере более чем 500 руб. за каждую произведенную тонну брикетов или гранул. А на проблемных котельных заменяют уголь на брикеты, как, например, в пос. Кирпичный Ханты-Мансийского р-на. При замене брикетами угля в таких котельных, как правило, отпадает необходимость в шуровке, понижается коррозия теплообменников и дымоходов, до минимума снижаются выбросы сажи, золы и других твердых частиц, значительно увеличиваются промежутки между обязательными операциями очистки топки от золы под колосниками (золу от брикет можно использовать для удобрения и раскисления почвы, в отличие от угольных шлаков, требующих утилизации), упрощается и облегчается подача топлива в топку, нет пыли и грязи, значительно облегчается труд операторов котельных.
Сергей ПЕРЕДЕРИЙ,
Дюссельдорф, Германия
s.perederi@eko-pellethandel.de
