Изготовление топливных брикетов на прессе¶
Изготовление топливных брикетов на прессе — технологический процесс формования прессованного топлива (брикетов) из сырья на основе древесных отходов, соломы, шелухи или торфа с использованием прессового оборудования. Получаемые изделия называют также «евродровами» или топливными кубиками. Прессование позволяет повысить плотность сырья в 3–5 раз, увеличить теплоту сгорания на единицу объёма и удобство хранения и транспортировки топлива.
¶Сырьё
Для прессования кубиков используют преимущественно отходы деревообработки:
- опилки и стружку лиственных и хвойных пород;
- шелуху подсолнечника, гречки, риса;
- солому зерновых культур;
- торф, бурый уголь, лузгу.
Наиболее технологичным считается сырьё из лиственных пород — в нём меньше смол, а при прессовании выделяется лигнин, связывающий частицы без добавления клеящих веществ. Хвойные опилки содержат больше смолистых веществ, что может приводить к залипанию матрицы пресса. Шелуха и солома требуют предварительного измельчения до фракции 5–20 мм и увлажнения до 8–12 %.
¶Оборудование
Для производства кубиков применяют несколько типов прессов:
| Тип пресса | Принцип работы | Особенности |
|---|---|---|
| Матрично-роликовый | Ролики продавливают сырьё через перфорированную цилиндрическую матрицу | Наиболее распространённый тип для RUF-брикетов (кубики с отверстием) |
| Шнековый (экструзионный) | Шнек подаёт и уплотняет сырьё, брикет выходит через калиброванное сопло | Производит Pini-батоны (шестигранные палки) |
| Гидравлический | Поршень уплотняет сырьё в закрытой камере | Подходит для производства кубиков из торфа и угля |
| Ручной (бытовой) | Механический или гидравлический привод, ручная загрузка | Для домашнего производства в небольших объёмах |
Матрично-роликовые прессы выпускаются как в стационарном, так и в мобильном исполнении — на базе трактора с валом отбора мощности. Производительность бытовых моделей составляет 50–200 кг/ч, промышленных — до 1–2 т/ч.
¶Технологический процесс
Производство кубиков на прессе включает следующие этапы:
- Подготовка сырья. Опилки измельчаются до фракции не более 10–15 мм, при необходимости сушатся до влажности 8–12 %. Слишком влажное сырьё не уплотняется, слишком сухое — рассыпается.
- Подача в загрузочный бункер. Сырьё равномерно подаётся в камеру прессования шнековым или ленточным питателем.
- Прессование. Под давлением 150–300 МПа частицы уплотняются, лигнин размягчается от трения и связывает сырьё. В процессе температура матрицы достигает 150–200 °C.
- Остывание. Готовые кубики выходят горячими и постепенно твердеют. Полное остывание занимает 1–2 часа.
- Хранение. Брикеты складируют в сухом месте, защищённом от осадков.
¶Ключевые параметры процесса
Успешное прессование определяется тремя факторами: влажностью сырья, размером фракции и давлением. Оптимальная влажность — 8–12 %: при меньшей влажности брикет не формируется, при большей — рассыпается после высыхания. Фракция сырья должна быть мелкой, но не пылевидной. Давление подбирается в зависимости от типа сырья: для опилок достаточно 150–200 МПа, для соломы — до 300 МПа.
¶Применение
Прессованные кубики используются в качестве топлива для каминов, печей, твердотопливных котлов. Их теплота сгорания составляет 4,5–5,0 кВт·ч/кг, что примерно вдвое выше, чем у сырых опилок, и сопоставимо с каменным углём. Брикеты горят ровно, оставляя небольшое количество золы (0,5–3 %).
¶Экономика
Собственное производство кубиков на прессе окупается при наличии дешёвого или бесплатного сырья — например, на лесопилках и деревообрабатывающих производствах. Основные затраты — электроэнергия (15–30 кВт·ч на тонну продукции) и амортизация оборудования. Готовые брикеты продаются по цене, сопоставимой с дровами, но превышающей стоимость исходных опилок в 5–10 раз.
Источники:
- ГОСТ Р 56411-2015. Брикеты топливные из древесных отходов. Технические условия
- Технологии производства топливных брикетов (учебные и отраслевые материалы)
- Справочная литература по биотопливу и деревообработке