РосТепло.ru - Информационная система по теплоснабжению
РосТепло.ру - всё о теплоснабжении в России

Демонстрационный комплекс по производству соломенных гранул с улучшенными характеристиками

К.т.н. Р.Л. Исьёмин, директор научно-образовательного центра «Региональных проблем развития автономной энергетики на базе переработки и утилизации техногенных образований и отходов», г. Тамбов;
к.т.н. С.Н. Кузьмин, доцент кафедры «Гидравлика и теплотехника», Тамбовский государственный технический университет;
к.т.н. А.В. Михалёв, генеральный директор,
В.В. Коняхин, конструктор,
О.Ю. Милованов, инженер-исследователь,
Д.В. Климов, инженер-исследователь, ООО«Чистая энергия», г. Тамбов;
Л.В. Караханов, генеральный директор, ОАО «Продмаш», г. Ростов-на-Дону

До недавнего времени в мире производилось более 15 млн т древесных топливных пеллет в год, в том числе: в Европе - около 9 млн т, в США - 2,8 млн т, в Канаде - 1,4 млн т, в РФ - более 1 млн т. За последние несколько лет заводы по выпуску древесных гранул появились в таких странах как Франция, Болгария, Испания, где ранее вообще не знали, что такое пеллеты. В одной только Германии 53 завода производят 1,7 млн т пеллет в год (техническая возможность - 2,4 млн т в год), из которых 1,1 млн используется на внутреннем рынке.

В связи с экономическим кризисом во всем мире сократились объемы лесопиления и деревообработки, вследствие чего повысилась цена сырья и, соответственно, конечная стоимость древесных пеллет. Еще не так давно основным сырьем для производства древесных гранул служили опилки и стружка, потом стали использовать щепу. Но если в качестве сырья применять только щепу, то в стоимости конечной продукции 70% будет составлять стоимость сырья.

Альтернатива древесным пеллетам - это агропеллеты, сырьем для которых является солома, лузга подсолнечника и гречихи, полова риса, костра льна, рапс и даже конопля.

Россия обладает значительными ресурсами для производства биотоплива из соломы: по нашим расчетам ежегодно без ущерба для земледелия и животноводства можно использовать более 24 млн т соломы и других отходов растениеводства.

Основным потребителем соломенных пеллет в настоящее время является Польша (хотя польский рынок пеллет еще далек от стабильности). Основными конкурентами российских производителей соломенных пеллет являются украинские предприятия из-за близости к польской границе.

Повысить конкурентоспособность российских производителей соломенных и других пеллет можно за счет снятия логистических проблем. Польские потребители покупают не тонны пеллет, а тепловую энергию, в них содержащуюся. Следовательно, если транспортировать такое же количество пеллет по массе, но с большим теплосодержанием, то можно улучшить конкурентоспособность российских производителей соломенных пеллет.

Значительно (на 20-30%) увеличить теплосодержание пеллет при сохранении их насыпной плотности возможно за счет специальной термической обработки пеллет (отжиг, низкотемпературный пиролиз).

Отжиг - процесс термической обработки биомассы в среде с низким содержанием кислорода (менее 6%) при температуре 250-300 ОС. В результате из биомассы удаляется влага, кислород, частично водород, некоторые низкокалорийные летучие вещества, что повышает теплосодержание биомассы (рис. 1). Кроме того, при отжиге из биомассы выделяется смола, которая заполняет поры пеллет, а после остывания придает им влагостойкость.

Отожженные пеллеты можно хранить под навесом вне помещений, они не боятся контактов с атмосферной влагой (обычные пеллеты при контакте с водой распадаются в пыль в считанные минуты), их можно транспортировать навалом, как зерно. Это существенно сокращает затраты на транспортировку и упрощает обращение с пеллетами. Очевидно, что отжиг пеллет дает существенные преимущества не только экспортерам биотоплива, но и его поставщикам на внутренний рынок, а также потребителям.

Несмотря на очевидные преимущества, которые дает отжиг биомассы, в мире существует только несколько десятков, в основном лабораторных и пилотных, установок, в которых исследуется этот процесс. Единственной в Европе промышленной установкой по производству и отжигу соломенных и других пеллет является созданная нами установка на базе ОАО «Продмаш» (г. Ростов-на-Дону). Внешний вид части такой установки приведен на рис. 2.

Рис. 2. Внешний вид части установки для производства и отжига гранулированного биотоплива:

1 - загрузочная платформа; 2 - дробилка грубого измельчения; 3 - бункер-накопитель с фильтром; 4 - бункер для сырых (неотожженных) гранул; 5 - реактор для отжига гранул; 6 - бункер для готовых отожженных гранул.

Исходное сырье (солома) поступает на загрузочную платформу, с помощью которой солома направляется в дробилку грубого измельчения. Далее соломенная сечка поступает в дробилку мелкого измельчения, откуда полученная мука направляется пневмотранспортом в бункер-накопитель, снабженный системой рукавных фильтров, которые встряхиваются каждые 5 с. Это обеспечивает надежную очистку фильтров и хорошие условия труда в помещении, где расположена установка. Затем измельченная биомасса поступает в пресс-грануляторы, на выходе из которых получаются пеллеты нужного диаметра. В существующей установке для гранулирования применено два пресс-гранулятора и производительность установки составляет 2,5 т/ч по соломенным пеллетам. Но имеется возможность установить третий пресс-гранулятор и повысить производительность установки до 3,5 т/ч.

После гранулятора пеллеты чашечным транспортером подаются в колонку охлаждения и на стол рассева, где из массы пеллет отделяются кусочки гранул и мука, которые затем возвращаются на повторное гранулирование. Надо отметить, что вся установка работает под разряжением, которое создает центральный вентилятор. Поэтому в помещении, в котором установлено оборудование для гранулирования, нет пыли, а материальные потоки легко перемещаются из аппарата в аппарат.

Дальнейший путь пеллет зависит от потребителя: если потребителю нужны обычные «сырые» пеллеты, то после рассева пеллеты перемещаются в бункер-накопитель и оттуда загружаются в специальные мешки «биг-беги»; если потребителю нужны отожженные пеллеты, то пеллеты подаются в реакторы для отжига (рис. 3).

Рис. 3. Реакторы для отжига гранул.

В установке применены реакторы колонного типа с вертикально установленной по оси реактора мешалкой. Каждый реактор имеет 6 чанов с тарелками, в которых происходит последовательная термическая обработка биомассы. Каждый чан снабжен рубашкой, в которую подается высокотемпературный теплоноситель с температурой 270-300 ОС. В нижней части реактора расположены два чана, в рубашки которых поступает вода для охлаждения пеллет (до температуры 130 ОС). Охлажденные отожженные пеллеты (рис. 4) поступают в колонку охлаждения и в бункер-накопитель.

Рис. 4. Выгрузка отожженных пеллет из реактора.

В таблице представлены сравнительные характеристики «сырых» и отожженных пеллет из соломы, из которой следует, что после отжига теплота сгорания пеллет вырастает в 1,2 раза, выход летучих уменьшается в 1,2 раза, содержание серы уменьшается в 1,5 раза, т.е. пеллеты становятся более высококалорийным топливом, пригодным для совместного сжигания с углем.

Таблица. Характеристики соломенных пеллет до и после отжига.

Параметры Исходные пеллеты Пеллеты после отжига
Влажность, % 7,91 4,08
Зола (на рабочую массу), % 7,22 10,3
Летучие (на сухую массу),% 73,56 61,27
Низшая теплота сгорания (на рабочую массу), МДж/кг 15,3 18,2
Содержание серы (на рабочую массу), % 0,06 0,04
Истираемость, % 2 5,9

В настоящее время начато промышленное производство описанных выше установок. Поставка установок для производства и отжига пеллет планируется как предприятиям России, так и на экспорт в Казахстан, Молдавию, Италию, Грецию, Болгарию, Турцию и др. страны.

Р.Л. Исьёмин, С.Н. Кузьмин, А.В. Михалёв, В.В. Коняхин, О.Ю. Милованов, Д.В. Климов, Л.В. Караханов, Демонстрационный комплекс по производству соломенных гранул с улучшенными характеристиками

Источник: Журнал "Новости теплоснабжения" №12 (172), 2014 г. , www.rosteplo.ru/nt/172

Оставить комментарий

Тематические закладки (теги)

Тематические закладки - служат для сортировки и поиска материалов сайта по темам, которые задают пользователи сайта.

Тематические закладки пользователей:

Tеги: биотопливо

Похожие статьи:

Подбор теплообменника!

Теплообменник ТТАИ для ГВС, отопления, промпроизводств. Эффективней пластинчатого!

+7(495)741-20-28, info@ntsn.ru

Программы Auditor

Технический семинар «Организация ремонта и повышения ресурса тепловых сетей»

Подробнее