Страница не найдена — DomSdelat.ru
Окна и двери 8 934.
Сейчас существует приличный выбор ворот для гаража. Если раньше все довольствовались простыми однотипными вариантами,
Внешняя отделка 18 396.
Отмостка – это конструкционный элемент строения, на который мы не обращаем внимания, практически никогда.
Для комфортного проживания в частном доме нужно поддерживать оптимальную температуру воздуха. Сейчас есть много
Полезные советы 1 050.
Интересные и нестандартные лайфхаки с шуруповертом + разбор популярных ошибок новичков Большинство из нас
Топливные брикеты своими руками: технология и способы производства
Топливные брикеты марки NESTRO Злободневный вопрос для многих дачников — как сделать брикеты из опилок? Сегодня он подтолкнул домашних умельцев к тому, чтобы пошевелить мозгами и придумать технологии изготовления из ненужных материалов топлива для обогрева теплицы, бани, гаража и даже коттеджа.Такие материалы на даче можно найти в большом количестве. Это не только опилки, щепа, б/у доски и другая древесина. Для этих целей можно использовать солому, сухие листья, обрезки веток, угольные отходы, бумагу, картон и прочее, чего на даче всегда много.
Получается, что подойдет то, что горит, но при этом оно должно быть измельчено. Каким же образом? Измельчители — не проблема. Есть уже готовые агрегаты, которые продаются в магазинах для дачников. Например, роторный станок, где любой растительный материал измельчается с помощью набора ножей. Стоит такой станок недорого, а для нужд дачи это необходимый прибор, особенно, когда дело касается изготовления растительного удобрения.
Технология производства
Чтобы сделать своими руками брикеты из опилок, потребуются сами опилки и глина. Их смешивают в соотношении 10:1 с добавлением воды, чтобы раствор получился формообразующим. Важно равномерно распределить глину по всему объему опилок, так как она будет выступать в качестве связующего элемента.
Смешивать топливный материал можно вручную или использовать в качестве вспомогательного инструмента строительный миксер. Единственное препятствие — миксера на даче может и не оказаться.
Для формовки брикетов используют различные приспособления — ящики, старые кастрюли, любые прочные емкости. Но лучше ящик, потому что брикеты получатся традиционной формы с прямоугольным сечением. Это упростит их хранение, поскольку складировать изделия одинаковых размеров и формы удобнее. Хотя для собственных нужд это не так важно. Формовку топлива надо будет проводить, прессуя готовый раствор.
И последний этап в процессе производства брикетов из опилок своими руками — это сушка. Самый простой вариант — сушить на воздухе, и хорошо, если будет солнечная погода. Тогда процесс пройдет быстрее.
Внимание! Один очень хороший совет дачникам — чтобы брикеты были прочными и не рассыпались в руках, необходимо до начала формовки проложить дно и стенки формы бумагой или тряпками, после чего засыпать готовый раствор и спрессовать его.
Станок для изготовления брикетов
Если вы решили использовать брикеты в качестве основного сырья для отопления дачи зимой, вам потребуется заводской станок. Ведь с ним производительность работ увеличится в несколько раз. В настоящее время такие станки изготовляются повсеместно, так что в этом плане проблем нет. Конечно, стоимость каждой модели отличается от аналогичных, что зависит от размеров выпускаемых брикетов, а, значит, от количества расходуемых на производство станка материалов. А это в основном металлический профиль разной категории.
Подобный станок будет неплохим подспорьем, если грамотно организовать небольшое производство брикетов и наладить их реализацию дачникам. Доход не самый большой, но все-таки доход. К тому же организованный в домашних условиях малый бизнес практически не требует затрат. Единственный расход — это первоначальное вложение на приобретение пресс-станка. Остальные расходы — это ваше свободное время и труд. Конечно, небольшое помещение вам потребуется обязательно. Если погода ясная, то и без помещения можно будет обойтись, хотя небольшой навес рекомендуем установить.
Самое важное, что для производства брикетов из опилок своими руками не нужно искать сухое сырье. Влажность — это плюс подобной технологии. И последнее. Как и любое производственное оборудование, пресс периодически придется чистить и ремонтировать. Но и здесь все можно делать своими руками. Станок этот несложный, так что в его конструкции разберетесь без проблем. А поскольку больших усилий в работе с ним прилагать не надо, то и работать станок будет практически вечно.
Брикеты из других материалов
Топливные брикеты из мусораВсе мы знаем, как хорошо горит бумага, и сколько пепла от нее остается. Например, один килограмм спрессованной макулатуры горит синим пламенем более двух часов. При этом выделяется значительное количество тепловой энергии. А пепла от нее остается всего лишь 5% от общей массы или объема.
Так есть ли смысл сдавать макулатуру за деньги, на которые дрова вы приобрести не сможете? Не лучше ли из нее сделать своими руками брикеты для отопления? Однако это не так просто, как может показаться на первый взгляд:
- Во-первых, потребуется большое количество макулатуры.
- Во-вторых, ее придется измельчить. Это не дрова или опилки — мельчить бумагу не так-то просто. Ее надо разрывать на кусочки размером 2×2 см. Можно воспользоваться комбайном.
- Затем разорванная бумага заливается теплой водой. При этом необходимо дождаться, чтобы раствор получился жидким, а бумага превратилась в жижицу.
- Затем сливаются излишки воды, а смесь распределяется по формам.
- Как только вся жидкость выйдет из массы, брикеты можно вытаскивать из формы и сушить на воздухе.
Мастера, которые уже использовали эту технологию, рекомендуют в бумажную массу в процессе ее отмокания добавить немного крахмала.
Кстати, бумагу или макулатуру можно использовать при изготовлении брикетов из опилок. Ее применяют в качестве связующего элемента вместо глины. Обратите внимание на один момент — чем мельче опилки, тем больше макулатуры необходимо добавлять в раствор для брикетов. В качестве формы можно использовать канализационную пластиковую трубу, заранее порезанную на кусочки высотой 10–15 см.
Брикеты из картонаВместо бумаги для связи опилок применяют и другие материалы. К примеру, хвою или лузгу от семечек. Конечно, это не самые лучшие варианты, но если других компонентов нет, то и эти пойдут.
Их минусы:
- Если хвоя крупная, то ее придется нарезать на мелкие кусочки, используя обычные ножницы. Это трудоемкая работа, занимающая много времени. Кроме того, хвоя в брикетах все время будет колоть руки.
- С лузгой проблем и того больше. В процессе производства она проста и удобна, но такие брикеты любят мыши, так что зимой на складе будет жить не одна мышиная семья. К тому же в процессе сушки грызуны устроят себя пир, и не одна партия продукции, изготовленная вашими руками, будет испорчена.
Заключение
Топливные брикеты из опилок — это эффективное и дешевое топливо, которое можно использовать на даче, отапливая дом и хозяйственные постройки. Есть ли смысл всем этим заниматься, если брикеты продаются в магазинах? Смысл всегда есть, когда дело касается изготовления своими руками. Конечно, для этого потребуется желание, свободное время и физические силы. Но на даче это всегда в избытке, так что можно неплохо сэкономить зимой, пользуясь брикетами, изготовленными своими руками.
прессованные опилки, пресс для производства евродров, станок для дров
Для изготовления топливных брикетов в домашних условиях отлично подойдут ветки, тырса и опилкиПри переработке дерева остается много отходов. Это и опилки, тырса, ветки. Использовать такое топливо для твердотопливных котлов и печей невыгодно. Поэтому многие перерабатывают отходы в брикеты. Сделать это можно и в домашних условиях. Достаточно иметь брикетер. Это своеобразный гидропресс, который позволяет придать опилкам форму.
Виды топливных брикетов своими руками для отопления
Чаще всего топливные брикеты классифицируют по материалу изготовления. Сырьем для евродров могут выступать любые остатки натуральных продуктов. Каждый вариант имеет свои особенности производства и использования.
Разновидности топливных брикетов:
- Из угля;
- С дровяных опилок;
- Торфяные;
- Из лузги подсолнечника.
Топливные брикеты могут быть изготовлены из угля, торфа, дровяных опилок и даже лузги подсолнечника
Прессованные брикеты из угля выпускаются в виде специальных таблеток или цилиндром. Сырьем для производства являются отходы угольной промышленности. Отсев несколько раз измельчают, добавляют клеящие вещества и прессуют. Этот вид топлива широко используют не только для печей, но и для мангалов.
Угольная крошка в момент переработки сохраняет свои характеристики, но не пачкается, как древесной уголь.
Явным плюсом угольных брикетов является меньшее количество угарного газа. Часто такое топливо используют ресторанные предприятия. Время сжигания брикетов долгое, иногда достигает 10 часов. Создание древесных брикетов происходит за счет лигнина. Евродрова удобные при транспортировке, но имеют низкую теплоотдачу. Материалом для брикетов могут послужить любые породы деревьев.
Не смотря на измельчение стружки, после сгорания древесных вариантов остаются угли. Именно поэтому такие брикеты используются при готовке. При этом материал считается экологически чистым. Торфяные брикеты имеют много плюсов. Они характеризуются высокой теплоотдачей материала. Но после сгорания топлива остается много отходов и дыма. Пепел можно использовать в качестве удобрения.
Топливо из лузги позволяет максимально эффективно использовать подсолнечник. Во время горения брикеты выделяют характерный аромат. А масла в составе усиливают процесс горения. Брикеты из лузги представляют экологически чистое топливо.
Фабричное производство из опилок брикет
Для самостоятельного изготовления брикет следует изучить технологию производства на предприятиях. Для начала подготавливают сырье. Его следует измельчить и высушить. В качестве материала используется древесные опилки, стружка, тирса, ветки, доска. Сушка должна высушить древесину до показателя влажность 8-10%. Дальше выполняют брикетирование.
Способы брикетирования:
- Экструзия;
- Прессование.
Оба варианта объединяет исходный результат. В конечном итоге древесина начинает выделять лигнин – клейкое вещество. Именно он помогает связать компоненты брикетов. Отличаются способы только в технологии сдавливания.
Гидравлический пресс создает давление до 300-600 Бар. От этого дерево разогревается и получается прямоугольный брикет.
Экструзия подразумевает засыпание сырья в специальный бункер, где с помощью шнеков материал продвигается к более узкому отверстию. Так и происходит сжатие опилок, при этом давление достигает 1000 Бар. В конечном итоге получаются брикеты в форме шестигранников.
Используемое оборудование для производства брикетов из опилок дома
На рынке представлено много компаний, которые продают оборудование для производства брикет дома. Эти же компании могут настроить и установить такое оборудование. Также проводят обучающий урок.
Необходимое оборудование для производства брикет:
- Дробилка;
- Сушилка;
- Шнековый или ударный пресс.
В домашних условиях выполнять сушку можно просто на улице, без применения машины. При использовании в качестве сырья опилок можно обойтись и без дробилки. Дома можно попробовать самостоятельно изготовить пресс.
Купить необходимую машину можно в компании, которая занимается изготовлением брикет.
Выполнить сборку машины можно по уже готовым схемам и чертежам. Эффективность такого оборудования зависит от выбранной модели и конструкции. Самостоятельно придется сварить раму и приварить рабочий элемент, который придется приобрести отдельно. Затем присоединяется привод. Зато такой самодельный прибор можно будет использовать и для других целей. Например, заготавливать макуха для рыбалки.
Самодельный станок для изготовления брикетов из опилок и лузги
Сделать станок можно и своими руками, опираясь на чертежи. В итоге получаться аккуратные прямоугольные или круглые брикеты. Главное соорудить самодельный пресс, который с помощью давления делает топливо.
Для изготовления брикетов из опилок следует сперва подготовить станок, который вполне можно смастерить своими руками
Механизм самодельного пресса:
- Ручной привод;
- Использование домкрата;
- Гидравлика.
Проще всего сделать станки с ручным приводом. Для рамы используют металлическую профильную трубу. Такой каркас легко будет закрепить на стене. Низ рамы оборудуется прочной формой. Наверх с помощью шарниров закрепляется длинный рычаг. С рычагом соединяется нажимная деталь, входящая в форму. Чтобы она могла свободно перемещаться, делают небольшой зазор.
Другие механизмы используют домкрат и гидравлический привод вместо рычага. Для вывода влаги во время прессовки в дне делают специальные отверстия. Конструкция несложная, главное правильно выполнить все соединения.
Изготовление брикетов из опилок своими руками: технология
Приобретение пресса считается экономически невыгодным. Машина себя не окупит. Разве что будет налажено производство брикет на продажу. Но без фабричной машины нельзя спрессовать опилки и получить лигнин. Именно поэтому многие добавляют к опилкам готовое вяжущее вещество.
Вязкие ингредиенты для брикет:
- Самый дешевый клей для обоев;
- Глина:
- Бумага.
Сделать отопительные брикеты можно и по упрощенной технологии, без использования специального оборудования. Опилки при этом вымачиваются в жидкости, а затем добавляют клеящее вещество. Достаточно одной части глины на десять частей опилок.
Вымачивать можно не только древесные отходы. Брикеты изготавливают из сухих листьев, лузги подсолнечника, соломы и любой другой ограники.
После этого технология предусматривает заливание готовой массы в самодельный агрегат для прессовки. После опускания рычага потребителю доступный небольшой кирпичик. После этого следует высушить топливо на улице.
Особенности топлива из опилок в домашних условиях
Использовать отходы древесной промышленности для отопления в чистом виде часто не выгодно. Опилочные отходы быстро прогорают в топки, выделяют мало тепла, но много золы. Сделать топливо более эффективным можно с помощью брикет.
Особенности брикетирования:
- Брикеты получаются за счет выделения лигнина. Это возможно только при использовании промышленных машин. В домашних условиях к сырью просто добавляют клейкое вещество, которое помогает склеить опилки и придать им формы.
- Заранее следует обдумать варианты, где будет сушиться и хранится топливо. Это должно быть просторное помещение, закрытое от осадков.
Для приготовления брикет может понадобиться измельчитель. Чем мельче частицы, тем плотнее получатся брикеты. Можно применять оборудование, которое размягчает сырье для изготовления компоста.
При использовании электрической модели намного упрощается процесс производства. Но при этом увеличивается стоимость продукта.
Для работы потребуется ручной или гидравлический пресс. Также должны быть емкости для прессовки. Следует предусмотреть тару для замешивания сырья, миксер или бетономешалку.
Брикеты для отопления своими руками (видео)
Для производства торфобрикетов, топлива из тирси или лузги необходимо иметь экструдер или любой другой брикетный станок. Установка покупного оборудования может не окупить себя, поэтому лучше сделать мини устройство своими руками. Сама переработка изделия имеет отличия от фабричной и включает добавление клеящей смеси.
Добавить комментарий
особенности изготовления, использование пресса и полезные советы
Дачники на протяжении многих лет задавались вопросом – как из опилок сделать топливные брикеты? На сегодняшний день домашними умельцами была придумана технология изготовления топлива из самых разных ненужных материалов, благодаря чему можно обогревать бани, гаражи, теплицы.Топливные брикеты заменяют собой такой распространённый вид топлива, как дрова или уголь. Брикеты для топлива по-другому называются евродровами, потому что в их состав не входят химические соединения, например, клей, благодаря чему они считаются безопасными с точки зрения экологии. Изготавливают евродрова своими руками при помощи специального оборудования – пресса.
Достоинство материала
Топливные брикеты имеют следующие преимущества:
- Их можно изготовить своими руками, используя для этого специальное устройство – пресс.
- Продолжительность горения. Гореть такое топливо может в течение 4 часов, все это время выделяя тепло.
- При использовании практически не образуется дыма.
- Экологичность, так как это топливо производится из натуральных материалов.
- Экономичность. Одна тонна такого топлива стоит гораздо меньше, чем такое же количество дров или угля, а энергоотдача в несколько раз выше.
- Практичность. Образовавшийся после сгорания брикетов пепел используется в качестве удобрения.
- Простота хранения. Для такого материала не нужно слишком много места и хранить его можно в полиэтиленовых мешках. Способен хорошо храниться при повышенной влажности.
- Могут использоваться в каминах, печах, котлах.
- Неприхотливость при хранении.
Где применяются топливные брикеты
- Для обогрева помещений. Благодаря своей компактной форме, брикеты замечательно подходят для печей, котлов, каминов, для которых используется твёрдое топливо.
- Идеальный вариант для отопления бань и саун. Они создают такие условия, которые соответствуют всем экологическим нормам.
- Используются они и во время отдыха на природе вместо дров, когда жарятся шашлыки или барбекю. Дым при этом совершенно не выделяется, а жар стоит очень долго.
- Такое топливо часто используется и в закрытых помещениях для приготовления еды. При этом никакого запаха гари не возникает, а блюда прожариваются равномерно.
Пресс для топливных брикетов
Чтобы сделать брикеты из опилок своими руками, потребуется специальное устройство – пресс.Перед тем как его выбрать, следует определиться с тем, какой формы будут брикеты – круглыми, прямоугольными или цилиндрическими.
Профессиональный пресс, используемый для этих целей, может быть:
- шнековый;
- гидравлический;
- ударно-механический.
При помощи шнекового пресса получаются восьмиугольные элементы, имеющим по центру небольшое отверстие. Они характеризуются высокой плотностью, благодаря чему горение продолжается очень долго.
С помощью гидравлического пресса получаются прямоугольные элементы. Они обладают минимальной плотностью, из-за чего материала расходуется очень много. Ударно-механический пресс производит материал любой формы, обладающего средней плотностью.
Изготовить прессовочное устройство можно и в домашних условиях. Для этого потребуется самый простой пресс, формирующий тротуарную плитку. После этого потребуется определиться с формой и размерами брикета, иначе отопление своими руками будет довольно затратным. Выгоднее всего использовать элемент цилиндрической формы.
Затем необходимо подобрать трубу с толстыми стенами, нужного диаметра и высоты. Это пресс-форма, которая будет формировать брикет. Для безопасности пресс следует жёстко закрепить на опорной раме. Устанавливать пресс для топливных брикетов своими руками можно как в помещении, так и на участке, потому что его легко можно перенести.
Как сделать топливные брикеты своими руками
Основным источником сырья для изготовления топливных брикетов своими руками, являются опилки, причём от любых пород деревьев.Кроме опилок, могут изготавливаться брикеты из соломы, растительной шелухи, стружки, сухих стеблей растений.
Производство топливного материала происходит в несколько этапов:
- Сначала измельчаются отходы, необходимые для производства элементов.
- Потом к ним добавляется глина, представляющая собой связующее звено.
- В полученную смесь добавляют воду, причём кашица должна быть не жидкой и не густой. Лепиться такая масса должна хорошо.
- Полученную смесь заливают в форму и сплющивают прессом таким образом, чтобы из неё вышло воды как можно больше. Полученное изделие кладут сушиться на солнце. Чтобы брикет был прочным, его обкладывают ветошью или бумагой. После окончательного высыхания топливные материалы следует сложить вместе.
Изготовление топливных брикетов своими руками – занятие хоть и простое, но довольно хлопотное. Следует помнить, что влажность изделия не должна быть больше 13%.
Чтобы топливный материал хорошо горел, в процессе его изготовления добавляют бумагу, разорванную на мелкие кусочки. А чтобы все составные элементы склеились как можно лучше, добавляют небольшое количество крахмала.
Оцените статью: Поделитесь с друзьями!как сделать древесные и другие брикеты из опилок в домашних условиях? Станки для изготовления брикетов
Прессованные брикеты из древесных опилок считаются одним из самых эффективных способов растопки печей, их повсеместно используют для отопления частных домов. Однако стоят они недешево. Поэтому возник вопрос о самостоятельном изготовлении чудо-топлива в домашних условиях.
Выбор сырья
Для начала остановимся на технических вопросах. Чтобы изготовить брикеты для топки в бытовых условиях, нужно иметь представление о том, каким образом их изготавливают в промышленности. Первым этапом любого производства всегда является измельчение древесного сырья и его тщательная сушка. В большинстве случаев в качестве сырья берут любые отходы деревообработки, включая древесные опилки. Нередко для создания евродров в ход идут отходы сельского хозяйства — сгодится шелуха семечек либо лузга. Сушку материала производят до того момента, пока уровень влажности не приблизится к отметке 7-10%.
Следующим этапом идёт прессование получившегося сырья перед непосредственным брикетированием. В производственных условиях сделать это возможно двумя способами:
-
путем экструзии;
-
при помощи формовки топливных брикетов на специализированном гидравлическом прессе.
В обоих случаях заготовки подвергаются сильному сдавливанию, в результате которого из древесины начинает выделяться специфический природный компонент — лигнин. Он выполняет роль связующего элемента для рассыпчатой сырьевой массы. Различие технологических процессов сводится исключительно к методам сдавливания. Чаще всего на производстве используют гидравлический пресс, развивающий усилия до 400-500 бар.
Приобретение столь мощного агрегата для дома будет нерентабельно. Даже если семейный бюджет позволяет такой расход, а сырье достается даром, то окупить такое оборудование сможет лишь оптовая продажа получаемого топлива. Именно поэтому домашние мастера путем многочисленных проб и ошибок разработали технику, основанную на использовании альтернативных связующих материалов.
Владельцы частных домов обычно делают топливные брикеты из опилок. Это сырье обходится недорого, к тому же найти его в требуемых объемах совсем несложно. Эти брикеты демонстрируют повышенную теплоотдачу, что делает их создание и последующую эксплуатацию максимально практичной с точки зрения бюджета.
Кроме опилок, в домашних мастерских можно воспользоваться шелухой, травой, щепой, соломой и листьями. В целях брикетирования можно взять обрезки садовых деревьев. Правда, в этом случае предварительно придется измельчить их на дробилке.
В качестве связующих элементов берут глину либо клей — можно взять обойный или любой другой недорогой состав.
Какое оборудование необходимо?
Невзирая на сравнительную простоту получения таблетированного топлива в домашних условиях, тем не менее некоторое технологическое оборудование всё же придется купить, либо модифицировать имеющееся под новые задачи. Вот что понадобится для работы.
Измельчитель. Обойтись без этого приспособления невозможно, так как чем мельче будет исходное сырье, тем плотнее, а значит, эффективнее готовый брикет. При этом совсем не обязательно приобретать новое устройство, сгодится то, которое рубит растительные фрагменты перед их закладкой в компостную яму. А также домашние умельцы нередко приспосабливают под свои нужды вышедшую из строя стиральную машинку активаторного типа, дополнив активатор ножами.
Любой резервуар для замеса сырьевой массы. В идеале дополнить эту емкость строительным миксером или компактной бетономешалкой. Если в хозяйстве нет ни того, ни другого, придётся вымешивать смесь руками. Такая работа отнимет немало физических усилий и времени.
Пресс. Это обязательный станок, без которого создание топливных брикетов невозможно. Он может быть принимать вид напольной либо настенной установки, а также быть гидравлическим или даже ручным. В самом общем виде конструкция такого приспособления должна включать массивную раму из стали, а также рабочий блок.
Матрицы. Требуются для формования брикетов. Они могут выглядеть как типовые кирпичики, но более удобна в применении цилиндрическая конфигурация. Трудоемкость в этом случае будет намного ниже, хотя со складированием и хранением подобного топлива могут возникнуть сложности.
Важно: матрица в обязательном порядке должна иметь перфорированные стенки, чтобы вся выдавливаемая мощным прессом из сырья влага выводилась через отверстия.
Процессу прессования следует уделить отдельное внимание. Механические воздействия всегда сопряжены с затратами сил и при этом дают низкую эффективность. Именно поэтому опытные мастера советуют оборудовать пресс для производства брикетов гидравлическим домкратом от автотранспортного средства — закрепить его можно в верхней части рамы пресса вверх ногами. Однако надо иметь в виду, что даже в этом случае у вас не получится создать давление на уровне 300 бар и более. Самые опытные мастера отдают предпочтение шнековым прессам — они позволяют сформировать кирпичики для отопления довольно высокого качества, сопоставимого с готовыми магазинными брикетами. Однако такая конструкция потребует серьезных вложений на стальной корпус и электропривод с двигателем не менее 7 кВт.
Технология изготовления
Создание брикетов для домашней топки в домашних мастерских идет не так, как это бывает в промышленности. Если на начальном этапе и в первом, и во втором случае требуется измельчение растительных отходов, то дальнейшая технология различается. В промышленных цехах следует сушка, в домашних подготовленное сырье, напротив, замачивают в воде или как минимум тщательно увлажняют.
Далее вводят связующий компонент. Здесь возможно три решения.
Глина — самый простой, общедоступный и дешевый наполнитель, его вводят в соотношении 1 к 10 к древесному материалу. Глина быстро и качественно связывает сырьевой материал. Но у неё есть существенный недостаток — она практически не горит. Поэтому после использования подобных брикетов остаётся много зольных отходов.
Обойный клей — лишён недостатков глины, имеет низкую зольность. К тому же в сырьё клей вводится в меньших объемах, но даже в этом случае обходится дороже глины. Как результат, общая себестоимость готового продукта повышается.
Любая макулатура, в том числе картон — данный компонент необходимо предварительно размочить и тщательно измельчить. К преимуществам материала относят доступность и практически нулевую стоимость. Однако не обошлось и без недостатков. Так, чем меньше будет фракция опилок, тем больше понадобится бумажных наполнителей. Кроме того, сушка таких брикетов занимает намного больше времени.
Следующей стадией изготовления брикетов топлива становится перемешивание. В зависимости от технических возможностей домашнего хозяйства оно может быть механизированным либо ручным. Чтобы сделать заготовки высокого качества, необходимо добиться максимальной однородности перемешиваемой древесно-клеевой массы.
После этого получившееся сырьё размещают в формы для брикетирования и отправляют на прессование. Этот процесс позволяет полностью избавиться от остатков влаги и добиться максимальной сцепляемости основных компонентов смеси. В результате должны получиться брикеты заданной конфигурации — именно их и отправляют на сушку.
Раскладывать заготовки нужно неплотно, важно оставить свободное пространство для вентилирования. Чтобы максимально ускорить процесс высыхания, время от времени будущее топливо следует переворачивать. Опытные мастера дополнительно перекладывают брикеты сухой ветошью или бумагой, такие материалы способны быстро вытягивать из топлива остатки избыточной влаги.
Сушку производят до того момента, пока уровень влажности материала не состави%т 25. Однако на практике лучше дождаться еще меньшей увлажненности — это позволит существенно увеличить теплоотдачу впоследствии. Именно поэтому работы по заготовке и созданию топливных брикетов лучше всего выполнять летом, пока держится стабильно жаркая погода, и можно смело сушить заготовки на открытом воздухе одну или даже две недели. Спешка может сослужить плохую службу. Сложность в том, что котлы — как гидролизные, так и работающие на твердом горючем – выполняют свои функции исключительно на топливе, увлажненность которого не выходит за отметку 30%. Использование недосушёных дров приведет к необходимости дорогостоящего ремонта. Не исключено, что вам и вовсе придется приобретать новые отопительные установки.
Тщательно подсушенные топливо отправляют на хранение. При этом допускается их размещение в довольно сыром и неотапливаемом месте. Правда, в этом случае придётся расфасовать топливо по пакетам, затянуть горловину и загерметизировать скотчем.
В завершение остановимся на плюсах и минусах самодельных брикетов для топки. Достоинства такого решения очевидны:
-
для создания энергоэффективного топлива можно брать практически любые отходы, за исключением синтетических и пищевых;
-
такие топливные брикеты горят до 4 часов, на протяжении всего этого времени выделяется тепло;
-
самостоятельное изготовление топливных брикетов не требует больших затрат сил и расходов на покупку специализированного оборудования, первоначальные вложения сводится к минимуму;
-
при сжигании этих предметов практически не выделяется воды;
-
топливо на базе древесных отходов, сделанное в бытовых условиях, максимально экологично;
-
стоит самодельное горючее на порядок ниже соответствующего количества дров или угля, хотя энергоотдача держится на одинаковом уровне;
-
пепел от брикетов может стать хорошим удобрением для садово-огородных растений.
Но, конечно же, есть и свои минусы. Они связаны с тем, что в домашних условиях нереально полностью воспроизвести всю заводскую технологию. Даже если соблюсти все базовые тонкости, полученные в домашних условиях кирпичи всегда будут менее плотными. На поверку теплота их горения в два-три раза ниже, нежели у древесины.
Соответственно, для эффективного отопления понадобится намного больше самодельных брикетов по сравнению с покупными.
Ну и, конечно же, ход изготовления занимает немало сил и времени.
О том, как создавать топливные брикеты своими руками, смотрите в следующем видео.
свойства и прессы для изготовления своими руками
Топить печи и твердотопливные котлы можно не только углем или дровами. Все более популярными становятся топливные брикеты из отходов сельхозпроизводства. Для их изготовления используется лузга (шелуха) подсолнечника, гречихи, риса, перерабатывается солома, скорлупа орехов и т.п. Особенности современной технологии таковы, что чаще всего формование топливного брикета происходит только за счет давления без дополнительных связующих элементов. При прессовании из сырья выделяется одна из составляющих — лигнин, который и обеспечивает прочность брикету.
Топливные брикеты из лузги. Горят долго и выделяют много теплаПри всем разнообразии исходного сырья более популярны брикеты из лузги подсолнечника. Это связано с большим количеством тепла, которое выделяет такое топливо при сгорании.
Достоинства и недостатки брикетов из лузги
Кроме большого количества тепла привлекает в брикетах их плотность. Чем же это так хорошо? Во-первых, вы экономите на доставке (плату берут обычно за объем). Во-вторых, чем более компактное топливо, тем легче его хранить. В-третьих, если сравнивать с дровами, то при закладке одинакового количества дров и брикетов (вряд ли вы меряете дрова килограммами, ведь закладывают котел по объему, да и продают дрова кубометрами) получаете от брикетов больше тепла, чем даже от самых хороших дров. По данным ВНИИ ТП теплом от сжигания 1кг брикетов из шелухи подсолнечника в течение 1 часа можно обогреть площадь 50м2.
В таблице ниже вы увидите, сколько тепла выделяет топливо. Нужно сказать, что топливные брикеты далеко не на последнем месте, но из шелухи – практически вне конкуренции.
| Топливо | Удельная теплотворная способность, МДж | Удельная теплотворная способность, кВт/ч |
| Сосновые дрова | 8,9 | 2,47 |
| Дубовые дрова | 13 | 3,61 |
| Березовые дрова | 11,7 | 3,25 |
| Брикет из лузги подсолнечника | 18,09 | 5,0 |
| Брикет из соломы | 14,51 | 4,0 |
| Брикет из древесной стружки | 17,17 | 4,7 |
| Уголь каменный (W=10%) | 27,00 | 7,5 |
| Уголь бурый (W=30…40%) | 12,98 | 3,6 |
Удобно брикеты подкладывать в топку: поверхность у них гладкая, заноз, в отличие от дров, себе не загонишь, руки, как при работе с углем, не испачкаешь. Есть еще одно преимущество: не нужно усовершенствовать или переделывать котел. Топили дровами? Просто покупаете брикеты и используете вместо дров.
Еще один плюс брикетов из лузги подсолнечника длительность горения: горят они минут сто-сто тридцать, а тлеют и вовсе шесть, а то и восемь часов. Немалый плюс — малая зольность: после сжигания килограмма этого брикета остается пепла со спичечный коробок или чуть больше (зависит от качества, но у нормальных брикетов зольность находится в пределах 4-7%), отсюда и большое количество тепла, которое выделяет единица топлива: перегорает оно полностью. Зола, образовавшаяся после сгорания, – отличное удобрение и ее можно выносить на грядки.
Цилиндрические брикеты из лузги подсолнечника. Они хуже переносят перевозку, но горят хорошоТеперь о недостатках. Недостаток, по сути, один: любые брикеты (и из лузги тоже) боятся влаги и при намокании могут рассыпаться. Потому требовательны к месту хранения: должны укрываться под крышей, в сухом помещении.
Часто как недостаток называют высокую цену. Если смотреть на стоимость килограмма, то цена действительно немалая. Но если посчитать стоимость одного киловатта энергии, картина получается другая. Хотите убедиться? Узнайте цену килограмма дров, угля, брикетов и т.п. Эту величину поделите на количество киловатт/часов из таблицы. Получите стоимость киловатта тепла по каждому виду топлива. Мы могли бы сделать сами, но цены в разных регионах – разные, да и ситуация на рынке меняется стремительно…
Можно встретить мнение, что топливные брикеты лузги подсолнечника засоряют дымоход так как содержат много масел. Если он сконструирован неправильно или неисправен, возможно. При наличии нормальной тяги котел работает ничуть не хуже, чем с дровами и чистить дымоход нужно не чаще.
Топливо из лузги подсолнечника может выглядеть и такЕсли рассматривать использование брикетов из лузги подсолнечника с точки зрения экологии, то это также очевидное благо: при сжигании лузги выделяется столько же углекислого газа, сколько и при разложении древесины. При сжигании газа CO2 выделяется в 15 раз больше, при сжигании кокса – в 30 раз больше, угля – в 50 раз больше. Выбросы других вредных веществ очень малы, ведь их в выращенном в нормальных условиях продукте просто быть не должно, а посторонних добавок технология не предусматривает.
Виды и формы брикетов. Есть ли разница и от чего зависит качество
Производят топливные брикеты трех разных форм, которые обычно называют по фирме, первой поставлявшей на наш рынок оборудование для брикетирования каждой из форм: NESTRO (нестро), RUF (раф), Pini-Kay (пини-кей). Различают брикеты по принципу прессования.
Экструдерные брикеты. Этот вид самый популярный на внутреннем рынке: топливо, произведенное по такой технологии удобно подкладывать в топку вручную. Характеризуются наличием внутри отверстия и оплавленной наружной поверхностью. Все дело в том, что прессование происходит при достаточно высокой температуре (до 350оС), в результате наружная поверхность брикета оплавляется, образуя жесткую пленку, которая повышает прочность брикета. Потому они лучше переносят транспортировку. Брикеты этого типа из шелухи подсолнечника имеют темную глянцевую поверхность. Продукты высокого качества на наружной поверхности трещин не имеют.
Экструдерные брикеты из лузги подсолнечника Pini-Kay (пиникей)Цилиндрические брикеты. Сырье уплотняется ударно-механическими прессами. Из установки выходит непрерывной полосой, которую потом можно делить на шайбы, куски и т.п. Форма может быть любая – круглая, квадратная, многоугольная (подбирается под запросы заказчика). На брикетах этого типа явно видны зоны большей и меньшей плотности (из-за особенностей работы пресса).
Прямоугольные брикеты. Получаются в результате работы гидравлических прессов, их плотность зависит от степени рыхлости исходного сырья.
Основной показатель качества брикета из лузги (и любого другого тоже) — его плотность. Чем плотнее топливо, тем больше тепла выдает. Например, брикет плотности 750кг/м3 тепла выдаст 14МДж/кг, плотности 1300кг/м3 – 31МДж/кг.
Играет роль и влажность исходного сырья. При влажности 4-10% получается топливо с оптимальными прочностными характеристиками, при высокой влажности на поверхности появляются трещины и брикет может развалиться. Потому при выборе обращайте на целостность наружной поверхности: наличие трещин говорит о низком качестве и недостаточно высокой теплотворной способности.
Форма брикетов может быть разной. На характеристики это не оказывает какого-либо влиянияОборудование по производству брикета из лузги семечки
Технология изготовления топливных брикетов из биомассы (к которой относится и шелуха подсолнуха, риса, гречихи и т.п.) такова:
- Сырье моют, сушат.
- Измельчают.
- Спрессовывают.
- Остужают.
- Пакуют.
Соответственно подбирается оборудование. Нужна будет сушилка и дробилка (молотковая или шредер), но главное – пресс (поршневой, экструзионный или шнековый). Может также понадобиться средства для транспортировки сырья и готовой продукции в цеху, установка охлаждения и упаковывающее оборудование.
Основное оборудование по производству любых брикетов — прессКак сделать пресс для самостоятельного изготовления брикетов
Сделать своими руками оборудование для производства топливных брикетов с использованием экструзии (прессования при высоких температурах) вряд ли под силу, а вот обычный пресс можно соорудить даже из подручных средств.
В этом видеоматериале продемонстрирован оригинальный подход. Сделать такой пресс – не самая сложная задача, а выход продукта с одной закладки получается приличный. Его с легкостью можно приспособить для прессования шелухи подсолнечника, только ее нужно будет предварительно измельчить.
А вообще, наш народ щедр на всякие выдумки. Культура реализации у всех разная, но кто как может, так и делает. Вот подборка фото, на которых также самодельные прессы для изготовления топливных брикетов, в том числе и из лузги подсолнуха.
Самый простой вариант самодельного пресса для брикетов из лузги, соломы, шелухи риса, гречки, опилокТакой пресс для брикетов из лузги, соломы, опилок тоже можно изготовить самостоятельноТакой пресс для брикетов из лузги, соломы, опилок тоже можно изготовить самостоятельно
технология, сырье. Как сделать топливный брикет своими руками?
Топливный брикет – это альтернативный материал, который позволяет быстро и качественно растопить печь или камин и прогреть помещение. При этом он имеет массу других преимуществ. На сегодняшний день этот вид топлива становится весьма популярным. Давайте рассмотрим, почему.
Достоинства представленного материала
Итак, главными преимуществами данных элементов являются следующие.1. Сделать топливный брикет своими руками достаточно просто, поэтому вы можете заниматься этим самостоятельно, используя при этом нехитрые устройства – прессы. Кроме того, вы можете даже организовать собственный бизнес.
2. Длительная продолжительность горения. Пылать брикет может от 1 до 4 часов. При этом он постоянно выделяет тепло.
3. Минимальное количество дыма, искр.
4. Экологическая чистота, так как брикеты топливные своими руками производятся из растительных и других натуральных материалов.
5. Экономичность. Стоимость одной тонны такого топлива значительно меньше такого же количества угля или дров. При этом энергоотдача гораздо лучше.
6. Практичность. Пепел, который образуется после сгорания брикетов, можно использовать в качестве удобрения.
7. Простота хранения. Представленный материал не занимает много места, может находиться в полиэтиленовых мешках. При этом он длительное время способен храниться в условиях повышенной влажности.
8. Применение в любых видах топливного оборудования: каминах, котлах, печах.
9. Неприхотливость в хранении.
Сферы применения материала
Перед тем как делать топливный брикет своими руками, необходимо разобраться, где же его можно использовать. Чаще всего материал применяется для отопления жилых домов, учебных заведений, учреждений питания.Кроме того, топливные брикеты можно использовать в складах, где сушатся и хранятся древесные материалы. Промышленные предприятия тоже часто применяют представленный вид топлива в сочетании с другими материалами. В любом случае представленный материал является максимально эффективным и экономичным, особенно по сравнению с другими видами топлива.
Какое сырье используется в производстве?
Перед тем как произвести топливный брикет своими руками, необходимо подобрать необходимый исходный материал и оборудование. Сначала разберемся, из чего же можно изготовить изделие. Итак, чаще всего в производстве применяются древесные и растительные отходы.
Например, вы можете в домашних условиях сделать брикет из растительной шелухи, опилок, соломы. Кроме того, разрешается также применять для производства такие материалы, как опавшие листья, стружка, сухие стебли растений, щепки, шелуха семян.
Естественно, для производства вам также понадобится вода, глина и другие вещества, которые смогут склеить сырье. В некоторых случаях можно добавлять крахмал. Вообще вы можете использовать для изготовления брикетов любой горючий мусор, который без толку лежит у вас на территории.
Применяемое оборудование
Для того чтобы сделать топливный брикет своими руками, необходимо правильно подобрать пресс или рубильную машину. Во время выбора пресса необходимо определиться, какую форму и площадь будут иметь элементы. Чаще всего изготавливаются круглые и прямоугольные брикеты.
Среди профессионального оборудования можно выделить шнековый, ударно-механический и гидравлический пресс. Первый аппарат способен выдавать восьмиугольные элементы с небольшим отверстием по центру. Они отличаются максимальной плотностью, поэтому обеспечивают самую высокую продолжительность горения. Гидравлический пресс производит прямоугольные элементы, обладающие самой маленькой плотностью, что обеспечивает высоких расход материала. Изготовление топливных брикетов в домашних условиях при помощи ударно-механического устройства дает вам возможность сделать материал любой формы. При этом элементы обладают средней плотностью.
Сделать машину для изготовления брикетов можно и дома. Для этого вам понадобится простенький пресс и форма (канализационная труба с просверленным отверстиями). Учтите, что во время изготовления представленного изделия вам нужно будет учитывать длину топки.
Технология изготовления материала
Производство топливных брикетов состоит из нескольких этапов:
1. Для начала следует измельчить отходы, которые будут использоваться для производства элементов.
2. В ту же емкость следует добавить сухую глину, которая будет служить связующим звеном.
3. Теперь в эту смесь необходимо добавить воды. Причем кашица должна получиться не слишком жидкой или густой. В любом случае масса должна хорошо лепиться. Кроме того, от количества воды зависит плотность брикета.
4. Полученную смесь необходимо залить в форму и приплюснуть ее прессом. Следите, чтобы из кашицы вышло как можно больше воды. После этого полученные изделия нужно тщательно просушить на солнце. Для того чтобы они были прочными, следует обложить каждый элемент бумагой или ветошью. После полного высыхания все брикеты можно сложить вместе.
Когда вы будете прижимать сырье прессом, вам придется приложить достаточно много усилий, чтобы выдавить из смеси как можно больше воды.
Полезные советы
Производство топливных брикетов своими руками — дело достаточно простое, хотя и трудоемкое. Учтите, что влажность каждого изделия не должна превышать 13 %. Для того чтобы элемент лучше горел, во время изготовления можно добавлять бумагу, которую нужно порвать на мелкие кусочки. А чтобы все составляющие части лучше склеились, в смесь можно добавить немного крахмала.
Учтите, что для различных видов отопительных приборов вам понадобятся разные брикеты. Например, для каминов хорошо подойдут торфяные и березовые элементы. Для бань, саун и мангалов лучше применять евродрова или древесные брикеты. Они могут и гореть, и медленно тлеть. Кроме того, они практически не выделяют никаких канцерогенных или других вредных веществ.
Теперь вы знаете, как сделать топливный брикет своими руками. Удачи!
Как сделать брикеты из древесного угля ： Компоненты и процессы
Древесный угольный брикет — это топливо, получаемое из древесного угля. По сравнению с традиционными видами топлива брикеты из древесного угля могут не только непрерывно выделять тепло, но и не выделять дыма и запаха во время горения.
Поэтому в последние годы он широко используется в быту и промышленности и стал самым популярным топливом во многих странах, таких как Кения, Ближний Восток, Уганда, Индия и т. Д.
Благодаря увеличению экономических выгод процесс производства древесноугольных брикетов стал одной из самых популярных отраслей переработки. Итак, каковы ингредиенты брикетов из древесного угля и как сделать брикеты из древесного угля?
Как сделать брикеты из древесного угля
Состав древесноугольных брикетов
Брикет древесного угля в основном состоит из двух частей: древесного угля, который используется для нагрева, и второстепенных ингредиентов.Древесный уголь — продукт неполного сгорания древесины или древесного сырья или пиролиза в условиях воздушной изоляции.
Его основной компонент — углерод, поэтому его можно использовать в качестве топлива. Второстепенные ингредиенты включают ускорители, белую золу и связующее для брикетов.
Компонент 1: древесный уголь
Древесный уголь составляет более 70% всех угольных брикетов. В качестве горючего материала, обеспечивающего тепло, сырьем для древесного угля может быть различная древесина, такая как бук, береза, твердый клен, орех пекан и дуб.
Древесный уголь в основном обрабатывается в печи. Обычно древесный уголь, производимый и тушенный в печи, называется черным древесным углем. Его преимущество заключается в том, что он легко воспламеняется, но он легко взорвется во время горения с коротким временем горения и большим количеством дыма.
Черный древесный уголь и белый древесный уголь
В то время как белый древесный уголь может окисляться и образовывать белую золу после обугливания, удаления из печи и закалки влажным песком.По сравнению с древесным углем черного цвета, он имеет более твердую текстуру.
Компонент 2: ускорители
Угольный брикет не может полностью контактировать с кислородом в процессе горения, поэтому ускоритель необходим для ускорения горения. Наиболее подходящим ускорителем является нитрат, который может не только обеспечивать кислород для ускорения горения, но и нагревать во время горения.
Однако это слишком дорого. В качестве отличного ускорителя с более низкой стоимостью можно добавить 10-20% опилок для эффективного увеличения скорости горения.
Опилки — хороший ускоритель для брикетов древесного угля.
Компонент 3: ясень белый
Как один из второстепенных ингредиентов, белая зола составляет всего 2–3% брикета древесного угля. Но он играет очень важную роль в процессе сжигания угольных брикетов.
Наблюдая за степенью побеления, мы можем судить о степени горения угольного брикета. Кроме того, поскольку белая зола не горючая, она может эффективно продлить время горения.
Белый пепел — по знаку степени горения
Компонент 4: связующее для брикетов.
Из-за отсутствия пластичности связующее необходимо добавлять в процессе изготовления древесноугольных брикетов. Доля связующего в угольных брикетах составляет около 5-7%.
3 вида связующих для угольных брикетов
Многочисленные факты показывают, что крахмал обладает лучшими характеристиками в качестве связующего материала.После того, как он желатинизируется, может образоваться густая паста, так что угольный порошок склеивается, чтобы облегчить последующее брикетирование.
Еще одним популярным связующим для брикетов является гуммиарабик или камедь акации. Однако по стоимости лучшим выбором будет макулатура.
При разных соотношениях составов конечный материал будет отличаться. Ниже приведены несколько подходящих рецептов изготовления брикетов из древесного угля:
Недорогие планы подбора материалов
Вот интересное видео, на котором мужчина делает свои брикеты в домашних условиях из обрезков дерева и коры.Посмотрите видео, чтобы немного повеселиться, и вы даже можете попробовать, если вам интересно.
Преимущества древесноугольных брикетов
- Высокая теплотворная способность (более 80% массы биомассы)
- Более длительное время горения, а также более равномерный и стабильный процесс горения
- Бездымный и безвкусный
- Легче (от 1/5 до 1/3 первоначального веса)
- Дешевле, чем кусковой древесный уголь
- Легко обрабатывать, упаковывать, транспортировать и использовать
Процесс изготовления брикетов из древесного угля
Как производить брикеты из древесного угля — это вопрос, который обычно волнует людей.Процесс изготовления брикетов из древесного угля можно разделить на пять этапов:
Шаг 1: карбонизация
Во-первых, обожгите сырье во вращающейся печи. Во время однонедельного процесса горения температуру необходимо поддерживать на уровне приблизительно 840-950 ° F (450-510 ° C).
После окончания сгорания закройте воздухозаборник, а после одного-двух часов выхлопа закройте выпускное отверстие. После двухнедельного периода охлаждения опорожните печь и измельчите обугленную древесину (древесный уголь).
Шаг 2: дробление
Используйте молотковую или вальцовую дробилку, чтобы раздавить обугленную древесину. Хотя различные виды древесины, такие как кора, сухая древесная щепа, влажная древесина и т. Д., Должны быть измельчены до разных размеров, обычно их можно измельчить на куски древесного угля размером до 5 мм ниже, чтобы получить высококачественные брикеты из древесного угля.
Шаг 3: сушка
Затем необходим процесс сушки. Если содержание воды превышает эмпирический верхний предел, температура поднимется, и объем внезапно расширится, что легко вызвать взрыв.Если содержание влаги слишком низкое, будет трудно отформовать. Используйте сушилку, чтобы снизить влажность до уровня, необходимого для образования брикетов, примерно наполовину (примерно до 15%).
Шаг 4: брикетирование
Брикетирование — ключевой этап формования древесного угля. После того, как сырье попадет в шариковый пресс, на него будут действовать три вида сил, а именно основная движущая сила брикетировочной машины, сила трения и центростремительная сила стенки.
Благодаря влажности, клеям, температуре (около 105 ° F или 40 ° C) и давлению роликов брикетировочной машины брикеты древесного угля могут сохранять свою форму, когда они падают со дна машины.
Брикетировочная машина для производства брикетов из насыщенного древесного угля.
Шаг 5: сушка
Загрузите брикеты древесного угля в сушилку примерно на три-четыре часа, чтобы нагреть их до 275 ° F (135 ° C) и снизить влажность примерно до 5%.
После производства брикеты древесного угля следует сразу же упаковывать в пакеты или хранить в силосах. Следуя вышеуказанным этапам, брикеты из древесного угля будут производиться с производительностью 2200-20 000 фунтов (1-9 метрических тонн) в час.
5 шагов для изготовления брикетов из древесного угля
Успешные кейсы линии по производству угольных брикетов Fote
Кения Линия по производству древесного угля производительностью 20 т / ч
Линия по производству угольных брикетов производительностью 20 т / ч в Кении Получить последнюю цену
| Производственная мощность | 20 т / ч |
| Материал обработки | уголь |
| Конфигурация оборудования | двухвальный смеситель, смеситель жидкости, питатель, машина для производства древесных брикетов, сушилка, конвейер и т. д. |
| Размер брикета древесного угля | 50 мм (в диаметре) |
| Форма угольного брикета | подушка |
Отзывы клиентов:
Брикет из древесного угля, сформированный на брикетировочной машине, более устойчив к высокому давлению, его нелегко сломать и его легко транспортировать.
.
Уганда линия по производству древесного угля производительностью 5-6 т / ч
Линия по производству древесноугольных брикетов производительностью 5-6 т / ч в Уганде Получить последнюю цену
| Производственная мощность | 5-6 т / ч |
| Материал обработки | уголь |
| Конфигурация оборудования | шнековый питатель, бак для смешивания жидкостей, миксер, машина для брикетирования древесного угля, сушилка для опилок, конвейер и т. д. |
| Размер брикета древесного угля | 30 мм (в диаметре) |
| Форма угольного брикета | круглый |
Отзывы клиентов:
Древесный угольный брикет, образованный брикетировочной машиной, горит дольше с большим количеством тепла и меньшим количеством дыма и загрязнений.
Преимущества древесноугольных брикетов при переработке
По сравнению с другими видами топлива, самым большим преимуществом брикетов из древесного угля является то, что они не загрязняют окружающую среду на протяжении всей обработки.
Преимущества процесса брикетирования древесного угля
- Отсутствие отходов: без добавления химикатов во время всей обработки брикета древесного угля необходимые второстепенные ингредиенты могут быть заменены опилками, макулатурой и т. Д. Не только отсутствуют отходы шлака, но и некоторые отходы могут быть переработаны и использованы повторно. создавать преимущества.
- Отсутствие отработанной жидкости: весь процесс не требует добавления или слива воды или какой-либо жидкости, поэтому это не приведет к загрязнению источника воды.
- Отсутствие отработанного газа: газ, образующийся при переработке брикетов древесного угля, представляет собой только водяной пар и некоторое количество горючего газа, не вызывающего загрязнения воздуха. Стоит отметить, что эта часть горючего газа может быть переработана и использована в качестве топлива, что в то же время может снизить стоимость.
Заключение
Судя по изложенному выше, переработать древесно-угольные брикеты не так уж и сложно. Но нам нужно обращать внимание на многие детали, такие как соотношение компонентов, влажность, которые напрямую влияют на конечное качество.
Поэтому автор рекомендует пользователям понимать и подтверждать каждый шаг и его детали предстоящей обработки древесно-угольных брикетов. А затем выберите надежного поставщика для закупки оборудования, необходимого для обработки, такого как дробилка, сушилка, брикетировочная машина и т. Д.
Как сделать брикеты из древесного угля ： Компоненты и процессАвтор: Jordan Джордан — автор блога, хорошо разбирающийся в этой отрасли.Самый что немаловажно, он искренне надеется помочь вам в ваших проектах.
Как сделать брикеты и пеллеты из биомассы
Энергия биомассы — четвертый энергетический ресурс в мире после угля, нефти и природного газа.
В отличие от других широко используемых источников энергии, биомасса является возобновляемым источником энергии.
Существуют различные типы биомассы, такие как отходы сельскохозяйственного производства, отходы лесного хозяйства и легковоспламеняющаяся биомасса, которые могут использоваться в качестве топлива из биомассы, которые богаты источниками и легкодоступны.
Кроме того, производство и переработка топлива, образующего биомассу, удобны, использование и эксплуатация просты, экономические выгоды значительны, а также оно безвредно и не загрязняет окружающую среду. Таким образом, исследования и продвижение брикетирования или гранулирования топлива из биомассы имеют большие социальные и экономические преимущества.
История брикетирования / гранулирования биоугляВ последние годы исследования и разработки технологии брикетирования / гранулирования биотоплива получили широкое внимание со стороны правительств и исследователей во всем мире.
С 1930-х годов в Японии изучается применение поршневой технологии с механическим приводом для обработки древесных отходов. В 1954 году была разработана машина для формования стержневого топлива. В 1983 году компания представила технологию производства топлива из пеллет из США. В 1987 году их было больше десятка. Введен в эксплуатацию топливный завод по производству окатышей, производящий более 10 000 тонн пеллет в год.
Для того, чтобы смягчить давление обычного дефицита энергии и загрязнения окружающей среды, Соединенные Штаты построили заводы по брикетированию корового топлива производительностью 250-300 тонн в сутки в 25 штатах.
Страны Западной Европы также придают большое значение развитию и использованию возобновляемых источников энергии из биомассы. С 1970-х годов они разрабатывают и производят штамповочно-брикетировочные машины и грануляторы. Италия, Дания, Франция, Германия, Швеция, Швейцария и другие страны последовательно построили более 30 заводов по производству пеллет из биомассы. И поршневые машины для брикетирования биологического угля с механическим приводом производят более 40 производителей.
Таиланд, Индия, Вьетнам, Филиппины и другие страны также построили ряд профессиональных заводов по отверждению и карбонизации биомассы в 1980-х годах.
Технология производства топлива из биомассыВ настоящее время технология производства топлива из биомассы в общих чертах делится на две категории: технология производства топлива с брикетированием в форме стержня из биомассы и технология производства гранулированного топлива из биомассы.
Технология производства топлива для стержневого брикетирования биомассы
Процесс создания топливной системы для отверждения биомассы осуществляется следующим образом.
Сырье биомассы измельчается в дробилке, а затем сушится или опрыскивается водой (различное оборудование для брикетирования требует разного содержания влаги в сырье.Когда сырье с повышенной влажностью, его нужно сушить с помощью сушильного оборудования. Пока исходная влажность слишком низкая, для увеличения влажности используется распыляемая вода. ), затем, после того как сырье удовлетворяет требованиям по влажности и размеру, оно проходит через брикетировочную машину Rob для изготовления брикетов из биогенного угля. Если требуется дальнейшая глубокая обработка продукта, можно провести карбонизацию для получения древесного угля с высокой теплотворной способностью.
Брикетировочная машина биотоплива имеет два типа: штамповочный брикет и шнековый брикет .
Штамповочная машина для брикетирования — это производство брикетирующего топлива путем возвратно-поступательного поршневого прессования в двух направлениях.
Шнековый брикетирование позволяет производить полое формовочное топливо в форме стержня высокой плотности с помощью спиральной экструзии (найти шнековый брикетировщик на briquettesolution.com), что может улучшить характеристики сжигания сыпучих отходов и повысить ценность отходов (брикеты можно изготавливать высококачественного древесного угля карбонизацией).
Брикетирование биотоплива производится из отходов переработки лесной продукции (опилки, стружка и т. Д.).) и отходы сельскохозяйственных культур (солома, рисовая шелуха и т. д.), используемые в промышленности и повседневной жизни или в качестве сырья для производства активированного угля.
Результаты производственных испытаний и анализа показывают, что преимущества брикетирующей машины заключаются в увеличении срока службы изнашиваемых деталей, снижении энергопотребления на единицу готовой продукции, стабильной работе, надежности брикетирования, низкой стоимости, коротком сроке окупаемости, защите окружающей среды. .
Технология производства гранулированного топлива из биомассы
Оборудование для гранулирования биотоплива условно подразделяется на гранулятор с кольцевой матрицей и гранулятор с плоской матрицей.
Принцип гранулятора с кольцевой матрицей заключается в использовании внутренней системы кольцевой формы, давление прикладывается изнутри наружу с помощью прижимного ролика, чтобы вызвать экструзию топлива. Машина представляет собой устройство для выдавливания топливных гранул с помощью формовочного ролика с внутренним кольцом.
Гранулятор с плоской матрицей является усовершенствованным типом оборудования для подачи гранул. Оборудование гранулируется при комнатной температуре, основной материал — древесные опилки с продуктом гранулированный.
Глубокая переработка биотопливных брикетовПосле превращения биологических отходов в биотопливные брикеты их можно использовать для следующих целей с глубокой переработкой.
- Переработанный в брикет из биологического угля, произведенный древесный уголь может заменить природный древесный уголь в качестве топливного угля, древесный уголь не содержит канцерогенов, особенно подходит для барбекю и т. Д.
- Выполните вторичную активацию для производства квалифицированного промышленного активированного угля для металлургического восстановления и науглероживания агент.
- В качестве адсорбента, используется в промышленности по охране окружающей среды.
- Применение порошка древесного угля, используемого на сельскохозяйственных угодьях, может эффективно улучшить температуру почвы, плодородие почвы и предотвратить появление вредителей и болезней.
- Использование угольной пыли для производства различных угольных брикетов с помощью машины для брикетирования древесного угля имеет относительно низкую стоимость и имеет высокую конкурентоспособность на рынке.
В гражданских печах в основном используются пеллеты, которые обычно представляют собой небольшую нагревательную плиту с полугазификацией и кухонную утварь.
В зоне газификации воздух используется для преобразования гранулированного биотоплива в горючий газ (древесный газ). Кислород воздуха взаимодействует с углем по следующей реакции:
C + O2 ——— CO2 + 408,86 кДж / моль; (1)
C + 1 / 2O2 —— CO + 123,30 кДж / моль; (2)
C + CO2 ——— 2CO + 162,7 кДж / моль; (3)
Чтобы получить высококачественный древесный газ, газификационная печь должна иметь достаточно горячего углеродного слоя для преобразования CO2, производимого по формуле (1), в CO по реакции формулы (3).
Это можно сделать с помощью печи-потребителя топлива на гранулах с более высоким тепловым КПД.
Применение биотопливных брикетов / пеллет в котлахБольшинство биотопливных брикетов / пеллет можно сжигать напрямую или в сочетании с углем без необходимости модернизации котла.
Лишь небольшое количество угольных котлов необходимо модифицировать для использования биотоплива из-за их различных дутья, температуры и режимов горения.
Биотопливные брикеты / пеллеты обладают характеристиками хорошего горения, отсутствия загрязнения и устойчивого развития.
С развитием технологии биотоплива ее экономические преимущества будут оптимизированы. С постепенным сокращением доступной энергии будет и дальше продвигаться и применяться биотопливо.
Создание альтернативного топлива в Уганде для помощи окружающей среде и расширения прав и возможностей женщин
(август 2007 г.) Рядом с вездесущими кучами зеленых бананов на рынках Уганды столь же вездесущи лежат мешки с древесным углем высотой 5 футов, что является основной причиной стремительного исчезновения лесов в этой стране.Древесный уголь и топливная древесина являются источниками энергии для подавляющего большинства населения, численность которого растет так быстро, что леса не могут успевать за ними.
В трущобах Наматала в маленьком городке Мбале на востоке Уганды эта нездоровая комбинация вырубки лесов и быстро растущего населения нанесла тяжелый ущерб группе перемещенных женщин. Они больше не могли найти древесный уголь, а когда могли, они не могли себе этого позволить. Они пришли к Джудит Апило и Шему Эвичу из Угандийского фонда гендерных прав (UGRF), организации, занимающейся улучшением жизни женщин, живущих в бедности.
Эвичу занималась семейным угольным бизнесом в течение 12 лет и понимала тяжелое положение женщин. Когда Ротари-клуб дал фонду книгу об использовании отходов для производства брикетов, фонд за гендерные права инициировал проект по созданию альтернативного источника топлива для приготовления пищи и, в то же время, расширению возможностей женщин для выхода из бедности.
«Здесь, в Африке, у женщин так много проблем», — говорит Апило, исполнительный директор фонда. «Мужчины могут выйти и оставить их с детьми без угля, без еды.Изготовление брикетов дает им возможность заработать немного денег и приготовить еду для всей семьи ».
UGRF получил грант в размере 35 000 долларов от Фонда Макнайта на покупку пяти брикетных прессов местного производства, на оплату обучения жителей Мбале их использованию и на аренду производственной площадки. В марте находящийся в США фонд Legacy Foundation, лидер в области топливных технологий, обучил 60 женщин производству топливных брикетов.
Факты об Уганде
| Население, 2007 | 28.5 миллионов |
| Прогнозируемое население, 2050 год | 117 миллионов |
| Коэффициент фертильности (среднее количество детей на женщину) | 6,7 |
| Ожидаемая продолжительность жизни при рождении | 47 лет |
| Плотность населения на квадратный километр | 118 |
| Плотность населения мира на квадратный километр | 49 |
Рост населения в поисках более редких дров
Молодой проект пытается решить очень большую проблему.По данным Фонда народонаселения ООН, к 2025 году население Уганды увеличится вдвое, а количество доступной древесины сократится на треть на человека. По данным Национального управления лесного хозяйства Уганды, 97 процентов населения используют древесный уголь и дрова для приготовления пищи.
Агентство ООН привело статистические данные о том, что сборщики дров — в основном женщины и дети — должны преодолевать все большие расстояния, чтобы собрать все истощающиеся ресурсы. Эти более длительные поездки могут быть небезопасными. По данным Национального управления по охране окружающей среды страны, нехватка дров означает, что некоторые домохозяйства используют продукты, которые легче приготовить, но потенциально менее питательны.
«Брикеты — это не только решение проблемы окружающей среды, — говорит Эвичу, — но они помогают».
Как производятся топливные брикеты
Технология топливных брикетов используется и в других местах Африки, но Мбале — единственное место в Уганде, где отходы превращаются в брикеты, которые можно сжигать вместо дров и древесного угля. В Мбале одновременно работают три пресса, на каждой из которых работает пять или более женщин, а иногда и мужчин. Брикеты в форме пончика состоят из выброшенной кофейной шелухи, рисовой шелухи, частиц древесного угля, опилок, древесной стружки и макулатуры.Бумага служит связующим для других материалов.
Женщины сначала тянут материалы из их источника на голове или на велосипедах. Рисовую шелуху можно получить бесплатно с рисовых мельниц, древесный уголь от отелей или других учреждений, древесную стружку от производителей мебели.
Материалы рвутся вручную, режутся молотилкой или измельчаются на более мелкие кусочки, используя большую ступку и пестик, затем смешиваются с водой и помещаются в трубу из ПВХ с отверстиями. Пресс выжимает воду из сырья и через отверстия, оставляя 4-дюймовый круглый брикет с отверстием в центре.Брикет сушат на деревянной решетке. Процесс занимает от одной до двух недель, и женщины могут производить от 350 до 400 брикетов в день на одном прессе.
С момента обучения UGRF «выпустил» 20 женщин и предоставил им два пресса для собственных нужд. UGRF финансирует половину стоимости прессов, а женщины обязаны возвращать вторую половину, когда они приносят прибыль. Пока, говорит Сильвия Ломокол, лидер одной группы женщин, они используют все брикеты, которые производят, и продают только несколько, когда к ним обращаются соседи.Любой доход возвращается в проект, в основном для покупки критически важной макулатуры, которую бывает трудно найти.
В то время как UGRF и Макнайт надеются превратить женщин в предпринимателей, сами женщины больше сосредоточены на насущных потребностях, поскольку они работают с прессами, некоторые из них с младенцем на спине.
«У меня нет расходов на уголь. Брикеты помогают в приготовлении пищи и очень дешевы », — говорит Маргарет Намбафу из Наматалы. «Я планирую продать их когда-нибудь, если у меня будет достаточно материалов.”
От пилотного проекта к самоокупаемости
Однако превращение проекта в бизнес потребует преодоления финансовых препятствий, подозрений местного населения и технологических проблем. По оценке Эвичу, для получения прибыли на одном прессе должны работать всего пять женщин и производить 400 брикетов в день. Отчасти из-за того, что работа очень трудна, женщины работают с прессом всего по три часа в день.
UGRF экспериментировал с ценами, сначала взимая 75 угандийских шиллингов за брикет или чуть меньше никеля, в конечном итоге снизив цену до 25 шиллингов для продвижения продукта.Эвичу говорит, что женщины должны получить прибыль в размере 35 шиллингов за брикет, и планируется, что увеличение спроса в конечном итоге приведет к увеличению цены до 75 шиллингов.
Брикеты дешевле древесного угля, что является основным аргументом в пользу продаж. Семья из 10 человек — не редкость в Уганде — использовала от 15 до 20 брикетов в день. Это будет стоить от 700 до 1000 угандийских шиллингов по цене 50 шиллингов за брикет, по сравнению с 4000 шиллингов в день за древесный уголь, как сказал Эвичу. В то время как древесный уголь можно долбить, а затем повторно использовать, брикеты распадаются с водой, поэтому поварам приходится сжигать только то, что они будут использовать для одного приема пищи; если они овладеют этой эффективностью, брикеты все равно будут дешевле, чем древесный уголь.
Но угандийцы подозревают, что брикеты не работают так же хорошо, как древесный уголь, и они не могут позволить себе экспериментировать с топливом. Итак, Апило и Эвичу берут с собой местную печь — сигири — чтобы показать, как горят брикеты, когда они демонстрируют продукт.
Работа над производственным процессом
UGRF экспериментирует со смесью материалов, используемых в брикетах. «Сначала они слишком много курили», — говорит Эвичу. В мае он и пять представителей UGRF отправились в Кению с EcoVentures International, некоммерческой группой, также продвигающей использование топливных брикетов, для сравнения опыта.Они обнаружили, что кенийцы ферментируют материалы — особенно бумагу — перед тем, как прессовать их. Это решило проблему дыма.
У этого проекта достаточно потенциала, и Ротари Интернэшнл надеется начать в этом году аналогичный проект в районе Габа Кампалы. Пол Эйбл из Blue Research, маркетинговой компании из Орегона, работающей с Rotary, называет брикеты «технологическим переходом», подобным тому, что произошло, когда люди перешли на древесный уголь из дров. «Это потенциально большой рынок», — говорит Абель.«Это переломный момент».
Тереза Морроу — писатель-фрилансер из Уганды.
Список литературы
ФондНаследие, www.legacyfound.org.
Eco-Ventures International, организация, поддерживающая устойчивое развитие, www.eco-ventures.org/briquetting.
Национальное управление по охране окружающей среды Уганды, Национальный отчет о состоянии окружающей среды, 2004-2005 гг. , см. Www.nemaug.org/soe2005.php, 31 июля 2007 г.
Преобразование биомассы и пластиковых отходов в брикеты на твердом топливе
В этой работе исследуется производство брикетов для домашнего использования из биомассы в сочетании с пластиковыми материалами из различных источников. Дополнительно были изучены характеристики горения брикетов в обычном открытом камине. Понятно, что геометрия брикетов не влияет на дымовыделение. Когда брикеты содержат небольшое количество полиэтилентерефталата (ПЭТ), горение становится более устойчивым из-за увеличения поступления кислорода.Уровни задымленности находятся между 3-м и 4-м классами шкалы дымности. Измеряя выбросы окиси углерода, было замечено, что сжигание пластика в смеси с биомассой увеличивает выбросы окиси углерода с 10% до 30% по сравнению с выбросами окиси углерода из выбросов биомассы опилок, которые использовались в качестве эталона.
1. Введение
В городах и других индустриальных ландшафтах источниками загрязнения в основном являются транспорт, промышленность и бытовая деятельность.Эти действия являются основной причиной явления, которое обычно называют изменением климата [1]. В ответ на изменение климата использование топлива из биомассы увеличивается, поскольку ведется поиск экологически безопасных (климатически) нейтральных видов топлива. Помимо климатических факторов, рост рыночных цен на традиционные ископаемые виды топлива привел к тому, что потребители отдали предпочтение альтернативным видам топлива [2]. Более того, взрыв цен на нефть и газ дал толчок к использованию возобновляемых источников энергии. Недавний переход от традиционных источников энергии к возобновляемым (ВИЭ) и их постепенное широкое использование — общая черта энергетической политики, принятой развитым миром.В Греции, в разгар экономического кризиса, потребление топливной древесины в городских районах имеет тенденцию к увеличению из-за каминов, используемых в жилых домах [3].
Кроме того, действует Директива 2000/76 / EC по сжиганию отходов, которая устанавливает пределы и требования для сжигания отходов [4]. Чтобы обеспечить выполнение этой директивы, Европейская комиссия предоставила европейским организациям по стандартизации мандат M / 298 на разработку технических средств для соответствия основным требованиям этой Директивы о новом подходе.В соответствии с этим мандатом был выпущен ряд стандартов для твердого биотоплива и твердого регенерированного топлива. Твердая биомасса и твердое регенерированное топливо в качестве топлива для сжигания включают твердые материалы (например, бревна или куски древесины) [5–8], обработанные материалы (древесная щепа, пеллеты) [9], отходы (переработанная древесина, побочные продукты сельского хозяйства) [10 , 11], газифицированные материалы (метанизация твердого топлива) [12] и сжиженные материалы (например, продукты этерификации) [13]. Эти виды топлива можно классифицировать по их происхождению и способу производства (стадии жизненного цикла).Первичный материал поступает специально для целей сжигания / выработки энергии, в то время как вторичный материал подвергается обработке для достижения предпочтительного формата сжигания (например, новая древесина, используемая для производства пеллет или щепы). Наконец, третичное топливо — это топливо, полученное из материалов, которые уже прошли большую часть своего жизненного цикла (например, восстановленные строительные материалы). Эти материалы затем перерабатываются, производя гранулы, щепу или брикеты для использования в качестве топлива для сжигания [5]. Твердое топливо можно сжигать в различных горелках и котлах с ручным и автоматическим управлением.Приборы классифицируются по их предполагаемому использованию и способам работы (периодическое или автоматическое). В этом исследовании рассматриваются только открытые камины. Остальные бытовые приборы для сжигания находятся в центре внимания. Открытые камины представляют собой простейший класс бытовых устройств для сжигания биомассы и твердых отходов, в которых зона горения расположена на простой решетке на твердом основании (например, из камня или кирпича). Как следует из названия, у открытых каминов есть хотя бы одна открытая сторона. Открытие зоны горения допускает значительные тепловые потери.Эти потери ограничивают максимально возможные температуры горения, ограничивают скорость горения и приводят к высоким концентрациям твердых частиц и выбросов газовой фазы [14]. Закрытые камины похожи по конструкции на открытые камины с добавлением боковых панелей, закрывающих зазор между вытяжкой и цоколем. Чтобы облегчить загрузку и чистку камина, с одной стороны прибора установлена дверца.
Циклы горения в системах отопления жилых помещений носят временный характер.Во время переходных циклов выделяются четыре четкие фазы, во время которых изменяются выбросы (зажигание, запуск, установившееся состояние и выгорание). Из всех этапов только на этап запуска приходится до 50% общих выбросов твердых частиц и до 70% органических материалов [5]. Частицы сажи (углеродистые) образуются в результате конденсации летучих органических материалов [5]. Известно, что помимо типа устройства на выбросы твердых частиц и газовой фазы влияют состав топлива и условия горения [15].Условия горения можно охарактеризовать в соответствии с соотношением воздуха и топлива для горения и концентрацией выбросов оксида углерода [5]. Окись углерода является показателем эффективности сгорания и, как известно, наносит вред здоровью человека [16, 17], в то время как интерес к органическому углероду и твердым частицам органических веществ возрос в последние годы, поскольку их роль в воздействии на климат и здоровье человека лучше изучена [ 18–20]. Высокие уровни сажи, выбросы твердых частиц образуются, когда соотношение воздух / топливо близко к 1 и монооксид углерода высокий (средняя концентрация более 1000 мг м -3 ), в то время как высокие уровни конденсируемых органических веществ образуются, когда воздух Соотношение количества топлива к топливу больше 4, и уровень монооксида углерода такой же высокий.В оптимальных условиях, когда соотношение воздуха и топлива близко к 1,5, а концентрация окиси углерода ниже 100 мг м −3 , производятся выбросы с высоким соотношением минеральных веществ и углерода [5].
В этой статье для производства брикетов использовалось различное сырье. Сырьем служили две разные серии бутылок для использованного смазочного материала, бутылки из полиэтилентерефталата (ПЭТ), полиэтилена высокой плотности (FIANTHENE 5502) и воск полиэтилена, две серии биомассы из ядра, буковые опилки, древесностружечные опилки и солома.Изготовленные брикеты сжигались на открытом огне, где измерялись температуры горения, а также количество выделяемой сажи по шкале дымности, окиси углерода и окиси азота.
Целью данной работы является изучение производственных характеристик брикетов для бытового использования. Дополнительно были изучены характеристики горения брикетов и их выбросы в обычном открытом камине.
2. Материалы и методы
Для целей настоящего исследования использованные пустые баллоны от смазочных материалов были собраны в мастерских по ремонту автомобилей.После сбора их размер был уменьшен примерно на 5% с помощью термоусадочной машины для коммерческого использования производства Carstens GmbH. Кроме того, пустые бутылки из полиэтилена также были получены от компании по переработке. Кроме того, были заказаны две серии биомассы из ядра, буковых опилок, древесностружечных опилок и соломы. На производство брикетов были поданы три патента: патент США 4561860 [21], патент США 4236897 [22] и европейский патент EP0262083 (A1) [23].С помощью установки компании по производству пластмасс на коммерческом прессе Adelmann BP 650 были изготовлены брикеты для каминов. Все брикеты имеют вес ок. 300 грамм. Для моделирования горения был установлен открытый камин в Афинском национальном техническом университете, в школе химического машиностроения, лаборатории технологий топлива и смазочных материалов. Схема установки показана на Рисунке 1.
Сырье и производимые брикеты были проанализированы, и были изучены основные свойства (летучие вещества, влажность, зола и связанный углерод).Элементный анализатор Carlo Erba 1108 CHNS-O использовался для определения содержания углерода (% по весу), водорода (% по весу), азота (% по весу) и серы (% по весу) в сырье и в производимые брикеты. Результаты представлены в таблицах 1 и 2 соответственно. Они были исследованы в соответствии со стандартными методами испытаний ASTM [24–27].
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Единица | 10% ПЭТ + 25% ПЭ + 65% опилок бука | 60% ПЭВП + 40% опилок бука | 25% бутылок из-под смазки 1 + 25% бутылок из-под смазки 2 + 50% опилок бука | 50 % HDPE + 50% соломы | 48% HDPE + 50% опилок бука + 2% Wax PE | 20% использованных бутылок со смазочным материалом 1 + 20% использованных бутылок со смазочным материалом 2 + 25% биомассы из ядра A + 25% биомассы из ядра B | Коммерческий продукт | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Летучие | % по массе | 86.9 | 89,3 | 84,5 | 85,7 | 89,25 | 82,7 | 90,25 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Влажность | % w / w | 3,2 | 2,6 | 2,8 4,7 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ясень | % по массе | 0,7 | 0,6 | 0,7 | 0,2 | 1,3 | 0,9 | 0,6 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Углерод | 2 | 7,5 | 12 | 11,3 | 7,1 | 13,2 | 4,45 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Азот | % мас. 1,6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Углерод | % по весу | 56,8 | 69,2 | 65,2 | 64,7 | 65,3 | 62,3 | 60,2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 9026 60,2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 11,4 | 10,7 | 10,4 | 10,5 | 9,6 | 9,8 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Сера | % w / w | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 0,1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Кислород | % по массе | 32,7 | 17,3 | 21,6 | 22,5 | 21,6 | 24,1 | 27,7 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 27,7 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3. Результаты и обсуждение
Для этой экспериментальной работы были использованы сырье биомассы и использованные бутылки для смазочных материалов. собраны с различных авторемонтных и автозаправочных станций в районе Афин. Кроме того, были собраны пластиковые бутылки с полиэтилентерефталатом.
Высокая и низкая теплотворная способность полученного сырья представлена на Рисунке 2.Легко заметить, что теплотворная способность бутылок с использованным смазочным маслом и полиэтилена выше, чем у других продуктов. Таким образом, пытались производить брикеты со стандартной средней массой ок. 300 гр, высокая теплотворная способность 31,40 МДж / кг и низкая теплотворная способность 29,31 МДж / кг.
Теплотворная способность произведенных брикетов показана на Рисунке 3. Остальные характеристики этих продуктов представлены в Таблице 2. Более высокая теплотворная способность наблюдается у брикета, который содержит 60% полиэтилена высокой плотности и 40%. % буковых опилок, в то время как более низкая теплотворная способность наблюдается для брикета, который содержит 10% полиэтилентерефталата, 25% полиэтилена и 65% буковых опилок.Все эти продукты были сожжены в открытом камине.
На рисунке 4 представлен диапазон температур горения для каждого исследованного брикета. Температуру регистрировали, когда пламя было во всю длину. Измерение температуры относится к области прерывистого пламени, которая находится над областью непрерывного пламени. В этой области температура пламени открытых каминов падает в зависимости от расстояния до факела. Дополнительно термопара была неэкранированной.Как легко видеть, более короткий диапазон появляется, когда брикет содержит биомассу в процентном отношении около 65%, полиэтилен и полиэтилентерефталат. Это ожидается, потому что повышенное количество кислорода, которое содержат эти брикеты, дает более стабильное поведение во время сгорания. Горение вышеупомянутого брикета похоже на сжигание древесины, и брикет сохраняет свою первоначальную форму.
На рисунке 5 показана шкала дымности при сгорании брикетов.Если уровень полиэтилена выше 40%, дым превышает девятую оценку (9+) по шкале. Когда биомасса составляет около 70% с процентным содержанием полиэтилена около 30%, дым находится между семью (7) и восемью (8) шкалами Бахараха. Также наблюдается, что когда процентное соотношение между биомассой и полиэтиленом немного сдвигается, вышеуказанная шкала не меняется. Кроме того, коммерчески доступный продукт имеет шкалу дымности девять (9). Сравнение выбросов оксида углерода и оксидов азота представлено на Рисунке 6.Очевидно, что когда брикет содержит пластик и биомассу, количество монооксида углерода увеличивается с 10% до 30% по сравнению с брикетом из чистой соломенной биомассы. Когда биомасса составляет около 70% с процентным содержанием полиэтилена около 30%, выбросы монооксида углерода увеличиваются на 10%. Кроме того, не наблюдалось никаких изменений при небольшом изменении процентного соотношения между биомассой и полиэтиленом. Напротив, с выбросами окиси углерода выбросы окиси азота снижаются от 20% до 35%.
Это ожидается, поскольку для брикетов, содержащих полиэтилен, не содержащий азота, количество азота, присутствующего в брикетах, значительно ниже, что приводит к снижению образования оксидов азота при сгорании. Аналогичные результаты наблюдаются, когда брикет содержит полиэтилентерефталат. При любых обстоятельствах количество выбросов оксида углерода и оксида азота лучше, чем выбросы от сжигания коммерчески доступного брикета.
4. Выводы
Все исследованные брикеты не имеют проблем в процессе сжигания. Используемый пластиковый материал имеет содержание полиэтилена от 30% до 70%. Основное наблюдение состоит в том, что брикеты с содержанием полиэтилена более 40% сильно сгорают и быстро теряют свою основную форму из-за высокой температуры сгорания.
С другой стороны, когда содержание полиэтилена превышает 40%, дым превышает уровень шкалы дымности 9+.Когда образцы брикетов имеют концентрацию 70% биомассы и 30% полиэтилена, дымность находится между 7 и 8 шкалой дымности. Также наблюдается, что дым не имеет измеренных изменений при незначительном изменении концентрации. Кроме того, геометрия брикетов не влияет на дымовыделение. Измеряя выбросы окиси углерода, было обнаружено, что сжигание пластика в смеси с биомассой увеличивает выбросы окиси углерода с 10% до 30% по сравнению с выбросами окиси углерода от выбросов биомассы опилок.Когда соотношение биомассы к пластику составляет 70–30, выбросы окиси углерода увеличиваются на 10% по сравнению с выбросами биомассы из опилок.
В отличие от выбросов оксида углерода выбросы оксида азота снизились с 20% до 35%.
Когда брикеты содержат небольшое количество полиэтилентерефталата (ПЭТ), горение становится более устойчивым из-за повышенной концентрации кислорода. Кроме того, уровни задымленности находятся между 3-м и 4-м классами шкалы дымности.Эти уровни аналогичны остальным образцам биомассы, которые сжигались в открытом камине.
Изучение возможностей и будущего технологии производства брикетов из биомассы для устойчивой энергетики
* Автор для переписки: Айшвария С., Департамент текстиля и одежды, Авинашилингамский институт домашнего образования и высшего образования для женщин, Тамилнад, Индия, тел .: +91 87549, электронная почта: [электронная почта защищена]
Дата поступления: 27.11.2018 г. / Дата принятия: 11 декабря 2018 г. / Дата публикации: 17 декабря 2018 г.
Ключевые слова: Биомасса; Брикет; Органические отходы; Управление отходами; Утилизация отходов; Брикетирование
Введение
Увеличение количества твердых отходов является серьезной угрозой в современном мире.Это вызывает большую озабоченность в наименее развивающихся странах (НРС) из-за проблем со здоровьем и окружающей средой, связанных с удалением отходов. Наблюдая, что 52% органических отходов и 26% вторсырья могут быть переработаны, это игнорирование переработки отходов и неэффективность существующей системы управления отходами является центральным моментом этой статьи [1]. В текущем сценарии постоянно растущих цен на топливо мы видим, что дрова и сжиженный нефтяной газ становятся слишком дорогими, а в случае бывшего материала они являются загрязняющими веществами.Мы не можем позволить себе принимать больше рисков из-за уже вызывающих тревогу изменений в парниковых газах и озоне [2]. Чрезмерная эксплуатация природных ресурсов является результатом увеличения численности населения, что подразумевает рост спроса на новые источники энергии. Многократный рост цен на топливо — еще одна важная движущая сила, которая вызывает потребность в изучении инновационных источников энергии.
Биомасса
Биомасса — это природный материал, который может использоваться в качестве источника топлива. Такие органические отходы могут быть разложены микроорганизмами (биохимическими) или термически уплотненными (термохимическими) для преобразования в форму энергии.Последний выбирают при брикетировании биомассы. Преимущества использования биомассы включают использование рыхлой биомассы и тем самым предотвращение загрязнения воздуха. Такая биомасса будет содержать больше кислорода и меньше углерода, что является хорошим свойством для брикетов [3]. Этот процесс помогает увеличить плотность и долговечность брикета, так как давление составляет 1000 кг / м3. Кроме того, важным фактором является то, что различные отрасли промышленности по всему миру используют уголь для тепловой энергии / отопления, что выделяет парниковые газы, которые будут причиной климатических изменений.Такое брикетирование биомассы будет хорошим источником дохода для сельского населения в дополнение к обеспечению экологически чистой энергии и устойчивости.
Природа биомассы
Отходы природы, такие как листья, древесина, древесные отходы, отходы сельскохозяйственных культур, отходы животноводства и водные отходы, могут быть использованы в качестве брикетов из биомассы ( Рисунок 1 ). Обычно они доступны бесплатно или по низкой цене. В такой стране, как Индия, с широким разнообразием флоры и фауны, неограниченный источник природных ресурсов открывает возможности для переработки органических отходов в источник энергии.Обычно природные материалы состоят из целлюлозы, гемицеллюлозы, лигнина и золы [4].
Как правило, биомассу нельзя использовать напрямую, так как она пушистая, неровная по форме и имеет низкую плотность. После уборки урожая фермеры считают их огромными проблемами, учитывая время, необходимое для разложения, сжигания или захоронения на свалке, и пространство, которое требуется при хранении отходов [5]. Выбор сырья огромен и разнообразен. Он включает в себя опилки, шлифовальную пыль, вторичные куски дерева, кору и ветки деревьев, сосновые иглы, дикую траву, кофейную шелуху, отходы подсолнечника, рисовую шелуху, скорлупу арахиса, скорлупу миндаля, стебли хлопчатника, жом сахарного тростника, листья, мусор и т. бесконечные возможности от природы.Прочая бамбуковая пыль, горчичная шелуха / стебли, сосновые иглы, отходы сахарных заводов, отходы джута, кокосовая сердцевина и другие отходы и остатки, такие как клещевина, стебли красного грамма, табачный стебель, отходы чая, пыль шлифовальной машины, кора деревьев, дикие травы и кустарники .
Брикетирование
Брикет из биомассы используется в бедных развивающихся странах в качестве альтернативы топливу для приготовления пищи. Из-за технических ограничений и отсутствия знаний технология брикетирования не пользуется большой популярностью в различных частях мира. Проблемы с производством и различное качество сырья являются важными факторами, снижающими популярность технологии брикетирования.Это метод, который включает прессование мелких частиц органических отходов со связующим в течение определенного периода времени, в результате чего получается гранула или брикетный блок (, рис. 2, ).
Преимущества брикетирования
Брикеты имеют более высокую тепловую ценность, низкую зольность и равномерную скорость сгорания, а также дешевле угля. Низкая влажность и высокая плотность брикетов обеспечивают лучшую эффективность котла. Некогда использованные нефть, уголь, бурый уголь невозможно заменить, но брикеты из биомассы можно переработать в компост.Отсутствие в брикетах серы, золы-уноса делает их экологически чистыми [6]. Дополнительным достоинством является конструкция идеального размера для полного сгорания. Брикеты обладают слабым дымом, без запаха и устойчивым пламенем. Есть добрая воля носить экологическую этикетку, потому что сокращение количества загрязняющих до сих пор отходов является важным фактором для маркетинга и его популярности.
С другой стороны, брикеты могут быть альтернативой дизельному топливу, керосину, мазуту, бурому углю, углю и дровам [7]. Во всех отраслях промышленности и в быту, использующих топливо и энергию, средства использования альтернативного топлива, такого как брикет из биомассы, могут быть очень обнадеживающими для мирового сектора возобновляемой энергетики.Готовый рынок, высокая прибыль, хороший потенциал роста, широкий выбор сырья, легкодоступность сырья делают выбор в пользу брикетирования. Простота хранения и транспортировки, заменитель угля — основная причина рассматривать брикеты из биомассы в качестве альтернативы энергии.
Процесс брикетирования
Ожидается, что влажность сырья будет менее 12%. Чтобы снизить значение в случае высокой влажности, его можно сушить на солнце или использовать роторную / турбо сушилку для биомассы [8].Собранные агроотходы обычно собираются и подвергаются дроблению, затем сушке и дальнейшему брикетированию. Путешествие проходит от винтового конвейера до бункера, а затем до купы через двигатель. По мере увеличения сжатия, повышения давления и температуры лигнин действует как естественное связующее и способствует уплотнению. Продукт будет выталкиваться, а затем охлаждаться, чтобы получить готовый продукт ( Рисунок 3 ).
Способы брикетирования
Существует три метода брикетирования: гидравлический, штамповочный и винтовой пресс для брикетирования ( Рисунок 4 ).Каждый из них имеет сырье разного размера и влажности, плотности, емкости, энергии, срока службы пресс-формы, ПЛК, шума, рабочей среды и пользователей, которые перечислены в Таблица 1 ниже.
| Гидравлический брикетировочный пресс | Брикетировочная машина штамповочного типа | Шнековый пресс для брикетирования | |
|---|---|---|---|
| Размер сырья / мм | 3-20 мм | 3-20 мм | 3-5 мм |
| Требуемая влажность сырья | 6% -18% | 10% -20% | 8% -12% |
| Профиль продукта | Φ = 70 мм | Φ = 70 мм Гранулы: 8 мм, 10 мм, 22 мм, 30 мм | Φ = 40 мм, 50 мм, 60 мм, 70 мм |
| Плотность продукта / г / см 3 | 0.8-1,2 | 0,9–1,3 | 1–1,3 |
| Производительность / кг / ч | 125 | 800-1200 | 180-1000 |
| Энергопотребление / кВт / т | 40-60 | 40-50 | 70-80 |
| Срок службы формы | 1000 ч-1500 ч, охлаждение пресс-формы не требуется | 1000 ч-1500 ч, требуется охлаждение формы | 1500-2000 |
| ПЛК | да | Да и виброустойчивость | НЕТ |
| Шум | Менее 70 дБ | Более 85 дБ | Около 80 дБ |
| Рабочая среда | Без пыли | Без пыли | Дым и пепел |
| Пользователи | Высокие требования с автоматическим контролем и рабочей средой, сложным сырьевым компонентом. | Высокие требования с производительностью (1-5 т / ч) | Обычно брикеты далее перерабатываются в брикеты из древесного угля |
Таблица 1: Различные типы брикетировочных машин и характеристики особенности каждого.
Тестирование брикетирования биомассы
Содержание влаги в сырье является наиболее важным параметром при выборе источника брикетов из биомассы. Приблизительный анализ и содержание влаги при 100 градусах Цельсия.Теплотворная способность представляет собой теплотворную способность брикета из биомассы. Его можно найти с помощью калориметра бомбы. Другие тесты включают температуру пламени, термогравиметрический анализ, время воспламенения, время горения, отсутствие токсичных газов в сгоревшем брикете биомассы, связанный углерод, плотность брикета, зольность, летучие соединения в газе [4,9].
Применение брикетов из биомассы
Брикеты из биомассы могут использоваться в текстильной красильной промышленности, в полиграфической промышленности, в молочной промышленности, в установках для керамической, химической экстракции и экстракции растворителями, кожевенной промышленности, производстве кирпича и в тепловых установках.Lehra Fuel Tech Pvt. Ltd, Пенджаб (одобрено IREDA) — одно из крупнейших производителей брикетирования в Индии [10].
Компании, занимающиеся брикетированием
Биомассу можно производить в гранулы или брикеты. Есть много успешных компаний, которые работают с этим, а именно German Pellets, Enviva, Pinnacle Renewable Energy Group, Pacific BioEnergy Corporation, Выборгская целлюлоза, Rentech, Graanul Invest Group, RWE Innogy, Lignetics, E-pellets, Drax Biomass, General Biofuels, BlueFire. Возобновляемые источники энергии, Pfeifer Group, Biomass Secure Power, Viridis Energy, Westervelt, Energex, Fram Renewable Fuels, Protocol Energy, Premium Pellet Ltd., Гранулы LG, Enova Energy Group, Corinith Wood Pellets, Maine Woods Pellet, Аппалачские древесные гранулы, Bear Mountain Forest Prod, Agropellets, West Oregon Wood Prod, Bayou Wood Pellets, Neova Vaggeryd, Aoke Ruifeng, DEVOTION, Sinopeak-bioenergy, Senon Renewable Energy, Equstock, Weige Bio-tech Energy, New Biomass Holding LLC, Verdo Renewables и Binderholz [10,11].
Разведочные исследования энергии посредством брикетирования
Многие исследования проводятся по использованию органических отходов для брикетирования.Водяной гиацинт, самое быстрорастущее растение, может быть экономичным, экологически чистым, считаться эффективным материалом для брикетирования. Материал может быть использован в качестве сопутствующего горючего на электростанциях, производящих энергию. Остатки биомассы в виде брикетов имеют прогрессивное будущее, поскольку золу после сжигания можно использовать в качестве компоста для улучшения почвы растений с лучшими химическими и гидрофизическими свойствами [12]. Освоение технологии брикетирования позволяет найти экономически выгодное и экологически безопасное решение.Исследование было проведено с использованием отходов хлопкоочистки для брикетирования и показало, что 52% тепловой потребности компании можно было удовлетворить за счет этого нового источника, альтернативного мазуту [6,13].
Также можно сравнить размер частиц, давление прессования и качество брикета. Уменьшение размера частиц и повышенное давление снизили скорость горения. Вместо использования потенциального источника энергии путем сжигания и выделения парниковых газов, можно проводить исследования для повышения эффективности и качества производимых брикетов из биомассы.Поскольку биомасса производится из материалов, которые помогают снизить содержание CO 2 в воздухе, они считаются нейтральными по отношению к CO 2 . Обращение с отходами в этой технике также является гигиеническим [5,12].
Исследование соломы, рисовой шелухи и опилок также может быть объединено в брикет с использованием технологии прессования с комбинированным рычагом (из дерева), который уплотняется без использования тепловой энергии. Комбинация связующего и биомассы варьировалась и тестировалась. Уменьшается соотношение вяжущего и биомассы, уменьшается теплотворная способность, снижается летучесть, уменьшается влажность, увеличивается зольность (древесина имеет минимум золы), увеличивается количество связанного углерода [11].Исследователи сосредоточили внимание не только на соломе и шелухе, но и на ветках, падающих с деревьев. Другое исследование использования веточек Pterocarpus indicus для брикетирования объясняет, что веточки были смешаны с крахмалом тапиоки в различных пропорциях, из которых 90:10 имеет самую высокую теплотворную способность. Было доказано, что чем меньше размер частиц, тем лучше качество брикета. Эксперименты также подтвердили, что более высокое давление улучшает качество брикета. Частицы размером 60 меш прессовали под давлением 2 МПа.Температура пламени составляла 515 ° C, время воспламенения 251 секунда, время горения 6590 секунд и скорость горения 0,00303 грамм / секунду [5].
Из риса и кофейной шелухи маниока и глины в качестве связующих были изготовлены брикеты. Физические свойства, прочность при падении и теплотворная способность зависят от типа используемого связующего. Механическая целостность и целостность брикета при хранении может быть определена путем испытания брикета на падение. HHV маниоки с кофейной шелухой и рисовой шелухой составляли 22-23 МДж / кг и 16-17 МДж / кг. Значение для глины с кофейной шелухой и рисовой шелухой составляло 13-20 МДж / кг и 10-14 МДж / кг.По сравнению с глиной и маниокой, последний показал себя как отличное связующее с сопротивлением падению до 94%.
Скорлупа арахиса и отходы сахарного тростника (жмых) были смешаны с мукой из маниоки (тапиоки) и пшеничной мукой в качестве связующих веществ. Были взяты два типа, а именно карбонизированные и негарбонизированные, и сравнены при двух различных уровнях давления. Выбранные источники (агроотходы) были карбонизированы, и 1000 граммов полученного материала (биоуголь из скорлупы арахиса и жома) были смешаны с 30, 50, 70, 90 г связующих и брикетированы при низком давлении.Другой комплект брикетов высокого давления был разработан со связующим и без него. Образец 1 содержал 1000 граммов скорлупы арахиса без связующего, образец 2 — 250 граммов связующего вещества из муки маниоки, образец 3 — 250 граммов связующего вещества из пшеничной муки, брикетированных при высоком давлении 230 МПа. Теплофизические свойства оценивали с помощью термогравиметрического анализа. Калориметр бомба для определения теплотворной способности. Температура пламени также была проверена. Испытание на падение было проведено для проверки уплотнения частицы в брикете.Теплотворная способность и сопротивление падению оказались хорошими для негарбонизированных брикетов со значениями 16 МДж / кг и 99%. Карбонизированные брикеты из отходов скорлупы и жома арахиса имеют теплотворную способность 21-23 МДж / кг [9].
Рисовые отруби, шелуха и пальма брикетировали на многопоршневом прессе местного производства. Шелуха-отруби и все три отруби-шелуха-пальма имели хорошие топливные свойства ( Рисунок 5 ). Результаты показали, что теплотворная способность меньше, чем у древесного угля, и также низкое время запуска [9].
Заключение
Брикетирование или гранулирование — это процесс улучшения характеристик биомассы как возобновляемого источника энергии путем уплотнения. Плотность означает меньший объем, необходимый для того же количества выходной энергии. Брикетируемое сырье должно иметь цель повысить ценность существующего продукта. Это может быть снижение транспортных расходов или использование материала в качестве топлива, цель должна быть ясной. Крошечный размер частиц (уменьшен с 60 до 1200 кг / м3), эффективность горения на 40%, отсутствие дыма и золы, а также простота транспортировки являются ключевыми факторами для продвижения брикетов с целью сбережения энергии.
Источники
- Bundhoo ZMA (2018) Управление твердыми отходами в наименее развитых странах: текущее состояние и существующие проблемы. J Mater Cycles Waste Manag 20: 1867-1877.
- Мухаммад С.Н., Мухаммад А.А., Абдул Н., Анджум М. (2016) Разработка и изготовление экструдера для биомассы с размером брикета диаметром 50 мм. Innov Ener Res 5: 128.
- Акхирадж Б., Анирбан С., Димбендра К. (2018). Экспериментальные исследования по улучшению свойств биомассы топлива методом брикетирования.Int J Innov Res Sci Eng Technol 7: 9431-9438.
- Джадхав П.В., Шашикант Д., Кедарнатх С. (2016). Система брикетов из биомассы: экологически чистые источники тепловой энергии. Int J Innov Res Sci Eng Technol 5: 1165-1171.
- Anggono W, Sutrisno, Suprianto FD, Evander J, Gotama GJ (2018) Исследование брикетов биомассы из отходов веток pterocarpus indicus в качестве альтернативной возобновляемой энергии. Int J Renew Energy Res 8: 1393-1400.
- Хуан Б., Чжао Дж., Гэн И, Тиан И, Цзян П. (2017) Выбросы парниковых газов в текстильной промышленности Китая, связанные с энергетикой.Ресурс Консерв Ресайкл 119, 69-77
- Резания С., Понрадж М., Дин М.Ф., Сонгип А.Р., Сайран Ф.М. и др. (2015) Разнообразные применения водяного гиацинта с упором на устойчивую энергетику и производство для новой эры: обзор. Обновите Sust Energ Rev 41: 943-954.
- Lubwama M, Yiga VA (2018) Характеристики брикетов, полученных из рисовой и кофейной шелухи, для домашнего приготовления в Уганде. Обновите энергию 118: 43-55.
- Ndindenga SA, Mbassib JEG, Mbachamc WF, Manfula J, Graham-Acquaaha S, et al.(2015) Оптимизация качества брикетов из побочных продуктов помола риса. Энергетическая поддержка развития 29: 24-31.
- Lubwama M, Yiga VA (2017) Разработка скорлупы арахиса и брикетов из жома в качестве экологически безопасных источников топлива для приготовления пищи в домашних условиях в Уганде. Renew Energ 111: 532-542.
- https://medium.com/@ReportsonIndia/india-biomass-briquette-market-efad1a33cd36
- https://www.jaykhodiyar.com/how-to-briquette-the-biomass/
- https: // energypedia.info / wiki / Биомасса_Брикеты_% E2% 80% 93_Production_and_Marketing
Уплотнение сельскохозяйственных остатков для устойчивого производства энергии: обзор
Аннотация
Глобальный спрос на устойчивую энергию растет в связи с урбанизацией, индустриализацией, ростом населения и развитием. Преобразование больших объемов ресурсов биомассы, таких как остатки / отходы сельского хозяйства, могло бы повысить энергоснабжение и способствовать развитию энергобаланса. Остатки биомассы в сельских и промышленных центрах огромны, и плохое обращение с этими остатками приводит к нескольким неописуемым экологическим угрозам.Энергетический потенциал этих остатков может предоставить странам возможности трудоустройства и дохода. Производство и использование разнородной биомассы в качестве сырья для производства энергии посредством уплотнения может способствовать увеличению разнообразия энергетических культур. Увеличение спроса на возобновляемые и чистые источники энергии, вероятно, увеличит спрос на остатки биомассы для производства возобновляемой энергии за счет уплотнения. Это снизит экологические проблемы, связанные со сжиганием и сбросом этих остатков в открытом поле.Уплотнение — это процесс уплотнения частиц вместе посредством приложения давления с образованием твердого топлива. Уплотнение товарного вида обычно осуществляется с использованием обычных процессов под давлением, таких как экструзия, винтовой пресс, поршневой пресс, гидравлический поршневой пресс, роликовый пресс и пресс для поддонов (кольцо и плоская матрица). На основе уплотнения методы уплотнения можно разделить на уплотнения при высоком, среднем и низком давлении. Обычными процессами уплотнения являются брикетирование, гранулирование, разгрузка и нарезка кубиками.Они производят твердое топливо с желаемыми характеристиками топлива — физическими, механическими, химическими, тепловыми характеристиками и характеристиками горения. Топливные брикеты и пеллеты имеют множество преимуществ и применяются как в быту, так и в промышленности. Однако для рационального и эффективного использования биомассы в качестве твердого топлива ее необходимо охарактеризовать, чтобы определить ее топливные свойства. Здесь представлен обзор уплотнения остатков биомассы как источника устойчивой энергии.
Ключевые слова: Биомасса, брикетирование, уплотнение, топливо, сырье, гранулирование, устойчивая энергетика
Введение
Устойчивая энергетика является основой социально-экономического роста любой страны.Он играет важную роль в национальной и межконтинентальной дипломатии. Это рыночный продукт для получения национального и международного дохода, который может финансировать государственные программы развития и инноваций (Ajimotokan et al. 2019a). Энергия — это вклад в производство продуктов и услуг в промышленности, транспорте, здравоохранении, образовании и сельском хозяйстве, а также инструмент для политики и безопасности. Стремление обеспечить чистую, экологически чистую, возобновляемую и устойчивую энергию продолжало расти, поскольку в течение длительного времени предпринимались попытки уменьшить ухудшение состояния окружающей среды из-за использования ископаемого топлива.Это важно для обеспечения здорового образа жизни и зеленой окружающей среды.
Устойчивая энергетическая система — это надежный, экологически чистый и экономичный источник энергии, который эффективно использует доступные на местном уровне ресурсы в качестве основного сырья или сырья для его производства (Ojolo et al. 2016; Suberu et al. 2012; Ahmad et al. др., 2016). Это энергия, которая не вызывает ухудшения окружающей среды, как при использовании ископаемого топлива. Он гибок в отношении новых технологий, прибыльности и государственных решений.Среди возобновляемых источников энергии, которые демонстрируют свойства устойчивости, энергия биомассы демонстрирует благоприятные характеристики, которые должны быть многообещающими и доступными в течение последних нескольких десятилетий. Этот источник энергии широко эксплуатировался, возможно, из-за его большого количества, рентабельности и естественной природы (Donepudi 2017). Кроме того, поскольку биомасса сохраняет замкнутый углеродный цикл без чистого повышения содержания углекислого газа в атмосфере, это происходит из-за операций по пересадке предыдущего урожая, в котором используется углекислый газ, выбрасываемый традиционными источниками энергии.
Мировой спрос на устойчивую энергию растет из-за роста урбанизации, индустриализации, роста населения и развития. К сожалению, доступная инфраструктура для снабжения, особенно в сельской местности, ограничена. Согласно глобальной оценке, более половины населения не имеет доступа к устойчивой форме энергии (Ahmad et al., 2016; Muhammad, 2019; Manouchehrinejad, Mani, 2018; Meda and Dumonceaux, 2018; Tuates et al., 2016a). Большая часть этого населения проживает в развивающихся странах и обычно находится в неблагоприятном положении.Они в значительной степени зависят от примитивной биомассы как основного источника энергии, что создает опасность для здоровья и несколько неописуемых рисков. Исследования показали, что в большинстве сельских районов имеются обширные доступные ресурсы для производства возобновляемой энергии (Oyedepo et al.2019). Несмотря на доступность, доступ к чистой энергии для многочисленного населения ограничен. Преобразование обилия ресурсов биомассы, таких как сельскохозяйственные отходы, которые большую часть времени утилизируются путем захоронения и сжигания для производства полезной энергии, могло бы повысить энергоснабжение за счет поощрения энергобаланса.Энергетический потенциал этих остатков может предоставить странам возможности трудоустройства и дохода вместо того, чтобы создавать опасность для окружающей среды.
Ресурсы биомассы можно преобразовать в полезную энергию с помощью нескольких обработок, таких как уплотнение. Потребление продуктов уплотнения увеличилось с 2 миллионов до 37 миллионов тонн с 2000 по 2015 год в связи с увеличением мирового спроса на энергию. Это привело к увеличению потребления энергии примерно на 92% (Gauthier 2015). С 2011 года, когда производство и потребление пеллет достигли равновесия, многие электростанции в Соединенном Королевстве полностью перешли на использование твердого топлива из биомассы в качестве сырья (IEA 2011).В 2013 году в мировом производстве окатышей лидировали страны ЕС (50–12,2 млн тонн), за которыми следовали США (и Канада (31%), Китай (9%), Россия (7%) и остальные (4%). ), что в совокупности составило около 24,5 млн тонн. Мировое потребление окатышей соответствовало порядку — Европа и Великобритания (23,2 млн тонн), США и Канада (2,7 млн тонн), Россия (1 млн тонн), Азия (0,9 млн тонн). тонн), а остальное — около 0,3 миллиона тонн (Solorzano et al., 2017). Аналогичная тенденция наблюдалась в 2016 году, когда общее потребление окатышей составило ~ 27.8 миллионов тонн (Готье и др., 2017). Учитывая недавнюю тенденцию в глобальном переходе к энергетике и государственную политику в отношении использования энергии биомассы, ожидается, что потребление продуктов уплотнения будет продолжать расти и составит более 50% мировых возобновляемых источников энергии (Solorzano et al.2017; Готье и др., 2017).
Потребление продуктов других видов обработки биомассы (таких как газификация, анаэробное сбраживание, пиролиз, торрефикация) также увеличивается в последние годы, чтобы достичь цели ЕС по достижению 32% возобновляемых источников энергии к 2030 году.Количество биогазовых и биометановых заводов в ЕС выросло примерно до 17 783 в 2017 году, при этом выработка электроэнергии составила 65 179 ГВт-ч (тенденции по биогазу на 2021 год; Скарлат и др., 2018). Производство биотоплива также растет, причем в Европе больше всего потребляется биодизельное топливо. Отрасль производства биотоплива в Европе все еще находится на стадии развития: с 2016 по 2017 год потребление выросло примерно на 8% (Achinas et al.2019). Смесь биодизеля в ископаемом топливе Европы выросла примерно до 6.4% в 2019 году. Германия является крупнейшим производителем биотоплива после Европы: около 3000 миллионов литров в 2019 году и годовое потребление около 2600 миллионов литров (рынок биодизеля в Европе в 2021 году). Снижение производства и потребления было зафиксировано в 2020 году из-за пандемии коронавируса. Однако в ближайшие годы ожидается улучшение производства и потребления (Renewables 2020).
В 2015 году ежедневное потребление нефти в мире составляло около 92 миллионов баррелей, что сделало ее основным мировым источником энергии.Это составляет около 33% мирового производства энергии, за которым следуют уголь (24%) и природный газ (21%). Остающийся процент приходится на возобновляемые источники энергии (19,1%) и ядерную энергию (2,6%) (EIA 2021; Annual Reporting on Renewables 2015). Примерно 50% мировых возобновляемых источников энергии производится из биомассы — дров / биоугля (23%), биотоплива (22%), биогаза (5%). Остальные 50% приходятся на гидроэлектрическую, ветровую, солнечную и геотермальную энергию с примерно 26, 18, 4 и 2% соответственно (Ren et al.2014).
Энергия биомассы составляет около 15% от общемирового энергоснабжения, и они в основном используются для отопления и приготовления пищи, особенно в развивающихся странах (Rabiu et al.2019). Прогнозировалось, что к 2060 году использование биомассы для производства энергии увеличится примерно до 200 экджоулей по сравнению с уровнем применения в 1990-х годах (Adeleke et al.2019). Исследования также показали, что к 2050 году доля возобновляемых источников энергии в общем объеме потребляемой энергии увеличится с 55% до примерно 75%.Поэтому Европейский Союз полон решимости и в настоящее время работает над увеличением доли биомассы в возобновляемой энергии примерно до пятидесяти процентов (Swiechowski et al.2019).
В настоящее время практически невозможно полностью заменить традиционные виды топлива возобновляемыми источниками энергии оправданным образом. Однако использование разнородной биомассы в качестве сырья может способствовать увеличению разнообразия исходного сырья биомассы и энергетических культур. Ожидается, что увеличение доли возобновляемых источников энергии приведет к увеличению спроса на биомассу из сельскохозяйственных остатков, что снизит экологические проблемы, связанные с их удалением.
В настоящее время агроотходы являются одними из общих ресурсов в развивающихся странах, которые могут прояснить топливные, энергетические и экологические проблемы. Он имеет ограниченные недостатки, такие как низкая насыпная плотность и плотность энергии, проблемы с транспортировкой, нестандартные размеры, низкое содержание связанного углерода, высокое содержание летучих, низкая теплотворная способность, низкая эффективность сгорания и т. Д. (Crawford et al.2015; Sedlmayer et al.2018). ; Pimchuai et al.2010). В большинстве случаев эти ограничения обычно затрудняют использование биомассы в качестве топлива.Однако были разработаны технологии, позволяющие минимизировать, если не устранить эти ограничения. Эти технологии предлагают привлекательную среду для использования некоторых групп биомассы для удовлетворения потребностей в энергии как в сельских, так и в городских районах за счет уплотнения. Уплотнение — это процесс уплотнения частиц вместе посредством приложения давления с образованием твердого топлива. Давление уплотнения заставляет частицы сырой биомассы сцепляться и слипаться во время погрузочно-разгрузочных работ, транспортировки и сжигания. Эти процессы включают брикетирование, гранулирование, разгрузку и кубовку (Akogu and Waheed, 2019).Уплотнение биомассы необходимо для уменьшения или устранения проблем, связанных с прямым использованием биомассы. Уплотнение уменьшило бы проблему высокой емкости хранения и транспортировки, связанную с прямым использованием биомассы. Это улучшает структурную однородность, плотность энергии и теплотворную способность сырой биомассы. Это уменьшило бы чрезмерную зависимость от древесины в качестве топлива. В целом, уплотнение сделает биомассу подходящей для использования в дальнейших процессах конверсии, таких как процессы предварительной термической обработки.Когда сырая биомасса сравнивается с продуктом уплотнения, сырая биомасса демонстрирует низкий тепловой КПД, низкую эффективность сгорания, высокое содержание влаги, низкую теплотворную способность, низкую плотность энергии, высокую эмиссию дыма и парниковых газов, неоднородность по размеру и форме, трудность для используются и используются, и они производят пыль, которая представляет опасность для здоровья людей в окрестностях.
Таким образом, эта рукопись представляет собой обзор уплотнения биомассы как устойчивого источника энергии для различных приложений.Статья состоит из восьми разделов. Раздел 1 — это «Введение». Общий обзор технологии уплотнения представлен в Разд. «Уплотнение биомассы». В разделе «Формы уплотнения биомассы» обсуждались различные формы технологий уплотнения, в то время как в разд. «Характеристика сырья и продуктов уплотнения» рассказывает о характеристиках сырья и продуктов уплотнения. Преимущества, недостатки и применение уплотнения подробно описаны в разд.«Преимущества, недостатки и применение уплотнения и его продуктов», в то время как недавние исследования в области уплотнения биомассы представлены в разд. «Последние исследования». Раздел «Недостатки и предлагаемые возможные решения» определяет недостатки, связанные с уплотнением биомассы, и предлагаемые решения. Рекомендации по дальнейшим исследованиям приведены в Разд. «Рекомендации для дальнейших исследований». Рукопись закончилась перечислением резюме и выводов в разд. «Заключение».
Уплотнение биомассы
В этом разделе обсуждалась необходимость уплотнения биомассы. Были обсуждены различные виды сырья, которые можно использовать, и процедуры для процессов уплотнения. В этом разделе также была освещена химия, лежащая в основе процессов уплотнения — влияние давления и размера частиц. Были перечислены формы процесса уплотнения, а общие формы процессов уплотнения подробно обсуждались в следующем разделе.
Необходимость уплотнения биомассы
Обработка огромного количества биомассы требует больших затрат энергии и трудозатрат, что является одним из основных финансовых факторов, препятствующих использованию биомассы для устойчивого производства энергии и тепла.Уплотнение биомассы — многообещающее решение проблемы высокой емкости хранения и транспортировки, ограничивающей использование биомассы. Это улучшает структурную однородность, плотность энергии и автоматическую подачу в котельных системах непрерывного действия (Stelte et al. 2010; Chico-santamarta et al. 2012). Продукты уплотнения, такие как гранулы / брикеты, предпочтительнее древесной щепы по теплотворной способности и влагосодержанию во многих ответвлениях. Эти продукты требуют меньше контейнеров для перевозки того же количества энергии, чем сырье (Poyry 2015).
Уплотнение биомассы — это признанный механический технологический процесс, который набирает популярность уже более века. Самая ранняя запатентованная процедура уплотнения биомассы была зарегистрирована в Чикаго в 1880 году Уильямом Гарольдом Смитом (Stelte 2011). Преобразование биомассы в твердое топливо высокой плотности позволяет прояснить проблему, вызванную твердыми отходами и высокой зависимостью от древесины в качестве топлива в развивающихся странах (Akande and Olorunnisola 2018; Tembe et al.2014). Это эффективное средство использования сельскохозяйственных отходов для производства чистой энергии и социально-экономического развития (Ikubanni et al.2019).
Сырье для уплотнения и механизм
Сегодня сырье, используемое для уплотнения, в основном состоит из древесных остатков (таких как древесная щепа, стружка и опилки), травы (остатки зерна или энергетических культур) и сельскохозяйственных остатков (включая сельскохозяйственные, промышленные отходы и агроотходы). В большинстве случаев биомасса оценивается с использованием коэффициентов пересчета плотности вновь появляющегося запаса, которые часто рассчитываются в единицах объема в м. 3 . Уплотнение биомассы в твердое топливо делает биомассу однородной по размеру и форме для работы без напряжения (Oyelaran and Sanusi 2019; Jiang et al.2016). Это делает его пригодным для использования в процессах термической конверсии, например, газификации, совместном сжигании с углем, сжигании и пиролизе (Bazargan et al. 2014).
Механизм уплотнения можно разделить на пять категорий: межфазные силы и силы притяжения, образование твердых мостиков, капиллярное давление, адгезия и когезия, а также механическое сцепление (Peng et al. 2015; Mitchual 2014). Во время уплотнения естественная адгезия заставляет частицы вступать в тесный контакт, в то время как механическое давление заставляет частицы сцепляться.Это приводит к образованию твердых мостиков из-за затвердевания компонентов стеклования в частицах из-за сжатия и нагрева. Механическое давление расплавило или размягчило естественное связующее (лигнин) в процессе уплотнения, что привело к образованию сцепления и твердых мостиков между частицами. В период уплотнения твердые перемычки образуются в результате спекания, химических реакций, затвердевания связующего, кристаллизации размягченных компонентов и затвердевания нагретых веществ (Tumuluru et al.2011,2010). Приложенное давление снижает температуру плавления частиц сырья, заставляя их течь навстречу друг другу. Это приводит к увеличению площади контактной поверхности и смещению точки плавления к состоянию свежего баланса. Если давление уплотнения высокое, это может привести к дроблению частиц исходного материала, что приведет к раскрытию клеточной структуры и обнаружению пектина и белка, которые функционируют как естественные связующие, которые повышают прочность продуктов уплотнения (Crawford et al.2015; Mitchual 2014; Бермудес и Фидальго 2016). При повышенном давлении выдающиеся прочностные свойства достигаются за счет улучшенного притяжения и сил Ван-дер-Ваальса, а также водородной связи, которая сокращает расстояние между сквозными частицами (Zhai et al. 2018).
Уплотнение товарного вида обычно осуществляется с использованием традиционных процессов под давлением, таких как экструзия и поршневой тип (Rabiu et al.2019; Tilay et al.2015; Mopoung and Udeye 2017; Nicksy et al.2014). Наиболее распространенными процессами уплотнения являются брикетирование и гранулирование.Они производят твердое топливо с желаемыми топливными свойствами. Подробные особенности общих процессов уплотнения биомассы обсуждаются в Разд. «Формы уплотнения биомассы».
Формы уплотнения биомассы
В этом разделе обсуждались различные формы уплотнения биомассы. Также представлены достоинства и недостатки каждой формы уплотнения. Обсуждаются некоторые существенные факторы, влияющие на их работу и выпускаемую продукцию.
Брикетирование
Брикетирование — это один из традиционных процессов уплотнения, используемых для производства твердого топлива (Karunanithy et al.2012; Kumar et al. 2017). Он включает в себя смешивание частиц сырья и приложение давления. Это процесс уплотнения однородных или неоднородных сыпучих горючих материалов в продукт с более высокой плотностью для целей производства топлива (Kumar et al., 2017; Oladeji, 2015; Ajobo, 2014; Supatata et al., 2017). Биомасса с низкой насыпной плотностью превращается в топливные брикеты с высокой концентрацией энергии и плотностью посредством брекетирования. Он улучшает физико-механические свойства и свойства горения (Ajiboye et al.2016; Tuates et al. 2016b; Oladeji et al. 2016). Высокое механическое давление заставляет частицы сырья слипаться и слипаться, гарантируя отсутствие разделения во время хранения, сжигания и транспортировки (Промди и др., 2017; Тулу и др., 2016). Брикетирование может производиться как со связующим веществом, так и без него. Связующие агенты добавляются, чтобы помочь скрепить частицы сырья, особенно материал биомассы без пластичности (Zubairu and Gana 2014; Ikelle et al. 2014). Предполагается, что связующий материал будет горючим.Однако можно использовать негорючее связующее, которое эффективно в небольших количествах. Некоторые материалы, используемые в качестве связующих, включают глину, крахмал, магнезиальную известь, гудрон, смолу, гипс, асфальт, сульфитный раствор, смолу, патоку и цемент (Zubairu and Gana 2014). Для производства высококачественных брикетов рекомендуется оптимальное соотношение связующее / адгезив 5–25% (Oladeji and Enweremadu 2012; Espuelas et al. 2020; Ajimotokan et al. 2019b). Брикетирование может производиться с применением тепла или без него.Применение тепла в большинстве случаев улучшает механическую прочность конечных продуктов (Deiana et al. 2004; Alhassan and Olaoye 2015).
Чтобы правильно понять пригодность сырья для брикетирования, очень важно знать физико-химические и термические характеристики сырья, которые могут влиять на его свойства в качестве топлива. Физические свойства включают объем пустот, содержание влаги и насыпную плотность, а химические характеристики включают приблизительный и окончательный анализы и теплотворную способность.Рабочие параметры, учитываемые при брикетировании, включают давление, время пребывания и температуру, в то время как параметры сырья включают содержание влаги, размер частиц и внешние добавки (Oladeji 2010). Эти параметры можно оптимизировать, чтобы можно было производить брикеты хорошего качества. Оптимальная температура и давление брикетирования составляют от 100 до 250 ° C и 50–250 МПа соответственно, а оптимальное время пребывания составляет от 4 до 25 минут (Stelte 2011; Ahiduzzaman and Sadrul Islam 2013; Alaru et al.2011; Chou et al. 2009; Marsh et al. 2007). Для успешного и эффективного брикетирования требуется сырье с диапазоном содержания влаги 5–15% и размером частиц 1–10 мм (Mopoung and Udeye 2017; Maia et al. 2014).
На основе уплотнения методы брикетирования можно разделить на три категории: уплотнения при высоком давлении, среднем давлении (плюс нагрев) и низком давлении (со связующим) (Oladeji 2015; Grover and Mishra 1996a). Во всех этих методах брикетирования твердое сырье является исходным ресурсом, а частицы сырья можно приблизительно идентифицировать в конечном продукте.Брикетирование под высоким давлением улучшает адгезию и механическое сцепление между частицами сырья. Это вызывает образование межмолекулярной связи в областях контакта частиц. Лигнин (естественный связующий агент в биомассе) размягчается при повышенных давлении и температуре, что приводит к образованию адсорбционного слоя внутри частиц сырья биомассы. Приложенная извне сила, такая как давление, увеличивает площадь контактной поверхности и вызывает молекулярные силы, которые повышают прочность связи между прилипшими частицами.При брикетировании образуются разные связи. Эти связи могут возникать за счет сил притяжения, сил Ван-дер-Ваальса, сил когезии и адгезии, а также сил сцепления, возникающих в результате приложенного давления, тепла и связующего.
Сырье прессуется в форме, а конечный продукт процесса называется брикетом. Брикеты могут быть разных размеров и форм в зависимости от конфигурации формы (Oladeji 2015). Брикет — это твердое горючее вещество, используемое в качестве топлива для инициирования и поддержания огня (Mohammed and Olugbade 2015).Топливо в виде брикетов является многообещающим, поскольку в нем мало или совсем нет летучей золы и серы. Он имеет высокую эффективность сгорания, легко воспламеняется и тщательно подобран по размеру, чтобы обеспечить полное сгорание и долгое время горения (Alhassan and Olaoye, 2015). Если произведено по сниженной цене и доступно потребителям, оно может служить заменителем ископаемого топлива, древесного угля и дров для домашнего приготовления и промышленного использования (Wamukonya and Jenkins 1995; Oyelaran and Tudunwada 2015). После высыхания его можно хранить при комнатной температуре.Хранение при повышенных температурах может сделать брикеты слишком сухими и затруднить воспламенение. Однако низкая температура хранения может размягчить брикеты и сделать их недолговечными во время горения. На рисунке (Ajimotokan et al. 2019c) показаны образцы брикетов, а на рисунке (Sharma et al. 2015) показана схема процесса производства брикетов из биомассы. Брикеты производятся на брикетировочной машине. Поршневой пресс и винтовой пресс — это две машины, которые неоднократно использовались для производства топливных брикетов.Метод брикетирования с помощью винтового пресса был изобретен в Японии в 1945 году (Grover and Mishra 1996a). В таблице представлены различные типы брикетировочных машин с указанием их характеристик, достоинств и недостатков.
Образцы топливных брикетов (Ajimotokan et al. 2019c)
Схема процесса производства брикетов из биомассы (Sharma et al.2015)
Таблица 1
Брикетировочная машина с их характеристиками, достоинствами и недостатками
| Станок тип | Изображение | Характеристики | Достоинства | Недостатки | Ссылки |
|---|---|---|---|---|---|
| Поршневой пресс | Исходное сырье сжимается в матрицу с помощью возвратно-поступательного перемещения поршня поршневойПроизводимые брикеты обычно имеют концентрическое отверстие Тип высокого давления | Эффективное и равномерное сгорание за счет большей площади поверхности Надежность с долгим сроком службы Простота обслуживания Меньший износ и оторвать Энергопотребление минимальное | Требуется е частое техобслуживание Невозможно использовать для производства карбонизированных брикетов Произведенные брикеты неоднородны | Sharma et al.(2015), Янг и Хеннас (2003), Гаффар и др. (2015) | |
| Шнековый пресс | Непрерывная экструзия сырья с помощью конического красителя с внешним нагревом Экструзия осуществляется с помощью специально разработанного шнека Производимые брикеты полностью твердые Обычные, более однородные и могут выдерживать сила удара без крошки Тип высокого давления | Снижает шум Используется как для карбонизированных, так и для негуглеродных брикетов Производимые брикеты высокого качества Брикеты однородны и подходят для газогенератора | и износ Высокое энергопотребление Требуемые специфические свойства сырья | Tuates et al.(2016a), Гровер и Мишра (1996a), Янг и Хеннас (2003), Гаффар и др. (2015) С разрешения | |
| Гидравлический поршневой пресс | Приводится в действие электродвигателем через гидравлическую систему Тип низкого давления | Легкий и уплотненный Может брикетировать с более высоким исходным сырьем влажность | Медленнее с более низкой производительностью Обычно имеют меньшую насыпную плотность | Гровер и Мишра (1996a), Янг и Хеннас (2003), Шума и Мадийра (2019) |
Пеллетирование
Пеллетирование был принят в качестве метода управления отходами биомассы и обработки и производства твердого топлива для нескольких применений.Продукт гранулирования называется пеллетом — твердым топливом, которое характеризуется большой насыпной массой и высокой плотностью энергии. Некоторые логистические характеристики, такие как хранение, погрузка и разгрузка и транспортировка, выгодны при использовании гранул. Преобразование биомассы в гранулы значительно снижает образование пыли, снижая риски сельскохозяйственных остатков и негативные последствия во время использования, погрузочно-разгрузочных работ и операций. По сравнению с процессом брикетирования, основное отличие заключается в матрицах. Матрицы для гранулирования обычно имеют меньший диаметр (примерно до 30 мм), и в машине есть матрицы, расположенные в виде расточных отверстий в толстом стальном кольце диска.Ролик матрицы используется для вдавливания сырья в отверстия. Кольцо и плоская матрица — два основных типа прессов для гранул (Stelte 2011; Djatkov et al. 2018; Bhattacharya and Salam 2014). Гранулы выталкиваются из штампов в горячем виде, после чего их разрезают на отрезки, примерно в два раза превышающие диаметр (Oladeji 2015). Плоский тип изготавливается с диском с круглыми отверстиями, на котором вращаются ролики, а кольцевые типы — с вращающимся кольцом с отверстиями, на которое ролики прижимаются к внутренней границе.Производительность пресса-гранулятора не зависит от плотности исходного материала, что отличает его от поршневого или винтового пресса. Роликовый пресс с зубчатым колесом и круглой матрицей является наиболее стандартизированной машиной для производства гранул (Oladeji 2015; Sugathapala and Chandak 2013). Изначально эта машина была разработана для производства кормов для животных. Он работает путем экструзии гранул через фильеру с несколькими отверстиями (Oladeji 2015; Sugathapala and Chandak 2013). На рисунке показаны образцы окатышей, а на рис. Схематически изображен пресс-гранулятор с матрицей.
Образцы окатышей (Graham et al., 2017)
Схема пресса с кольцевой матрицей (Klinge et al., 2020)
Производство окатышей с хорошими физико-механическими свойствами во многом зависит от двух основных параметров: параметров процесса и сырья. Гранулометрический состав, содержание влаги и однородное распределение смешанных материалов являются важными параметрами исходного сырья (Кирстен и др., 2016). Параметры сырья существенно влияют на свойства окатышей.Исходное сырье с плотно упакованным распределением частиц, вероятно, даст гранулы высокой плотности. Производство гранул при оптимальном содержании влаги обычно приводит к получению гранул с хорошими характеристиками. Однако оптимальная влажность различается для всех видов сырья. Содержание влаги в сырье существенно влияет на долговечность гранул. Кроме того, гранулометрический состав исходного материала существенно влияет на физико-механические свойства гранул — насыпную, сырую и расслабленную плотность, прочность на сжатие, ударопрочность и водостойкость, а также долговечность.
К важным параметрам процесса относятся геометрия матрицы, зазор матрицы и ролика, а также производительность пресса (скорость потока). Наиболее важными параметрами процесса являются давление и температура сжатия (Кирстен и др., 2016). Параметры процесса взаимосвязаны; увеличение одного параметра может привести к уменьшению или увеличению другого параметра. Например, повышение температуры приведет к снижению давления гранулирования. Кроме того, давление гранулирования обычно увеличивается по мере уменьшения размера частиц исходного материала.Геометрия матрицы, зазор между роликом и матрицей также влияют на характеристики гранул. Диаметр фильеры существенно влияет на плотность и долговечность получаемых гранул. Гранулы большего диаметра имеют гранулы высокой плотности с хорошими характеристиками долговечности, хотя влияние длины матрицы на свойства гранул было незначительным (Bhattacharya and Salam 2014; Kirsten et al. 2016).
Производство гранул из биомассы, такой как остатки сельскохозяйственных культур, требует понимания механизма связывания биомассы.Агро-остатки обычно удерживаются вместе с помощью взаимосвязанных связей. Таким образом, для закрытия отверстий и зазоров между частицами во время производства гранул требуется соответствующее распределение частиц по размерам. Подобно процессу брикетирования, добавление связующего или клея может улучшить сцепление гранул биомассы и их прочностные свойства. В случае древесной биомассы частицы удерживаются вместе твердыми мостиками за счет размягчения лигнина и взаимной диффузии соседних частиц. Кроме того, образование мостиков может происходить с естественными связующими веществами, такими как белки, крахмал и лигнин, при определенных температурах процесса и содержании воды.Водородная связь и силы Ван-дер-Ваальса также важны при образовании древесных гранул (Кирстен и др., 2016; Лестари и др., 2017). В большинстве случаев древесная биомасса является основным сырьем для производства пеллет. Тем не менее, есть области, где древесина недоступна или недостаточна для удовлетворения преобладающего рыночного спроса на топливо из биомассы. Это преобладает в интенсивном сельском хозяйстве, где сельскохозяйственные остатки доступны в больших количествах и по более низким ценам, чем древесина (Дятков и др., 2018).
Следует отметить, что любое сырье, рассматриваемое для производства окатышей, должно обладать достаточной энергоемкостью.Энергосодержание сырья измеряется в единицах плотности энергии на единицу веса или объема. Плотность энергии на единицу объема сырья имеет большое значение, учитывая объем сырья, который необходимо использовать в процессе преобразования энергии. Сырье с более высокой плотностью энергии требует меньшего объема сырья для производства гранул с заданным количеством энергии (Zych 2008).
Недавние исследования
В этом разделе представлены недавние исследования по уплотнению биомассы.Обзор был сосредоточен на статьях, в которых представлены результаты по факторам, влияющим на физические, механические свойства и характеристики горения топлива из твердой биомассы.
Методы
Обзор новейшей литературы был выполнен с использованием метода, использованного Thürer et al. (2018). Были изучены и отобраны только статьи, в которых представлены недавние результаты по уплотнению биомассы (остатков агро-остатков). В результате большой отчетности и точности рецензируемые статьи были взяты из базы данных ScienceDirect для получения высококачественных статей.Избранные статьи были ограничены рецензируемыми статьями. Поиск в базе данных ScienceDirect проводился с использованием следующих поисковых терминов: уплотнение; брикетирование; брикет; гранулирование; пеллета; связующее; добавка; выбросы парниковых газов; предварительная обработка сырья; физические свойства; механические свойства; тепловые свойства; химические свойства и свойства горения. Ключевое слово «биомасса» использовалось для смещения поиска по базе данных. Чтобы ограничить результаты поиска контролируемой статьей, результаты поиска были ограничены в зависимости от названия статьи и года публикации (с 2019 по 2021 год).Однако в 2017 и 2018 годах было рассмотрено очень мало статей, непосредственно относящихся к интересующей области. Тщательно отобранные статьи были проанализированы на основе метода исследования, результатов и выводов.
Обзор новейшей литературы
В связи с возобновлением глобального интереса к разработке альтернативных и экологически безопасных видов топлива из сырья биомассы, которое могло бы служить заменой традиционным видам топлива, были предприняты большие исследовательские усилия для изучения факторов, влияющих на физические , механические, химические или композиционные, горючие и термические свойства при производстве твердого топлива с использованием биомассы в качестве сырья (Ajimotokan et al.2019c; Junga et al. 2021; Бердыховский и др. 2021; Тапа и Энгелькен 2019). Эти факторы включают, помимо прочего, содержание влаги (Бердыховский и др. 2021; Ян и др. 2021), гранулометрический состав (Олатунджи и др. 2020; Матковски и др. 2020a), температуру процесса (Бердыховский и др. 2021; Ян et al.2021; Riva et al.2019), наличие добавок (Song et al.2019), смешивание сырья (Junga et al.2021; Thapa and Engelken 2019), совместное смешивание исходного сырья с углем, происхождение сырья, уплотнение давление (Ajimotokan et al.2019c; Бердыховский и др. 2021; Ян и др. 2021; Song et al. 2021) и предварительная термическая обработка (Канг и др., 2020; Мартин и др., 2020; Павлак-Кручек и др., 2020). Подробный обзор различных факторов, влияющих на качество твердого топлива, можно найти в Gilvari et al. (2019). Исследования проводились с использованием сырья из разных источников, таких как Польша (Бердыховский и др. 2021), Колумбия (Хуан и Гонц 2020), Индия (Дхоте и др. 2020; Раджпут и др. 2020), Миссисипи (Тапа и Энгелькен, 2019), Корея (Park et al.2020), Филиппины (Navalta et al.2020), Нигерия (Ajimotokan et al.2019b), Китай (Xia et al.2019), Южная Африка (Shuma and Madyira 2019) и Польша (Czeka et al.2018) среди других стран. . Некоторые из недавно сообщенных видов сырья включают скорлупу орехов кешью (Ifa et al.2020; Chungcharoen and Srisang 2020), жмых сахарного тростника (John et al.2020; Setter et al.2020), опилки (Ajimotokan et al.2019b; Yang et al. 2021; Afsal et al.2020; Wang et al.2020), рисовая шелуха и рисовые мозги (John et al.2020; Faverzani et al.2020), скорлупа пальмовых ядер и гроздь плодов масличной пальмы (Cabrales et al.2020; Osei et al.2020), кожура цитрусовых (Faverzani et al.2020), ситкинская ель и косточка оливок (Трубецкая и др., 2019), мискантус, пшеница, ячмень (Mitchell et al.2020), орех арека (Chungcharoen and Srisang 2020), грибы (Rafael et al.2020) и продукт на основе древесного угля из биомассы (Ajimotokan et al. 2019b; Lubwama et al.2020; Jelonek et al. . 2020; Конг и др. 2020). Как правило, государственная политика в отношении возобновляемых источников энергии, выбросов парниковых газов и спроса на энергию во многом определяет рост использования твердой биомассы в любом регионе (Bajwa et al.2018). Основное глобальное применение твердого топлива из биомассы — это производство электроэнергии, бытовое и промышленное отопление (Bajwa et al. 2018). Были проведены исследования для улучшения характеристик топлива на отдельном сырье, а также на смеси сырья (Шума и Мадийра, 2019; Мартин и др., 2020; Раджпут и др., 2020; Парк и др., 2020; Навальта и др., 2020). Для достижения желаемых характеристик угля, особенно для промышленного применения, было изучено совместное уплотнение биомассы с углем или коксом (Ajimotokan et al.2019b; Song et al. 2019). Уплотнение смесей биомассы и совместной смеси с углем значительно улучшает свойства твердого топлива, такие как физические (плотность), механические (прочность на сжатие), термические (теплотворные способности) и свойства горения (приблизительные) (Navalta et al.2020). Исчерпывающий обзор совместного уплотнения биомассы можно найти у Kang et al. (2019).
Улучшающие свойства топлива, такие как физико-механические свойства и свойства горения, связующие (органические, неорганические и составные), а также некоторые химические вещества включаются в качестве добавки в процессе производства твердого топлива (Bajwa et al.2018; Zhang et al. 2018). В литературе сообщалось, что различные связующие и их смеси влияют на свойства топлива (Zhai et al. 2018; Shuma and Madyira 2019). Примерами связующих, широко используемых при производстве твердого топлива из биомассы, являются крахмал (Ajimotokan et al.2019c; Navalta et al.2020; Merry et al.2018; Hu et al.2019), меласса (Zhai et al.2018; Wang et al. al.2019; Barriocanal 2020), биогудрон (Cong et al.2021), каменноугольный деготь (Barriocanal 2020), ксантан и гуаровая камедь (Espuelas et al.2020), термопласты (Song et al.2021), пиролизное масло (Riva et al.2019), карбонат кальция (Matkowski et al.2020b), содержание глицерина (Martín et al.2020; Juan and Gonz 2020; Xia et al.2019 ; Azargohar et al.2019), рекуперированный поливиниловый спирт (Rajput et al.2020; Hu et al.2019), отработанное кулинарное масло и отработанное смазочное масло (Rajput et al.2020), парафин (Xia et al.2019; Barriocanal 2020 ), красной глины и гумата натрия (Song et al., 2019), кожуры маниоки (Ajimotokan et al., 2019b), щелочного лигнина и L-пролина (Azargohar et al.2019), коровий навоз и кактус (Shuma and Madyira 2019) и гидроксид кальция (Merry et al. 2018). Исчерпывающий обзор связующих для уплотнения и механизмов уплотнения можно найти в Zhang et al. (2018). Были проведены исследования с использованием различных процентных соотношений связующего и его смесей с другими параметрами процесса, такими как температура процесса и давление уплотнения, для получения топлива с оптимальными свойствами. Процентные отклонения составляют 5–10% (Espuelas et al. 2020), 2–10% (Matkowski et al. 2020b), 0–10% (Juan and Gonz 2020), 5% (Ajimotokan et al.2019b), 1–10% (Xia et al. 2019), 10–20% (Wang et al. 2019), 4% (Merry et al. 2018). Стандарт ISO определяет диапазон процентного содержания (<4 мас.%) Связующего, который должен использоваться для разработки твердого топлива. Недавно было разработано связующее (PVA-EPC-пептиды) из животного белка и материалов особого риска для твердого производства (Shui et al. 2020). При содержании связующего <3 мас.% Проявленное связующее проявляет превосходные связывающие свойства. Сообщалось также, что парафин показал хорошие связывающие свойства при добавлении 4% при производстве топлива (Xia et al.2019). Изучив эффект использования различных связующих для целей уплотнения биомассы, Florentino-Madiedo et al. рекомендуется битумное связующее, особенно в сочетании с лигнином поверх патоки и парафиновых связующих из-за его большей текучести по Гизелеру, меньших выбросов и лучшей прочности (Xia et al.2019; Barriocanal 2020). Для улучшения механических свойств настоятельно рекомендуется связующее на основе l-пролина и поливинилового спирта (Hu et al., 2019; Azargohar et al., 2019). Кроме того, использование био-смолы и термопласта существенно повышает физическую и механическую стабильность топлива (Song et al.2021; Cong et al. 2021 г.). Добавление пластика до 10% при усилии уплотнения 300 кН позволит получить топливо с оптимальными свойствами, сопоставимыми с углем (Song et al. 2021). Размер и форма частиц, а также их распределение влияют на механизм связывания, который, в свою очередь, влияет на качество твердого топлива (Matkowski et al. 2020a). Была проведена оценка влияния характеристик естественного связывания сырья на параметры процесса производства брикетов (Afra et al. 2021). Было обнаружено, что связующие нано-лигноцеллюлоза и наноцеллюлоза проявляют лучшие связывающие свойства по сравнению со связующим лигнином.
Использование некоторых присадок отрицательно сказывается на свойствах топлива. Например, сообщалось, что добавление связующего, такого как биомасса, увеличивает выбросы парниковых газов при сжигании топлива. Однако добавление 3% гашеной извести устраняет или ослабляет эффект парниковых газов (Cong et al. 2021). Кроме того, подкисленный оксид кальция использовался как десульфурированный, в то время как смесь молибдена и кальцийгастрина, как сообщается, использовалась в качестве подавителя дыма (Song et al.2019). Выбросы сверхмелкозернистых твердых частиц при сжигании топлива из биомассы представляют большую экологическую угрозу для людей. Но недавно каолин, модифицированный фосфорной кислотой, был разработан в качестве топливной добавки для смягчения этого эффекта за счет возможности снижения выбросов и достижения более высокой температуры плавления золы и тенденции к шлакованию (Kri et al.2018; Cheng et al.2021; Gehrig et al.2019) . Небольшое добавление каолина (0,2 мас.%) Может снизить выброс твердых частиц. Однако сообщалось, что мощность выбросов пропорциональна концентрации кислоты (Cheng et al.2021; Gehrig et al. 2019).
Уплотнение биомассы можно проводить при комнатной температуре (Espuelas et al. 2020). Однако предварительный нагрев сырья перед уплотнением улучшает физико-механические свойства (Ajimotokan et al. 2019a; Ojolo et al. 2016). Сообщалось, что предварительная термическая обработка улучшает термические свойства топлива и его характеристики сгорания (Xia et al., 2019; Cong et al., 2021; Sharma and Dubey, 2020). Cong et al. сообщили, что повышение температуры уплотнения свыше 20 ° C отрицательно повлияет на механические свойства топлива (Cong et al.2021 г.). Напротив, сообщалось, что более высокая температура уплотнения дает оптимальные характеристики (Junga et al. 2021; Berdychowski et al. 2021; Riva et al. 2019). Согласно отчету Navalta et al., Механическое уплотнение не оказывает значительного влияния на характеристики горения твердого топлива (Navalta et al.2020). Однако механическое уплотнение увеличивает энергию, сжимает и ослабляет плотности (Ajimotokan et al. 2019c). Обработка твердого топлива термическим способом рекомендуется для улучшения характеристик горения, особенно когда топливо предназначено для промышленного применения (Riva et al.2019; Navalta et al. 2020; Xia et al. 2019; Bajwa et al. 2018). Свойства горения можно улучшить, добавив в сырье лимонную кислоту, KNO 3 или MnO 2 (Song et al., 2019).
Ян и др. рекомендуется давление уплотнения более 38 МПа при содержании влаги 8–10% для оптимальной долговечности топлива (Yang et al. 2021). Эта рекомендация соответствует отчету Berdychowski et al. (2021 г.).
Потенциальный возобновляемый источник энергии
9.Патомсок Вилайпон, Влияние давления брикетирования на брикет из банановой кожуры и банановые отходы в
Северном Таиланде, Американский журнал прикладных наук, ISSN 1546-9239, 2009, стр. 167-171.
10. Айна О.М., Адетогун А.С. и Ийиола К.А., Тепловая энергия из брикетов опилок с добавленной стоимостью в Албизии
Зигия, Эфиопский журнал экологических исследований и менеджмента, Том 2, 2009 г., стр. 42.
11. А. Олоруннисола, Производство топливных брикетов из макулатуры и добавок кокосовой шелухи, Сельское хозяйство
Engineering International: Электронный журнал СИГР, Рукопись EE 06 006, Vol.IX, февраль 2007 г.
12. Юсиф А. Абакр и Ахмед Э. Абасаид, Экспериментальная оценка конусно-шнековой брикетировочной машины для брикетирования обугленных стеблей хлопчатника
в СУДАН, Журнал технических наук и технологий, Vol. 1,
2006, стр. 212–220.
13. Тереза Узома Онуэгбу, Икечукву Мартин Огбу, Нкечи Оливия Илочи, Уче Юнис Экпуноби и Адаора
Стелламарис Огбуагу, Улучшение свойств угольного брикетированного угля. ),
Leonardo Journal of Sciences, ISSN 1583-0233, выпуск 17, июль-декабрь 2010 г., стр.47-58.
14. Сангер С.Х., Моход А.Г., Кхандетоде Ю.П., Шрайрейм Х.Ю. и Дешмух А.С., Исследование карбонизации для
скорлупы орехов кешью, Научный журнал химических наук, ISSN 2231-606X, Vol. 1 (2), май 2011 г., стр. 43-55.
15. Дж. Т. Оладеджи и К. К. Энверемад, Влияние некоторых параметров обработки на физические свойства и плотность
Характеристики брикетов из кукурузных початков, Международный журнал энергетической инженерии, 2012 г., стр. 22-27.
16.Туку Л. Ньякеру, Джозеф М. Керико и Бенсон Х. К. Каранджа, Разработка брикетов из натуральных продуктов
для уничтожения комаров, Журнал экологических наук и водных ресурсов, том. 1 (4), May
2012, pp. 74 — 79.
17. Роксана Мохаммед и Эджа А. Джон, Производство брикетов в лабораторных масштабах из сельскохозяйственных отходов у поставщиков
Тринидада, Журнал Ассоциации профессиональных инженеров Тринидад и Тобаго, Vol.40,
Октябрь / ноябрь 2011 г., стр. 57-60.
18. Д-р Т. Н. Пракаш Каммарди, Отчет о специальной схеме по стоимости выращивания ареканута в Карнатаке (GOI),
Департамент экономики сельского хозяйства, Университет сельскохозяйственных наук, ГКВК, Бангалор.
19. Нандини Шекхар, Популяризация брикетов из биомассы — средство для устойчивого развития сельских районов, Азиатский
Журнал управленческих исследований, ISSN 2229 — 3795, Том 2, Выпуск 1, 2011 г., стр.457-473.
20. Маниндер, Рупиндджит Сингх Катурия и Соня Гровер, Использование сельскохозяйственных остатков в качестве биомассы
Брикетирование: альтернативный источник энергии, Журнал электротехники и электроники IOSR
(IOSRJEEE), ISSN: 2278-1676, том 1 , Выпуск 5, июль-авг. 2012, с. 11-15.
21. ASTM E11, Стандартные спецификации на проволочную ткань и сита для целей тестирования, Американское общество или
«Испытания и материалы», Вашингтон Д.C.
22. Доктор П. Сугумаран, Древесный уголь из биомассы и технология брикетирования для альтернативных источников энергии Получение дохода
в сельской местности, Исследовательский центр Шри АММ Муругаппа Четтиар Тарамани, Ченнаи –600113, 2010.
23. К.В. Рагланд и DJ Aerts, Свойства древесины для анализа горения, Технология биоресурсов, Vol. 37,
1991, стр. 161–168.
24. IS 1448-7, Методы испытаний нефти и нефтепродуктов, Бюро индийских стандартов, Манак Бхаван, 9
Бхадур Шах Зафар Марг, Нью-Дели 110002, 2004.
25. IS 13979, Метод расчета эффективности блочных паровых котлов [MED 1: Котлы и сосуды под давлением
], Бюро индийских стандартов, Манак Бхаван, 9 Бхадур Шах Зафар Марг, Нью-Дели 110002, 1994.
26. Л. Вамуконья и Б. Дженкинс, Долговечность и релаксация опилок и брикетов из пшеничной соломы как возможные виды топлива
для Кении, биомасса и биоэнергетика, Vol.