Производство биотоплива: инструкция по изготовлению из древесных отходов своими руками, оборудование, установка, видео, цена, фото

Из чего же гнать бензин, как не из опилок…

Бензин из древесных отходов. Мобильные установки в контейнерах

Из органических отходов, в частности, отходов лесопиления и деревообработки, которые даже сегодня перерабатываются далеко не в полном объеме, вполне можно производить не только твердое топливо в виде пеллет и брикетов, но и жидкое биотопливо, идентичное бензину или дизельному топливу.

В 2013 году был опубликован общий обзор технологий и существующих производств жидкого биотоплива. Что нового произошло в этой сфере за минувшие шесть лет?

Представляем успешные научные исследования и действующие модели европейского проекта BIOGO, в котором участвуют такие гранды европейской науки, как Фраунгофер-институт микротехники и микросистем (IMM)2, и 12 научных групп из семи стран Евросоюза. Электроэнергии, получаемой из альтернативных источников (ветра, солнца, воды и др.), абсолютно недостаточно, для того чтобы в ближайшей перспективе можно было отказаться от традиционных невозобновляемых источников энергии: угля, нефтепродуктов и газа. В лучшем случае за счет возобновляемых источников энергии можно будет обеспечить энергопотребление автотранспорта с электрическими и гибридными двигателями, используя для этого водородные топливные элементы. Актуально и постепенное вытеснение бензина жидким биотопливом.

А сырье для такого топлива буквально лежит под ногами – в лесу: это лесосечные остатки, сучья, ветки, кора. Все то, что до сих пор не перерабатывается в промышленных объемах в России, да и во многих других странах. «Это сырье не нужно специально выращивать, в отличие от зерновых для получения биоэтанола и других сельскохозяйственных растений, применяемых для производства биодизеля, поэтому никакой конкуренции с производителями пищевой продукции. К тому же оно климатически нейтрально, а его переработка и использование полностью поддерживается решениями Парижского соглашения Рамочной конвенции ООН по изменению климата 2015 года», – говорит координатор ЕС-проекта из Фраунгофер-института микротехники и микросистем Гюнтер Кольб.

Важнейшая цель проекта BIOGO – децентрализация производства топлива. В отличие от нефти, которую необходимо с месторождений транспортировать на перерабатывающий завод, откуда потом доставлять потребителю готовую продукцию, жидкое биотопливо можно производить децентрализованно, рядом с сырьевой базой, и на месте использовать готовый продукт для заправки, например, технологического автотранспорта. Именно для этого в рамках ЕС-проекта разработан мобильный мини-завод в контейнерном исполнении, который может работать абсолютно автономно, прямо в лесу, на деляне.

Прототип такого мини-завода сегодня представлен на территории Фраунгофер-института. Это результат четырех лет интенсивной работы ученых. Все оборудование для получения из древесных отходов высококачественного биобензина вмещается в стандартный 40-футовый контейнер размером 12 х 3 х 3 м. Принцип его работы следующий: в первой фазе процесса по технологии итальянской компании Spike Renewables из древесных отходов после пиролиза получается пиролизное масло. Во второй фазе пиролизное масло в специальном микрореакторе высокого давления при нагреве с подачей воздуха и водяного пара преобразуется в синтез-газ. А затем в другом микрореакторе из синтез-газа производится метанол, от которого потом отделяется азот. Процесс оптимизирован, и на выходе получается синтетический бензин, по химическому составу идентичный нефтяному бензину. Для ускорения химических процессов применяются специальные катализаторы. Раньше приходилось использовалось большой объем благородных металлов и редкоземельных элементов для получения необходимых катализаторов, что обуславливало их довольно высокую стоимость. Британская фирма Teer Coatings Ltd разработала для проекта BIOGO высокопродуктивные ресурсосберегающие нанокатализаторы на основе использования мельчайших групп каталитически активных субстанций на поверхности.

Одной из сложнейших задач для ученых стало размещение комплекса оборудования в относительно маленьком контейнере с обеспечением общей и пожарной безопасности и удобства обслуживания. Ноу-хау специалистов Фраунгофер-института и их парт­неров из австрийской компании Microinnova Engineering позволило найти решение – в контейнере даже осталось место для установки довольно больших реакторов. В ближайшее время разработчики прототипа намерены увеличить производительность мини-завода до 1000 л биобензина в сутки.

Значит ли это, что скоро можно будет заправлять автомобиль не на АЗС, а в лесу, из контейнера? «Конечно нет, – отвечает г-н Кольб. – Все зависит от цен на нефть и политической воли государственных деятелей стран мира. При сегодняшних ценах на нефть и нефтепродукты биобензин абсолютно неконкурентоспособен. Но если будут приняты серьезные меры, направленные на отказ от невозобновляемых источников энергии в пользу возобновляемых: введены налоговые льготы и субсидии на производство жидкого биотоплива и в то же время увеличение налогов на традиционные виды топлива, – ситуация может в корне измениться. Однако уже сейчас технологию производства биобензина из органических отходов в небольших объемах при наличии дешевого сырья можно использовать децентрализованно, для обеспечения топливом местного автопарка. Биобензин подойдет и в качестве добавки к классическому бензину, как сейчас во многих странах применяют биодизель».

Теперь о проекте BIOGO. Он предусматривает создание полностью интегрированного производства жидкого биотоплива с использованием новых гетерогенных нанокатализаторов и устойчивых ресурсов. Производство будет интегрировано с вспомогательными функциями инновационной технологии микрореакторов, разработанной в рамках проекта. BIOGO использует особые свойства нанокатализаторов для повышения эффективности производства за счет интенсификации и тем самым предлагает решение некоторых проблем, стоящих сегодня перед нефтехимической промышленностью Европы. Проект предусматривает разработку и производство в промышленных масштабах высокотехнологичных наноразмерных катализаторов преобразования биоресурсов в жидкое топливо.

Проект направлен на разработку и демонстрацию технологии преобразования таких возобновляемых источников энергии, как пиролизные масла и биогаз, в синтез-газ для последующего каталитического превращения в биотопливо и продукты химической платформы; применяемые каталитические составы должны характеризоваться минимальными содержаниями оксидов редкоземельных металлов и драгоценных металлов.

Основные технические цели BIOGO:

  • разработка новых конструкций, маршрутов подготовки и методов нанесения нанокатализаторов на инновационные микроструктурные реакторы;
  • проектирование и разработка нанокатализаторов, предназначенных для совместного или парного реформирования биогазовых и пиролизных масел, высокоэффективного мелкосерийного производства метанола, эффективной и экономичной конверсии метанола в бензин, гидрирования биомасел до химических веществ класса дизтоплива с увеличением их выхода;
  • интегрирование цепочки технологических процессов в мини-заводы для производства бензина из органического сырья в виде различных отходов.

А что предлагают российские разработчики подобных технологий? Среди довольно большого количества предложений по переработке органических отходов в жидкое биотопливо можно выделить мобильную малотоннажную установку модульной конструкции от ООО «ТРИВИМ Лтд» из города ядерщиков Сарова. В качестве сырья подходят древесные отходы и отходы растениеводства. Технология аналогична вышеописанной немецкой:

  • измельчение, сушка и газификация сырья с получением генераторного газа, а затем синтез-газа;
  • преобразование синтез-газа с помощью катализаторов в смесь углеводородов;
  • получение из углеводородной смеси соответствующих ГОСТу дизтоплива, низкооктанового бензина и парафинов.

При сжигании газообразной фракции предусмотрено генерирование тепловой и электрической энергии.

К большому сожалению, в обозримом будущем в России вряд ли найдут применение такие разработки. Если производители твердого биотоплива вот уже второе десятилетие не видят от государства почти никакого внимания и поддержки за исключением мелких «подачек» в виде компенсации части тарифа на железнодорожные перевозки при экспорте пеллет, а древесная биомасса даже не упоминается в документах федерального уровня, касающихся возобновляемых источников энергии, то что говорить о жидком биотопливе, производство которого угрожает интересам российских нефтяных магнатов и примкнувших к ним?

Справка

Биобензин (синтетический бензин) производили в промышленном масштабе еще в 30–40-е годы прошлого века. В Германии газифицировали ископаемые угли и из синтез-газа по методу Фишера-Тропша получали бензин. Сырьем может служить и твердая биомасса, в том числе древесина.

У биобензина очень большие преимущества перед обычным бензином: при его сжигании не образуются канцерогенные вещества, а также соединения серы, азота и тяжелых металлов. В настоящее время биобензин не производится ввиду высокой себестоимости. Однако в годы Второй мировой войны в Германии синтетический бензин использовали из-за недостатка сырья для нефтяного бензина.

Как производить биотопливо в домашних условиях

На морских и материковых просторах нашей планеты произрастает огромное количество биомассы. При этом человечество использует очень малую долю энергии, что содержится в этой растительной массе, предпочитая сжигать углеводороды. Но времена меняются и ранее никому не нужные отходы становятся сырьем для производства различных видов биотоплива. В продаже появились различные евродрова, пеллеты и брикеты, изготовленные из таких отходов. Однако, если дома есть подходящие условия, то почему бы и не сделать биотопливо своими руками? В данном материале будет рассказано, из чего и как можно изготавливать горючее в домашних условиях.

Что такое биотопливо?

Энергия, скрывающаяся в растительной массе, является практически неиссякаемой, ведь ее источником служит наше солнце. Растения умеют использовать энергию солнца, перерабатывая ее для своего роста. В свою очередь, животные и птицы получают энергию, питаясь биомассой, при этом производят продукты жизнедеятельности. По определению, биотопливо — это горючее, получаемое из сырья растительного или животного происхождения, а также отходов жизнедеятельности и различных производств, связанных с обработкой биомассы.

Современные технологии позволяют получать биотопливо в трех видах: твердом, жидком и газообразном. Твердое горючее мы встречаем в жизни наиболее часто в виде пеллет и различных брикетов, получаемых методом прессования. Жидкое топливо – биодизель – в странах постсоветского пространства пока еще редкость, это обусловлено наличием большого количества ископаемых углеводородов по приемлемой цене. В то время как получать жидкое биотопливо из растительного масла достаточно дорого и технологически сложно.

Производство горючего биогаза гораздо проще и дешевле, вследствие чего набирает все большую популярность. Владельцы животноводческих и птицеферм все чаще задумываются о приобретении биогазовой установки, ведь в их распоряжении имеется огромное количество помета и навоза, что как нельзя лучше подходят для этой цели.

Перечислять здесь все виды растительного сырья для переработки в топливо, его источники и технологию производства нет смысла. Нас интересуют только те виды биотоплива, которые можно успешно получать в домашних условиях, не вкладывая больших денежных средств. Вот они:

  • биогаз, извлекаемый из продуктов жизнедеятельности домашних животных и птицы;
  • брикеты из различных отходов растительного происхождения;
  • древесный уголь.

Конечно, если очень постараться, то можно самостоятельно изготовить и пеллеты, и экодизель, и даже экобензин. Подобными вещами люди занимаются в качестве хобби, затрачивая на это годы своей жизни и зачастую немалые средства. Для широкого круга пользователей такие непростые технологии малодоступны, а потому рассматривать их мы не будем.

Получение биогаза в домашних условиях

Горючий газ, выделяемый из навоза и прочих подобных видов сырья, в основном состоит из того же метана, которым мы привыкли пользоваться ежедневно у себя на кухне. Доля метана в биогазе составляет от 50 до 70% в зависимости от качества сырья и эффективности технологического процесса. Остальные химические соединения в составе газа – негорючие, это двуокись углерода и сероводород. Именно благодаря последнему весь процесс сопровождается хорошо нам знакомым запахом.

Газообразное биотопливо — это горючее вещество, выделяющееся в результате химической реакции брожения органических отходов без присутствия кислорода. Поэтому основным элементом технологического оборудования является закрытая цилиндрическая емкость (реактор) большой вместительности, желательно не менее 1 м3.

Многие домашние умельцы применяют для этой цели обычные пластмассовые или железные бочки. Это вполне допустимо, реакция будет происходить и в таких сосудах. Только газа будет выделяться немного, как результат это несоразмерно с затраченным временем и трудом. Минимальная вместительность реактора должна составлять хотя бы 600 л.

Чтобы процесс протекал максимально быстро и эффективно, по технологии содержимое реактора надо постоянно подогревать до температуры 35—40 ºС. В домашних условиях это не всегда возможно, да и влечет за собой затраты энергоносителей. Выход следующий: емкость, из которой происходит получение биотоплива, лучше установить в достаточно глубокой яме, сделанной в земле. В идеале дно и стены ямы выполняются из бетона, а верхняя выступающая часть реактора на зиму утепляется. Как это правильно сделано, показано на рисунке:

Общая конструкция установки, позволяющей вырабатывать биотопливо из навоза, содержит следующие элементы (см. схему ниже):

  • реактор – сосуд из металла цилиндрической формы;
  • загрузочный бункер для заполнения реактора субстратом (смесью сырья с водой);
  • люк для обслуживания;
  • наружная емкость – водяной затвор для поддержания необходимого давления в реакторе;
  • труба для выгрузки отработанного материала;
  • патрубок с краном для подачи биогаза.

Примечание. Для улучшения брожения субстрата рекомендуется добавить в конструкцию шнек наподобие строительного миксера. Он устанавливается по центру бака, а наружу через уплотнение выводится рукоятка для периодического перемешивания содержимого.

Технологический процесс выполняется следующим образом. Вначале отходы жизнедеятельности нужно обязательно измельчить. Крупность фракции не должна превышать 10 мм, это обеспечит хорошее проникновение бактериям, вызывающим брожение. Затем сырье заливается водой и тщательно перемешивается. Количество воды – ориентировочно 0.7 л на каждый килограмм навоза. Получается субстрат, из него добывается биотопливо в домашних условиях.

Субстратом заполняют емкость через бункер, который потом герметично закрывается. По мере возможности содержимое надо перемешивать. По прошествии нескольких дней начинает выделяться горючий газ, его нужно периодически откачивать, чтобы давление внутри бака не поднималось. Это приведет к замедлению реакции и вытеснению содержимого обратно в загрузочный бункер. Для откачивания газа применяют компрессор и обычный баллон для пропана. Подробное описание установки и технологии производства можно изучить, просмотрев видео:

Нельзя сказать, что выделение биогаза из различных видов навоза и помета – простое дело. Домашним умельцам приходится идти путем проб и ошибок: то горючего выделяется слишком мало, то реакция не идет и так далее. Надо понимать, что для достижения успеха потребуется немало труда и терпения, а количества топлива вряд ли хватит для обогрева дома. Тем не менее, для работы газовой колонки и кухонной плиты его будет вполне достаточно, что уже большой плюс. Как эти приборы функционируют на биогазе, показано на видео:

Читайте также:  Горячая вода и отопление (линия), монтаж системы своими руками: инструкция, фото и видео-уроки, цена

Изготовление брикет

Наладить дома производство биотоплива из опилок, соломы и других отходов несколько проще. Из оборудования понадобится лишь ручной пресс, сделанный специально для этой цели. Его можно приобрести в готовом виде, заказать мастерам либо, при наличии соответствующих навыков, изготовить самостоятельно. Пресс заводской готовности стоит немало денег, поэтому последний вариант обойдется вам дешевле всего.

Производство брикет начинается с приготовления смеси. В качестве сырья используются опилки, шелуха семечек, солома и даже размоченная макулатура. Конечно, такое топливо может и так чудесно сгореть в печи или твердотопливном котле, но из-за низкой насыпной плотности придется слишком часто производить загрузку топки. Готовое твердое биотопливо из соломы или опилок будет гореть гораздо дольше.

Смесь состоит из сырья, воды и глины, служащей связующим веществом. Солому или бумагу необходимо предварительно измельчить, затем смешать с глиной в пропорции 10:1 (на 10 кг отходов 1 кг глины) и водой. Количество воды надо подбирать таким, чтобы обеспечить равномерное перемешивание и способность смеси к формованию. Не стоит добавлять в раствор много глины, не забывайте, что она останется в вашем котле в виде золы.

Смесью наполняется специальная форма, потом она кладется под пресс. После прессования готовый брикет аккуратно вынимается и раскладывается сушиться на солнце. Увидеть операцию прессования можно на видео:

Получение древесного угля

Древесные угли представляют интерес для домовладельцев как топливо, используемое в домашних мангалах и барбекю. Не секрет, что покупать подобный уголь в магазине достаточно дорого, в то время как дома его можно выжечь бесплатно, только затратив свое время. Кстати говоря, сжигать его в твердотопливных котлах или печах бессмысленно, гораздо проще заложить в топку обычные дрова.

Выжигают уголь из древесины 2 способами:

Для первого способа требуется обычная стальная бочка на 200 л и бытовой пылесос. Последний послужит для нагнетания воздуха, поэтому в нижней части бочки должен быть врезан патрубок для его подключения. На дне емкости разводят огонь, затем заполняют ее дровами до половины и включают пылесос. Затем древесины накладывают доверху, закрывают ее крышкой и замазывают глиной. Когда все прогорит и бочка остынет, производится сортировка с целью отделить древесные угли от золы.

Похожим образом древесина обжигается в яме. Последняя выкапывается 0.8 м в диаметре и не более 0.6 м в глубину. Дно ямы утрамбовывается, после чего в ней разводят костер и послойно накладывают дрова длиной до 30 см. Наполнение происходит по мере обжигания предыдущего слоя, процесс длится около 3 часов. В конце яма накрывается ветками и мхом, а сверху присыпается землей. Через 2 дня покрытие можно снимать и выбирать угли.

Заключение

Современные технологии позволяют получать горючее из различных видов биомассы, в некоторых приморских странах даже производят биотопливо из водорослей. Но на данный момент рядовому домовладельцу доступны лишь описанные способы, остальные обойдутся слишком дорого. Проще и дешевле всего делать брикеты, особенно когда в доме установлен твердотопливный котел.

Брикеты из опилок: как своими руками изготовить “евродрова” для топливных агрегатов

Дрова, которые бы горели долго, давали много тепла и мало пепла, не выбрасывали искр и копоти — мечта владельца загородного дома с печным отоплением или камином. Именно такими свойствами обладают брикеты из опилок, которые можно не только приобрести, но и сделать своими руками. С процессом их изготовления стоит ознакомиться. Ведь так?

Мы расскажем о том, как сделать топливные брикеты для использования в отоплении загородного дома или дачи. В предложенной нами статье детально описана технология производства поленьев из прессованных опилок. Самостоятельные домашние мастера у нас найдут краткую инструкцию по сборке станка для прессования.

Преимущества поленьев из опилок

В пользу брикетов, спрессованных из опилок, можно привести следующие аргументы:

  1. Продолжительное горение — 4 часа.
  2. Минимальное дымообразование.
  3. Экологичность. Исходное сырье — натуральные материалы, поэтому пеплом можно удобрять грядки.
  4. Высокая энергоотдача. Гораздо превышает энергетические возможности дров, сравнима только с качественным углем.
  5. Постоянная температура горения.
  6. Экономичность. Стоимость 1 т такого топлива обойдется дешевле, чем соответствующее количество дров или угля.
  7. Возможность самостоятельного изготовления.

Недостатки также присутствуют. Главный из них — боязнь влаги. Хранить их под открытым небом нельзя, т.к. они быстро впитают влагу, следовательно, будут плохо гореть. Поэтому для складирования необходимо выделить сухое помещение.

Сколько-нибудь значительные механические воздействия на брикеты из опилок противопоказаны. Если покупать для их изготовления специальное оборудование, себестоимость будет высокой и не всегда оправданной.

Выгодно налаживать кустарное производство, если опилки бесплатные, а в качестве установки можно использовать уже имеющееся оборудование.

Виды топливных брикетов

Брикеты делят на виды в зависимости от их формы. В основном на рынке можно встретить следующие типы:

  1. RUF. Это прямоугольники прессованные размером 15 х 9,5 х 6,5 см. Производят их из опилок натуральной древесины с добавлением специальных компонентов.
  2. Nestro. Визуально это цилиндры диаметром от 6 до 9 см и длиной от 5 до 35 см, не имеющие отверстий. Материал для производства — прессованная древесная масса. Ее просушивают, помещают в загрузочною емкость, затем посредством шнека подают на прессование. По формам под давлением массу распределяют дозаторы.
  3. Pini kay. По форме это многогранники с числом граней от 4 до 6. В процессе производства их подвергают обработке высокими температурами и прессованию под высоким, до 1100 бар, давлением. В результате, возрастает эффективность горения, влагостойкость, плотность.

Химический состав и теплоотдача у всех этих видов прессованных опилок одинакова, отличаются они только плотностью. Этому топливу не свойственны искры, вылетающие в разные стороны. Большая плотность и незначительная гигроскопичность позволяют хранить это топливо в небольшой кладовке рядом с печкой.

Если для формирования брикетов есть необходимое сырье, их можно изготовить самостоятельно.

Оборудования для производства брикетов

В промышленных условиях измельчение древесных отходов выполняют на специальных механизмах — дробилках. Такую важную часть технологического процесса, как сушка, выполняют с помощью сушильных машин, которые бывают двух видов — барабанного и аэродинамического.

Формовку изделий выполняют на гидравлическом прессе. С усилием минимум 30 МПа он уплотняет массу. При этом в сырье не нужно добавлять никаких веществ для связи, т.к. в этих условиях за счет сжатия и высокой температуры выделяется древесный клей — лигнин.

Любой формы брикеты можно получить на ударно-механическом прессе, но плотность их не очень высока.

Существует еще один метод для получения «евродров» — экструзия. Базируется он на том, что с силой около 40 МПа масса проталкивается сквозь калиброванные отверстия посредством шнека, формируя при этом изделия в виде цилиндров или шестигранников. На выходе их обрезают специальными ножами.

Производительность шнековых экструдеров выше, чем у механических или гидравлических прессов.

Покупать такие установки для изготовления своими рукам и заготовки топливных брикетов нерационально, для этого есть другие варианты.

Самостоятельное изготовление брикетов

Главный поставщик опилок — пилорама. При этом неважно, какой породы древесина, основной критерий — влажность. Она не должна выходить за рамки 12%. В общей массе количество подпорченной древесины не должно превышать 5%.

Описание технологического процесса

Большой сложностью этот процесс не отличается и в общих чертах состоит из пяти этапов:

  1. Очистка сырья. Необходимо убрать грязь, лишние примеси.
  2. Измельчение. Размер опилок имеет значение — максимум 0,6 см.
  3. Прессовка.
  4. Высушивание.
  5. Складирование.

После первого подготовительного этапа массу смешивают с сухой, истертой в порошок глиной, пропорция 10 : 1. Далее, добавив немного воды, приступают к перемешиванию. Следует учесть, что густота смеси должна быть средней. От этого показателя зависит способность ее удерживать форму, длительность сушки и финишная плотность изделий.

Следующий шаг — отгрузка полученной смеси в бункер оборудования для брикетирования. Затем собственно прессование в формах. После всего останется только хорошо высушить готовые брикеты. К глине в смесь иногда добавляют картон, размоченный в воде. В этом случае горючесть топлива увеличивается.

Самодельные прессовальные установки

В домашних условиях можно изготовить оборудование в трех вариантах:

  • с гидроприводом;
  • с ручным приводом;
  • с домкратами.

Ручное приспособление является самым простым. Его можно крепить к стене. Раму для него изготавливают из стальной трубы или уголка методом сварки.

Нельзя упустить и тот момент, что когда опилки крупные, их перед прессованием нужно измельчить. Для этого подойдет и простейший резак, но лучше этот процесс механизировать. Хорошо, если дома имеется станок для измельчения травы, он справится и с дроблением опилок.

Некоторые умельцы приспосабливают для этой цели устаревшие стиральные машины. Для этого активатор дополняют ножами.

Станок с ручным приводом

Пресс для производства брикетов из опилок в домашних условиях своими руками фиксируют на стене при помощи дюбелей. В нижней части конструкции крепят стационарную форму.

Геометрия ее может быть любой. Для управления механизмом нужен рычаг, поэтому на верхней перекладине монтируют шарнир, посредством которого крепят отрезок трубы либо длинную металлическую шпильку.

Форма, установленная неподвижно, будет служить матрицей, а пуансон присоединяют к рычагу. Важно правильно рассчитать длину трубы таким образом, чтобы пуансон свободно входил в матрицу.

Второй вариант ручного пресса — напольный механизм. Конструкция его идентична настенному приспособлению, разница только в том, что сварную станину, к которой крепят основные детали, устанавливают на ровную горизонтальную поверхность.

Еще одна разновидность оборудования с ручным управлением — винтовой пресс. Он очень прост в использовании. Нижняя часть — перфорированная формовочная емкость, размещенная под станиной.

При закручивании винта, создают давление, необходимое для прессования. Производительность такого приспособления очень низкая. Много времени уходит на загрузку, закручивание винта, выемку готовых изделий. У рычажных моделей потенциал больше.

Усовершенствованный самодельный вариант

Ручное оборудование можно усовершенствовать, если дополнить его домкратом или прессом на гидравлике. Форму делают квадратной или круглой. Основание — сварное из швеллера. Стойки — уголок 100 х 100.

Круглые формы изготавливают из трубы с толстыми стенками. Матрицу перфорируют, чтобы уходила вода, выделяющаяся при сжатии. Для выемки готовых изделий дно делают съемным.

Можно для этой цели внутри матрицы установить пружину, прикрепив ее ко дну, но тогда оно должно быть приварено наглухо. К пружине крепят диск. При формировании изделия она сжимается, а когда шток делает обратный ход, выпрямляется и диском выталкивает готовый брикет из формы.

Шток делают из трубы диаметром около 3 см. На один ее конец крепят путем сварки пуансон, входящий в матрицу с небольшим зазором. Противоположный конец штока фиксируют к гидравлическому домкрату или прессу.

Перед тем, как загрузить сырье, его нужно хорошо перемешать. Для этого нужна специальная емкость. Делают ее из листовой стали или приспосабливают барабан от старой стиральной машины и устанавливают на стойки. Можно сделать перемешивание и миксером или в бетономешалке.

Из барабана древесная масса поступает для прессования в формы по лотку, изготовленному из листовой стали. Сушить брикеты лучше всего в печи, но можно и на солнце. Главное, чтобы влажность была минимальной. Только сухой вид топлива отдаст такое количество тепловой энергии, которого хватит на обогрев помещений.

Стационарный пресс для брикетирования

Для изготовления такого пресса потребуется двигатель мощностью 2,5 кВт, если предстоит работа от сети 220 В. Если подведено трехфазное напряжение, подойдет мотор на 9 кВт. Кроме этого нужен редуктор, вал, подшипник, шнек, ТЭНы, реле для регулировки температуры.

Двигатель, редуктор и остальные узлы крепят на сварную раму из уголка. Установлена она на стойки, выполненные из труб. Шнек в этой конструкции состоит из дух частей. Одна из низ трансформирует опилки в загрузочную емкость, вторая — выполняет роль пуансона. Роль матрицы выполняет труба.

Перед запуском пресса трубу прогревают посредством ТЭНов до 260⁰. Регулируется нагрев при помощи реле. Уплотнение брикетов регулирует квадрат, приваренный к трубе. Как недостаток конструкции можно отметить большие теплопотери в окружающую среду. Зато при этом значительно повышается качество брикетов.

Как рассчитать потребность в топливных брикетах?

Решив перевести отопление своего дома на брикеты из опилок, лучше сразу рассчитать, какое количество их потребуется, чтобы хватило на весь период. Здесь нужно учитывать температуру, которую необходимо поддерживать, площадь помещения, толщину стен и прочие факторы.

Не последнюю роль играет и качество экотоплива. Теплоотдача 1 кг качественных брикетов может доходить до 4, 4 кВт. От изделий, изготовленных в домашних условиях для использования в кирпичных печах или металлических банных агрегатах, такого результата не будет.

Допустим, дом площадью 100 м² хорошо утеплен, отопительный период длится 190 дней, коэффициент работы котла 0,7. Тогда 100 х 190 х 24 х 0,7 х 70 = 22 344 кВт. Если учесть, что КПД топки — 86%, теплоотдача снизится до 3,9 кВт. Следователь, нужен запас брикетов 22 344 : 3,9 = 5,7 т.

Выводы и полезное видео по теме

Видео #1. Интересный вариант самодельного станка для производства брикета из опилок:

Видео #2. Приготовление рабочей смеси для брикетов:

Видео #3. Сжигание топливных брикетов в котле:

Читайте также:  Пленочное инфракрасное отопление, система Зебра, установка своими руками: инструкция, фото и видео-уроки, цена

Самостоятельное изготовление брикетов под силу каждому. На это нужны затраты как физические, так и материальные, плюс к этому — время. Учесть нужно и тот момент, что дома достичь высокого качества на уровне евродров получится вряд ли.

Все же при наличии сырья, брикеты изготавливать можно, хотя бы не для полного цикла отопления, а для розжига дров.

Расскажите о том, как делали опилочные брикеты собственными руками. Поделитесь полезными технологическими нюансами, которые пригодятся посетителям сайта. Оставляйте, пожалуйста, комментарии, задавайте вопросы, публикуйте фото по теме статьи в расположенном ниже блоке.

Сможет ли производство биотоплива спасти планету от парниковых газов

В настоящее время человечество не испытывает особой нехватки топлива, изготовленного из углеводородов. Однако вместе с этим получает другую проблему – парниковый эффект от его сжигания. Кроме того, эти ресурсы нельзя считать неисчерпаемыми, поэтому необходимо готовиться к альтернативным вариантам. Вот почему во многих местах пытаются наладить производство биотоплива из древесных отходов, биогаза, а также биодизеля и биоэтанола.

На фото – биотопливо можно производить из различного органического сырья

Для чего нам это нужно

Исследователи пришли к единому мнению, что причиной глобального потепления является увеличение концентрации углекислого газа в атмосфере из-за активного использования нами ископаемых энергоносителей. Природа миллионы лет приводила планету в порядок, очищая ее от СО2, связывая углерод, пряча его в недрах планеты.

Однако человечество смогло добраться до природных кладовых, и стала их активно использовать. В данной ситуации возник вопрос, требующий решения – можно ли обойтись вообще без этих ресурсов, если нет, как сократить до минимума негативные последствия такой нашей деятельности.

Оборудование для производства биотоплива из семян рапса

Что предлагают

Один из способов прекращения уничтожения экологии – заменить ископаемые источники энергии биотопливом. Его получают из животного, растительного сырья, из органических промышленных отходов, а также их продуктов жизнедеятельности организмов.

Давайте рассмотрим его преимущество над углеводородами. На самом деле идея очень простая и связана с выбросом в атмосферу непереработанного углерода.

Совет: при переходе на биотопливо нам не придется выкачивать нефть, газ и уголь из природных кладовых.

Динамика производства биотоплива на основе биодизеля и биоэтанола

Энергия будет получаться из углерода, который уже есть в атмосфере планеты. Помогает в этом процесс фотосинтеза растений, который связывает атмосферный углерод, а после преобразования его в биотопливо и получения из него энергии он снова возвращается в атмосферу. Тем самым у нас должен получиться идеальный круговорот вещества, практически устраняющий негативные последствия деятельности человека.

На бумаге все выглядит достаточно убедительно и идеально, однако на самом деле биотопливо нельзя считать решением всех проблем. Его получение и использование имеет ряд трудностей. Хотя сырьем для него является любая животная или растительная органика, однако не все виды биотоплива дают один и тот же эффект. (См. также статью Биотопливо для каминов: особенности.)

Установка по производству биотоплива в виде брикетов

Три поколения сырья для биотоплива

У каждого источника есть свои плюсы и негативные стороны. Например, одни дают больший эффект и представляют определенную выгоду в долгосрочной перспективе, однако цена биотоплива при этом пока слишком высокая. Другие, наоборот, не требуют больших затрат, однако и ощутимой выгоды не приносят.

Основные проблемы экологически устойчивого биотоплива:

  • экономические (большие затраты на производство);
  • технологические (низкий выход полезного продукта, а также пока не найден совершенный способ переработки сырья);
  • нехватка плодородных земель, где можно выращивать продовольственные культуры.

Брикетное биотопливо из отходов древесной промышленности

Производители выделяют три поколения биотоплива:

Первое
  1. Традиционные сельхозкультуры, имеющие высокое содержание жиров, сахаров и крахмалов.
  2. Биодизель до сих пор производят из масличных культур, а инструкция производства довольно проста.
  3. Этанол – из богатых крахмалом и сахаром.

Возникла дилемма – правильно ли выделять под биотопливо плодородные земли, пока миллионы людей на планете голодают? К тому же сельхозпроизводство пока достаточно дорогое удовольствие.

ВтороеВ данном случае это остатки травы, культурных растений и древесины, которые содержат лигнин и целлюлозу. Хотя это и дешевле культурных растений, однако, для них также нужны земельные ресурсы, при этом отдача сырья с 1 м 2 относительно низкая.
ТретьеЭто водоросли, для производства которых не требуется задействование плодородных земель. Отличается производство скоростью и высокой концентрацией биомассы.

Получение биотоплива из водорослей

Из чего делают сегодня биотопливо

Выше мы рассказали о трех поколениях сырья для производства экологического топлива, однако сегодня подавляющее количество предприятий данного цикла производства предпочитают первое, хотя оно и считается уже «морально устаревшим».

  1. Кукуруза – главная культура для изготовления биотоплива в США. Этанол, полученный из нее, показывает себя устойчивым топливом. Однако использование кукурузы для создания биотоплива уменьшает количество продуктов питания, где она применяется.

Наиболее сегодня перспективной культурой для биотоплива считается кукуруза

Есть предложения от сторонников такого топлива, использовать на корм скоту побочный продукт, остающийся после переработки зерна. Но, даже с учетом этого, кукуруза сегодня рассматривается как временное решение, так как есть достаточно других растений, которые превосходят ее по выходу биотоплива. Одним из них является сахарный тростник. Но пока по технологическим и экономическим причинам кукуруза будет главенствовать в данной отрасли.

  1. Рапс и соя богаты растительными маслами. Сегодня их широко используют для получения биодизеля, а также биотоплива, использующегося в двигателях реактивных самолетов.
    Преимущество такого сырья – простота переработки, негатив – точно такой же, как и в случае с кукурузой. И рапс, и соя являются пищевыми культурами, поэтому здесь возникает дилемма, что лучше – накормить людей, страдающих от недостатка питания в разных странах, или использовать их для самолетов, так как их производственные ресурсы ограничены. Поэтому соя, как и кукуруза, является лишь промежуточным решением, с которым пока приходится мириться, так как нет реальной альтернативы.

Семена рапса богаты растительным маслом, которое используют для изготовления биотоплива

  1. Сахарный тростник в мировом производстве биотоплива считается второй кукурузой, хотя, возможно, что позиции в течение десяти лет могут поменяться. Наиболее ценная часть культуры – стебель, а в сое и кукурузе главным образом перерабатываются семена. Поэтому растение дает больший выход биотоплива из-за его большего использования в процессе.
    Производство сахарного тростника сдерживается только по естественным причинам, потому что он произрастает только в тропическом климате. В странах, где его в избытке, технология отработана и широко используется для производства биотоплива. Одной из них является Бразилия.

Бразилия самая крупная страна по производству этанола из сахарного тростника

  1. Метан – основной компонент природного газа. Однако в последнее время он также рассматривается как биотопливо, так как его можно получить после переработки биологического сырья микроорганизмами, разлагающих биомассу любого происхождения.

Совет: на крупных свалках получить его можно без дополнительных усилий, так как он образуется по естественным причинам.
Для сбора метана достаточно установить трубы в мусорных отвалах.

Сегодня существуют различные конструкции биореакторов, которые перерабатывают биологические отходы любого типа. Метан с их помощью получают и мелкие фермеры, и даже крупные коммунальные предприятия.

Совет: полученный таким способом газ можно смешивать с природным газом, чтобы экономить последний.

Установка для получения биогаза своими руками

Широкому использованию в качестве моторного биотоплива метану мешают технологические сложности, так как требуется переоборудование двигателей автомобилей и строительство соответствующих заправок. Однако в общественном транспорте такие трудности легко преодолимы.

Из чего можно делать биотопливо в будущем

Увы, но человечество не от хорошей жизни перерабатывает продовольственные культуры. Ученые все же надеются, что вскоре можно полностью избавиться от биотоплива, изготовленного из сои или кукурузы.

Растения

В частности – скромный рыжик, известный в европейской части нашей страны, и ядовитое растение ятрофа из Центральной Америки. Эти растения имеют высокий процент содержания масла в семенах, а также они неприхотливы к условиям.

Рыжик произрастает в европейской части РФ

Например, их не пугают засушливые и бесплодные земли, где традиционные сельскохозяйственные культуры вообще не растут или их производство экономически нецелесообразно. Растения не только не препятствуют производству продуктов питания, но и помогают постепенно восстанавливать почву, превращая ее в плодородную.

Однако пока большую часть их потенциала реализовать не удалось. В тоже время некоторые эксперты считают, что это наоборот благо, так как трудно прогнозировать, как поведут себя фермеры и не начнут ли они их выращивать на плодородных землях, как только убедятся в преимуществах этих растений.

Ятрофа – потенциальное растение для биотоплива

Целлюлоза

Многим из нас это слово напоминает дерево и бумагу, однако найти ее можно не только в лесах.

Например, в США можно собирать для производства биотоплива более миллиарда тонн целлюлозносодержащих материалов, которыми могут быть:

  • просо;
  • ива, тополь и другие быстрорастущие деревья;
  • стебли кукурузы, которые в большом количестве остаются на полях после уборочной страды.

Однако пока такое обилие потенциального сырья превратить в биотопливо не получается, так как у растений есть специальный «механизм», который защищает их от микробных атак. В противном случае бактерии их бы просто уничтожили. Однако ученых не покидает надежда, что они смогут разработать эффективный способ получения целлюлозного биотоплива.

Завод по производству биотоплива из целлюлозы

Водоросли

Их большим преимуществом перед другой биомассой является не использование для разведения сельскохозяйственных угодий, которые нужны для выращивания продовольственных растений. Тина и водоросли способны благодаря фотосинтезу накопить растительные масла, которые могут составить по массе почти половину их веса. К тому же они размножаются и растут очень быстро.

В тоже время последнее преимущество как раз и является главный их недостатком, из-за которого изготовление биотоплива пока коммерчески не налажено. Ускоренный процесс размножения приводит к тому, что водоросли заполняют доступное пространство, затем перекрывают доступ свету, из-за чего блокируется процесс фотосинтеза. В итоге их большая часть погибает.

На биотопливе из водорослей могут летать самолеты

Пока не разработали эффективную технологию по сдерживанию или управлению ростом водорослей. Однако огромное содержание растительного масла позволяет им быть на втором месте в списке наиболее вероятных источников биотоплива.

Животный жир

Сегодня диетологи бьют тревогу из-за увеличения потребления жирного мяса. Но, как сырье для биотоплива животный жир обладает высоким потенциалом.

Пока на практике реализовать это достаточно сложно:

  • трудно организовать сбор;
  • жир является ценным промышленным сырьем.

Из-за этих причин эксперты считают, что ожидать массового производства биотоплива из него пока не стоит.

Отходы бумаги

Макулатура, древесные опилки и отходы бумажной промышленности используются в качестве сырья для изготовления бумаги. Однако потенциально, даже несмотря пока на определенные технологические трудности, они могут стать основой для производства биотоплива.

Сырьем для производства биотоплива могут стать в будущем и бумажные отходы

Есть утверждение, что преобразованию бумаги в жидкое топливо мешает восковой налет. В тоже время серьезным конкурентом ему будет и сама бумажная промышленность. Сложение этих факторов превращает переработку бумаги в биотопливо дорогим и трудноосуществимым мероприятием. (См. также статью Отопление частного дома дровами: особенности.)

Вывод

Из статьи стало понятным, что сырья для изготовления биотоплива на планете вполне достаточно. Необходимо только организовать его сбор и эффективно переработать. В конечном итоге человечеству придется отказаться от использования углеводородов, так как это будет угрожать его существованию. Видео в статье поможет найти вам дополнительную информацию по этой тематике.

Оборудование для производства топливных брикетов из опилок и других видов сырья

Топливные брикеты, которые также называют пеллетами, становятся в нашей стране популярным видом твердого топлива, которое используется для обогрева как частных жилых строений, так и зданий промышленного назначения. Именно поэтому многие из тех, кто имеет доступ к дешевому сырью, из которого изготавливаются пеллеты, задумывается над вопросами о том, как и где приобрести оборудование для производства топливных брикетов. Прежде чем всерьез начинать заниматься организацией производства брикетированного топлива, необходимо разобраться с тем, что собой представляет такое топливо, а также изучить технологию его изготовления и получить представление об оборудовании, которое для этих целей используется.

Производство топливных брикетов из сосновых опилок

Что такое топливные брикеты

Топливные брикеты, которые в зависимости от используемого для их производства оборудования могут иметь различные размеры и формы, получают путем прессования сырья природного происхождения. Наиболее распространенными видами сырья, используемого для изготовления брикетов, являются:

  • отходы деревообработки и лесозаготовки – опилки, стружка, древесная кора, листва и даже хвоя;
  • отходы деятельности предприятий, занимающихся переработкой сельскохозяйственной продукции (пшеничная, рисовая и гречишная шелуха, подсолнечная лузга);
  • солома, тростник, мелкие фракции торфа и угля;
  • птичий помет, образующийся в больших количествах в результате деятельности крупных птицеводческих комплексов.

Разновидности топливных брикетов и сырья для их производства

Наиболее популярными по целому ряду причин являются топливные брикеты, для производства которых используют древесную опилочную массу. При производстве таких брикетов с использованием промышленного оборудования на предварительно подготовленные опилки оказывается значительное давление. В результате из сырья выделяется природное вещество лигнин, которое выступает в роли связующего компонента. Таким образом, технология производства топливных брикетов позволяет изготавливать экологически чистое топливо, не содержащее в своем составе вредных для здоровья человека и окружающей среды химических веществ.

Если проводить сравнение топливных брикетов из опилок с другими видами топлива, то можно отметить следующее:

  • при сгорании одной тонны пеллет образуется такое же количество тепловой энергии, как при сжигании:
  • пятисот литров дизельного топлива;
  • семисот литров топочного мазута.

Сравнение пеллет с другими типами топлива

Из наиболее значимых достоинств пеллетного топлива следует выделить:

  1. более длительный (практически в два раза), если сравнивать топливные брикеты с обычными дровами, период горения;
  2. низкая зольность (количество золы, остающейся после полного сгорания топливных брикетов, не превышает 1 % от общей массы использованного топлива);
  3. уменьшение эмиссии углекислого газа в 10–50 раз (кроме того, при сгорании топливных бриектов практически не образуется сера).

Топливные брикеты могут использоваться везде, где требуется продолжительное горение с минимальным выделением газообразных отходов

Сфер применения древесного брикетного топлива с каждым готом становится все больше. Сегодня среди них можно выделить следующие:

  • обеспечение функционирования систем автономного отопления частных домов и дач;
  • обогрев зданий, обслуживаемых котельными ЖКХ;
  • обеспечение функционирования комбинированных систем по производству тепла и электроэнергии;
  • применение в качестве наполнителя для кошачьих туалетов, а также для локализации и удаления влаги из любых мест в доме.

Производство топливных брикетов будет выгодным лишь в том случае, если сырье для их изготовления обходится очень дешево (оптимальный вариант – отходы основного производства).

Так выглядит мобильная линия брикетирования опилок

Так, задуматься над тем, чтобы организовать изготовление топливных брикетов, стоит предприятиям, занимающимся такими видами деятельности, как:

  • сбор и переработка сельскохозяйственной продукции;
  • выращивание и содержание крупного рогатого скота и домашней птицы;
  • разработка торфяных месторождений;
  • лесозаготовка;
  • изготовление продукции из натуральной древесины и продуктов ее переработки.

Предприятия, работающие в вышеперечисленных сферах, наладив производство топливных брикетов, решают одновременно две задачи: организуют эффективную утилизацию отходов основного производства и получают дополнительную прибыль. Оборудование для изготовления топливных брикетов в таких случаях окупается достаточно быстро.

Технология производства

Классическая технология изготовления топливных гранул из древесных отходов включает в себя несколько последовательных этапов:

  1. Очистку сырья от посторонних примесей и его предварительное дробление.
  2. Сушку материала, выполняемую с целью доведения его влажности до 8–12 %.
  3. Финишное дробление отходов на более мелкие фракции.
  4. Водоподготовку или обработку подготовленного сырья паром, что необходимо для доведения его до требуемого уровня влажности.
  5. Прессование материала, для чего преимущественно применяются экструдерные установки.
  6. Охлаждение готовых брикетов и их финишную сушку.
  7. Фасовку готовой продукции.

Основные этапы производства топливных брикетов

Каждый из вышеперечисленных этапов технологического процесса изготовления топливных брикетов выполняется с определенной целью и с использованием соответствующего оборудования. Так, предварительное измельчение очищенного сырья необходимо для того, чтобы ускорить его последующую сушку, выполняемую, как правило, в печах барабанного типа. На данном этапе сырье измельчается до такого состояния, чтобы его отдельные частицы не превышали в длину и ширину 25 мм, а в толщину – 2 мм.

Водоподготовка сырья или его обработка паром выполняются в том случае, если влажность опилочной массы составляет менее 8 %. Обращать внимание на влажность опилок перед их прессованием необходимо потому, что превышение данного параметра (свыше 15 %) и его снижение (ниже 8 %) негативно отражается на качестве прессования брикета.

Сырье, очищенное от крупных включений, подается посредством транспортерной ленты в измельчитель

Для брикетирования опилочную массу подвергают воздействию сильного давления, в результате чего она не только спрессовывается в брикет с плотной внутренней структурой, но и самопроизвольно нагревается до температуры, значение которой может доходить до 70° С. Именно поэтому после выхода из прессовального оборудования нагретый топливный брикет необходимо охладить естественным путем или при помощи принудительного обдува воздухом.

Некоторые производители топливных брикетов в целях снижения себестоимости производства такого топлива предлагают его конечным потребителям россыпью, не упаковывая в отдельную тару. Конечно, стоимость топливных брикетов, реализуемых россыпью, ниже, чем цена упакованной продукции, но срок хранения такого топлива, которое ничем не защищено от негативного воздействия внешних факторов, достаточно короткий. Именно поэтому для топливных брикетов, на состояние которых сильное влияние оказывают механические воздействия и повышенная влажность, лучше предусмотреть наличие упаковки, в качестве которой могут быть использованы полиэтиленовые мешки.

Состав технологической линии

Оборудование для изготовления брикетов из древесных отходов, работающее по вышеописанной технологической схеме, должно включать в себя целый перечень технических устройств. Каждое из них предназначено для решения определенных задач.

Для того чтобы организовать полноценное производство брикетов из древесного сырья, потребуется следующее технологическое оборудование:

  1. дробилка барабанного или дискового типа, на которой будет осуществляться предварительное измельчение сырья;
  2. молотковая мельница, на которой сыпучая древесная масса будет подвергнута финишному (более тонкому) измельчению;
  3. котел, в котором будет нагреваться воздух для сушки опилочной массы;
  4. сушилка, в качестве которой преимущественно используются установки барабанного типа;
  5. барабан или бункер, в котором будет осуществляться смешивание компонентов для брикетов;
  6. пресс, предназначенный непосредственно для брикетирования сыпучей опилочной массы;
  7. установка, которая будет обеспечивать охлаждение готовой продукции;
  8. сито, на котором готовые пеллеты будут отсеиваться от опилок и древесной стружки, не спрессовавшихся в процессе брикетирования;
  9. желоба, при помощи которых будет обеспечиваться загрузка сыпучего сырья в пресс-гранулятор и выгрузка из него готовой продукции;
  10. упаковочная установка, оснащенная весовым оборудованием.

В составе линии по производству топливных брикетов можно выделить четыре технологических участка

Все элементы для производства топливных брикетов оборудования должны соединяться между собой транспортирующими устройствами. В качестве таких устройств, в частности, могут быть использованы ленточные или шнековые транспортеры. Кроме того, производственные линии, предназначенные для изготовления брикетов из опилок и др., должны содержать в своем составе вентиляционные установки, которые будут обеспечивать не только охлаждение готовых пеллет, но и отвод дыма из зоны сушки сырья для их производства.

Оборудование для прессования

При принятии решения об организации производства топливных брикетов особое внимание следует уделить выбору оборудования, на котором будет осуществляться процесс их прессования из сыпучей опилочной массы. Оборудование для производства брикетов, предлагаемое сегодня многими зарубежными и отечественными производителями, может представлять собой установку экструдерного типа, а также пресс, в котором формирование плотных гранул происходит при продавливании опилочной массы через отверстия матрицы за счет движения по ней зубчатого катка.

Экструдерный пресс ПЭ-4 для брикетирования опилок

При использовании оборудования первого типа плотные древесные гранулы образуются благодаря тому, что опилки под воздействием шнека винтового типа продавливаются через отверстие конической формы. В оборудовании обоих типов для получения гранул требуемой длины готовые пеллеты обрезает вращающийся плоский нож.

И в заключение небольшой видеоролик, наглядно демонстрирующий работу пресса для изготовления топливных брикетов.

Как производят биотопливо?

Дата публикации: 8 декабря 2014

Биотопливо относится к альтернативным источникам энергии. Впрочем, к подобным источникам относят любые, которые не являются производными от классических ископаемых углеводородов – природного газа и нефти. Фактически даже древесина, которую человечество использует столетиями для получения тепловой энергии, по этой классификации является альтернативным вариантом.

Альтернативные источники энергии отличаются экологичностью и возобновляемостью, а в некоторых случаях и бесконечностью, как, к примеру, солнечная энергия или энергия движения воздушных масс. Биотопливо относится к возобновляемым и экологически чистым источникам энергии. Оно представляет собой продукт биологического происхождения, твердый, жидкий или газообразный. Изготовление и применение биотоплива на базе собственного хозяйства позволяет получить автономию от покупных энергетических источников, а заодно и решить проблему утилизации разнообразных органических отходов, начиная от содержимого выгребной ямы и заканчивая сорняками, удаленными с грядок.

В использовании биологического топлива есть свои минусы и одним из них является высокая стоимость, которую требует производство биотоплива. При решении организовать получение энергии из биосырья, необходимо просчитать, сколько средств уйдет на строительство завода по производству топлива, сколько будет стоить оборудование, сколько можно будет иметь прибыли, и какова будет экономия потребителей при использовании биотоплива. Практика показывает, что завод, выпускающий биотопливо, довольно рентабелен, если налажен сбыт продукции потребителям.

Производство топливных гранул (пеллет)

Пеллеты, топливные гранулы, как и топливные брикеты, производятся из опилок, других древесных отходов, шелухи подсолнечника, соломы. Растительная масса помещается в биоустановки, то есть емкости, где происходит измельчение. Получается практически мука из отходов растительного производства. Эта масса поступает в сушилку, где выпаривается жидкость. Именно этот процесс подготавливает массу к качественной прессовке.

В прессе-грануляторе при сжатии растительной муки повышается температура массы. В растительных частицах содержится лигнин, по составу схожий со смолой. Он растапливается и склеивает высушенные частички растений, получаются гранулы того размера, который задан при настройке оборудования.

Для гранулирования используют специальные пресс-формы, так называемые кольцевые штампы. Они вращаются с помощью роторных вальцов, и при вращении растительная масса поступает в круглые отверстия пресс-формы, то есть в фильеры. Схема аппарата напоминает обычную мясорубку с ножом, который снаружи срезает цилиндрики гранул.

Это простое описание технологии, которое завершается охлаждением и упаковкой. Объем одной упаковки минимум 2 кг, но каждый завод, как правило, продает гранулы и врассыпную, это удобно покупателям – промышленным предприятиям.

Производство топливных брикетов

Технология изготовления топливных брикетов во многом напоминает производство пеллет. Различие в форме готового продукта. Отходы сельскохозяйственного и деревообрабатывающего производства также мелко рубятся и при высоком давлении прессуются.

Некоторые виды сырья для производства брикетов необходимо нагревать до очень высокой температуры – до 350 градусов. В древесном сырье очень много лигнина, поэтому прессование идет отлично. При использовании однолетних растений лигнина не хватает, поэтому производство топливных брикетов из соломы идет с добавлением связующих веществ.

При высокой температуре больше всего оплавляется поверхность брикетов, что делает их прочными. Это очень важно, так как транспортировка может существенно травмировать биотопливо.

Цилиндрические брикеты получают с помощью ударных механизмов, длина производимых брикетов может быть бесконечна, нарезка на куски производится по желанию. Различают цельные брикеты и брикеты с отверстием внутри. Плотность прессовки очень высока, близка к каменному углю. Объем произведенного брикета в 10 раз меньше, чем объем первоначального сырья, взятого для производства.

Производство биогаза

Биогаз, как биотопливо, очень ценный продукт, который существенно удешевляет обычное топливо и делает его экологически более безопасным и чистым. Процесс производства биогаза – это создание условий, в которых без доступа воздуха идет разложение биологических отходов при помощи биобактерий.

Производство биотоплива — биогаза требует специального устройства. Первый этап – измельчение сырья. Определенное количество соломы, шелухи, опилок и пр. поступает в реактор, то есть резервуар, в котором оно нагревается. К этому резервуару идет специальный загрузчик, иногда используется насосная установка. Все оборудование серьезно утеплено для сохранения температуры внутри. Измельчение и периодическое перемешивание осуществляется вмонтированными миксерами. Изготавливается установка из железобетона, иногда используется сталь со специальным устойчивым покрытием.

Внутри реактора создается питательная для бактерий среда, то есть туда помещаются растительные отходы производства. А вырабатывают бактерии биогаз. Итак, для производства биологического газа требуется растительное сырье, тепло (до +38 градусов), и перемешивание миксером. Образующийся газ поступает в газгольдер, там он очищается и затем транспортируется к котлу потребителя или на электрогенератор. Доступ воздуха в реактор перекрыт, поэтому никакой опасности взрыва не существует.

Описание технологии с использованием птичьего помета или навоза несколько отличается, оно включает дополнительную фазу фильтрации.

Производство биоэтанола

Промышленная технология получения биоэтанола предполагает переработку растительного сырья, которое очень похоже на производство обычного спирта. Первая стадия процесса – подготовка сырья, его измельчение. Главное условие для гарантии успешного получения биоэтанола – высокое содержание крахмалов в сырье. Именно поэтому для биоэтанола лучше всего подходят злаковые культуры. После измельчения сырье подвергается ферментации, то есть крахмалы расщепляются при взаимодействии с дрожжами. Получается спирт, в отходы идут сивушные масла и барда. Последняя используется в изготовлении кормов.

Качество производства биоэтанола и сходного с ним биобутанола постепенно повышается, так как ученые выводят все новые виды бактерий, которые улучшают и удешевляют процесс производства. Преимущество такого биотоплива – легкость хранения, не требуется специальное оборудование для транспортировки, так как биоэтанол не смешивается с водой.

Производство биодизеля

Мини-завод по производству биодизеля

Биодизель производится также из растительного сырья при помощи реакции переэтерификации. Растительное масло или жир под воздействием катализатора превращается в эфир метила. Производство биодизеля предполагает использование масел рапса, сои и некоторых других растений. Основная задача технологов в этом процессе – правильно подобрать катализатор. Тогда реакция идет быстрее и на выходе получается качественный биодизель. На данный момент уже освоена технология получения биодизеля не только из соломы, но и из древесного сырья, из опилок и щепы.

На крупных заводах применяется самая современная технология производства биодизеля, в корне отличающаяся от домашних способов. Вместо устаревших рекуперации и мойки топлива водой применяется струйная гидродинамическая кавитация, ультразвуковая, высокочастотная и полностью управляемая. Современные установки могут производить до 16 тысяч литров биотоплива в час! Гидродинамическая кавитация в прошлом служила только военным, и теперь нашла свое мирное применение в производстве биодизеля.

В отдельный вид биотоплива на сегодняшний день выделяется дизель из водорослей, то есть топливо третьего поколения. Для производства используют биоустановки — биореакторы, в которые в качестве питательной среды помещается двуокись углерода. Особый вид водорослей богат маслами, из которых и производится биотопливо.

Эволюция биогазовых систем:

Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.

Читайте также:  Тепловые насосы для отопления дома, обогрев загородного коттеджа с помощью насосного оборудования: инструкция, фото и видео-уроки, цена
Добавить комментарий