Каким давлением прессовать топливные брикеты

Использование топливных брикетов: плюсы и минусы, виды, технология производства, чем лучше обычных дров

Решение задачи по отоплению жилища в холодное время года имеет несколько принципиально разных потенциальных решений. Для густонаселённых, а особенно высоко урбанизированных территорий, практически единственным экономически оправданным выбором является центральная система отопления, когда тепло от топлива, сжигаемого в котельной, доставляется в дома граждан по трубам при помощи теплоносителя, в роли которого, как правило, выступает вода. Другой вариант подразумевает постоянное подключение дома к источнику электроэнергии или газу. И последний — когда необходимо обогреть автономное жилище или иное помещение, традиционно в этом случае в России используются дрова.

В последнее время в связи с бережным отношением к экологии и природным ресурсам натуральная древесина получила на этом поприще конкурента, топливные брикеты, названные также евродровами.

Новое твердое топливо, по сути брикеты из опилок, обладает большей теплотворностью, его удобнее транспортировать и хранить. Чтобы топить печь евродровами не нужно покупать дополнительное оборудование или расходный материал, весь процесс происходит по традиционной схеме. Всё это делает опилки в брикетах наиболее перспективным топливом для каминов и деревенских печей.

Плюсы и минусы использования топливных брикетов

Достоинства нового горючего наглядным образом раскрываются при его сравнении с классическими дровами. Сначала стоит обсудить получаемые преимущества:

• Высокая теплотворная способность. При горении прессованные опилки выделяют в 2-3 раза больше тепла на единицу веса.
• Увеличенное время горения. В сравнении с обычной древесиной, топливные брикеты служат в 1,5-2 раза дольше, что вкупе с первым достоинством позволяет экономить на отоплении.
• Экологичность и безвредность. При создании не применяются химические реагенты, само производство евродров утилизирует часть отходов деревообрабатывающих фабрик.
• Низкое выделение смол. Дымоход требуется чистить в 2 раза реже, чем при топке дровами.
• Меньше шума, дыма и разлетающихся в стороны угольков. Брикеты из опилок прогорают равномерно, в процессе выделяется меньше дыма, а после остаётся не так много золы как от обычных дров.
• Удобство хранения и использования. Форма брикетов позволяет тратить минимум пространства для их складирования, а ещё она оптимально подходит для использования в котлах с автоматической подачей топлива.
• Высокая плотность. Означает, что при одном и том же объёме масса топлива будет в среднем в 3 раза превышать аналогичную у дров. Удобно при транспортировке, грузовик за раз перевезёт больше полезного груза.
• Малое содержание влаги. Такое топливо из опилок имеет показатель влажности около 10%, в то время как у сухих дров он в диапазоне от 20 до 25%. У евродров меньше содержание бесполезной воды в весе, и меньше тепла уходит на её выпаривание.

Сравнение евродров с другими видами топлива

Недостатки:

• Относительно высокая стоимость. Покупка опилок в брикетах обойдётся дороже такого же объёма дров.
• Бояться взаимодействия с водой. При складировании необходимо обеспечить защиту топливных блоков от сырости.
• Ограниченный срок годности. Некоторые производители указывают максимальный срок хранения в 1-3 года. За данный период топливо необходимо использовать;
• Проблемы с распространением. В некоторых регионах прессованные опилки для отопления не используются по причине отсутствия поставщика.
• Хрупкость. Топливные брикеты не очень прочные и могут раскрошиться при механическом воздействии, в особенности это касается не совсем доброкачественного товара, который, к сожалению, сейчас широко представлен на рынке.
• Запах от золы. Пепел от прогоревших топливных брикетов имеет неприятный терпкий запах.
• Нет пощелкивания. Для кого-то это может оказаться недостатком, т. к. этот звук ассоциируется у людей с теплом и комфортом, просто психологическая особенность.

Использование печей и котлов длительного горения увеличит экономический эффект от использования топливных блоков примерно в 2 раза. Можно обеспечить время горения с одной загрузки топлива более 12 часов. Отсюда стало возможно плавно перейти к следующему вопросу: «Как правильно топить прессованными опилками?»

Как правильно топить печь топливными брикетами?

Специфика применения продукта, заключается в том, что оно полностью идентично использованию поленьев из дерева. Тип отопительного прибора при этом может быть любой: стандартная печка, калорифер, печь с калорифером или водным регистром, водяной котёл. При этом все же некоторые конструктивные особенности аппарата смогут максимизировать плюсы от использования кускового прессованного топлива, например, котлы Стропува и приборы с автоматической подачей топлива.

Время протапливания для кирпичных печей и каминов не должно превышать 2 часов, чтобы избежать разрушения кладки.

Топливные кирпичи из древесных пород древесины дают большее количество частиц, оседающих на стенках дымохода. Чистить трубу придётся несколько чаще.

Оставив прессованные опилки для отопления в тлеющем состоянии, можно обеспечить помещение теплом на всю ночь с одной закладки, однако, увеличив при этом засорение дымохода ещё сильней.

Виды древесных брикетов

На российском рынке продаются прессованные опилки следующих видов: RUF, Pini Kay, топливные блоки в форме цилиндра, в т. ч. изготовленные из угля и торфа.

RUF

Эти брикеты изготавливаются из высушенных опилок методом прессования под высоким давлением. По своей форме похожи на кирпич, цвет — от древесного до белого. На лицевой и обратной стороне у изделия выдавлена надпись RUF.

Кирпичи удобно загружать в камеру сгорания, они не боятся влаги. Производителей у этой формы твёрдого топлива достаточно много, от них и зависит качество горючего, но для средней оценки можно указать, что брикеты RUF в 1,5 раза экономичнее дров.

Pini Kay

Самая дорогая разновидность топлива из опилок. Брикеты получили прозвище «карандаши» из-за своей восьмигранной формы. Отверстия в центре поленьев создают дополнительную тягу, что увеличивает их теплотворность. Блоки в процессе производства подверглись обжигу, что сделало их твёрже и суше, а поверхность приобрела коричневый цвет.

Стандартные брикеты в форме цилиндра

В состав этой разновидности добавлен нетоксичный клей. Прессование проходит при низком давлении. Простота технологии производства цилиндрических топливных брикетов делает их самыми дешёвыми на рынке. При этом они хрупкие и очень боятся сырости.

Цилиндрические брикеты из угля и торфа

За счёт замены исходного сырья дают большую температуру горения, что позволяет быстрее протапливать помещения. Недостатки — увеличенное образование золы и неприятный запах у торфа.

Технология изготовления евродров

Промышленный способ

Процесс производства топливных элементов из отходов деревообрабатывающей промышленности прост и понятен. В качестве сырья используются опилки из дуба, липы, сосны. Качественные кирпичи получаются из берёзовой пыли, очень хорошее тепловыделение. Линия по производству евродров состоит из следующих агрегатов:

• дробилка;
• сушилка;
• пресс.

Для увеличения выпуска продукции и сокращение физического труда на заводе по производству топливных брикетов должны применяться:

• магниты для извлечения металлических частиц;
• сортировщик, работающий при помощи вибрации;
• лента или труба, подающая материал в сушилку;
• бункер для сырья, с дозатором и ворошителем;
• упаковочный автомат для готовой продукции.

Линия производства брикетов

На первом этапе сырьё подвергается очистке от примесей, при помощи магнитов с ленты убираются металлические частицы, а сортировщик просеивает материал. Далее опилки отправляются в дробилку, где измельчаются до состояния однородной массы. Линия подаёт опилки в сушилку, где влажность массы падает до 8-10%, а оттуда по шнеку она попадает в бункер. Здесь подготовленное сырьё подаётся на промышленный формовочный пресс, из недр которого и выходит готовый продукт, на конце линии располагается аппарат по упаковке готовых изделий.

В процессе прессования из древесины выделяется лигнин, это происходит только при высоком давлении и значительной температуре. При нагреве до нескольких сотен градусов внешняя сторона топливных блоков слегка обугливается, что является показателем качественного продукта.

На производствах применяют следующие разновидности прессов для создания топливных блоков:

• гидравлические;
• шнековые.

Гидравлические прессы развивают усилие в диапазоне 300-600 Бар. Прессованные опилки для отопления выходят в виде кирпича.

Шнек представляет собой трубу, внутри которой вращается винтовой вал, продвигающий сырьё вперёд. Канал, по которому идёт древесная масса, сужается, и таким образом происходит сжатие. Шнековый пресс для опилок достигает давления в 1000 Бар. На выходе получаются топливные элементы в виде шестигранника. Такой метод создания топливных элементов называют экструзией.

Самостоятельное производство

Для изготовления отопительных брикетов из опилок в домашних условиях необходим пресс, матрица и пуансон. Чтобы сделать самодельный формовочный аппарат нам потребуется гидравлический домкрат, к примеру, автомобильный бутылочный с любым ходом штока.

Далее придётся решить простую задачку для нахождения требуемого усилия для производства собственных евродров. Определяется оно по формуле: P=S*K, где:

• P — требуемое давление в тоннах;
• S — площадь поперечного сечения у брикета;
• K — производственная величина, указывающая на требуемое давление на 1 см2 тоже в тоннах. Можно подставлять значение от 0,5 до 1.

По расчётам с помощью формулы для полена из опилок диаметром 8 см, понадобиться пресс с усилием в 25-50 т, при диаметре топливных элементов в 5 см — в 10-20 т.

Чтобы сделать самодельный брикетировщик опилок понадобятся:

• Гидравлический домкрат, развивающий вычисленное усилие P.
• Стальная пластина 50 x 50 см толщиной от 3 до 5 см.
• Стальные полосы различных размеров.
• Прокатный швеллер с толщиной металла 5 — 8 мм.
• Болты М8 в паре с гайками длиной на 2 см больше длины швеллера.
• Бесшовная стальная труба с внутренним диаметром равным диаметру будущего брикета. Толщина стенки 8-15 мм. Будет применяться в качестве матрицы.
• Стальной стержень с внешним диаметром на 0,05 — 0,08 мм меньше диаметра стальной трубы. Выступит в роли пуансона.

Пуансон и матрица изготавливаются у токаря на заказ. Подобрать прокат с таким зазором попросту невозможно. Длина трубы определяется по формуле: L = 2 x lшт + A, где:

• L — длина трубы;
• lшт — длина хода штока;
• A — длина топливного цилиндра.

Длина A принимается из условия: A >= 1,5 x lшт.

Затем вычисляют расстояние между верхней и нижней швеллерными балками, суммируя длину трубы, высоту домкрата, ход штока + 2 см запаса. В виде формулы: Н = L + h + lшт + 2, где:

• H — расстояние между верхним и нижним швеллерами;
• h — высота домкрата.

Расстояние между швеллерами по горизонтали делают на 1 см больше ширины основания домкрата.

После этого из швеллеров делают прямоугольную конструкцию и крепят её к плите основания. Швеллеры при этом соединяются посредством болтов.

Возможен сварной вариант такой рамы, тогда в углах необходимо приваривать усиливающие пластины, это нужно, чтобы обеспечить прочность сварного шва при динамической нагрузке.

К верхней части рамы при помощи сварки присоединяются направляющие. Их форма может быть разной. Один из вариантов — установить кольцо с внутренним диаметром на 1 мм больше внешнего диаметра трубы матрицы.

Гидравлический домкрат соединяется с получившейся конструкцией посредством болтов. Возможность люфта в соединении должна полностью отсутствовать.

Установить направляющие из швеллеров нужно примерно посредине. Они должны препятствовать возможному смещению трубы во всех направлениях, не зажимая её при этом. Достигается это при помощи жёсткого закрепления одной из направляющих и наличия одного шарнирного соединения у другой.

Потом пресс для топливных брикетов проходит тестирование, выпускается пробная партия евродров. Древесные опилки плотно забивают в форму, затем её и выдавливающий стержень устанавливают и фиксируют. Шток домкрата поднимается, чтобы создать необходимое усилие. Ставится метка на пуансоне, соответствующая нижнему краю матрицы, домкрат опускается, и труба вынимается. Топливный брикет выбивается из трубы и осматривается с целью оценки качества.

Если получившийся цилиндр из опилок имеет ровную поверхность и кажется прочным, для проверки можно ударить им слегка об какую-нибудь твёрдую поверхность. Если брикет не рассыпался, то, значит, самодельный аппарат развил давление необходимое для выделения лигнина и можно дальше продолжать делать топливо для печи.

Если образец рассыпался при ударе, то давление было недостаточным, и требуется внести изменение в рецептуру. Для крепости в опилки добавляется вяжущее, часто для этой цели применяют просушенный навоз, глину или обойный клей. Скрепив блок такая добавка, тем не менее сократит его полезные характеристики. Топливо станет давать меньше тепла и больше золы.

Подробнее об изготовлении топливных брикетов своими руками, используя самодельные прессы и брикетировщики мы рассказали в этой статье.

Топливные брикеты не из опилок

Кроме опилок, сырьём для изготовления топливных элементов может выступать шелуха семечек, угольная пыль, бумага и т. п.

Если есть большое количество доступной бумаги, то производство евродров можно наладить из неё. Технологический процесс будет следующим:

1. бумага режется на мелкие кусочки;
2. сырьё вымачивается в тёплой воде до состояния жидкой каши, можно добавить в раствор немного крахмала;
3. из полученной массы удаляется избыточная влага;
4. бумажное тесто набивается в формы;
5. после испарения практически всей оставшейся влаги брикеты вынимаются и отправляются на просушку.

Прессованные блоки из бумаги при горении выделяют больше тепла и оставляются после себя меньше пепла.

Прессованная лузга семечек имеет следующие особенности:

• выделение тепла немного выше, чем у поленьев из опилок;
• имеют низкую зольность;
• пепел неприятно пахнет.

При создании топливных цилиндров из угольной пыли применяются два метода, с добавлением связующих элементов и без них. Рассматривать первый способ производства при создании горючего для домашней печи смысла не имеет, т. к. готовый продукт будет выделять токсичные вещества, что недопустимо при отоплении жилища. Второй способ сходен по технологии с производством из опилок. Последовательность действий такая:

1. частицы угля измельчаются, с тем чтобы самая крупная из них не была больше 6 мм;
2. в сушилках парового или газового типа уровень влажности сырья понижают до 15%;
3. полученная масса охлаждается и транспортируется в пресс;
4. в специальном прессе штемпельного типа на фракцию воздействуют давлением до 150 Мпа.

Стоит отметить, что все эти виды топливных блоков можно изготовить в домашних условиях, но со значительной потерей качества.

Условия хранения

Из-за различий в производственном процессе и исходном сырье топливные брикеты отличаются степенью устойчивости к воздействиям внешней среды. Общие условия пригодные для их хранения можно описать так:

• температура воздуха от +5 до +40 ºC;
• относительная влажность 30-80%;
• поблизости нет источников открытого огня;
• нет прямых солнечных лучей;
• топливо защищено от воздействия воды и агрессивных сред.

При соблюдении этих кондиций топливные брикеты будут сохранять свои свойства в течение всего гарантийного срока годности, до 3 лет.

Что выгоднее — дрова или брикеты?

Так как цена — одна из самых волнующих для конечного потребителя характеристик начать обзор следует именно с неё. 1 м3 топлива в брикетах стоит приблизительно в 2 раза дороже, чем дрова. Однако стоимость может различаться ещё сильней в зависимости от качества прессованных опилок и сорта древесины у поленьев. На протяжении всего анализа сравниваться будут усреднённые показатели для обоих видов твёрдого топлива.

Евродрова горят в 2 раза дольше, соответственно расход по массе у них значительно ниже. Пока получается, что экономически нет никакой разницы — стоят в 2 раза дороже и служат в 2 раза больше.

Топливные брикеты дают равномерное спокойное пламя на всём промежутке времени, у дров всё иначе, сначала они разгораются большим красивым костром, выделяя большое количество тепла, потом он затухает, и человек видит угли с редким язычками пламени. Из этого можно сделать вывод, что прессованное топливо лучше подходит для отопления, оно даёт постоянное стабильное тепло. Преимущества дров — быстрая протопка и визуально более приятный огонь, особенно вначале использования.

По окончании топки от дров в печи остаётся много углей и золы, а евродрова прогорают практически полностью. Удобство обслуживания отопительного оборудования у топливных брикетов намного выше.

Среди продаваемых на рынке прессованных опилок значительная доля не соответствует высоким стандартам качества, имеет плотность ниже положенной и слишком легко крошиться. Но и у дров всё сильно зависит от поставщика, часто покупателю их отгружают сырыми, с влажностью до 50% и из другого вида древесины. Один — один, некачественный товар можно купить и там и там примерно с равной вероятностью.

Комфорт при использовании брикетов однозначно выше. Не надо колоть, сушить древесину. При складировании евродрова занимают намного меньше места и за раз могут привести большее количество топлива.

С учётом всего сказанного топливные брикеты действительно оказываются чуточку выгоднее своих природных собратьев. Особенно это проявляется в отопительных системах с теплоносителями и автоматической подачей топлива в камеру сгорания.

Источник