Что такое пеллеты топливные: Что такое топливные пеллеты, из чего состоят, расход пеллет на зиму

Содержание

что это такое и их топливные преимущества [2019]

Современный вид топлива, который используется для сжигания в пеллетных котлах

Пеллеты на данный момент – это отличная альтернатива газу и другому топливу, но многие не знают, что это. Отопление пеллетами дешевле газа в 3-4 раза, но пока что технология изготовления такого материала не дает возможности полностью заменить им газ. Но как альтернативу пеллеты рассматривают многие.

Содержание

Пеллеты считаются экологически чистым видом топлива

Дробленая древесина, используемая для изготовления пеллет

Одной из характеристик топливных гранул является количество выделяемой тепловой энергии, что влияет на стоимость сырья

Древесные гранулы в сосуде у котла создают некий декор в современном интерьере

Пеллеты: что это такое?

Внешне топливные пеллеты выглядят как гранулы цилиндрической формы. В них запрессовывают отходы древесного и с/х производства. Размеры их стандартные:

  1. Диаметр – 6-8 мм.
  2. Длина – от 5 до 70 мм.
  3. Влажность – 7-10%.

«Сыпучие» гранулы удобны при использовании подающих устройств в котельных

За счет этого показателя они успешно используются в пиролизных котлах. Если сравнить с дровами, то КПД котлов на таком топливе больше в 1,5 раза.

Но размеры одной пеллеты зависят от используемого для производства материала, типа сырья и сферы использования.

Обратите внимание! За рубежом такой тип топлива активно используется, особенно для автоматизированных котельных. Пеллеты нашли свое распространение как в бытовом использовании, так и в промышленном. По своей теплопроводности пеллеты сравнивают с углем. Кроме того, это топливо экологичное.

Хорошо просушенные пеллеты работают эффективнее

История появления

Котлы на пеллетах впервые начали использовать в США, именно там стартовало производство этого материала. Хотя изначально задумка гранулирования была несколько иной, ведь таким образом планировалось экономить место при перевозке отходов. Но довольно быстро пеллеты начали использовать в качестве топлива.

В Европе впервые об альтернативном топливе заговорили в Швейцарии в 80-х годах. Гранулы начинают изготовлять из отходов древесного производства. В 90-х годах в Швейцарии развивается настоящий бум производства топлива в промышленных масштабах. Далее развитие проиcходило в Канаде, Дании, Финляндии, Англии, Италии.

На данный момент заводы по производству пеллет расположены непосредственно возле лесозаготовительных и лесоперерабатывающих предприятий. Это позволяет не останавливать производство топлива, и такие заводы зачастую работают 24 часа в сутки.

Экологический фактор

Купить пеллеты – это значит сохранять стабильный экологический фон. Они – результат переработки отходов, а значит, не навредят атмосфере и человеку. Считается что пеллеты являются частью круговорота CО₂ в окружающей среде, то есть выделяют его ровно столько, сколько впитало дерево при росте.

В процессе сжигания пеллет выбрасывается столько же углекислого газа, сколько образовалось при естественном разложении древесины

Обратите внимание! При производстве используются отходы, а значит, каждая тонна такого топлива сохраняет в целости и сохранности деревья в лесу. А окружающая среда не загрязняется отходами деревоперерабатывающего производства.

Что очень важно, выбросы в атмосферу от сгорания такого топлива не настолько вредны, как если бы сжигался уголь и дизтопливо.

Химические характеристики пеллет зависят от сырья, из которого они изготовлены

Классификация пеллет

Цена пеллет во многом зависит от используемого в процессе изготовления сырья. Существует такая классификация:

Разновидность пеллет по сырью изготовления

  • Белые пеллеты – этот сорт еще называют «премиум». Производятся они из отходов древесины без коры. Теплотворная способность таких пеллет достигает 17,2 МДж/кг. Зольность практически нулевая. Такие пеллеты составляют около 95% всех, что представлены на рынке сегодня. Они подходят для любых типов котлов.

Преимущество белых пеллет – низкая зольность. Чистка котла после такого сырья необходима не чаще одного раза в месяц

  • Индустриальные – они в себе содержат древесину более низкого качества. Кроме древесных отходов в них может быть кора и несгораемые частички. По теплотворности от первого типа они почти не отличаются, но зольность немного выше. При их использовании котел придется прочищать чаще.

Дополнительные элементы в составе индустриальных пеллет делают их окрас немного темнее

  • Агропеллеты – их изготовляют из отходов с/х производства. Теплотворная способность их ниже – до 15 МДж/кг, зольность больше 4%. То есть чистить котел придется часто. Среди преимуществ такого топлива – их доступная цена. Используются они преимущественно для получения тепла в больших тепловых станциях. Также они удобны, если в котлах предусмотрена автоматическая очистка от золы. Применять их можно не во всех котлах, а только тех, что рассчитаны на подобное топливо.

Экономный вариант топлива стандартного качества, которое можно применять только в специальных котлах

Процесс производства

Производство пеллет – это процесс многоэтапный, который требует как материальных, так и временных затрат. Но первым делом на завод завозят сырье. Сырьем могут быть:

  1. Кора, опилки, щепа, иные отходы лесозаготовки.
  2. Отходы с/х производства: кукуруза, солома, лузга подсолнечника и другие.

Пеллеты для отопительных котлов из лузги подсолнечника

Технологический процесс производства состоит из следующих этапов:

  • Крупное дробление.
  • Сушка.
  • Мелкое дробление.
  • Перемешивание и водоподготовка.
  • Прессование.
  • Охлаждение, сушка.
  • Расфасовка.

Ненужные деревянные щепки используют при изготовлении древесных гранул

Первичное дробление

Его еще называют крупным дроблением. В процессе происходит измельчение до размеров 25 х 25 х 2 мм. Такой процесс обеспечивает быструю сушку сырья до необходимой влажности. Так как подобный материал хранится на бетонном полу для исключения смешивания с песком и камнями, подача в измельчитель происходит посредством скребкового устройства.

Измельчение отходов древесины – первый этап в производстве пеллет

Просушивание

Теперь сырье имеет влажность от 15%, что не подходит для следующих этапов, так как оно будет плохо прессоваться. А гранулы, которые содержат столько влаги, не подойдут для котлов. Оптимальная вилка влажности – от 8% до 12%, но правильные пеллеты имеют 10%. Для того чтобы просушить первично измельченное сырье, используются сушилки барабанного ленточного типа. Выбор того или иного способа просушки зависит от типа сырья, его качества и других факторов.

Сырье для изготовления пеллет с несоответствующей влажностью требует дополнительного увлажнения или сушки

Обратите внимание! Этот процесс является энергоемким, ведь для того, чтобы просушить 1 т сырья, на этом этапе нужно сжечь 1 м³ дров. Для того чтобы удешевить этот процесс, к топке сушилки сжигают кору или опил.

Вторичное (мелкое) дробление

Для того чтобы мог работать пресс, размер частичек не должен быть больше 4 мм, поэтому применяется повторное измельчение. Для этого используются молотковые мельницы, которые отлично подходят для дробления волокнистой стружки, опилок.

Опилки, подготовленные для повторного дробления

Водоподгонка, прессование

Так как на предыдущих этапах сырье было высушено и на данный момент имеет только 8% влажности, склеить его будет сложно. Для этого материал увлажняют при помощи воды или пара. Последний необходим при прессовании твердых пород древесных отходов. Если сырье из мягкой древесины, то вполне достаточно дополнительной влаги.

Что касается прессования, то оборудование для пеллет имеет разные формы матрицы – плоскую и цилиндрическую. Диаметр самой матрицы порядка 1 метра, мощность же измеряется 500 кВт.

Прессы некоторых производителей не требуют дополнительного пара в силу своих конструктивных особенностей

Охлаждение, фасовка

Для того чтобы получить качественные пеллеты, необходимо их хорошо охладить. Этот процесс помогает осушить гранулы. После пресса они имеют температуру +70-90 ⁰С. После завершения такого процесса их просеивают и упаковывают.

Так как пеллеты – это рассыпное сырье, его часто хранят насыпом, но это может негативно сказаться на качестве материала, так как он наберет влажность. Поэтому производители пакуют и рекомендуют сохранять топливо в больших пакетах биг-бэг. Самые качественные пеллеты, которые можно купить, – расфасованные из завода в 20 кг мешки.

От системы хранения, существующей у потребителя, зависит фасовка гранул: насыпью, в мешках биг-бэг либо в мелкой расфасовке

Преимущества топлива

Пеллеты имеют ряд существенных преимуществ:

  1. Это экологически чистое сырье, которое не дает повышенных выбросов CО₂ в атмосферу.
  2. Низкий риск самовоспламенения за счет того, что в них нет спор, пыли.
  3. Гранулы плотнее древесины и их влажность ниже, что обеспечивает больше тепла от сгорания того же объема, что и дров.
  4. За счет стандартных размеров и сыпучести появляется возможность полностью автоматизировать процесс отопления.
  5. Отходов у самых распространенных типов пеллет мало, это значит, что чистить котел каждый день не понадобится. По отзывам тех, кто использует данное топливо, чистка нужна не чаще 1 раза в месяц.
  6. Только на первый взгляд это топливо кажется не самым доступным. На самом деле если сделать пересчет на количество тепловой энергии, то именно пеллеты будут в этом плане самым эффективным топливом.
  7. Простота хранения сырья – минимум площади и отсутствие запаха.
  8. Простота и чистота транспортировки.
  9. Высокий КПД котла в пределах 96%.

Пример работы пеллетного котла в разрезе

Обратите внимание! Если говорить о недостатках материала, то это необходимость постоянно держать запас на складе. Также как недостаток отмечают опасность сжигания пеллет, если сырье, из которого они изготовлялись, взять из загрязненных радиацией территорий. Действительно такой риск есть, но производители, которые уже давно работают на рынке, не будут рисковать своим имиджем и продавать откровенно опасный материал. Поэтому нужно внимательно выбирать именно производителя гранул.

Древесные гранулы практически не подвержены самовоспламенению, так как в состав не входят пыль и споры. К тому же они не вызывают аллергической реакции

Как выбрать качественные пеллеты?

Важность выбора именно качественных пеллет в том, что только такие могут дать заявленное количество тепла. Параметр их зольности также будет в представленных границах. Использование топлива низкого качества ведет к ускоренному изнашиванию котла.

Пеллеты обеспечивают высокую теплотворную способность в сравнении с щепой или дровам

При выборе нужно обратить внимание на:

  • Размер. Причем не только габариты самых пеллет, но и наличие разломанных и раскрошенных. Трухи в пакете быть не должно, а если она обнаружена в значительном количестве, то покупать такое топливо не стоит.
  • Поверхность пеллетины должна быть гладкой и блестящей. Если материал низкого качества, то явно будет заметна шершавость.
  • Пеллеты должны быть твердыми и сухими, только такие стоит использовать.
  • Разломить качественную пеллету сложно, она ни в коем случае не должна сыпаться в руках.
  • Еще один способ проверить качество – это забросить топливо в воду, и если пеллета утонула, то это хорошо, а если же всплыла, то лучше поискать другое топливо.

Правильная форма гранул позволяет их легко транспортировать и перегружать, а также пересыпать через специальные рукава

Использование пеллет – это удобное и экологичное решение. Неудивительно, что на такое топливо перешла уже практически вся Европа.

что это такое, состав, сколько тонн нужно на зиму в дом, пеллетная система для котлов, из чего и как делают

Пеллеты – это спрессованные гранулы. Поставляются в мешках либо на россыпь. Форма пеллета может быть разной, в зависимости от конкретного производителя. Состав гранул тоже может отличаться в зависимости от того, какие в них содержаться материалы.

Facebook

Twitter

Google+

Vkontakte

Odnoklassniki

Пеллеты: что это такое

Как правило, топливная единица обладает следующими параметрами:

  • Длина – от 0,5 до 5 см.
  • Диаметр – от 6 до 8 мм.

Эти гранулы являются продуктом переработки различных деревообрабатывающих отходов.

Это могут быть опилки, кора, всевозможные обрезки, стружка или щепа.

Разновидности пеллетной системы отопления и состав гранул

Отопление с применением гранул твёрдого топлива обладает множеством преимуществ, но есть одно обстоятельство, которое можно назвать существенным недостатком – это необходимость в постоянном контроле со стороны человека. Он должен подбрасывать топливо, чистить топку, а также регулировать заслонки на дымоходе.

Но в последнее время стали особенно популярны котлы отопления с использованием пеллетов, которые отличаются одним важным моментом – это способность долгое время работать без участия человека. Это особенный вид топлива, который представляет собой спрессованную массу, состоящую из измельчённых горючих отходов.

В качестве дополнительных материалов в пеллетах могут использоваться следующие составляющие:

  • Торф.
  • Шелуха.
  • Вы

Пеллеты (топливные гранулы) — Что такое Пеллеты (топливные гранулы)?

биотопливо, которое получают из торфа, отходов сельского хозяйства и древесных. Похожи на цилиндрообразные гранулы стандартного размера

Пеллеты (топливные гранулы) — биотопливо, которое получают из торфа, отходов сельского хозяйства и древесных. Похожи на цилиндрообразные гранулы стандартного размера

Торф может быть сырьем для выработки Пеллет, а также балансовая (некачественная) древесина и древесные отходы: кора, опилки, щепа и другие отходы лесозаготовки, а также отходы сельского хозяйства: отходы кукурузы, солома, отходы крупяного производства, лузга подсолнечника, куриный помёт и др.

Изготовление:

1. Сырьё поступает в дробилку, где измельчаются до состояния порошка.

2. Полученная масса поступает в сушилку, из неё — в пресс-гранулятор, где древесную муку сжимают в гранулы. Сжатие во время прессовки повышает температуру материала, лигнин, содержащийся в древесине размягчается и склеивает частицы в плотные цилиндрики. На производство одной ты гранул уходит около 2,3-2.6 кубометров древесных отходов, плюс 0.6 кубометров опилок сжигается, на каждую ту произведенной продукции.

3.Готовые гранулы охлаждают, пакуют в различную упаковку — от небольших пакетов (2-20 кг) до биг-бэгов (большая промышленная упаковка) весом по 1-й те — или доставляют потребителю россыпью.

Топливные гранулы — экологически чистое топливо с содержанием золы, как правило, не более 3 %. При производстве пеллет в основном используются отходы лесопильных производств и сельского хозяйства, которые ранее в основном вывозились на свалки и гнили, а по прошествии нескольких лет начинали гореть или тлеть.

Однако, если в месте произрастания сырья окружающая среда содержит токсины или радиоактивные вещества, то при сжигании гранул эти вещества могут быть распылены в атмосферу.

Так как не содержат пыли и спор, гранулы менее подвержены самовоспламенению и не вызывают аллергическую реакцию у людей.

Гранулы отличаются от обычной древесины высокой сухостью (влажность всего 8-12 %, а влажность сырых дров — 30-50 %) и большей — примерно в полтора раза — плотностью, чем дрова. Эти качества обеспечивают высокую теплотворную способность по сравнению со щепой или дровами — при сгорании ты гранул выделяется приблизительно 3,5 тыс кВт·ч тепла, это почти в два раза меньше, чем при сгорании ты каменного угля, в полтора раза больше, чем у обычных дров, и всего в два раза (почти в три раза) меньше, чем при использовании газа, мазута или дизельного топлива.

Низкая влажность — это не только преимущество гранул как топлива, но и проблема их производства. Сушка может оказаться одной из основных статей расходов при производстве топливных материалов из отходов деревообработки. Кроме того, в зависимости от производства, сбор, сортировка и очистка сырья также могут повлечь дополнительные затраты. Процесс сушки важно тщательно спланировать, что позволит уменьшить риски, связанные с качеством готовой продукции, её себестоимостью и пожароопасностью производства. Лучшим вариантом является производство биотоплива из сухой стружки.

Одно из важнейших преимуществ гранул — высокая и постоянная насыпная плотность, позволяющая относительно легко транспортировать этот сыпучий продукт на большие расстояния. Благодаря правильной форме, небольшому размеру и однородной консистенции продукта гранулы можно пересыпать через специальные рукава, что позволяет автоматизировать процессы погрузки-разгрузки и также сжигания этого вида топлива.

Для эффективного использования топливных гранул требуется особый вид печи: пеллетный котёл.

Качество и стандарты

Качество и вид гранул зависят от сырья и технологии производства. Древесные гранулы с большим содержанием коры обычно имеют тёмный цвет, а гранулы из окорённой древесины — светлый. В процессе производства — например, при сушке — гранулы могут немного «подгореть» и тогда они из белых становятся серыми. Хотя это не всегда сказывается на таких потребительских качествах гранул как теплотворная способность, зольность, прочность и истираемость, но может привести к образованию мелкой пыли при транспортировке за счёт трения гранул друг о друга.

В разных странах приняты различные стандарты производства топливных гранул.

В России в 2008 г было произведено 500‑600 тыс т пеллет, производство топливных гранул налажено на 150 предприятиях в разных регионах страны.

В 2009 г произведено около 960 тыс т топливных пеллет. Внутри страны было использовано около 260 тыс т.

В 2010 г в России было выпущено порядка 1 млн т гранул из древесины и лузги. Большая их часть была экспортирована в Европу. При этом если древесные гранулы в основном покупают скандинавские страны, а также центральная и северная Европа, то российские топливные гранулы из лузги закупают только Великобритания и Польша. Пеллеты, произведенные на Дальнем Востоке, экспортируются в Южную Корею и Японию.

Согласно оценкам ООН, в России ежегодный объём производства топливных гранул в 2011 г составлял 750 тыс т, из которых 600 тыс т экспортировалось.

В 2011 г Выборгская целлюлоза (пос. Советский, Ленинградская область) запустила крупнейший в мире завод по производству древесных пеллет. Объём производства предприятия должен составить 1 млн т топливных гранул в год. В 2012 г на предприятии было произведено 500 тыс т гранул.

Российский рынок топливных гранул (пеллет) в 2015 г продемонстрировал стабильный рост объемов производства и экспорта продукции, увеличившись на 100 000 т/год. Данная тенденция сохраняется на пеллетном рынке, несмотря на ряд кризисных явлений в экономике. Большинство российских компаний, занимающихся экспортом продукции в 2015 г не испытывало проблем со сбытом, несмотря на теплую зиму в Европе. Это связано с наличием долгосрочных контрактов у тех производителей, которые работают на рынке в течение последних нескольких лет. В то же время в связи с девальвацией рубля, относительно евро, в экспорте древесных топливных гранул в 2015 г стали участвовать те компании, которым ранее с логистической точки зрения было невыгодно продавать свою продукцию за рубеж. Во второй половине 2015 г в экспорте продукции участвовало 157 российских производителей гранул. Отечественные производители активно получают европейские сертификаты EN plus и SPB и выходят на новые рынки.

Где и как используются пеллеты, какие лучше для отопления и почему

Достойным конкурентом солярке, углю и дровам являются пеллеты. Это небольшие  цилиндрической формы гранулы, которые используются для сжигания в  специализированных отопительных котлах. В Европе давно и успешно применяют этот вид топлива. Способствует этому экологичность (это спрессованные отходы деревообработки и растениеводства) и возможность автоматизировать процесс отопления: гранулы сыпучи, что дает возможность хранить их в резервуарах и, автоматически по мере необходимости, подавать в котел.  Диаметр пеллет, используемых для бытовых котлов, — 6–8 мм, в промышленных котлах сжигаются более крупные гранулы  диаметром до 10 мм.  Длина вообще может быть от 5 до 70 мм.

Как производят гранулы пеллеты из древесины

Для производства пеллет берут самую недорогую древесину, которую невозможно использовать больше ни в каких целях. Это обрезки, щепа, опилки. Эти отходы сортируют, очищают от примесей, отсеивают песок и т.п.  Далее, мощный магнит, используемый на сортировочной ленте, притягивает железо (например, гвозди). После удаления посторонних предметов древесные отходы отправляются в молотковую дробилку, где их измельчают до фрагментов размером в 4 мм. Это этап называется предварительным измельчением. Необходим он для равномерного просушивания сырья на следующем этапе.

Пеллеты делают и отходов деревообрабатывающей промышленности и агрокомплекса

Пеллеты делают и отходов деревообрабатывающей промышленности и агрокомплекса

Полученные опилки высушивают в специальном бункере до требуемой влажности (8–12%). После чего их отправляют на повторное измельчение. В результате получаются мелкие фрагменты древесины, которые  после доведения до идеальной влажности (10%) отправляют в пресс-гранулятор. Здесь под воздействием давления (в некоторых прессах высокой температуры) древесные опилки превращаются в гранулы.  Для этого состав пропускают через матрицу, в которой вырезаны круглые отверстия. Конструкция пресса — гранулятора напоминает обычную мясорубку: тесто продавливается через отверстия, и получаются гранулы. В охладительной колонке их остужают. Так получается конечный продукт — топливные пеллеты.

Виды и используемое сырье

Если классифицировать пеллеты по сорту, то их существует три вида:

  • Индустриальные — имеют серо-коричневый цвет,  их процент зольности выше 0,7. Это объясняется тем, что древесина, из которой они изготовлены, не прошла окорку. То есть в гранулы попадает большое количество коры, дающей повышенный процент зольности. Стоит учесть, что применение индустриальных пеллет в бытовом котле может привести к его поломке: не все горелки могут работать с топливом большой зольности.  Но стоить они могут на 50% меньше, а это приличная экономия. Если ваш котел без особых проблем пережигает такой вид пеллет — можно использовать и их, но чистить его придется чаще. Индустриальные пеллеты не всегда можно использовать в бытовых котлах

    Индустриальные пеллеты не всегда можно использовать в бытовых котлах

  • Агропеллеты. Получают из отходов сельскохозяйственных культур. Они довольно дешевы, но их главным минусом считается содержание большого количества золы. А это является главной проблемой многих котлов, которые быстро выходят из строя из-за образования шлака. Использование агропеллет требует регулярного очищения от шлаков, потому их чаще используют на больших тепловых станциях. С точки зрения использования в бытовых пеллетных котлах этот вид гранул еще более проблематичен: зольность, как правило, еще выше. Могут возникнуть проблемы при транспортировке: агропеллеты довольно мягкие, так что уже после доставки часть из них разрушается. А котлы к наличию пыли и мелких фрагментов приспособлены плохо. Потому использовать агропеллеты целесообразно, если их производство расположено недалеко от вас. Агропеллеты чаще используют в промышленных котельных

    Агропеллеты чаще используют в промышленных котельных

  • Белые пеллеты — топливо высшего сорта. Отличаются светло-желтым, чуть серым или абсолютно белым цветом. От них исходит приятный запах древесины. Главным преимуществом является низкая зольность, около 0,5%. Используя белые пеллеты, можно забыть о чистке котла на один–два месяца. Благодаря этому оборудование не изнашивается, а количество убранной из них золы очень мало. Стоят они дороже, чем остальные виды пеллет, зато купить белые пеллеты — сохранить свой котел в рабочем состоянии на длительное время и не заглядывать в него месяцами. Белые пеллеты — идеальное топливо для бытовых пеллетных котлов

    Белые пеллеты — идеальное топливо для бытовых пеллетных котлов

Из чего делают

Любое сырье с содержанием лигнина подойдет для изготовления пеллет. Самым распространенным в России является древесное сырье, причем чаще используют хвойные породы, несмотря на то, что  из лиственных получается более качественное топливо.  Популярность хвойных пород объясняется тем,  что переработка древесины лиственных пород требует более сложного и дорогого оборудования: почти все лиственные породы  не очень хорошо прессуются, потому требуется более мощное оборудование, часто приходится экспериментальным путем подбирать режим переработки/увлажнения/прессования, а это время и средства. Причем стоимость пеллет при реализации на внутреннем рынке от материала зависит незначительно.

Сырьем для производства пеллет являются любые горючие отходы

Сырьем для производства пеллет являются любые горючие отходы

Чем отличаются березовые пеллеты от хвойных? Березовые пеллеты имеют незначительно большую выделяемую теплоту при сгорании, чем хвойные, но разница невелика. Зато в при горении березовых нет смол, которые при длительном использовании сосновых оседают в дымоходе, из-за чего требуется его чистка.

Агропеллеты чаще изготавливают из соломы. Хотя теплоотдача таких гранул меньше, чем у древесных, но стоят они значительно дешевле. Большей теплоотдачей среди агропеллет  отличаются гранулы из рапсовой соломы. Пелеты из шелухи (лузги) подсолнечника являются отличными конкурентами гранулам из бурого угля. Преимуществ у них много: гранулы из лузги дешевле,  у них меньше зольность во много раз, да и тепла выделяют они больше и зола лузги экологически чистая, являющаяся отличным удобрением для агрокультур.

  Удельная теплота сгорания, ккал/кг Удельная теплота сгорания, КВт/кг Стоимость 1 тонны, $
Пеллета древесная 4100 4.7 80-125
Пеллета из соломы 3465 4.0 75-80
Пеллета из лузги подсолнуха 4320 5.0 75-115

Торфяные гранулы — это безотходный, экономический и экологический вид топлива. Но их используют, в основном, в промышленности из-за высокой зольности. Также широко распространено применение торфяных гранул для усиления действия минеральных удобрений.

Пеллеты из макулатуры  изготовляют по иной технологии. Вместо просушки, их увлажняют, а затем помещают в пресс-гранулятор. Из-за особенностей сырья для гранулирования бумаги требуется больше затрат.

Особенности отопления пеллетами

Для того чтобы использовать пеллеты в качестве топлива эффективней, необходимо приобрести специальный котел. Пеллетные котлы  работают в автоматизированном режиме: топливные гранулы хранятся в специальных емкостях — бункерах для пеллет, из которых подаются при помощи шнека в котел.

Если вы хотите сэкономить и купить серые, а не белые пеллеты, советуем вам не покупать сразу большую партию топлива: далеко не все горелки могут справляться с ними. Сначала приобретите мешок, протестируйте. Если котел работает нормально, можете закупать более солидную партию. Аналогично поступайте с агропеллетами: сначала протестируйте работу котла небольшим количеством.  Но кроме зольности могут быть еще проблемы: эти гранулы плохо переносят транспортировку, так что уже на этом этапе получите много отходов. Вот и получается, что  топить этим топливом, даже если справляется котел, целесообразно, если производство где-то недалеко.

Идеальные пеллеты для котлов — белые. Состав их обычно однороден, а зольность мала, из-за особенностей сырья поверхность таких гранул плотная, они меньше трескаются и рассыпаются, лучше переносят транспортировку.

Пеллеты: виды, характеристики и использование

С самого начала появления пеллет они не рассматривались, как серьезное альтернативное решение топливной проблемы. Это, скорее, была попытка найти рациональное использование для отходов многочисленных лесопилок и мебельной промышленности. Дальше использования в качестве балласта, наполнителя кошачьих туалетов и утеплителя. Опилки и древесная пыль были копеечным сырьем, но очень неудобным в транспортировке и переработке. По аналогии с прессованной угольной пылью опилки попробовали обрабатывать давлением и в результате получили гранулы, но с невысокими прочностными характеристиками.

Предполагалось, что после доставки к месту переработки гранулы пеллет будут размалываться в крупу, и далее по хорошо отработанному технологическому циклу. В середине 80х прошлого века топливный кризис заставил страны, обладающие серьезными запасами древесины, искать способ удешевить ископаемое топливо. Древесные гранулы пеллет получили шанс стать полноценным топливом и занять свою нишу на рынке.

Современные пеллеты для отопления

Достаточно быстро специалисты нашли способ повысить прочностные и топливные характеристики, использование нового недорогого и экологичного топлива стало набирать обороты в качестве альтернативы углю и газу. Современные топливные пеллеты представляют собой твердые и прочные гранулы диаметром 5-8мм и длиной до 40мм, с энергетическими характеристиками, близкими к тяжелым сортам дерева, что значительно упрощает их хранение и использование.

Топливо из пеллет проявило немало интересных свойств, по достоинству оцененных потребителем:

  • Удобство хранения без потерь качества и топливной эффективности;
  • Высокая экологичность и отсутствие вредных компонентов в продуктах сгорания;
  • Повышенная в сравнении с дровяным топливом теплотворная способность;
  • Возможность автоматизации и механизации процессов загрузки топки котлов на пеллетах.

Производство пеллет

Благодаря использованию отходов сельскохозяйственного и лесного производства сами гранулы топливных пеллет получаются экологически чистыми, соответственно, характеристики золы и продуктов сгорания выглядят очень неплохо и не представляют опасности для бытовых потребителей. Немаловажный вклад в столь важную характеристику добавляет использование специфического оборудования для производства пеллет. Зачастую компактное, но мощное прессовое оборудование позволяет наладить использование отходов непосредственно по месту их получения. Например, рядом с лесопилкой или цехом деревоперерабатывающего комбината.

Из чего «давят» гранулы пеллет

Еще одной замечательной характеристикой топливных пеллет является широченная сырьевая основа производства. Для изготовления пеллет с высокими характеристиками используют не менее 80% хвойных сортов опилок и щепы. Остаток может заполняться шелухой или кочерыжкой кукурузы, подсолнечника. Все подойдет, как наполнитель, но при условии наличия в составе пеллет хвойного компонента.

Только хвойные, благодаря большому содержанию в древесине гемицеллюлоз, под воздействием температуры и высокого давления начинают вести себя подобно твердому клею — растекаться по объему и спаивать все компоненты в прочную гранулу.

Характеристика теплотворной способности топливных пеллет относительно невысока – 18-19 мДж/кг. Это примерно треть от теплоты сгорания жидкого печного топлива или бытового газа. В значительной степени калорийность топлива зависит от использования сырья, чем плотнее и тяжелее древесина, тем выше теплопроизводительность и прочность гранул.

Прессовые линии для производства пеллет

На рынке существует великое множество предложений разнообразных линий и установок, используемых для производства пеллет. От огромных многотонных линий до установок для личного использования, в пару десятков килограммов. Многие из них настолько просты, что используя заложенное в конструкции техническое решение, можно изготовить гранулятор для производства пеллет своими руками с неплохими характеристиками.

Стандартное устройство мощной установки представляет собой конструкцию из двух толстостенных стальных барабанов, смонтированных на мощной стальной раме. Барабаны имеют общую линию соприкосновения и вращаются в разных направлениях. На поверхности рабочих барабанов находятся отверстия, через которые выдавливаются и формируются сами гранулы.

В более простых и доступных версиях гранулятора допускается использование двух роликовых бегунов, катающихся по поверхности перфорированного диска. Бегуны вращаются с помощью мотор-редуктора, и, используя свой вес и прижимное усилие, выдавливают сырье через отверстия в диске, подобно производству макарон.

Небольшая конструкция позволит получать от 30 до 100 кг пеллет в день, что позволит при использовании подручного дешевого сырья заготовить гранулы топливных пеллет своими руками на зиму в достаточном количестве. Характеристики такого топлива несколько хуже, чем пеллет промышленного изготовления, но только в прочности гранулы. Горят они не хуже.

Как осуществляется производство пелет

Это очень неплохой бизнес, но он требует покупки качественного оборудования для пеллет, предложений гранулы на рынке больше спроса, и при посредственных характеристиках топлива есть огромный риск прогореть. Конкурировать с мощными комплексами можно только за счет снижения издержек и непродуктивных затрат.

В промышленной технологии производства пеллет заложена примерно следующая последовательность операций:

  1. Сырье размалывается до состояния муки и тщательно высушивается до содержания влаги не более 10%;
  2. В сырье обязательно использование некоторого количества добавок, предотвращающих слипание и улучающих текучесть порошка;
  3. Разогревают до температуры не более 200оС и с усилием от 2до 5 тонн выдавливают гранулы через матрицу;
  4. Специальный нож обрезает выдавленные «макаронины» для получения необходимых размерных характеристик;
  5. Иногда в производстве допускают использование перегрева пеллет для закаливания поверхности гранул, это значительно улучшает прочностные характеристики гранул.

Их не рекомендуют для использования в бытовых котлах, производят для использования в котельных и теплогенераторных установках.

Техника применения пеллет для отопления

Из одного метра кубического сырья получают 1000 дм3 пеллетного топлива. Приблизительный расчет покажет, что для обогрева 100 м2 жилого помещения необходимо использование 10кВт обогревательной установки, потребляющей в среднем до 3-х кг топлива в час.

Характеристика затрат отопления гранулами

Среднесуточная норма расхода составит до 60 кг, в течение 6 месяцев вы потратите около 10 тонн пеллет, что при среднепотолочной цене в 3600 руб за тонну составит не менее 36тыс. Для сравнения: отопление угольным брикетом или углем обойдется примерно в 20-22тыс.руб, при использовании газа отопление возрастет в цене на 15%. Теплотворные характеристики пеллет явно проигрывают.

Кроме того, для продуктивного сжигания и использования тепла необходим специальный пеллетный котел, с арматурой и системами контроля он будет стоить не менее 1300-1400 долларов. Фактически это цена двухлетнего запаса пеллет.

На волне популярности многие западные производители сообразили занять нишу котлов с использованием топливных пеллет и более совершенными характеристиками. Наиболее популярными сейчас становятся котлы-камины, допускающие установку даже в квартирах высоток.

Итог

Простое арифметическое сложение и калькуляция не отражают действительного положения вещей. Популярность использования столь необычного топлива объясняется целым рядом обстоятельств.

Во-первых, гранулы находят повышенное использование и применение в странах с огромными запасами леса — Финляндии, Австрии, Германии. Там не только стоимость ниже, но и характеристики выше за счет более высокоэнергетических пород древесины.

Во-вторых, применение пеллет в странах Евросоюза все равно обходится дешевле газа, ископаемого твердого топлива или нефтепродуктов из-за высоких потребительских цен;

В-третьих, практически все производство пеллет датируется и субсидируется, как инновационная, природоохранная деятельность. Мало того, финансово стимулируется использование топлива с высокими экологическими характеристиками.

Как сделать Топливные пеллеты своими руками- Производство и использование- Пошагово +Видео

Кучка гранул из дереваПочему Топливные пеллеты и чем они удобны? На всех производствах, использующих природное сырьё, решение проблемы переработки отходов является актуальной темой. В ряду таких промышленных отраслей стоит деревообработка. Производство мебели, строительных материалов, а изначально лесозаготовки производят большое количество материала не подходящего для прямого назначения.

Ненужная древесина скапливаясь, занимает территории, гниёт, залежи отходов создают пожарную опасность.

В чем удобство?

Использовать её как топливо в таком состоянии не представляется возможным по причинам неудобства доставки. Сучки занимают большой объём, но по количеству материала помещается мало в транспорт. Опилки рассыпаются под действием ветра и горят они плохо.

Удобство состоит в том, что переработка данного материала в необходимый формат позволит добиться хороших результатов в использовании отходов деревообрабатывающей промышленности.

Технология производства топливных пеллет решает с успехом большую часть данной проблемы.

Суть вопроса значения производства топлива из отходов

Как топливо, отходы из древесины легче всего применять после переработки их в более удобную форму. Топливные пеллеты представляют собой сформированные гранулы. Они имеют небольшую по размерам форму, диаметром 10-15 мм и в длину составляет до 50 мм. При формировке в состав не добавляются искусственные вредные вещества. Пыль на поверхности материала не образуется. На выходе получается настолько плотный материал, что имеет способность тонуть в воде.

Перевозить его можно автомобильным транспортом и железнодорожным путём. Грузить его удобно. Занимают гранулы мало места, но перевозятся в большом объёме.

Материалы

Для производства подходят:

  • Щепа для гранул из дереваОтходы при лесозаготовках. Сучки и ветки, вершинки, сухостой испорченный короедом, мелкая растительность, вырубаемая для очистки заимки.
  • Подходит кора, обзольные части, комлевая обрезка при производстве пиломатериалов для строительства.
  • Не используемые части древесины идущей на изготовление беловых товаров.
  • Как дополнение к массе используется лузга семечек, отходы торфяной промышленности, отходы переработки на семя кукурузы, сосновых и еловых шишек, подсолнечника.
  • Природный торф как самостоятельное сырьё для изготовления пеллет.

Важно! В любом составе необходимо присутствие материала хвойных пород, ввиду наличия смолы в древесине. Она является основным склеивающим веществом для выработки гранул.

Производство пеллет имеет большое значение для поддержания на хорошем уровне экологической обстановки. Освобождаются участки лесонасаждений для восполнения их запасов. Снижается уровень угрозы возникновения пожаров по вине скопления валежника.

Производство тепловых гранул

Процесс производства пеллет из древесины можно условно разделить на промышленное и кустарное изготовление.

Фабричное производство

Технологический процесс выпуска топливных гранул в заводских условиях заключается в нескольких этапах с использованием специальных станков:

  • Производство гранул из дереваСырьё поступает в измельчитель крупных частей для получения щепы.
  • Данный материал в сушильной камере, под действием горячего воздуха, освобождается от лишней влаги. В норме необходимо добиться 10% насыщения влагой для дальнейшего производства.
  • Подсушенная масса поступает в аппарат для измельчения её в древесную муку.
  • Помол древесины доставляется в прессовочный агрегат. Он представляет собой механизм, состоящий из двух барабанов вращающихся в разных направлениях с перфорированными стенками и прессовочного вала, который выдавливает содержимое камеры через отверстия стенок. Весь процесс получения качественного материала происходит под действием высокой температуры, достигающей значений 3000С. Такая температура необходима для выделения из сырья смолы лингина. Она производит склеивание состава.
  • Полученные гранулы на следующем этапе проходят процесс охлаждения при помощи холодного воздуха. Сопутствующим образом этот воздушный поток очищает материал от несвязанной древесной муки и направляет её на повторную переработку. Гранулы в своей массе получаются чистыми предметами.
  • Завершающим этапом производства топливных пеллет является их упаковка в герметичную полиэтиленовую упаковку.

Самостоятельное производство

Древесные гранулы своими руками можно получать посредством двух станков:

  • Преобразователя крупных частей дерева в опилки.
  • Прессовочного станка. Он состоит из тяжёлого вала, имеющего на концах зубчатые шестерни и прессовочной камеры. В её основании располагается перфорированный лист металла. Вал в движение приводится посредством электрического двигателя. Шестерни при вращении дополнительно измельчают сырьё. Под давлением через перфорированный лист выдавливается материал в виде гранул. Трение, производимое шестернями по опилкам, вызывает нагревание древесины и выделение смолы для склеивания субстанции.

Где используют древесные гранулы

Основным направлением применения пеллет остаётся получение тепловой энергии при их сгорании. КПД при этом у данного материала больше чем у каменного угля и природного газа и составляет 95%. Даже остающаяся зола идёт для снижения кислотности почвы в сельском хозяйстве. Это свойство применяется для отопления помещений и нагрева воды в твёрдотопливных бойлерах.

Для автоматизации процесса поступления очередной порции гранул в камеру сгорания, производятся специальные пеллетные котлы. Принцип его работы основан на постоянной подаче топлива из накопительного бункера в камеру сгорания посредством вращающегося шнека. Скорость вращения рассчитана по времени сгорания порции в камере. Такой механизм необходим при организации отопления помещения как непрерывного процесса.

Гранулы из древесной муки используются не только для тепла. Они обладают высокой способностью к абсорбции жидких сред. Поэтому их применяют в других отраслях:

  • В животноводстве, как экологически чистый подстилочный материал.
  • В производстве топлива как абсорбент.
  • Для ликвидации ЧС для сбора загрязняющих веществ.
  • Для наполнителя фильтров очистки газа от серы.
  • Для топлива мангалов.
  • Как наполнитель кошачьих туалетов.

Заключение

Гранулы, произведённые из древесины, являются частью углеродного обмена в природной среде. При сгорании пеллет выделяется количество CO равное поглощённому объёму. Равное количество углекислоты выделяется при полном разложении древесины. Изготавливаются они из сырья, относящегося к возобновляемым источникам углеродного топлива.

Что такое древесные пеллеты, топливные гранулы, виды пеллетного топлива

Что такое пеллеты

Пеллеты — это топливные гранулы, получаемые из различного сырья растительного происхождения путем его прессования под высоким давлением. Удельная энергоемкость 1 кг пеллетного топлива составляет приблизительно 4-4,5 кВт.

Для изготовления пеллет используют древесное сырье, торф, различные отходы сельскохозяйственной продукции. В производстве топливных гранул не используются клейкие и связующие вещества, готовые гранулы держат форму благодаря лигнину, выделяемому из сырья в процессе производства. Основной элемент линии по производству такого топлива — пресс-гранулятор для пеллет. Данное устройство широко используется в сельском хозяйстве не только для изготовления топливных гранул, но и для гранулирования комбикорма.

Как используются пеллеты

Пеллеты применяются для отопления жилых домов путем сжигания в специальных пеллетных котлах. В таких котлах процесс подачи топлива автоматизирован, а за счет низкой зольности пеллет камеру сгорания не надо постоянно очищать, что минимизирует участие человека в процессе.

Также пеллетные котлы высокой мощности могут применяться для отопления промышленных предприятий.

Классификация пеллетного топлива

Энергетические характеристики пеллет напрямую зависят от сырья, используемого при их производстве.

В настоящее время все производители пеллет в Европе ориентируются на введенную в 2010 году единую систему стандартов EN-14961-2. Российские производители также ориентируются на европейский стандарт, поскольку заинтересованы в экспорте пеллет на западный рынок.

Согласно EN- 14961-2 выделяют следующие сорта пеллетного топлива:

  • EN Plus-A1: пеллеты премиального сегмента для отопления частных домов;
  • EN Plus-A2: пеллеты стандартного качества;
  • EN-В: пеллеты, применяемые для сжигания в крупных промышленных котлах.

Основным отличием в пеллетах трех сортов является зольность и содержание азота. В премиальных пеллетах доля золы в одной грануле не превышает 0,7%; содержание азота — не более 0,3 мг/кг, в среднем сегменте — не более 1% золы, содержание азота — не более 0,5 мг/кг, в промышленных пеллетах — не более 3% золы, содержание азота — не более 1 мг/кг.

Более высокая зольность говорит о качестве применяемого при изготовлении сырья. Как правило, высоким содержанием золы топливные гранулы обязаны древесной коре и содержащемуся в ней песку, а наименьшее содержание золы в гранулах (не более 0,5%) у пеллет, изготовленных из лиственных пород деревьев. Пеллеты, полученные из торфа или отходов сельского хозяйства (лузга подсолнечника, солома и т. д.), имеют также повышенную зольность и применяются в промышленных котлах.

Визуально пеллеты стандартного и премиального сортов одинаковы по цвету и размеру, на их поверхности отсутствуют трещины, они обладают приятным древесным запахом.

Преимущества и недостатки пеллетного топлива

  • Высокая энергоэффективность. Пеллеты превосходят по удельной энергоемкости многие другие виды сухого топлива;
  • Выгодная цена. Стоимость 1 кВт пеллетного топлива ниже стоимости другого твердого топлива.
  • Низкая зольность. Благодаря низкой зольности топлива нет необходимости каждый день очищать котел;
  • Возможность автоматической подачи. Пеллетные котлы оборудуются специальным бункером–накопителем с автоматической подачей пеллет;
  • Эргономичное хранение. Фасованные пеллеты занимают гораздо меньше места, чем дрова. Небольшого помещения хватит, чтобы создать запас топлива на сезон.

К недостаткам топливных гранул можно отнести высокую стоимость пеллетных котлов. Однако с каждым годом цены на них постепенно снижаются.

Купить оборудование для производства пеллет

Если вы хотите самостоятельно изготавливать пеллетное топливо и ищете оборудование для гранулирования — звоните нам по телефону +7 (831) 466-02-99 или заполните форму обратной связи на сайте albnn.com. Наши специалисты помогут вам подобрать оборудование для решения ваших задач.

Таблетки ядерного топлива — Наша энергия

Недавняя ядерная авария на Фукусиме оставила огромный пробел в развитии ядерной энергетики, поскольку многие люди считают атомные электростанции небезопасными, а многие правительства ищут другие, «более безопасные» решения. Тем не менее, у ядерной энергетики есть некоторая надежда, поскольку новейшие исследовательские исследования революционных новых типов таблеток ядерного топлива, которые были бы более безопасными в случае ядерной катастрофы, дали многообещающие результаты.

Ученые из Университета Теннесси и Национальной лаборатории Ок-Ридж представят свои работы на 60-м международном симпозиуме и выставке AVS в Лонг-Бич, Калифорния. Они занимались исследованием новых материалов, которые можно было бы использовать для оболочки урансодержащего топлива в качестве альтернативы циркониевым сплавам, которые использовались в качестве внешнего слоя таблеток ядерного топлива в течение последних 50 лет. С помощью сложного компьютерного анализа исследователи смогли определить положительное влияние нескольких различных материалов, демонстрирующих устойчивость к высокотемпературному окислению и разрушению, на эволюцию активной зоны реактора.Это означает, что, используя эти материалы, атомные электростанции фактически выиграют больше времени, чтобы справиться в случае ядерной аварии.

Как сообщают ученые, есть свидетельства того, что некоторые из новых материалов снизят окисление как минимум на два порядка, что действительно изменит правила игры для атомных электростанций. До сих пор исследователи изучали такие материалы, как усовершенствованные стали, молибден с покрытием и композиты из карбида кремния ядерного качества (волокна SiC, встроенные в матрицу SiC).

Тем не менее, ученым еще предстоит создать настоящие топливные стержни из этих испытанных в лаборатории материалов и провести дальнейшие испытания, подвергая их облучению внутри реактора деления. Только тогда можно будет с уверенностью узнать, смогут ли они выполнить желаемое. Эти новые концепции топлива, вероятно, будут испытаны на ограниченных мощностях коммерческих реакторов, прежде чем они смогут предложить более широкие возможности для развертывания. Конечно, потребуются годы, прежде чем какие-либо новые концепции топлива будут широко использоваться в коммерческих целях, учитывая строгие и консервативные этапы квалификации, необходимые для обеспечения максимальных стандартов безопасности.Однако, если повезет, эти новые материалы могут в конечном итоге заменить существующую оболочку из циркониевого сплава

.

АВАРИЯ НА ФУКУШИМЕ И ПОИСКИ БЕЗОПАСНЫХ ЯДЕРНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

Принцип работы каждой атомной станции начинается с деления. Типичная активная зона атомной электростанции использует тепло, выделяемое при делении урана и плутония в топливных стержнях, для нагрева и последующего повышения давления воды. Это генерирует пар, который используется для привода паровых турбин для производства электроэнергии.В этом процессе вода постоянно используется в качестве хладагента, чтобы использовать тепло от топлива и предохранять активную зону от перегрева.

Многие эксперты в области ядерной энергетики согласны с тем, что охлаждающие насосы являются важной частью конструкции реактора. Это связано с тем, что даже когда ядерный реактор остановлен, мощность, которую он генерирует в результате радиоактивного распада продуктов деления, остается на уровне одного процента от его пикового значения в течение нескольких часов после остановки. Поскольку атомные электростанции вырабатывают огромное количество энергии в своих номинальных рабочих условиях (примерно 4 ГВт тепловой энергии), даже один процент мощности после останова может оказаться существенным.В связи с этим жизненно важно, чтобы холодная вода постоянно циркулировала даже после отключения. В противном случае существует вероятность перегрева и, в конечном итоге, расплавления активной зоны, что может привести к ядерной катастрофе.

Аналогичная история произошла с атомной электростанцией Фукусима 11 марта 2011 года, когда инженерам станции удалось сначала безопасно остановить станцию ​​после сильного землетрясения, которое оказалось недостаточным, потому что сильное цунами выбило резервные генераторы, управляющие водяными насосами в час. потом.Последствия были хорошо известны, а именно взрывы, связанные с водородом, образующимся при восстановлении пара во время высокотемпературного окисления материалов активной зоны, и выбросы радиоактивных продуктов деления. Основными последствиями этой ядерной аварии стали перемещение местного населения и долгая и дорогостоящая очистка пострадавших территорий в предстоящие годы.

Фукусима оказала разрушительное влияние на мировое развитие ядерной энергетики. Несмотря на то, что ни один U.Атомная электростанция S. была признана небезопасной или остановлена ​​в результате аварии, Комиссия по ядерному регулированию выпустила ряд новых требований для повышения их безопасности, в том числе ужесточение требований к резервной выработке электроэнергии на площадке. аварии на Фукусиме.

Согласно этому новому законодательству, американские атомные станции должны иметь достаточную емкость электрических батарей, чтобы их насосы работали на полную мощность в течение 24 часов в случае полного отключения электроэнергии, в то время как до аварии на Фукусиме у станций требовалось только 8 часов работы. заряда аккумулятора с дополнительными портативными источниками питания.К счастью, негативное влияние ядерной аварии на Фукусиме также способствовало новым исследованиям других способов повышения безопасности, включая вышеупомянутый поиск новых способов создания топливных таблеток, которые могли бы заменить существующие и продержаться дольше в случае аварии.

ЧТО ТАКОЕ ПЕЛЛЕТЫ ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА?

Таблетки ядерного топлива представляют собой составы, состоящие из центральной и внешней оболочки, причем в большинстве ядерных реакторов в мире центр содержит хрупкую смесь урана, а твердая внешняя оболочка сделана из металлического сплава, содержащего элемент цирконий.

Почему сплав циркония? В основном из-за его многих желаемых свойств, в первую очередь из-за низкого поглощения нейтронов, что означает, что этот тип сплава не мешает ядерному делению. Циркониевый сплав стал настолько надежным за последнее десятилетие, что реакторы в США обычно работают почти все время и выключаются только на пару недель каждые два года или около того для перетасовки и замены старого топлива и для текущего обслуживания.

Это означает, что циркониевый сплав — отличная технология, которая почти безупречно работает при нормальных условиях эксплуатации.Но в случае выхода из строя водяных насосов и перегрева активной зоны сплава циркония может оказаться недостаточно, потому что этот тип оболочки подвержен окислению и разрушению, что может еще больше увеличить давление на системы безопасности ядерного реактора и подтолкнуть его. обрыв раньше. Новое исследование показало, что изменение оболочки может помочь продлить срок службы топливных стержней, и еще одно важное преимущество этого подхода состоит в том, что он позволит атомным станциям достичь большей безопасности без значительных капиталовложений для изменения механических операций станции.Как сообщают исследователи, от операторов потребуется только заменить старые топливные гранулы на новые, когда они остановят завод для плановой дозаправки, что они делают сейчас каждые два года или около того.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

То, кроется ли уловка для повышения безопасности ядерной энергетики в топливных таблетках или нет, на самом деле не имеет большого значения, если можно предотвратить будущие аварии на атомной энергетике. Таблетки ядерного топлива из нового материала выглядят многообещающе, но предстоит пройти еще долгий путь, прежде чем многообещающая технология станет коммерческой, с множеством различных препятствий.Поскольку мир по-прежнему нуждается в ядерной энергии для удовлетворения своей доли спроса на электроэнергию, мировой ядерной энергетической отрасли требуются новые и более безопасные решения, потому что еще одна авария, такая как Фукусима и ядерная энергия, может вскоре оказаться отвергнутой значительной частью развитого мира.

.

Ядерное топливо

Комбинированная формаemailfaxFS Logo 2017PDF IconphoneplayShape Перейти к основному содержанию

Вторичная навигация

Новости Голоса за ядерную энергию Действовать Конференции Членам Поиск Поиск Отправить

Закрыть поиск

Институт ядерной энергии

Навигация по сайту

Основы Развернуть навигацию

Основы

Что такое ядерная энергия? Как работает ядерный реактор Ядерное топливо Ядерные отходы Безопасность Ядерная энергия обеспечивает безуглеродную энергию 24/7 Помимо электричества Пропаганда Развернуть навигацию

Пропаганда

Сохранить атомные станции Сделайте правила умнее Строить новые реакторы Соревнуйтесь глобально Институт ядерной энергии Преимущества Развернуть навигацию

Преимущества

Национальная безопасность Климат Технологическое лидерство Инфраструктура Вакансии Качество воздуха Устойчивое развитие Электрические транспортные средства Ресурсы Развернуть навигацию

Ресурсы

Карта У.S. Ядерные установки Статистика Медиа-активы Бюллетени Отчеты и сводки Свидетельство Письма, документы и комментарии Выполнение ядерного обещания .

Ядерное топливо — Энергетическое образование

Рисунок 1. Обогащенная таблетка ядерного топлива. [1]

Ядерное топливо — это топливо, которое используется в ядерном реакторе для поддержания цепной ядерной реакции. Эти виды топлива являются делящимися, и наиболее распространенными ядерными топливами являются радиоактивные металлы уран-235 и плутоний-239. [2] Все процессы, связанные с получением, переработкой и использованием этого топлива, составляют цикл, известный как ядерный топливный цикл.

Уран-235 используется в качестве топлива в различных концентрациях.Некоторые реакторы, такие как реактор CANDU, могут использовать природный уран с концентрацией урана-235 только 0,7%, в то время как другие реакторы требуют, чтобы уран был слегка обогащен до уровней от 3% до 5%. [3] Плутоний-239 производится и используется в реакторах (особенно в реакторах-размножителях на быстрых нейтронах), которые содержат значительные количества урана-238. Его также можно переработать и использовать в качестве топлива в тепловых реакторах. В настоящее время проводятся исследования, чтобы выяснить, как торий-232 можно использовать в качестве топлива.

Производство

Заводы по производству топлива — это установки, которые превращают обогащенный уран в топливо для ядерных реакторов.Для легководных реакторов уран получают с обогатительной фабрики в твердом виде. Затем он превращается в газ и химически превращается в порошок диоксида урана. [4] Затем этот порошок прессуется в таблетки и упаковывается в топливные сборки. Смешанное оксидное топливо также может быть создано, когда урановый порошок упакован вместе с оксидом плутония. Опасности, существующие на объектах по изготовлению топлива, в основном химические и радиологические, аналогичны опасностям на заводах по обогащению. Эти объекты обычно не представляют опасности для населения. [4]

Использовать

При использовании в реакторе используемое топливо может иметь множество различных форм: металл, сплав или какой-либо оксид. [3] В большинстве ядерных реакторов используется соединение, известное как диоксид урана. Этот диоксид урана собирается в топливную сборку и вставляется в ядерный реактор, где он может оставаться в течение нескольких месяцев или до нескольких лет. [5] Находясь в реакторе, топливо подвергается ядерному делению и выделяет энергию.Эта высвобожденная энергия используется для производства электроэнергии. Нейтроны, высвобождаемые в процессе деления, позволяют протекать цепной реакции деления, позволяя непрерывно генерировать энергию. Топливо удаляется из реактора после того, как большое количество топлива — будь то уран-235 или плутоний-239 — подверглось делению. «Использованное» ядерное топливо известно как отработавшее или облученное топливо. После использования топливо необходимо охладить в течение нескольких лет, так как оно очень горячее. [5]

Отработанное топливо помещается в большие глубокие водоемы, которые действуют как теплоноситель и радиационная защита.Свойство охлаждающей жидкости позволяет воде отводить тепло распада, а защитные свойства защищают рабочих от радиоактивности топлива. [5] После охлаждения топливо может быть повторно использовано или отправлено на хранение в зависимости от правил.

Для получения дополнительной информации о обращении с отработавшим топливом см. Ядерные отходы. Для более подробного объяснения того, как именно топливо получают и используют, см. Ядерный топливный цикл.

Топливная сборка

Ядерные реакторы питаются от порошкового диоксида урана, который был спрессован в маленькие таблетки, как показано на рисунке 1.Однако для работы электростанции требуется многих, таких гранул. Таким образом, большое количество этих таблеток объединяется в топливный стержень . [6] Одна таблетка уранового топлива размером с кончик пальца содержит столько же энергии, сколько 481 кубический метр природного газа, 807 килограммов угля или 564 литра нефти. [7] Эти стержни состоят из множества таблеток делящегося уранового топлива и могут достигать нескольких метров в длину и около сантиметра в диаметре. [5] Затем несколько из этих стержней, обычно дюжина или больше, удерживаются вместе прочными металлическими скобами в топливной сборке.Эти стержни не связаны плотно друг с другом, а между ними есть несколько миллиметров, чтобы охлаждающая жидкость могла течь между ними. [5] Трубки, содержащие таблетки урана, обычно состоят из циркония. [6]

Рис. 2. Ядерный топливный пучок. [8]

Преимущества и недостатки ядерного топлива

Во всем мире существуют обширные запасы урана, оставшиеся для добычи. Хотя ядерное топливо невозобновляемо, оно устойчиво, поскольку его очень много.В конце концов, он закончится, но не на века. В отличие от ископаемого топлива, при использовании ядерного топлива для производства энергии непосредственно не производится диоксид углерода или диоксид серы. Следует отметить, что процессы добычи, транспортировки и переработки топлива связаны с выбросами углерода, [2] , сопоставимыми с выбросами энергии ветра и солнца. Хотя углеродный след использования ядерного топлива меньше, использование ядерного топлива все еще имеет недостатки. С отходами гораздо меньшего объема необходимо обращаться очень осторожно из-за их радиоактивности.Ядерное топливо требует гораздо более сложных систем для извлечения энергии, что требует более строгого регулирования. Эти сложные системы и правила обеспечивают очень долгое время сборки. Кроме того, общественное мнение о ядерной энергии обычно более негативно, чем о других источниках энергии. Переоценка опасностей, связанных с выбросами радиоактивных материалов, является серьезной проблемой, поскольку крупномасштабные ядерные инциденты случаются редко. [2]

Для дальнейшего чтения

Список литературы

  1. ↑ Wikimedia Commons.(17 июня 2015 г.). Топливные пеллеты [Онлайн]. Доступно: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Fuel_Pellet.jpg#/media/File:Fuel_Pellet.jpg
  2. 2,0 2,1 2,2 BBC Bitesized. (6 июля 2015 г.). Ядерное топливо [Интернет]. Доступно: http://www.bbc.co.uk/schools/gcsebitesize/science/aqa/mains/generatingelectricityrev2.shtml
  3. 3,0 3,1 М.Рэймонд. Ядерная энергия , 6-е изд. Берлингтон, Массачусетс, США: Баттерворт-Хайнеманн, США, 2009.
  4. 4,0 4,1 NRC. (6 июля 2015 г.). Производство ядерного топлива [Онлайн]. Доступно: http://www.nrc.gov/materials/fuel-cycle-fac/fuel-fab.html
  5. 5,0 5,1 5,2 5,3 5,4 К.Фергюсон. Ядерная энергия: что нужно знать каждому , 1-е изд. Кэри, Северная Каролина, США: Oxford University Press, США, 2011.
  6. 6.0 6.1 Глоссарий NRC США. (6 июля 2015 г.). Топливный стержень [Онлайн]. Доступно: http://www.nrc.gov/reading-rm/basic-ref/glossary/fuel-rod.html
  7. ↑ NEI. (6 июля 2015 г.). Поставка ядерного топлива [Онлайн]. Доступно: http://www.nei.org/Knowledge-Center/Nuclear-Fuel-Processes
  8. ↑ Wikimedia Commons. (6 июля 2015 г.). Ядерный топливный элемент [Онлайн]. Доступно: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/2d/Nuclear_fuel_element.jpg
.

Форма EIA-63C, Отчет о топливе из плотной биомассы, новое исследование ОВОС, начатое в январе 2016 года, собирает информацию о производстве, продажах и уровнях запасов древесных гранул и другого топлива из уплотненной биомассы примерно на 90 действующих предприятиях по производству топливных гранул в США. Объекты с годовой производительностью 10 000 тонн и более в год должны отчитываться ежемесячно. Небольшие предприятия (с мощностью менее 10 000 тонн в год) ежегодно отчитываются о своей производственной мощности.

EIA предложила это исследование в начале 2014 года и получила отзывы от отрасли о том, как лучше всего собирать данные. EIA получила одобрение Управления управления и бюджета на проведение нового исследования 28 августа 2015 года.

Топливо из плотной биомассы, растущего источника энергии в США, в основном состоит из прессованных древесных гранул, брикетов и бревен. Это топливо легко и экономично хранить и транспортировать. При производстве древесных пеллет используются древесные отходы из устойчиво управляемых лесов, а также высококачественные древесные отходы различных промышленных предприятий, таких как строительство и лесозаготовки.Сжигание древесных гранул имеет высокий уровень эффективности, в среднем около 80%, и чрезвычайно низкий уровень выбросов твердых частиц. Кроме того, древесные пеллеты являются возобновляемым источником энергии.

Топливо из плотной биомассы используется для отопления в печах или печах на древесных гранулах в жилых помещениях и в крупных котельных в коммерческих зданиях. Промышленность использует древесные гранулы коммунального качества в процессах, требующих тепловой энергии, таких как производство электроэнергии.

Описание и определения таблиц

Индивидуально идентифицируемые данные о производстве, запасах и продажах защищены от разглашения.

Таблица 1: Объекты производства плотного топлива из биомассы в США по штатам, регионам и мощности
Список респондентов, участвовавших в опросе, штата, в котором расположен объект, рабочего состояния и годовой производственной мощности предприятия.

Таблица 2: Количество действующих предприятий по производству уплотненной биомассы, сотрудников в эквиваленте полной занятости и годовая мощность по регионам (без учета запланированных и малых предприятий)
Суммирует количество отчитывающихся субъектов и количество сотрудников, эквивалентных полной занятости (ЭПЗ), а также общую годовую мощность по регионам.

Таблица 3: Сырье и средние затраты на тонну для производства продуктов уплотненной биомассы, поступающих на объекты уплотненной биомассы
Отображает закупку сырья (в тоннах) и средневзвешенную стоимость (в долларах США за тонну) для четырех категорий сырья: круглый лес (как правило, бревна, заготовленные для промышленного использования из устойчиво управляемых лесов), отходы лесопиления, отходы производства изделий из древесины и другие отходы. . Прочие остатки представляют собой агрегированную категорию для защиты индивидуальных данных от разглашения и включают кору, отходы лесозаготовок, древесную щепу, древесину после потребителя, непригодную для продажи древесину (изделия из древесины слишком низкого качества или слишком мелкие для промышленного использования) и другие .Подробная информация по регионам не предоставляется в целях защиты конфиденциальности.

Таблица 4: Производство топлива из уплотненной биомассы по регионам США и типам продукта из уплотненной биомассы.
Отображает тонны древесных топливных продуктов, произведенных в каждом регионе в течение отчетного месяца по трем категориям: топливные древесные пеллеты, которые включают как сертифицированные PFI, так и не сертифицированные PFI; древесные пеллеты хозяйственного назначения; и прессованные кирпичи / бревна. В состав отопительных пеллет входят сертифицированные PFI, а не сертифицированные гранулы премиум, супер-премиум и стандартные.Эти типы пеллет в основном используются для отопления жилых домов, школ и других зданий. Гранулы коммунального типа обычно используются для выработки электроэнергии и включают как имеющие сертификаты, так и не имеющие сертификатов, таких как PFI или ENplus (европейская программа сертификации), а также другие сертификаты устойчивости. Прессованные кирпичи / бревна — это небольшая часть отрасли, обычно используемая для отопления жилых помещений.

Таблица 5: Характеристики уплотненной биомассы
Отображает среднюю теплотворную способность (британских тепловых единиц на фунт), а также содержание влаги и золы (в процентах по весу) произведенных продуктов, указанные в таблице 4.

Таблица 6: Запасы топлива из уплотненной биомассы по регионам США и типа продукта из уплотненной биомассы
Отображает запасы уплотненных топливных продуктов из биомассы (тонны) на конец месяца для трех широких категорий (древесные пеллеты, премиум и стандартные; древесные пеллеты, полезные ископаемые; и прессованные кирпичи / бревна) по регионам за отчетный месяц.

Таблица 7: Внутренние продажи и средняя цена топлива из уплотненной биомассы по регионам США.
Отображает продажи (тонны) и среднюю цену (выручка за тонну) преимущественно древесных пеллет на рынке бытового отопления за отчетный месяц.Продажи и средняя выручка на тонну включают как розничные, так и оптовые продажи.

Таблица 8: Экспортные продажи и средняя цена топлива из уплотненной биомассы.
Отображает экспортные продажи в США и среднюю цену (выручку за тонну) на мировые рынки преимущественно полезных гранул. Защита данных исключает отображение стран и портов назначения.

Институт топливных пеллет (PFI)
Институт топливных пеллет — это некоммерческая организация, в которую входят около 100 компаний-членов.PFI устанавливает и поддерживает стандарты топлива из уплотненной биомассы, помимо других отраслевых задач.

Сертификат PFI
Древесные пеллеты, сертифицированные PFI, соответствуют определенным стандартам, установленным PFI и регулируемым сторонними инспекциями. Топливо класса PFI производится для обеспечения оптимальной производительности пеллетных печей.

Контактное лицо: Коннор Мерфи ([email protected])

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *