Угольные брикеты для отопления: технология производства и особенности состава

Виды брикетов

Поскольку сегодня на топливном рынке появилось много видов такой продукции, необходимо неплохо ориентироваться в основных представителях и их тепловой отдаче.

Древесные

Это топливо, которое имеет цилиндрическую форму и характерный цвет, главным образом производится из отходов древесины — опилок, стружки, материалов некондиционного вида, сухостоя.

Такие брикеты отличаются:

• незначительной влажностью – лишь 10% (древесина в цельном виде имеет – 40 – 60%);
• высокой нагреваемостью;
• равномерно распределенной плотностью;
• бездымностью;
• длительным периодом горения (самое меньшее 4 часа);
• образованием отходов, позволяющим последующее их применение для розжига другой партии;
• экологической безопасностью (выделяют незначительное количество углекислого газа);
• удобностью в хранении и перевозке.

Что касается теплоотдачи, то у сырья из древесных отходов она составляет 4500 ккал/кг (дрова не превышают 3000 ккал/кг).

Угольные

Такое искусственное топливо получают из отсева каменного угля. Его сначала измельчают, потом прессуют, добавляя связующие вещества

Горит этот материал всегда хорошо, важно лишь обеспечить достаточный приток воздуха

Использовать угольный брикет совершенно безопасно, так как при сгорании он не выделяет углекислый газ. Вполне резонно, что это сырье часто применяется в домах и дачах при сжигании в котлах и печках.

К отличительным чертам такого топлива надо отнести:

• высокую плотность;
• низкую вместимость влаги;
• возможность постоянного контролирования расхода и процесса сжигания продукта;
• хорошую сгораемость, что позволяет быстро прогревать помещение;
• удобность транспортировки (довольно прочные брикеты не рассыпаются);
• образование после сгорания пепла, а не шлака, как это бывает с углем.

Важно! Брикеты из угольной пыли обеспечивают самую большую продолжительность горения. При отоплении помещения подкладывать их в печку нужно лишь 3 раза за день

Угольные брикеты горят преимущественно 6 – 7 часов, если обеспечивается хорошая подача воздуха – то до 10 часов, что приводит к длительному поддержанию температурного режима. Отдача тепла от них составляет 5200 ккал/кг.

Торфяные

Неплохо показывает себя и топливо, производимое из торфа (его предварительно сушат, а потом прессуют). Эти брикеты сжигают в котлах, печках, каминах, а также в кострах.

К их особенностям в первую очередь надо отнести:

• возможность применения во всех видах печного оборудования;
• удобность в использовании (продукт уже готов к применению);
• длительный период горения;
• возможность использования остатков горения в качестве удобрения;
• низкий состав дополнительных примесей;
• доступную цену.

Теплоотдача торфяных брикетов хорошая – 5500 – 5700 ккал/кг.

Важно! При использовании такого сырья надо всегда помнить об осторожности и не размещать его поблизости от источников открытого огня – торф легко воспламеняется

Из лузги

Теперь все то, что раньше поддавалось утилизации, не выбрасывается. Это и солома, и продукты переработки подсолнечника и гречихи, риса, овса и жита. Из отходов производятся отопительные материалы, наиболее распространенные из которых – брикеты из лузги подсолнечников.

Особенности этого сырья:

• совершенная безвредность;
• приемлемая стоимость;
• возможность поддерживать горение в течение продолжительного времени;
• удобство в сохранности и перевозке.

Такому отопительному материалу свойственны отличная сухость и хорошее горение: 100 кг сырья вполне обеспечат тепло, сравнимое с образованным при сжигании 150 – 200 кг дров.

Из-за наличия масла, теплоотдача брикетов из лузги почти такая же, как от их угольного аналога – 5200 ккал/кг. Правда, такое топливо имеет высокий уровень отходов, если сравнивать с другими видами брикетов. Но при этом оно достаточно востребовано среди покупателей.

Условия хранения топливных брикетов

Чёткая форма и высокая плотность топливных блоков позволяет выделять небольшую площадь для хранения. На одном кубическом метре можно аккуратно сложить до двух с половиной тонн брикетов для печки. При этом необходимый уровень влажности окружающей среды не должен превышать более 80%.

Не обязательно сооружать специальное помещение, хранить прессованное топливо можно и под навесом. Главное, чтобы на него не попадала влага, и вокруг циркулировал воздух. Наиболее уязвимыми к влаге считается прессованное топливо из лузги.

Вредных испарений от него не идёт. Самовозгоранию не подвержено. Влагу из воздуха практически не впитывает из-за высокой плотности. Поэтому эксплуатационные качества сохраняет длительный период времени.

БРИКЕТИРОВАНИЕ УГЛЯ СО СВЯЗУЮЩИМ

Завод по брикетированию угля со связующим состоит из следующих участков:

• участок сортировки и измельчения угля, если размеры угля слишком велики
• участок сушки, если влажность угля слишком высокая
• участок добавления связующего
• участок брикетирования на двух-роликовом прессе
• (опционально) участок пост-обработки (охлаждение, дозревание и сушка в зависимости от используемого связующего)

Мощность завода по выпуску брикетов из угля со связующим может быть от нескольких тонн в час до 100 т/ч для больших прессов.

Возможные связующие

• угольный пек
• нефтяной битум
• смола
• меласса и известь
• лигносульфонат
• крахмал
• полимеры и др

Конкретное связующее для угольных брикетов определяется доступностью в регионе и требованиями к конечному продукту. Оптимальные пропорции связующего и параметры готового брикета определяются при тестировании угля во Франции на пилотном .

Закладка и прессование полученной массы

При помощи небольшого ведра получившаяся масса закладывается во все 4 отсека пресса, домкрат с платформами опускается вниз. Необходимо понимать, что отсеки должны быть заполнены под завязку. После того, как пресс выполнит свою задачу, брикеты будут высотой всего около 5 см.

Отсеки пресса заполняются готовой массой из картона и угольной пыли

Вращением ручки домкрата оператор опускает платформы вниз до упора. Вся отжатая вода сливается по жёлобу в ведро – она будет впоследствии снова использована.

Домкрат сконструирован таким образом, чтобы нивелировать усилия человека. Однако наступает момент, когда даже он не способен продавить платформы дальше. Тогда необходимо подождать пару минут, пока стечёт оставшаяся жидкость, и можно доставать почти готовые брикеты. Почему «почти»? Да просто им нужно основательно просохнуть. Пока они сырые, их можно сломать, уронив с высоты своего роста. А вот когда брикеты высыхают, их становится проблематично разбить даже молотком.

При помощи домкрата масса прессуется в брикеты

Загрузка сырья в стиральную машинку

Старые стиральные машинки советского производства тем и хороши, что дожили до наших времён и продолжают работать, как и три-четыре десятка лет назад. Для того, чтобы подготовить основу для брикетов долгого горения, лучше всего использовать именно такой безотказный агрегат.

В отсек для стирки загружается вымоченный картон чуть больше половины ёмкости. Почему именно в стиральную машину? Она является идеальным измельчителем размокшего картона. Ведь для того, чтобы можно было смешать его с угольной пылью, требуется довести картон до кашеобразного состояния, а старая стиральная машинка справляется с этой задачей прекрасно.

ФОТО: youtube.comРазмокший картон загружается в стиральную машину

Теперь требуется немного разбавить массу. Для этого в машинку заливается 2,5-3 ведра воды (она берётся прямо из ванны). Кстати, чтобы избежать слишком большого расхода, жидкость, выдавленная из сырья прессом, также собирается в ведро и возвращается в ванну.

ФОТО: youtube.comВ машинку заливается 2,5-3 ведра воды

Теперь стиральную машинку можно запустить и идти заниматься другими делами. Однако не стоит рассчитывать на большое количество времени. Обычно хватает каких-то 5-7 минут, после чего можно продолжать загрузку.

По прошествии указанного времени следует посмотреть, насколько хорошо перемололся картон. Если всё в порядке, можно добавлять следующий ингредиент.

ФОТО: youtube.comДолжна получиться вот такая кашеобразная масса

Добавление угля

Угольная пыль всегда считалась отходами. Ведь топить ею печь довольно проблематично. Пыль слишком плотная, а потому начисто перекрывает поступление кислорода к пламени, в результате, огонь гаснет. Здесь же угольная пыль будет перемешана с частицами картона, поэтому проблем в поступлении кислорода можно не бояться.

На весь замес картона, который был измельчён в стиральной машинке, потребуется чуть больше полведра угольной пыли. Если добавить больше, то брикеты получатся рыхлыми, будут рассыпаться, а значит, и о длительном горении речи идти не может.

ФОТО: youtube.comВ измельчённый картон высыпают чуть больше полведра угольной пыли

Ещё пара минут работы машинки, и массу можно закладывать в пресс.

Оборудование для производства топливных брикетов

Из крупного оборудования в «топливном» деле не обойтись без:

• измельчитель сырья;
• сушильной камеры;
• специального пресса.

Отметим, что прессы для производства топливных брикетов существуют 4-х видов:

1. Гидравлический.
2. Шнековый экструдер.
3. Ударно-механический.

Различают их стоимость и принцип работы, объединяют – требования к сырью (влажность 4-10%) и равномерное измельчение (фракции меньше 25х25х2 мм).

Каждый пресс обладает своим преимуществом и недостатками для домашнего бизнеса:

Гидравлический пресс для производства брикетов в домашних условиях представляет собой установку, состоящую из двух частей: 1 пресс-форма; 2 гидроцилиндр.

Принцип действия похож на работу домкрата. В пресс-форму насыпается сырье из опилок, а гидроцилиндр давит поршнем на опилки в пресс-форме. Таким образом, формируется плотный брикет.

Плюсы гидравлического пресса:

• самая доступная цена;
• простое и надежное устройство, которое практически не имеет узлов повышенного износа.

Минусы:

• низкая производительность.
• требует подготовки сырья с добавлением связующего вещества.

Например в качестве связующего вещества для топливных брикетов, можно добавить крахмал: 2%-3% от общей массы. Для действия связующего, естественно, нужно увлажнить смесь до 40%.)

Шнековый пресс-экструдер для домашнего производства по принципу действия похож на мясорубку. Этот тип прессов детально описан в статье о производстве топливных пеллет . По шнеку подается сырье, которое на выходе через фильеру сжимается и под высоким давлением уплотняется. Весь процесс происходит под горячим прессованием. Фильера должна быть заранее прогрета, иначе устройство заклинит. Под высокой температурой и давлением из древесных опилок выделяется гидролизный лигнин. Это горючее вещество, которое еще играет роль связующего в процессе формирования брикетов.

Плюсы шнекового экструдера:

• самая высокая производительность (вес процесс выполняется непрерывно экструзивно);
• в процессе прессования выделяется лигин, который положительно влияет на формировку и качество брекетов.

Минусы:

• пресс требует длительную подготовку к работе (требуется прогреть фильеру и первые брикеты выбраковываются);
• быстро изнашиваются узлы повышенного трения – шнек и фильера;
• из-за высоких рабочих температур (выше 120Co) требуемых для нормального прессования сырья происходят необратимые процессы, при которых снижается качество продукта (калорийность брикетов – ниже).

Пресс ударно механический для производства топливного брикета по принципу действия похож на перфоратор. Кривошипно-шатунный механизмы (коленвал, шатун и поршень) передает с заданной частотой (около 20 раз за секунду) толчки поршню. С помощью ударов поршня продавливаются через фильеру предварительно загруженные в камеру опилки.

Плюсы:

• брикеты можно делать не только из опилок, но и из других материалов: шлифовальной и угольной пыли, торфа, соломы, отходов МФД;
• позволяет производить брикеты различного назначения – для частного рынка и для промышленных нужд;
• простота механизма и способность работать длительное время без участия человека – главные преимущества ударно-механического пресса;
• у агрегата хорошая производительность;
• значение коэффициента использования оборудования составляет 0,9.

• самая высокая цена;
• быстрый износ узлов трения кривошипа (на них действует сразу 2 силы: ударная сила и трение).

Пресс-гранулятор – это тот же самый гранулятор комбикорма , в который засыпают вместо зерна опилки.

Плюсы: хорошие соотношение цена/производительность.

Минусы:

• можно производить только брикеты мелкой фракции;
• требуется более мелкое измельчение сырья;
• требует подготовки сырья с добавлением связующего вещества для плотного брикетирования (крахмал 2%-3%).

В комплектации линии вместе с прессом часто находятся разнообразные приспособления, позволяющие усовершенствовать конечную продукцию:

• миксеры для смешивания примесей (к примеру, лигнина);
• насадки для нарезки определенных форм брикетов;
• увлажнители для пересушенного сырья.

Некоторое оборудование и даже некоторые пресса можно изготовить своими руками.

Производство и транспортировка брикетов

Как видим, в ходе производства брикетного топлива увеличиваются показатели сгорания, что делает искусственное топливо хорошей альтернативой каменному углю.

Чтобы растопить печь торфом, его следует обезвожить и тщательно измельчить. Производство брикетов для отопления и по переработке торфа находится рядом с его месторождением. Отсюда и не высокая себестоимость, поскольку отпадает необходимость его транспортировки от залежей до места переработки. Затраты на производство торфяных брикетов невелики, поэтому и розничная цена невысока. На цене сказывается расход на транспортные услуги. Во всей схеме производства данный этап самый затратный. Как видим, удобная форма готового материала позволяет перевозить большие объемы по сравнению с их первоисточниками.

Подробнее об отоплении брикетами смотрите в видео:

Популярные виды древесных брикетов

Мы уже поговорили об изготовлении топливных брикетов для топки котлов и печей, а также об их ключевых достоинствах и недостатках. Осталось разобраться, какие виды брикетов представлены на отечественном рынке.

Топливные брикеты РУФ

Это топливо напоминает по своему внешнему виду кирпичи белого или древесного цвета (оттенок колеблется в широких пределах). Брикеты РУФ изготавливаются из сухих опилок методом прессовки под большим давлением. В результате на свет появляются евродрова, которые могут использоваться в печах любого типа. Их отличительной чертой является надпись RUF, выдавленная сразу с двух сторон.

Топливные брикеты РУФ для топки печей характеризуются выделением большого количества тепла – они почти в полтора раза выгоднее дров. Ими легко загружать камеры сгорания и складировать их в штабелях. Прессованные бруски не боятся влаги, но и подвергать их прямому попаданию воды тоже не нужно. Это топливо поставляется многими производителями – типичным тому примером является компания с названием «Олежка». Кстати, она реализует и многие другие виды твердого топлива.

Евробрикеты PINI KAY

Интересной особенностью данных евробрикетов является их необычная форма – они напоминают квадратные карандаши, из которых кто-то вынул грифель. Поэтому их и называют «карандашами». Для того чтобы оно сгорало с выделением большого количества тепла, в нем проделано отверстие, увеличивающее тягу. Сами «карандаши» выглядят темными, так как они прошли обжиг. Эта процедура делает их более прочными и удаляет излишки влаги.

Недостатком топливных брикетов PINI KAY для топки печей является то, что стоят они дороже дров и даже дороже любых других видов топлива. Зато они хорошо горят, выделяя большое количество тепла. Также их удобно транспортировать и складировать. Благодаря своей форме, они идеально подходят для растопки каминов. Некоторые люди берут их с собой на природу, чтобы использовать бруски PINI KAY вместо дров для костра.

Простые цилиндрические брикеты

В продаже присутствуют и самые простые топливные брикеты для топки печей – в виде цилиндров. Они изготавливаются из прессованных опилок и мелких отходов деревообработки. Все это прессуется под небольшим давлением с использованием нетоксичной клеевой основы, после чего готовые бруски отправляются к потребителям. Это топливо отличается дешевизной, но обладает одним выраженным недостатком – низкой прочностью. Оно легко распадается и крошится, не выдерживает воздействия влаги.

Топливные брикеты из угля и торфа

Торфяные и угольные топливные брикеты для топки печки изготавливаются, соответственно, из торфа и угля. Исходные материалы формуются в небольшие цилиндры. Топливо может использоваться для растопки печей и твердотопливных котлов. Изделия из угля дают высокую температуру горения, но характеризуются высокой зольностью. Что касается торфяного горючего, то оно как нельзя хорошо подходит для печей длительного горения, но тоже дает много золы.

Оборудование для производства топливных брикетов

Из крупного оборудования в «топливном» деле не обойтись без:

• измельчитель сырья;
• сушильной камеры;
• специального пресса.

Отметим, что прессы для производства топливных брикетов существуют 4-х видов:

1. Гидравлический.
2. Шнековый экструдер.
3. Ударно-механический.
4. Пресс-гранулятор.

Различают их стоимость и принцип работы, объединяют – требования к сырью (влажность 4-10%) и равномерное измельчение (фракции меньше 25х25х2 мм).

Каждый пресс обладает своим преимуществом и недостатками для домашнего бизнеса:

Гидравлический пресс для производства брикетов в домашних условиях представляет собой установку, состоящую из двух частей: 1 пресс-форма; 2 гидроцилиндр.

Принцип действия похож на работу домкрата. В пресс-форму насыпается сырье из опилок, а гидроцилиндр давит поршнем на опилки в пресс-форме. Таким образом, формируется плотный брикет.

Плюсы гидравлического пресса:

• самая доступная цена;
• простое и надежное устройство, которое практически не имеет узлов повышенного износа.

Минусы:

• низкая производительность.
• требует подготовки сырья с добавлением связующего вещества .

Например в качестве связующего вещества для топливных брикетов, можно добавить крахмал: 2%-3% от общей массы. Для действия связующего, естественно, нужно увлажнить смесь до 40%.)

Шнековый пресс-экструдер для домашнего производства по принципу действия похож на мясорубку. Этот тип прессов детально описан в статье о производстве топливных пеллет. По шнеку подается сырье, которое на выходе через фильеру сжимается и под высоким давлением уплотняется. Весь процесс происходит под горячим прессованием. Фильера должна быть заранее прогрета, иначе устройство заклинит. Под высокой температурой и давлением из древесных опилок выделяется гидролизный лигнин. Это горючее вещество, которое еще играет роль связующего в процессе формирования брикетов.

Плюсы шнекового экструдера:

• самая высокая производительность (вес процесс выполняется непрерывно экструзивно);
• в процессе прессования выделяется лигин, который положительно влияет на формировку и качество брекетов.

Минусы:

• пресс требует длительную подготовку к работе (требуется прогреть фильеру и первые брикеты выбраковываются);
• быстро изнашиваются узлы повышенного трения – шнек и фильера;
• из-за высоких рабочих температур (выше 120Co) требуемых для нормального прессования сырья происходят необратимые процессы, при которых снижается качество продукта (калорийность брикетов – ниже).

Пресс ударно механический для производства топливного брикета по принципу действия похож на перфоратор. Кривошипно-шатунный механизмы (коленвал, шатун и поршень) передает с заданной частотой (около 20 раз за секунду) толчки поршню. С помощью ударов поршня продавливаются через фильеру предварительно загруженные в камеру опилки.

Плюсы:

• брикеты можно делать не только из опилок, но и из других материалов: шлифовальной и угольной пыли, торфа, соломы, отходов МФД;
• позволяет производить брикеты различного назначения – для частного рынка и для промышленных нужд;
• простота механизма и способность работать длительное время без участия человека – главные преимущества ударно-механического пресса;
• у агрегата хорошая производительность;
• значение коэффициента использования оборудования составляет 0,9.

Минусы:

• самая высокая цена;
• быстрый износ узлов трения кривошипа (на них действует сразу 2 силы: ударная сила и трение).

Пресс-гранулятор – это тот же самый гранулятор комбикорма, в который засыпают вместо зерна опилки.

Плюсы: хорошие соотношение цена/производительность.

Минусы:

• можно производить только брикеты мелкой фракции;
• требуется более мелкое измельчение сырья;
• требует подготовки сырья с добавлением связующего вещества для плотного брикетирования (крахмал 2%-3%).

В комплектации линии вместе с прессом часто находятся разнообразные приспособления, позволяющие усовершенствовать конечную продукцию:

• миксеры для смешивания примесей (к примеру, лигнина);
• насадки для нарезки определенных форм брикетов;
• увлажнители для пересушенного сырья.

Некоторое оборудование и даже некоторые пресса можно изготовить своими руками.

Условия хранения топливных брикетов

Чёткая форма и высокая плотность топливных блоков позволяет выделять небольшую площадь для хранения. На одном кубическом метре можно аккуратно сложить до двух с половиной тонн брикетов для печки. При этом необходимый уровень влажности окружающей среды не должен превышать более 80%.

Не обязательно сооружать специальное помещение, хранить прессованное топливо можно и под навесом. Главное, чтобы на него не попадала влага, и вокруг циркулировал воздух. Наиболее уязвимыми к влаге считается прессованное топливо из лузги.

Вредных испарений от него не идёт. Самовозгоранию не подвержено. Влагу из воздуха практически не впитывает из-за высокой плотности. Поэтому эксплуатационные качества сохраняет длительный период времени.

Извлечение брикетов длительного горения из пресса

После того, как домкрат поднят, снизу под отсеками открывается крышка, а брикеты выталкиваются при помощи колотушки. По внешнему виду это обычные чёрные кубики. На самом же деле, основательно просохший брикет может превратиться в уголь, который будет давать тепло в 4-6 раз дольше, чем берёзовое полено. И это при том, что затрат на изготовление такого топлива практически не требуется – лишь немного воды да электроэнергия для работы стиральной машинки.

ФОТО: youtube.comВот такие аккуратные брикетики получаются в процессе прессования

Получившиеся брикеты длительного горения необходимо аккуратно сложить и перенести в сухое место. Там они будут «доходить» ещё пару-тройку дней. А вот после этого получившееся топливо отдаст большое количество тепла человеку его изготовившему. И не имеет значения, где они будут использоваться, в бане или для отопления дома.

ФОТО: youtube.comБрикеты необходимо аккуратно сложить и отправить на просушку

О пользе брикетов из угля — выводы

Если рассуждать теоретически да принимать во внимание заверения производителей угольных брикет, то по теплотворности они должны побеждать все остальные виды твердого топлива. Ведь только чистый антрацит способен выделить при сжигании 7.7—8 кВт с 1 кг

Дрова, пеллеты и древесные брикеты по удельной теплоте сгорания сильно отстают, поскольку выделяют не более 5 кВт/кг.

Но судя по отзывам пользователей твердотопливных котлов на тематических форумах, спрос на брикетированные угли уступает любым разновидностям древесины в силу таких причин:

Если проанализировать все отзывы об угольных брикетах, то выяснится, что 70% из них – негативные. Это связано в первую очередь с тем, что производители топлива стараются получить прибыль, используя бросовое сырье – шлам, шихту и прочие непотребные разновидности каменных и бурых углей. Брикет, спрессованный из остатков антрацита, встречается нечасто.

Отсюда напрашивается вывод: если хотите получить хорошее топливо, то применяйте для брикетирования своими руками соответствующее сырье. Когда же в вашем распоряжении есть только пыль и мелочь низкокалорийных сортов угля, то прессовать их не всегда целесообразно. С другой стороны, подобные брикеты можно сжигать вместе с дровами, уменьшив затраты на их приобретение.

Источник