Обзор свойств и особенностей топливных брикетов RUF

Как сделать топливные брикеты своими руками: выбор сырья и оборудования, описание процесса

Чтобы обеспечить свое хозяйство твердым экологически чистым топливом, не обязательно его покупать.

Достаточно обзавестись постоянно возобновляемым источником биологических отходов, специальным оборудованием для их переработки, а также изучить технологию производства брикетов для отопления.

В результате вы решите сразу две задачи: утилизируете отходы и получите источник энергии домашнего производства.

Преимущества и недостатки брикетов для отопления

Этот вид топлива используется для твердотопливных котлов, каминов, печей, мангалов.

В промышленном производстве брикеты делают из отходов:

• деревоперерабатывающих предприятий — опилок, щепы, стружки;
• сельского хозяйства — соломы, шелухи, кукурузы, подсолнечника, гречихи;
• торфа;
• древесного угля.

Все вышеперечисленное относится к возобновляемым природным источникам.

Главное преимущество топливных брикетов в сравнении с традиционными видами топлива – экологичность и более высокие показатели теплоотдачи и коэффициента полезного действия.

]В отличие от древесины брикеты быстро разгораются и меньше дымят, чему способствует низкое содержание влаги в материале.

При горении они поддерживают постоянную температуру и не искрят, а правильная геометрическая форма брикетов удобна для складирования и хранения топлива.

К недостаткам можно отнести плохую влагоустойчивость и подверженность механическим повреждениям при транспортировке.

Сырье для самодельных брикетов

Древесные опилки

Для производства топлива подойдут практически любые горючие органические могут быть:

• древесные опилки, солома;
• опавшие листья;
• отходы растениеводства (шелуха семечек, сухие стебли, скорлупа грецких орехов и т. п.);
• бумага, картон.

Подойдет любой потенциально горючий материал в измельченном состоянии. Отдавайте предпочтение сырью, не пригодному к использованию в хозяйстве, который подлежит утилизации.

В качестве связующего компонента можно использовать обыкновенную глину в пропорции 1 к 10: один килограмм глины на каждые десять килограммов сухого измельченного сырья.

Необходимое оборудование

Существует множество предприятий, специализирующихся на разработке и продаже оборудования и технологических линий для производства топливных брикетов. Как правило, производители дополнительно предоставляет услуги по монтажу и пусконаладочным работам. В некоторых случаях учат пользоваться оборудованием.

Также купить оборудование можно у компаний, специализирующихся на продаже пеллетов, топливных брикетов и линий для их производства.

Гранулятор для прессования древесной стружки

Для изготовление топливных брикетов своими руками вам понадобится:

• устройство для дробления и измельчения базового сырья;
• пресс для брикетирования (ударно-механический, гидравлический или шнековый);
• сушильный комплекс.

В домашнем производстве топливных брикетов можно обойтись без сушильного комплекса, если есть возможность просушки брикетов на открытом воздухе. А если вы решите делать брикеты из опилок, дробилка вам тоже не понадобится.

Есть альтернативный вариант: оборудование для брикетирования можно сделать самостоятельно в условиях домашней мастерской.

Требования к помещению

Выбор помещения должен предусматривать возможность размещения участка для прессования, сушильного комплекса, места для размещения готовой продукции и хранения исходного сырья.

Размеры требуемой площади зависят от объемов предполагаемого производства. В среднем для участка прессования нужно выделить не менее 50-60 кв. м.

При подготовке помещения необходимо уделить особое внимание обеспечению хорошей вентиляции участка прессования, надежности электрических сетей и систем пожаротушения

Описание процесса изготовления брикетов

Весь процесс сводится к последовательному выполнению следующих операций:

Схема технологического процесса брикетирования

Особенности промышленного производства

При промышленном производстве используют 3 технологии прессования топливных брикетов:

1. под высоким давлением на гидравлических прессах – на выходе брикеты получаются в виде небольшого кирпича;
2. ппод высоким давлением на ударно-механических и гидравлических прессах – на выходе брикеты получаются в виде цилиндра;
3. прессование под воздействием термической обработки и высокого давления на шнековых (механических) прессах – на выходе брикеты получаются в виде полого многогранника.

В результате прессования из древесины выделяется лигнин, выступающий связующим компонентом для образования плотной однородной структуры брикета.

Основные виды дровяных брикетов

Если рассматривать все предложения рынка в разрезе экологичных топливных брикетов, можно выделить три основные группы:

Розжиг в печи брикетов топлива

• Топливные брикеты РУФ (RUF) — самые известные, они производятся исключительно прессованием опилок по немецкой технологии и имеют характерный внешний вид. В большинстве случаев евробрикеты РУФ прямоугольной формы, по своему виду они похожи на обычные небольшие кирпичи. Маленький размер спрессованных кирпичиков позволяет загружать их в топки любого объема. Специалисты считают брикеты РУФ наименее крепкими, способными крошиться в руках. В действительность низкосортные евробрикеты так и крошатся, а вот продукция с приемлемым качеством более твердая.
• Брикеты Пини Кей (Pini Kay) — обычно выполняются в виде имитации полена с 4-6 гранями и полой внутренней частью. Отличительной особенностью таких брикетов является дополнительная термическая обработка, которая позволяет более прочно сформировать контур полешка, а так же защитить топливо от влаги и других внешних воздействий. Вследствие термической обработки топливные брикеты марки Пини Кей обычно темного цвета.
• Топливные брикеты Нестро (Nestro) — не самый популярный вид топливных брикетов. Выполнены они обычно в виде цилиндра, которые может быть полым, как в предыдущем варианте, либо цельным. Отверстие внутри брикета улучшает его горение благодаря лучшему доступу воздуха. Размер спрессованных полешек также может варьироваться. Нестро что-то среднее между Руфом и Пини Кеем.

Брикеты топлива Руф и Нестро стоят чуть меньше аналога Пини Кей, поскольку не подвергаются дополнительной обработке. В то же время если взять любой из этих видов евробрикетов, все они будут стоить дешевле обычных дров.

Брикеты из березовых опилок

Производятся все евробрикеты из опилок, мелкой стружки и древесной пыли, которая в больших количествах присутствует на лесопильных заводах и предприятиях по обработке древесины. В былые времена эти отходы производства попросту сжигали, а теперь из них делается самостоятельное топливо, причем отличного качества.

Важным параметром считается сорт древесины, поэтому для формирования брикетов сырье строго сортируется. Отличные брикеты топлива получаются из березовой пыли, опилок, отторцовки и стружки этого дерева. При этом топливные брикеты березовые не полностью, в их составе вполне может присутствовать 3-5% ольхи, липы или осины, что в сущности только добавляет им в качестве.

Поскольку береза в наших краях одно из самых распространенных деревьев, древесины которого обладает отличными характеристиками, ее заготовка ведется на постоянной основе, а березовые дрова есть практически в каждом доме. При этом березовая пыль, опилки и стружка становятся полноценным сырьем для изготовления топливных брикетов РУФ, Пини Кей, Нестро.

Технологический процесс производства топливных брикетов достаточно прост и заключается в длительном прессовании древесных отходов (опилок, стружки, пыли) с применением высокого давления и температуры. Дополнительные средства, как мы уже говорили, для создания брикета не требуются, поскольку клеящее вещество присутствует в древесине.

В заключение нужно сказать, что в целом топливные брикеты являются достаточно хорошим топливом. Некоторые трудности присутствуют при растопке печей, но по теплоотдаче, времени горения и количестве отходов, сравнивать евробрикеты можно только с углем. Если вы еще не пробовали истопить печь этим видом топлива, непременно попробуйте.

Как правильно топить брикетами?

Для достижения максимального результата следует правильно топить печь топливными брикетами.

Банную печь

Для отопления банного помещения необходимо топливо, которое не только выделяет большое количество тепла, но и дольше прогорает. Это обеспечит стабильную температуру на протяжении длительного времени. Именно этими свойствами обладают брикетные изделия.

При розжиге печи и ее топке следует придерживаться следующих советов:

1. тщательно очистить печь от золы и других остатков топлива от предыдущей топки;
2. на колосник положить немного щепок, бумаги, коры или других легковоспламеняющихся материалов;
3. после положить небольшое количество евродров и разжечь топку.

Такой вид топлива очень хорош для использования именно в банях. Запахи эфирных масел из экологически чистых древесных материалов наполняет все помещении и благотворно сказывается на самочувствии здоровье посетителей.

Печь для отопления дома

Удобно пользоваться топливными брикетами для печи в доме. Их можно разжечь и длительное время больше ничего не подбрасывать. Разжечь евродрова в печи для дома можно двумя способами:

• Первый аналогичный розжигу топлива в бане: брикетное топливо ложится на сухие щепки или бумагу. Огонь регулируется с помощью поддува.

Розжиг вместе с дровами

Зола от сжигания древесных брикетов может быть использована как удобрение на любом приусадебном участке.

После нескольких топок брикетами вы сможете оценить их эффективность и выяснить расход. В дальнейшем можно сравнить количество необходимых брикетов и количество дров для отопления именно вашего дома.

Полезные советы

Топливные брикеты по теплотворной способности превосходят дрова, но не всегда отопление ими будет более экономичным. Оправдан метод такой топки только в двух случаях: при наличии бесплатных опилок в большом количестве и при системе автоматической подачи брикетов в нужный прибор. В других случаях нет особых преимуществ перед привычными для многих дровами. По сути, опилки обойдутся дороже. Разница в цене будет существеннее разницы в способности передачи тепла.

Если же планируется изготавливать брикеты на продажу, то требуется найти бесплатное сырье и специальное оборудование. Для производства этого вида топлива не нужна лицензия, но наличие санитарно-эпидемиологического заключения обязательно. После изготовления топлива нужно сразу защищать его полиэтиленовой пленкой от влаги. Хранить в специальном помещении.

Общие данные

Топливные брикеты или как их еще называют евродрова, появились на строительном рынке относительно недавно. Однако благодаря своим качественным характеристикам быстро стали пользоваться популярностью. Теперь с уверенностью можно сказать, что это передовое топливо для каминов и печей пришлось многим людям по вкусу.

Как же добились специалисты такого качества от дерева, оказывается все очень просто. Главные причины таких увеличенных характеристик две:

1. Высокая плотность древесины, достигаемая в процессе температурного прессования опилок, стружки и древесной пыли.
2. Минимальная влажность, опять же получаемая вследствие прессования и обработки температурой. Влажность топливных брикетов составляет 7-9%, в то время как самые сухие дрова, например, из березы, имеют влажность порядка 20%. Отсутствие влаги позволяет большему количеству тепла выходить из брикетов, ведь не нужно топить и испарять воду.

Благодаря такой плотности и влажности, топливные брикеты способны отдавать теплоты в диапазоне от 4000 до 4500 ккал/кг. Такой теплоотдачи достаточно, чтобы хорошо обогреть дом, натопить баню. К тому же ограничений по применению евробрикетов нет, их можно закладывать в любую печь, даже самую простую каменку, в которой есть ограничения по количеству жара, примерно в 4900-5000 ккал/кг. Топится печь топливными брикетами как обычными дровами, разве что подкидывать их нужно реже.

Закладка топливных брикетов в топку печи

Экологичность брикетов топлива неоспорима, поскольку они производятся исключительно из опилок натуральной древесины, которые спрессовываются между собой. Добавлять клеевой состав при этом не требуется, поскольку в составе древесины есть подходящий компонент лигнин, который и скрепляет опилки воедино.

Отличительной чертой топливных брикетов является малое количество золы, остающееся после их сгорания. Ориентировочно золы получается до 1% от общего объема брикета. Такое выгорание опять же обусловлено большой плотностью материала.

При этом опилки, из которых производят топливные брикеты, практически лишены смол, а значит во время горения отсутствует дым и копоть. Использовать такое топливо можно даже в банях по-черному, что уж говорить о том, что чистить после применения подобных дров дымоход практически не нужно.

Современная упаковка прессованных дров

Длительное время горения и высокая теплоотдача евробрикетов говорят о том, что запасы этого топлива могут быть в разы меньше, чем объемы обычных дров. К тому же, упакованные в удобные для хранения влагонепроницаемые пакеты, имеющие одинаковую форму и размер, топливные брикеты могут быть удачно складированы практически в любом месте. Хорошая упаковка позволит уменьшить количество мусора как при хранении, так и при дальнейшем использовании.

Сравнение “евродров” с обычным твердым топливом

Стоимость угля, дров или используемых для отопления прессованных опилок колеблется в зависимости от региона. Поэтому однозначного решения по выбору того или иного вида топлива нет

Необходимо принимать во внимание актуальную цену и провести анализ сравнительных характеристик

Удельная теплотворность топлива

Одним из основных показателей эффективности топлива является его удельная теплотворность (удельная теплота сгорания). От этого параметра зависит, сколько массовой доли вещества при его сжигании потребуется на выделение определенного количества энергии.

Сравнительная теплотворность различных типов горючего. Приведенные значения приблизительны и зависят от многих факторов. Но в целом таблица показывает рейтинг твердого топлива по удельной теплоте сгорания

Здесь есть один нюанс: теплотворность зависит от массы, а дрова и брикеты из опилок обычно измеряют в кубах. При рекламе прессованного топлива часто указывают, что выход энергии почти в два раза больше чем при сгорании древесины, однако не указывают тот факт, что вес сухих брикетов в одном кубометре больше.

Допустим, что теплотворность свежесрубленной березы составляет около 2 кКал/кг, а брикетов – 4 кКал/кг. Вес складочного куба дров около 570 кг/м3, а вес такого же объема прессованного материала – около 800 кг. Поэтому кубометр сырого колотого дерева при сгорании даст около 1,14 мКал, а брикетов – около 3,2 мКал, то есть, практически, в три раза больше.

Тепловую эффективность промышленно изготовленных брикетов можно сравнить с древесным или каменным углем, однако последний стоит значительно дешевле.

Хранение и простота использования

Одним из недостатков прессованного сырья является его высокая гигроскопичность. Интенсивная способность поглощения влаги приводит к потере жесткости между связанными частицами и возможному рассыпанию брикета. Поэтому в отличие от того же угля или дров, хранить опилок необходимо в сухом месте.

Впрочем, зимой прессованное топливо можно держать под обыкновенным навесом, так как при минусовой температуре абсолютная влажность воздуха мала. Нужно лишь обеспечить отсутствие непосредственного контакта со снегом.

Также топливные брикеты можно держать в помещении. Промышленно произведенное прессованное сырье практически не дает мусора, в отличие от тех же дров.

Из-за создаваемой грязи и пыли, уголь и дрова хранят на улице. Аккуратные брикеты из стружки можно держать в веранде дома

Для начала горения прессованного дерева требуется минимальное количество материала для розжига. Здесь опилки, как и торф вне конкуренции.

Применение в котлах длительного горения

Сейчас заслуженной популярностью, особенно у владельцев коттеджей, пользуются котлы длительного горения. Они экономичны, имеют высокий КПД и просты в управлении. Единственный их значимый минус – стоимость оборудования и затраты на его монтаж.

Многие продвинутые модели котлов оснащены автоматизированной системой загрузки топлива. Для ее работы необходимо использовать однородный по форме горючий материал. Для этого из опилок и стружки изготавливают пеллеты.

Пеллеты делают из отходов деревообработки методом прессования. Они имеют вид гранул диаметра 6-9 мм и длиной от 10 до 70 мм

Использование такого вида топлива в таких котлах позволяет поддерживать необходимый температурный режим без участия человека. Это дает возможность хозяевам коттеджей отлучаться на длительный период (до нескольких дней) без риска охлаждения жилища до недопустимых показателей.

Какие печи можно топить брикетами?

Брикеты отличаются своей универсальностью. Их можно применять в любых видах печей, в том числе и кирпичных. Они выделяют около четырех с половиной ккал на кг, что вполне допустимо для отопительного устройства с огнеупорного кирпича. Основным преимуществом брикетов по сравнению с обычными поленьями является то, что они прогорают в несколько раз медленнее.

Такое топливо экономичное и дешевое. Обычные поленья нужно пилить, рубать, слаживать и высушивать. А евродрова не требуют длительной заготовки: их достаточно приобрести и хранить в сухом помещении в пленке или заводской упаковке.

То, что топливо горит медленно, является недостатком для некоторых помещений. Для прогревания дома в зимнее время понадобится несколько часов. Жара от такого топлива значительно меньше. И после сгорания брикетов пепел имеет характерный резкий запах.

Основные разновидности

Распространение получили четыре вида топливных брикетов: RUF, Pini-Kay, цилиндрические Nestro и цилиндрические с наличием сквозного канала по центру. 

По форме

• Брикеты RUF самые популярные в России. Формой напоминают кирпич, они прямоугольные. Размеры 155×95×65 мм. В основе прессования лежат немецкие технологии. Компактная форма позволяют загружать «кирпичики» в топки любого объема. Упаковка готовой продукции отличается простотой и удобством. Упаковывают в пленку, одна упаковка весит 10 кг. От своих конкурентов отличаются оригинальным дизайном. RUF прессуют из древесных опилок, соломы, торфа, шелухи риса, гречихи, лузги подсолнечника. Материал горит долго, время тления длится 5 часов. Прост в розжиге. Плотность низкая, могут раскрошиться при транспортировке.
• Pini-Kay имеют в поперечном сечении многогранник. По центру вдоль брикета проходит отверстие, которое придает эффективности при горении, создавая дополнительную тягу. Внешне похожи на гигантские огрызки карандашей без грифеля. Если не помещается в топку, их можно распилить. Pini-Kay обладают самой высокой плотностью по сравнению с другими — 1,2 кг/дм³ и дольше всех горят. При прессовании внешнюю поверхность брикета нагревают до 400 градусов. Образуется внешняя оболочка темного цвета, что позволяет сохранять материал от проникновения влаги. Обеспечивается длительное хранение без потери свойств.
• Брикеты Nestro имеют цилиндрическую форму 50-90 мм в диаметре. Появляются на свет благодаря гидравлическим прессам.
• Цилиндрические брикеты с каналом и без него диаметром от 40 до 110 мм изготавливаются с помощью ударно-механических прессов. Плотность 1 — 1,2 кг/дм³. Длительность горения продолжительная. Хранятся хорошо.

По материалу

Брикеты из древесины:

• Береза дает теплотворность 4600 Ккал/кг. Если есть примеси коры, содержащей смолы, копоть при сжигании такая же, как у дров.
• Осина – 5000 Ккал/кг. Зольность минимальная. Брикеты легкие, как и сама древесина. Имеет способность прочищать дымоход.
• Хвоя – 4000 Ккал/кг. Золы остается самое большое количество. Брикеты насыщены смолами.
• Хвойно-березовые обладают свойствами того или иного вида в зависимости от процентного состава. В одних преобладает хвойная стружка, в других – березовая пыль.
• Хвойно-осиновые также зависят от неравномерности составляющих элементов.
• Липа – 4800 Ккал/кг. Золы образуется мало.

Пример расчета необходимого объема

Зная удельную теплоту сгорания и КПД печи или котла, можно приблизительно рассчитать необходимую массу топлива на определенный период.

Прессованные брикеты продают либо по весу, либо по объему. Во втором случае есть некоторые нюансы, связанные с формой изделий. Для расчета необходимого количества топлива нужно определить массу одного кубометра.

Если брикеты продают по объему, то их укладывают не валом, а в плотные связки. Зная форму изделий можно рассчитать их массу

Для этого нужно выполнить следующую последовательность действий:

1. Необходимо знать плотность прессованного сырья (q(г/cм3)).
2. Нужно рассчитать коэффициент заполнения (k) прессованным сырьем объема куба.
3. Массу одного кубометра (m(кг)) можно вычислить по формуле: m = k * q * 103.

Приведем пример решения практической задачи.

Допустим, что по расчетам для отопления коттеджа в зимний период необходимо получать 6 кКал/ч. Есть брикеты квадратной формы сечения со стороной 10 см и круглым технологическим отверстием диаметра 5 см. Плотность прессованных древесных отходов – 0,95 г/см3. Теплотворность – 4 кКал/кг. КПД котла – 80%. Необходимо вычислить требуемый объем закупки.

Найдем сечение одного брикета (вместе с отверстием) по формуле вычисления площади квадрата:

10 * 10 = 100 см2.

Вычислим сечение отверстия по формуле площади круга:

π * 5 * 5 / 4 = 19.6 см2.

Найдем площадь сечения, занятого опилками:

100 – 19.6 = 80.4 см2.

Вычислим коэффициент заполнения:

k = 80.4 / 100 = 0.8.

Найдем массу одного кубометра:

m = 0.8 * 0.95 * 1000 = 760 кг.

Найдем теплотворность одного кубометра с учетом КПД котла:

760 * 4 * 80 / 100 = 2432 кКал.

Посчитаем необходимую энергию для отопления на весь зимний период (6 месяцев):

6 * 24 * 30 * 6 = 25920 кКал.

Найдем необходимой количество кубометров брикетированного топлива:

25920 / 2432 = 10.7 м3.

Если же брикеты продают по весу, то решение задачи значительно упрощается. Для определения достаточной массы топлива нужно всего лишь разделить необходимую энергию на теплотворность сырья:

25920 / 4 = 6480 кг.

Высокие издержки

Из недостатков шнекового способа прессования следует отметить высокие эксплуатационные издержки и низкое операционное время загрузки оборудования.
Причин этому несколько:

• необходимость остановок для замены шнека;
• необходимость ручного контроля нескольких параметров — зазора между фильерой и шнеком, температуры нагрева фильеры, влажности;
• невозможность автоматизации;

Работа шнекового пресса сопровожлается постоянными остановками для настройки зазоров, прочисток, замен шнека и др.
Для выполнения перечисленных работ необходим квалифицированный персонал, высоко влияние человеческого фактора.

Реальный достижимый коэффициент загрузки такого оборудования значительно ниже, чем у других прессов. На реальных производствах загрузка пресса «Пини-кей» обычно составляет 0,5, или даже 0,3 от номинальной производительности. Это означает, что хотя пресс «Пини-кей» от некоторых производителей и может демонстрировать на хорошем сырье показатели, превышающие номинальные, но месячные или годовые показатели будут значительно меньше.

Улучшить ситуацию можно организационными методами, но это сложно и эксплуатационные издержки все равно будут высокими. Для обслуживания пресса: регулировки зазоров, замен шнеков и пр., вам понадобится команда квалифицированных специалистов. Влияние человеческого фактора при эксплуатации этого оборудования чрезвычайно высоко.

Характеристики и преимущества использования

Основные параметры евродров РУФ:

• теплотворность брикетов составляет в диапазоне от 4200 до 4500 ккал/кг, что является одним из лучших показателей;
• зольность – не более 1%;
• влажность евродров, в зависимости от условий хранения и технологии производства, может составить от 7% до 13%;
• средняя плотность – около 750-800 кг/см3.

В качестве сырья для твердого топлива используются опилки, лузга подсолнуха, риса, шелуха гречки и т. д. Также в составе может присутствовать торфяник и солома. Клей и прочие вяжущие элементы отсутствуют, а добиться плотной структуры удается за счет сушки и прессования. Благодаря отсутствию химии в составе при сгорании евродрова не выделяют веществ.

Преимущества брикетов РУФ:

• при сгорании твердое топливо не потрескивает и не искрится, благодаря чему обеспечивается максимальная безопасность;
• максимальная теплоотдача при длительном горении;
• практичность в применении – евродрова проще перевозить;
• высокая устойчивость к воздействию влаги;
• небольшой расход сырья, по сравнению с древесиной, в 2-3 раза меньше;
• если в составе РУФ есть береза, то на внутренних стенках котла не будет появляться нагар и смолистые отложения, за счет чего упрощается процесс обслуживания топливного оборудования;
• брикеты занимают меньше места в помещении.

Учитывая все эти преимущества, можно с уверенностью сказать, что евродрова РУФ являются одним из лучших типов горючего для отопительного котла.