Проектирование и разработка производства древесно-топливных гранул

Федеральное государственное  бюджетное образовательное  

  учреждение высшего профессионального образования

«Казанский национальный исследовательский технологический  университет»

 

 

Пояснительная записка 

к отчету

по преддипломной

практике

на тему:

Проектирование  и разработка производства древесно-топливных  гранул.

 

Выполнила: студентка гр.2381-32 

   Сабирова Р. Д

                                      Руководитель: Грачев А. Н

 

 

 

Казань 2013

Содержание

Введение                                                                                                                  3

1. Краткая характеристика предприятия                                                        4
2. Характеристика продукции (пеллет)                                                          5      
3. Сырье для производства                                                                               7
4. Технология производства древесно-топливных гранул                            8
5. Основные характеристики линии для производства гранул                     9
6. Применение пеллет                                                                                       10   

Заключение                                                                                                             13

Список использованных источников                                                                     14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

ПЕЛЛЕТЫ  (ДРЕВЕСНЫЕ ГРАНУЛЫ) –    гранулированные отходы деревообрабатывающей промышленности (опилки, щепа) и сельского хозяйства (лузга подсолнечника, солома зерновых).Прессованное биотопливо имеет ряд преимуществ перед другими видами топлива:

- бoльшая теплотворная способность по сравнению со щепой и с кусковыми отходами древесины,

- меньшая стоимость оборудования  для котельных установок мощностью  до 2 МВт, по сравнению с установками  по сжиганию древесных отходов,

- объем склада для хранения  пеллет может быть уменьшен как минимум до 50%, по сравнению со кладом для древесной щепы,

- гранулы могут храниться в  непосредственной близости от  жилых помещений (подвальные или  подсобные помещения), так как  этот материал биологически неактивный, поскольку прошел термическую  обработку

- он менее подвержен самовоспламенению,  так как не содержит пыли  и спор, которые также могут  вызывать аллергическую реакцию  у людей.

По своим характеристикам топливные  пеллеты конкурируют с природным газом, но по экологическим показателям они опережают все остальные виды топлив в той же степени, что и в ценовом отношении.

Актуальность применения топливных  гранул показывает увеличение использования  древесных и сельскохозяйственных отходов в индустриальном производстве тепловой энергии в Европе, Скандинавских  странах  и Северной Америке на 15 % ежегодно.

Пеллеты являются реальной альтернативой каменному углю и нефти, так как по своим теплотворным характеристикам не уступают углю, а их экологические параметры вообще вне конкуренции.

Теплота сгорания пеллет близка к угольной, но при их сгорании выброс CО2 в 10-50 раз меньше, а образование золы — в 15-20 раз. Так что биотопливные эксперты с уверенностью утверждают, что пеллеты являются полноправной заменой угля.

 

 

Краткая характеристика предприятия

Лесной поселок, основан в 1930-х годах, население  около 1100 человек, "градообразующее" предприятие - Сабинский лесхоз (ранее  леспромхоз), предприятие занимается ведением лесного хозяйства, заготовкой и переработкой древесины.

Генеральный директор: Гиззатуллин Василь Нуруллинович.

Выпускаемая продукция: топливно-древесные гранулы (пеллеты).

Адрес: Россия 422062 Республика Татарстан, пос. Лесхоз ул. Кукморская,2а 
Контакты: 884362   2-16-36, 4-42-31, 75-08-09.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Характеристика  продукции (пеллет).

Пеллеты (топливные гранулы) (англ. pellets) - это цилиндрические спрессованные опилки от лесопиления и деревообработки, отходы производста сельского хозяйства (солома, шелуха, кукуруза и др.), торфа, древесного угля в качестве связующего вещества выступает составляющий компонент растений - лигнин, пластифицирующийся в процессе грануляции под действием высокой температуры. Процесс формирования пеллет происходит под давлением около 300 атм, без каких-либо добавок и клея. Длина пеллет в среднем имеет от 10 до 30 мм в длину и от 6 до 10 мм в диаметре. Топливные гранулы представляют собой экологически чистый вид топлива. При сжигании пеллет в атмосферу выбрасывается столько же углекислого газа, сколько образовалось при естественном разложении древесины. Применяются для сжигания в пеллетных котлах.

Классификация пеллет.

Классификация по сорту:  
Пеллеты, как топливо, подразделяется на такие сорта:

• «Белые пеллеты» (пеллеты премиум сорта);
• Индустриальные пеллеты;
• Агропеллеты (Топливо стандартного качества).

Классификация по используемому  сырью:

• Древесные гранулы;
• Гранулы из лузги;
• Гранулы из угля;
• Гранулы из торфа;
• Гранулы из твердых бытовых отходов.

Описание классов пеллет

«Белые пеллеты» (пеллеты премиум сорта) - (этот термин часто используется покупателями) - они имеют светлый цвет. Такой цвет достигается благодаря проведению окорки древесины перед ее дроблением и гранулированием, а так же правильной сушкой древесины. Белые пеллеты имеют очень большое преимущество перед своими конкурентами - низкая зольность. Зольность у белых пеллет 0,5% и ниже. Котел, при их использовании, должен быть вычищен всего один раз в месяц. Теплотворная способность таких пеллет составляет 17,2 Мдж/кг. Золы при чистке котла очень мало. Пеллеты премиум сорта обычно производится из опилок мягкой или твёрдой пород древесины, не содержащих кору дерева. Пеллеты премиум, которые составляют более чем 95% от всего производства пеллетов, могут сжигаться в любых печах,созданных для топлива стандартного или повышенного качества.

Индустриальные пеллеты. Цвет таких пеллет уже темнее. Это связано с тем, что в пеллетах присутствует кора и прочие несгораемые остатки (земля, пыль). Зольность данной категории пеллет начинается от 0,7%. Теплотворная способность таких гранул, в большинстве своем ни чем не отличается от "белых" пеллет. Она равна 17,2 Мдж /кг. В данном случае котел придется чистить чаще. Частота чистки будет напрямую зависеть от того на сколько высока зольность топлива.

Агропеллеты.Топливо стандартного качества. Такие пеллеты производят из отходов шелушения гречки, семян подсолнечника. Данные пеллеты имеют очень темный цвет. Ихтеплотворная способность - 15 МДж/кг, а зольность 3% и более. Основное преимущество агропеллет - их цена. Они намного дешевле вышеперечисленных. Как правило, их используют для сжигания в крупных котлах, на больших тепловых станциях. Чистка котла в таком случае увеличивается до одного раза в день, либо используется пеллетный котел с автоматической чисткой. Такие пеллеты должны использоваться только в печах, определяемых для их использования.

 

Физические характеристики пеллет из древесины

• Выделяемая энергия при сгорании - 5 кВт/кг;
• Остаток влажности - 8-12%;
• Зольность, максимум 3%;
• Длина 5-50 мм;
• Плотность пеллет 1200-1400 кг/м³;
• Насыпная плотность (для транпортировки и хранения) 650 кг/м³;
• При сжигании 1 т гранул выделяется столько тепловой энергии, как при сжигании:
• 1600 кг древесины;
• 475 м³ газа;
• 500 л дизельного топлива;
• 685 л мазута.

 

 

 

Сырьё для  производства.

Сырьём для производства пеллет могут быть как деловая древесина, так и древесные отходы: кора, опилки, щепа и другие отходы лесозаготовки и лесопереработки. В зависимости от используемого сырья, пеллеты отличаются по цвету. Например, отходы от лесозаготовки  (пиловка и т.д.) содержат кору, которая в свою очередь содержит песок, который в конечном итоге снижает качество продукта. Цвет таких пеллет можно определить как «капучино». Однако, цвет пеллет также зависит от температуры гранулирования, и в этом случае цвет говорит о слишком высокой температуре гранулирования, пеллеты просто подгорают. Таким образом, судить о качестве пеллет по их цвету можно только предварительно.                                                                                                 Сырье от вторичной переработке древесины (изготовление мебели, окон и т.д.) чище, и пеллеты имеют бело-желтый цвет, однако тут возникает вопрос наличия примесей от ДСП или других искусственных материалов, применяемых в производстве мебели, и в этом случае, об экологической составляющей говорить уже не приходится. Косвенным признаком хим. примесей может являться наличие красной окалины на колосниках котла после сгорания таких пеллет.                                                                                          

Технология производства древесно топливных гранул.

Расстановка оборудования на каждом предприятии может быть разная. Однако принципы – общие с момента  возникновения технология производства пеллет в 1947 году. Сам по себе процесс гранулирования - пеллетизации происходит в специальных кольцевых штампах (пресс-формах) вращающимися роторными вальцами, которые впрессовывают в многочисленные отверстия - фильеры пресс-формы, активизированное паром измельченное древесное сырье, после чего, срезанные с наружной стороны штампа специальным ножом гранулы, должны быть охлаждены и отделены от мелких частиц.

Весь процесс производства условно  можно разделить на несколько  этапов:

• Измельчение;
• Сушка;
• Доизмельчение;
• Водоподготовка;
• Прессование;
• Охлаждение;
• Фасовка и упаковка;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Основные  характеристики линии для производства гранул

 

Характеристика	Значение
Максимально допустимая влажность  сырья	55 % (отн.) = 122% (абс.)
Потребность в сырье (при  его влажности 50 % отн.)	2,5 т/ч
Необходимая площадь для  установки	27 х 6,7 м
Необходимая высота для установки	участок гранулирования – 10 м,  участок сушки и измельчения – 7 м
Установленная электрическая  мощность	224 кВт
Потребляемая электрическая  мощность	135,8 кВт
Потребность в воде	20 л/ч
Непосредственно обслуживающий  персонал	3 человека в смену
Упаковка гранул	мешки «биг-бэг» 500-1000 кг

 

 Основные технологические  показатели.

 

	Наименование показателей	Показатели (гранулы древесные  диаметром)
1	Перерабатываемое сырье, тыс. т. (опилки, щепа)	45
2	Готовая продукция, тыс. т. (гранулы)	18
3	Потери, всего, тыс. т.	27
4	Трудозатраты, чел/ч	62000
5	Всего работающих:	31
7	дизельное топливо, кг;	72000
8	мягкие контейнеры «БИГ-БЕГ», шт;	18000
9	установленная электрическая мощность, кВт;	752

На основании выполненных расчетов, в таблице приведены основные технологические показатели по линии для производства древесной гранулы (приведенные к году).

Применение пеллет

В Европе гранулированное топливо  используется, как для производства тепла большими районными котельными, так и для отопления отдельных  домов. На крупных котельных в  уголь добавляют древесные топливные  гранулы, что позволяет значительно  снизить вредные выбросы в  атмосферу.