Любое изобретение это стабильная комбинация мозгов и материалов. Чем больше мозгов Вы используйте, тем меньше материалов Вам необходимо.

Новый способ подготовки древесного сырья для гранулирования пеллет ставит новые интересные задачи перед инженерами и конструкторами топливного оборудования и открывает новые возможности по снижению общей стоимости отопления с использованием древесных пеллет. Речь идёт о медленном нагреве исходного сырья (биомассы) в условиях недостатка кислорода, или иными словами, о процессе схожем с классическим процессом изготовления древесного угля. Из подготовленного сырья возможно получение пеллет с уникальными характеристиками, что делает разрыв в удобстве и стоимости использования между углём и пеллетами еще меньше.

В английском языке подобная обработка сырья называется торрефакацией (torrefacation), в русском языке наиболее близкое по смыслу значение «обжаривание».

При нагреве до температуры 160 С градусов древесина теряет влагу, однако ее свойства, в том числе, поглощать воду остаются неизменными. При дальнейшем нагреве древесина начинает темнеть, происходит выделение уксусной кислоты и фенола, древесина начинает менять физические и химические свойства, в том числе древесина становиться более хрупкой и более гидрофобной. К слову сказать, удаление уксусной кислоты из древесины замедляет коррозионные процессы металлических частей пеллетного котла, где используются подобные пеллеты. При дальнейшем нагреве содержание CH4, H2, CxHy, и CO в образуемом газе увеличивается, в то время как содержание CO2 уменьшается.

Опытным путём установлено, процесс торрефакации происходит при температуре от 200 до 270 С. Сырьё, подвергшееся подобной процедуре, обладает следующими преимуществами по сравнению с обычной древесиной:
1. Повышенная энергоёмкость по сравнению с традиционным сырьём за счёт уменьшения общей массы после испарения влаги и прочих негорючих веществ.
2. Устойчивость к поглощению влаги, влажность сырья сохраняется на уровне 2% .
3. Оптимальное соотношение прочности / хрупкости.

Стоит отметить, что каждое соотношение температуры, время нагрева и видов древесины создает уникальный продукт, однако, в общем, масса древесины уменьшается до 30%, в то время как сохраняется от 80 до 90 % первоначальной энергоёмкости древесины (22,500 kJ/kg).

Одним из наибольших преимуществ процесса является превращение разнообразной древесины сырья (как по влажности так и по размерам) в практически однообразное сырьё (иными словами происходит проецесс нормализации сырья) для изготовления пеллет, что в свою очередь сокращает раходы на перенастройку технологической линии. Пеллеты, изготовленные из подобного сырья отличаются практически чёрным цветом, высокой энергоемкостью, сниженными затратами на транспортировку. Кроме того, сжигание подобных пеллет происходит практически без выделения дыма.

Исторически процесс торрефакации был разработан во Франции в 30 годах прошлого столетия с названием «мягкий» пиролиз» и активно использовался для подготовки топлива для газогенераторных установок в так называемый «золотой век» биоэнергетики. Предварительное испарение балластных веществ помимо прочего увеличивало срок службы фильтров газогенераторных установок. Однако, после наступления бензиновой эры подобный процесс подготовки и изготовления топлива практически ушёл в небытиё. Общеизвестны два способа торрефакации: постоянный и метод «неподвижного слоя». В первом случае «обжаривание» происходит в процессе транспортировки сырья на транспортёре или шнеке, в этом случае, сырьё должно быть предварительно высушено и иметь однообразную форму. Нагрев осуществляется от прямого контакта древесины с поверхностью нагревательных элементов.

Метод «неподвижного слоя» использует несколько другой подход. Процесс происходит при присутствии инертного газа, температура которого изменяется в течение процесса в соответствии с технологией процесса. В данном случае нагрев осуществляется методом конвекции, однако следует заметить, что процессы сушки и торрефакации должны быть разнесены во времени. С экономической точки зрения, использование метода «неподвижного слоя» ведет к экономии затрат на сушку сырья, так как процесс является замкнутым, а рекуперация водяного пара (что тем не менее является непростым техническим решением даже не сегодняшний день) может принести дополнительный доход.

Получаемое сырьё затем направляется в гранулятор для производстве пеллет, аналогично уже существующим технологиям. Пеллеты, полученные таким образом, обладают теплотворными характеристиками схожими с угольным топливом, но в отличии от последнего, с меньшими затратами поддаются в зону горения и практически не содержат золы (не более 1 процента). (0819)