Топливные брикеты из соломы


При обсуждении темы производства топливных брикетов все больший интерес вызывает использование в качестве сырья отходов растениеводства и, прежде всего, соломы.

Как сказано в энциклопедии, солома — «Стебли и листья хлебных злаков, бобовых, гречихи, и др. с/х растений после обмолачивания».

Таким образом, говоря о соломе, мы имеем в виду не только пшеничную солому, но и все виды отходов растениеводства такого рода. Такие отходы возникают ежегодно в больших объемах и используются крайне ограниченно и нерационально.

В той же энциклопедии в качестве направлений использования соломы указаны.- «подстилка, грубый корм, кровельный материал, сырье для саманного кирпича, изоляционных плит, матов, шляп, и т.п.». При этом, как мы понимаем, здесь речь идет конечно, прежде всего о зерновой соломе.

На практике, чаще всего, предварительно измельченная солома просто запахивается.

В процессе обсуждения актуальной тематики производства биотоплива ( путем переработки рапсового семени, кукурузы, зерна и т.п.). Речь идет о зерне, использование которого в технических целях, в условиях дефицита продовольствия, на мой взгляд, вызывает достаточно много вопросов и не во всех случаях может быть оправдано.


Другое дело переработка параллельно возникающих отходов. При этом производится высокоэффективное твердое топливо, которое, кстати, в зонах культивирования полевых культур зачастую является весьма дефицитным.

Как источник сырья для прессования топливных брикетов такие отходы занимают существенное место. Достаточно сказать, что при производстве 1 т пшеницы образуется 2 т побочных отходов.

Сжигание тюкованной соломы в специальных топках

О достоинствах такого сырья, как топлива, в настоящий момент говорят все больше. При этом, прежде всего, подразумевается сжигание тюкованной соломы в специальных топках, что безусловно нашло свое воплощение на практике в ряде стран. Данный способ утилизации соломы имеет и существенные недостатки. К их числу можно отнести :

  • дороговизну установок для сжигания, что снижает универсальность такого топлива для разных потребителей;
  • невысокий к.п.д. таких установок, в том числе и по причине низкой плотности и влажности сжигаемого сырья;
  • неудобство применении ввиду крупных габаритов топлива и, соответственно проблем, связанных с его доставкой потребителю и хранением сырья в больших объемах.

Получение топлива из соломы путем брикетирования


На наш взгляд, более рациональным является получение топлива из соломы путем брикетирования. Преимущества топливных брикетов известны и очевидны. Достаточно сказать, что плотность брикетов, в том числе и из соломы достигает 1.3 кг/дм3 . Это снимает перечисленные выше проблемы и делает такое твердое топливо поистине универсальным как с точки зрения методов сжигания, так и с точки зрения круга потребителей.

Брикеты, изготовленные из соломы, по теплотворной способности не отличаются от древесных, а в некоторых случаях и превосходят их. Например, теплотворная способность брикетов изготовленных из льнокостры превышает 5000 ккал/кг. По сравнению с древесными соломенные брикеты имеют несколько повышенную зольность, но это не столь существенно, если иметь в виду, что соломенная зола – хорошее удобрение. У угля процент далеко экологически не чистого шлака составляет 20%.

Особенности технологии переработки соломы в топливные брикеты

Рассмотрим особенности технологии переработки соломы в топливные брикеты. Ржаная и пшеничная солома, рапса, льнокостра, кукурузной кочерыжка и т.п. легко прессуются в брикет. При этом нет никаких отличий в режимах прессования по сравнению с прессованием древесных опилок. По внешнему виду брикеты из соломы также ничем не отличаются от брикетов из опилок.

В части подготовки сырья для прессования при использовании соломы имеются определенные отличия. Это связано с особенностями данного продукта, прежде всего с длиной стеблей. Влажность соломы, как правило, значительно ниже влажности опилок после распиловки, что, безусловно, является существенным преимуществом.


Проблемы прессования соломы

Обратите внимание!

Первая проблема решается легко, т.к. соломорезки не являются дефицитом и широко используются. Следует отметить, что, как правило, существующие соломорезки не могут обеспечить оптимальную фракцию сырья для прессования. Солома после такой переработки имеет значительный процент стеблей длиной порядка 60 мм. Ее нужно доизмельчать. Также следует иметь ввиду одну аксиому нашего метода прессования — чем крупнее фракция, тем меньше производительность пресса. Поэтому наиболее оптимальной, как и для опилок, является фракция порядка 8-10мм.

Организации процесса подготовки соломы

Теперь приведем некоторые соображения по организации процесса подготовки соломы.

В отличие от опилок, на начальном этапе переработки мы имеем солому в тюках или рулонах. При этом плотность тюкованного материала существенно ниже плотности опилок. Это позволяет применить другой способ сушки сырья в отличие от сушки опилок. Наиболее рациональной является сушка соломы непосредственно в тюках. При этом можно использовать простые камерные сушилки аналогичные сушилкам для древесины. Учитывая возможность использования жесткого режима сушки возможно использование сушилки наиболее простой конструкции без специального оборудования и автоматики. По нашей оценке производительность такой сушилки будет весьма высокой, а затраты на ее создание несопоставимы с затратами на приобретение хорошего сушильного агрегата для опилок.


После сушки солома должна пройти стадии резки и дробления.

Есть еще одно обстоятельство, на которое следует обратить внимание. Учитывая, что уборка соломы осуществляется механизированным способом, в тюкованной соломе присутствуют частицы почвы. В процессе переработки этот абразив окажет негативное влияние на рабочий инструмент пресса.

Для устранения этого недостатка есть два решения:

радикальный — использование центрифуги для отделения абразива из измельченного сырья;

применение специального инструмента.

Учитывая производительность пресса, Вам необходимо готовить до 9 тонн сырья, подготовленного для прессования в сутки. Отсюда – необходимый объем сушильной камеры.

Конечно, для сушки измельченной соломы можно использовать и сушилки, применяемые для опилок. В остальном процесс аналогичен производству брикетов из опилок.

Оснащение процесса средствами механизации, организационные решения и планировки зависят от конкретных условий и возможностей производителя.

Со всей ответственностью заявляем о возможности и необходимости широкого внедрения технологии производства топливных брикетов из отходов растениеводства.

Эта технология позволяет решать проблемы утилизации невостребованных отходов и производить высокоэффективное экологически чистое топливо из возобновляемых источников сырья.

Использование бумаги при изготовлении


Варианты станков для изготовления топливных брикетов

Бумажные брикеты

Бумажную макулатуру также можно использовать для изготовления топливных брикетов. При этом, она может играть не только роль топлива, но и выполнять функцию связующего для опилок, заменяя глину.

В бумаге и картоне содержится достаточно много клеевой массы, которая при разбухании будет являться прекрасным вяжущим веществом при использовании опилок. Впрочем, брикетированные и просушенные бумага и картон, сами являются великолепным горючим материалом.

К сожалению, при подготовке исходной массы, бумажные и картонные отходы измельчить в дробилке не удастся. Их придется рвать или резать на мелкий кусочки, размерами не более 2,0×2,0 сантиметра.

Многие дачники, после однократной процедуры резки, проклинают все на свете и предпочитают вернуться к глине. Нескорые «самоделкины» используют для измельчения куттер кухонного комбайна.

Варианты станков для изготовления топливных брикетов

Последовательность приготовления бумажной массы следующая:

  1. Измельченные кусочки бумажной макулатуры заливают теплой водой и ожидают их полного размокания.
  2. Полученную кашицу после слива излишков воды брикетируют или перемешивают с опилками.
  3. Дальнейшие операции по прессованию и сушке аналогичны переработке смеси на основе глины.

Экспериментируя с процентным соотношением бумаги и опилок, можно создать собственный рецепт брикетированного топлива. Например, некоторые садоводы для повышения его прочности добавляют крахмал. Конечно, специально покупать крахмал не надо, но на даче всегда найдутся старые запасы, которые пережили зимовку или в них завелся жучок.

Преимущества и недостатки брикетов из опилок

В пользу брикетов, спрессованных из опилок, можно привести следующие аргументы:

  1. Продолжительное горение — 4 часа.
  2. Минимальное дымообразование.
  3. Экологичность. Исходное сырье — натуральные материалы, поэтому пеплом можно удобрять грядки.
  4. Высокая энергоотдача. Гораздо превышает энергетические возможности дров, сравнима только с качественным углем.
  5. Постоянная температура горения.
  6. Экономичность. Стоимость 1 т такого топлива обойдется дешевле, чем соответствующее количество дров или угля.
  7. Возможность самостоятельного изготовления.

Недостатки также присутствуют. Главный из них — боязнь влаги. Хранить их под открытым небом нельзя, т.к. они быстро впитают влагу, следовательно, будут плохо гореть. Поэтому для складирования необходимо выделить сухое помещение.

Сколько-нибудь значительные механические воздействия на брикеты из опилок противопоказаны. Если покупать для их изготовления специальное оборудование, себестоимость будет высокой и не всегда оправданной.


Варианты станков для изготовления топливных брикетов
Замена угля и дров на брикеты из опилок, позволяет сделать отопление загородного жилья более экологичным. В то время как отопление влажными дровами приводит к выбросу вредных веществ, «евродрова» в этом отношении полностью безопасны

Выгодно налаживать кустарное производство, если опилки бесплатные, а в качестве установки можно использовать уже имеющееся оборудование.

Необходимое оборудование

В промышленности для изготовления прессованного топлива применяются мощные агрегаты. Шнековый пресс создает давление до одной тысячи бар. Приобретать такой пресс для домашнего производства брикетов — неоправданная трата денег. Лучше просто купить спрессованное твердое топливо заводского производства.

Любой мастер сделает своими руками собственный топливный брикет из подходящих материалов. Главное, выбрать пригодный для работ пресс и приспособление для рубки сырья. Самым доступным можно считать простой пресс, имеющий винтовой привод. Его основное достоинство:

  • простейший пресс с винтовым приводом, изготовить который можно своими руками в домашней мастерской;
  • при закручивании винта создается нужное давление на расфасованную смесь, и отжимается лишняя жидкость;
  • простота применения пресса позволяет получать топливные плитки из самых разных составляющих.

Получить плотно спрессованные кирпичи можно, если самостоятельно собрать шнековый пресс. Для него понадобятся:

  • электрический привод;
  • двигатель с мощностью до 7 кВт;
  • дополнительные средства на изготовление деталей шнека и стального корпуса.

Технология изготовления материала

Производство топливных брикетов состоит из нескольких этапов:

1. Для начала следует измельчить отходы, которые будут использоваться для производства элементов.

2. В ту же емкость следует добавить сухую глину, которая будет служить связующим звеном.

3. Теперь в эту смесь необходимо добавить воды. Причем кашица должна получиться не слишком жидкой или густой. В любом случае масса должна хорошо лепиться. Кроме того, от количества воды зависит плотность брикета.

4. Полученную смесь необходимо залить в форму и приплюснуть ее прессом. Следите, чтобы из кашицы вышло как можно больше воды. После этого полученные изделия нужно тщательно просушить на солнце. Для того чтобы они были прочными, следует обложить каждый элемент бумагой или ветошью. После полного высыхания все брикеты можно сложить вместе.

Варианты станков для изготовления топливных брикетов

Когда вы будете прижимать сырье прессом, вам придется приложить достаточно много усилий, чтобы выдавить из смеси как можно больше воды.


Стоит ли делать брикеты в домашних условиях?

В реальной жизни топливные брикеты из опилок, сделанные своими руками, получаются не совсем такими, как это преподносится некоторыми интернет-ресурсами. Это заставляет сомневаться в целесообразности всего предприятия, и вот почему:

  • на красочных видеороликах из интернета процесс выглядит просто и легко. В действительности это тяжкий труд, чтобы заготовить нужное количество топлива на сезон, надо затратить немало времени и физических усилий;
  • теплота, выделяемая самодельными брикетами при сжигании, гораздо ниже, чем у заводских изделий. Все дело в недостаточной плотности «кирпичей», так как домашние приспособления не могут обеспечить требуемое давление прессования;
  • просушивание на солнце не может сравниться с промышленными сушилками, поэтому в топливе содержится влага, влияющая на теплотворную способность;
  • самодельное топливо из опилок содержит глину, что не сжигается в топке котла. Значит, золы будет оставаться больше.

Как делают брикеты из соломы на производстве?

Изготовление подобного топлива интересует множество домовладельцев и фермеров. Ведь жечь солому в первозданном виде бессмысленно, быстрее сгорает только порох. Как вариант можно рассмотреть ее сжигание прямо в тюках, так часто поступают в крупных фермерских хозяйствах. Однако, в этом случае нужен котел с большим объемом топки, куда тюки загружаются механическим способом. Понятно, что для отопления частного дома данный способ не годится, а вот топливные брикеты из соломы вполне подойдут.


По технологии производства и характеристикам теплотворности биотопливо из соломы очень близко к брикетам, изготавливаемым из отходов деревообработки. Калорийность соломы, спрессованной по всем правилам, составляет ориентировочно 4 кВт/кг, это немного меньше, чем у того же изделия из опилок. Вопрос заключается в том, как же ее правильно уплотнить, чтоб получить качественный «кирпичик» или «колбаску».

В промышленности применяется следующее оборудование для производства брикетов из соломы:

  • устройство для очистки сырья от грунта и пыли;
  • сушилка;
  • измельчитель (соломорезка);
  • штемпельный пресс либо экструдер.

Теперь перейдем непосредственно к этапам технологического процесса, в соответствии с которым происходит переработка соломы в топливные брикеты:

  • поскольку при скашивании зерновых и уборке соломы в сырье попадает грунт и пыль, то на первом этапе оно проходит очистку в центрифуге или другой подобной машине;
  • хоть влажность свежескошенной соломы и ниже, чем у древесины, ее все равно надо привести в норму. Предел влагосодержания составляет 16%;
  • следующий этап – измельчение стеблей до размера не более 10 мм;
  • последний этап — производство брикетов из соломы на штемпельном или шнековом прессе (экструдере) при давлении более 30 МПа;
  • в конце готовый продукт проходит контрольное взвешивание, упаковку и отправляется на склад.

В штемпельных прессах сырье уплотняется простым сдавливанием, никаких связующих материалов не добавляется. Получается изделие прямоугольной формы, связующим в нем служит природное вещество, содержащееся в биомассе. Это вещество – лигнин, он выделяется из сырья при большом давлении. В экструдере изготовление брикетов из соломы происходит путем уплотнения и продавливания биомассы шнеком сквозь круглые отверстия. На выходе получаем прочные «колбаски» цилиндрической формы.

Топливные брикеты из соломы

Рост цен на традиционные энергоносители и ужесточение экологических требований к энергетическим установкам обуславливает интерес к использованию в качестве топлива биомассы, в том числе соломы. Однако, некоторые свойства соломы (большое количество золы и ее низкая температура плавления) делают невозможной применение для этих целей обычных пеллетных котлов [Rőnnbäck M., Johansson M., Claesson F. «Combustion test in residential burners of pellets from new ash rich biomass» // Proceeding on European Pellets Conferences, Wels, Austria].

Проблемы возникают при сжигании соломенных гранул и в специально разработанных для этих целей котлах. Так, компания A.P. Bioenergietechnik GmbH (Германия) под торговой маркой ÖKOTHERM выпускает котлы, которые, как утверждается, пригодны для сжигания любой биомассы. Топка котла выполнена водоохлаждаемой, чтобы образующейся шлак не приставал к ее стенкам. Шлак удаляют из топки с помощью специальных механизмов, причем предусматривается измельчение шлаковых агломератов перед подачей золы и шлака в специальный транспортер. Однако, результаты испытаний котлов типа ÖKOTHERM, которые проводило Министерство сельского хозяйства земли Нижняя Саксония (Германия) показывают, что КПД котлов типа ÖKOTHERM при сжигании в них соломы и других подобных видов топлива не превышают 70 — 80 %, тогда как на древесных пеллетах современные котлы имеют КПД до 95 % (Kiesewalter S., Rőhricht C. Pelletierung von Stroh und Heu.In Proceeding on European Pellets Conference, Wels, Austria, 2004, pp. 283-295).

Нами разработана технология сжигания биогранул в кипящем слое, сформированным самими гранулами и твердыми продуктами их горения, а также котлы, реализующие эту технологию. Предварительные исследования показали, что: 1) Сжигание пеллет в кипящем слое возможно. Продолжительность горения одинаковых по массе порций агропеллет и древесных пеллет в таком слое близки, хотя в последних содержится в 8,76 – 19,4 раза меньше золы, 2) При сжигании агропеллет очаговый остаток имеет порошкообразную структуру, агломераты расплавившейся и спекшейся золы в нем отсутствуют. В настоящее время введена в строй опытная котельная, предназначенная для работы на соломенных пеллетах и пеллетах, изготовленных из других отходов растениеводства.


Использованные источники

  1. abccorp.ru/statjya-strawbriquettes-nuansy.html
  2. zakon.kz/4588141-novyjj-vid-topliva-izobreli-v-sele.html
  3. bio.ukr.bio/ru/articles/2470/
  4. oboiman.ru/teplo/toplivnye-brikety-iz-solomy-svoimi-rukami-proizvodstvo-oborudovanie-izgotovlenie.html
  5. infobio.ru/analytics/988.html

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.