Технология брикетирования угля

Не зря владельцы твердотопливных котлов предпочитают пользоваться углем в брикетах. По сравнению с рассыпным материалом спрессованный лучше горит и выделяет больше тепла для обогрева. Брикетирование угля позволяет превратить дешевую угольную пыль в качественное топливо для частного и промышленного использования.

Что собой представляют угольные брикеты?

Раньше для отопления зданий самым популярным материалом считались дрова. Сейчас промышленность шагнула вперед, и обычные поленья вытеснили топливные брикеты из древесного угля. Примерно 25% добываемого угля — это мелкая фракция и угольная пыль, попросту говоря отходы. Для полноценного отопления они не пригодны, т.к. имеют низкую теплоотдачу, просыпаются через колосниковую решетку в печи и потому имеет низкую эффективность. Проблемой использования некондиции становится то, что мелкий уголь перекрывает доступ кислорода, из-за чего печь затухает.

Брикеты из угля представляют собой твердотопливный продукт, изготовленный в виде брусков различных форм и размеров, которые спрессовываются под высоким давлением и температурой. Для скрепления применяют различное сырье органического и неорганического происхождения.

В основном брикетированный древесный уголь используется для отопления частных домов, но некоторые металлургические и химические предприятия также предпочитают применять именно этот вид топлива. Единственное условие для использования брикетов — наличие специального твердотопливного оборудования.

Какие преимущества и недостатки имеют угольные брикеты

Нельзя с точностью утверждать, что брикетированный угол является единственным правильным решением для отопления жилища. Но, если сравнивать брикетированный уголь с другими видами топлива, то можно выделить ряд преимуществ, которые выдвигают данное топливо в ряды лидеров. К ним относится:

• долго горят и выделяют много тепла;
• одинаковые размеры брикетов выделяют тепло равномерно;
• брикеты легкие компактные, что упрощает их транспортировку и хранение;
• качественный продукт не выделяет угарный газ, поэтому его можно использовать в жилых помещениях с хорошей вентиляцией;
• при правильном производстве угольные брикеты не крошатся и не загрязняют помещение;
• разжигаются всего за 10-15 минут.

Кроме достоинств спрессованного угольного топлива, нужно упомянуть и про его недостатки. Брикеты, склеенные связующими веществами нельзя использовать в мангалах, барбекю и грилях. Температура тепла, выделяемая углем может превышать требуемую и оборудование выйдет из строя. Также некоторые брикеты выделяют вредные для организма канцерогены, которыми пропитаются приготовленные продукты, становясь непригодными для дальнейшего употребления. Для применения угля в качестве растопки домашних печей нужно соблюдать правила безопасности при обогащении и брикетировании углей. В продаже есть специальный экологичный брикетированный уголь для мангалов.

Виды угольных брикетов

Для качественного обогрева помещения большое значение имеет вид угольных брикетов. Все изделия делятся на подвиды в зависимости от материала изготовления, формы, типа скрепляющего материала и упаковочной тары.

Тип сырья, используемый для изготовления брикетов:

• антрацит — самый качественный и дорогой уголь, отвечающий высоким требованиям в плане отопления;
• древесный уголь — делается из переработанной древесины. В качестве немного уступает антрациту;
• бурый уголь — самый дешевый из всех предложенных. В его изготовлении участвуют мелкие фрагменты и пыль угля. Отдача тепла ниже, чем у первых двух видов.

Безопасность и качество использования определяет связующее вещество:

• каменноугольная смола;
• глина;
• сода;
• патока;
• белок;
• известь;
• декстрин;
• жидкое стекло;
• цемент и др.

Для бытового применения нужно выбирать брикеты на основе натуральных связующих веществ, например, белка или патоки. Для промышленности подойдет топливо на цементе или смоле, т.к. зачастую на производствах есть специальные уловительные системы для вредных испарений.

Форма изделий зависит от способа прессования угля. На штемпельном прессе получаются цилиндры с отверстиями, кирпичики, «подушечки» или «таблетки». На экструзионной машине изготавливаются «колбаски» с калиброванными отверстиями.

Особенности технологии брикетирования угля

Производство брикетов из угольных отходов началось еще в 19 веке. Изготовление включало в себя скрепление между собой угольных частиц и пыли с помощью смолы и трамбования механическим прессом. Недостатком таких брикетов считалось выделение вредных смолянистых продуктов во время горения, т.к. в процессе изготовления не сильно озадачивались правилами безопасности при обогащении и брикетировании углей.

В настоящее время используются усовершенствованные технологии и, хотя производство брикетов не вышло на масштабный уровень, они весьма востребованы среди потребителей. Для бытового использования предлагаются брикеты без связующих веществ или с веществами, безопасными для здоровья человека. Поэтому перед покупкой обязательно нужно изучить информацию от производителя, особенно тот пункт, который говорит о его составе.

Брикетирование угля состоит из нескольких этапов производства:

• сушка для удаления влаги из сырья;
• переработка сырья, его измельчение на одинаковые частицы;
• добавление связующих компонентов;
• нагрев угля до определенной температуры;
• прессование;
• сушка с доведением до влажности в пределах 18-20 %;
• охлаждение.

В современном производстве можно сформировать брикеты из каменноугольных отходов без добавления связующих. Для этого необходимо специальное оборудование для брикетирования угля. В нем сырье проходит только два этапа:

• уплотнение сырья для удаления между частицами пустот;
• сжимание и уплотнение самих частиц под повышенным давлением до100—200Мн/м².

Выделяемые в процессе смолы и будут служить скрепляющим компонентом. Изготовленные подобным образом брикеты горят без дыма и выделения вредных веществ в воздух.

Промышленные способы брикетирования угля

Рассмотрим технологию производства брикетов из угля в заводских условиях с применением каменноугольной смолы и угольной пыли. Это самое дешевое сырье, которое позволяет организовать производство качественных брикетов с хорошей теплоотдачей, не вкладывая больших средств. Для организации процесса применяют ряд установок: дробилку, пресс и сушилку. Материал перемещается от одного этапа к другому с помощью ленточного конвейера.

1. Вначале уголь промывают от мусора, чтобы получить чистый продукт без лишних примесей.
2. Далее очищенное сырье дробят до частиц с размером 6 мм и меньше.
3. В паровой или газовой сушилке уголь высушивают до показателя влажности 15 %.
4. Состав охлаждается и переходит на этап прессования под давлением 20-150 МПа.
5. Готовую продукцию переправляют на склад для хранения.

Технология производства брикетов для использования на промышленных предприятиях разрешает добавление таких связующих, как цемент, нефтебитумная смесь, жидкого стекло и др. Но приобретать каменноугольные брикеты с таким составом для отопления жилого помещения запрещено требованиями СЭС.

Брикетирование угля в домашних условиях

Раньше для получения брикетов из угля необходимо было только время и собственные руки. Для этого угольные отходы смачивались водой до получения густой массы. Из нее потом вручную лепили лепешки и просушивали их на воздухе. Такое самодельное топливо успешно применялось для растопки печей и каминов.

Открывать домашнее производство по обогащение и брикетирование углей на оборудовании не каждому по карману, поэтому народные умельцы изобрели свой современный способ получения твердого топлива из угольных отходов. Для этого используют один из двух видов установок: ручной пресс или самодельный шнековый экструдер. Плюс ручного пресса в том, что его можно изготовить самому или недорого купить у мастера. Минус — низкая производительность. Чтобы брикетов хватило на всю зиму нужно летом хорошо потрудиться.

С помощью экструдера можно быстро запастись топливом, т.к. весь процесс производства механизирован. Но для изготовления или покупки уже готового оборудования для брикетирования угля понадобятся денежные вложения, поэтому нужно провести подсчеты, рационально такое приобретение или нет. Процесс брикетирования угля в домашних условиях выглядит следующим образом:

• измельчение угля любым доступным способом. Чем мельче будет его фракция, тем лучше;
• полученное сырье смешивают с водой до такой консистенции, чтобы масса хорошо лепилась;
• подготовленные формы заполняют угольной смесью и прижимают ручным прессом;
• готовые брикеты извлекаются и просушиваются естественным способом.

В итоге получается брикетированный уголь для растопки домашнего котла или печи. Транспортировать его нельзя, т.к. отсутствие скрепляющего вещества превратит брикет обратно в пыль.

С наличием экструдера производство брикетирования древесного угля значительно упрощается и ускоряется. Процесс похож на принцип мясорубки. В специальный приемный отсек засыпается подготовленная угольная масса, а на выходе выходят колбаски хорошего качества. Пока они не застыли из них можно нарезать брикеты какого угодно размера. Прочность изделий позволяет их транспортировать, не боясь повредить.

Если сравнивать домашние брикеты с производственными, они, конечно, уступают в качестве. Но изготовление такого топлива гораздо дешевле, чем покупка готовой продукции и горит оно достаточно хорошо.

Правила безопасности при обогащении и брикетировании углей

Если вы решили использовать в качестве топлива брикетированный уголь, следует подойти к его изготовлению со всей ответственностью. Подбираются составляющие для изготовления твердого топлива в зависимости от места его использования. В состав брикетов не должны входить вредные компоненты, чтобы не отравиться продуктами их сгорания.

Некачественный продукт может обладать плохой теплоотдачей и не справляться со своими прямыми обязанностями обогрева помещения. Плохо спрессованные брикеты быстро превратятся в труху и «уйдут» в отходы.

Содержание

Доступная по сравнению с другими видами энергоносителей цена, отсутствие проблем с приобретением, хорошая теплоотдача — основные причины, по которым многие пользователи предпочитают использовать угольные брикеты для отопления. Цена на более привычные энергоносители постоянно увеличивается, что заставляет искать альтернативные источники тепла. Угольная пыль — доступный вид топлива, но ее использование в чистом виде невыгодно: половина сырья проваливается в золу через прутья колосника, а другая половина спекается, что приводит к засорению топливника.

Одним из вариантов использования угольной пыли, позволяющим получить из нее максимум тепла, является насыпь фракции на дрова, которыми котел растапливается предварительно. Но это очень хлопотно, так как ее нужно сыпать часто небольшими порциями. Насыпь большого количества мелкой фракции приведет к тому, что она все равно просыплется в зольник, превратившись в отходы. А та часть, которая все-таки останется на дровах, заполнит щели между ними, перекрыв циркуляцию воздуха и спровоцировав затухание топки.

Выход — изготовление брикетов из пыли с добавлением вспомогательных веществ методом прессования. Переработанная таким образом мелкая фракция отлично горит с большой теплоотдачей.

Подробнее о технологии брикетирования

В начале прошлого столетия российский исследователь А.П. Вешняков предложил прессовать мелкую фракцию в элементы определенной формы и размера, которые по теплоотдаче не уступали самому углю. Идея нашла широкое применение и в быту, и в промышленности.

Сегодня прессованный уголь классифицируют в зависимости от материала, экологичности, защищенности, формы и типа упаковки. Но двумя основным видами являются:

• Для производства с добавлением связующих компонентов.
• Для домашнего применения без добавок.

Важно знать, что производственные брикеты категорически нельзя использовать в быту. При их сгорании выделяется большое количество токсических веществ, за отведение которых в условиях производства отвечает специальное оборудование. Ранее при изготовлении бытовых брикетов использовали добавки в виде патоки или крахмала. Но данная технология осталась в прошлом.

Промышленное производство

Отличительные черты пыли и мелкой каменноугольной фракции: низкая удельная калорийность и плотность. Но данные материалы рассматриваются как дешевое сырье, позволяющее организовать производство угольных брикетов. Продукция будет отличаться хорошей плотностью и теплоотдачей при низкой себестоимости.

Для изготовления брикетов в заводских условиях используется специальная технологическая линия, состоящая из дробилки, сушилки, пресса. Перемещение полуфабрикатов между машинами обеспечивает ленточный конвейер.

Прессованный уголь без добавок изготавливается в несколько этапов:

• Измельчение сырья до размера частички 6 мм и мельче.
• Сушка смеси до отметки 15% влажности при помощи паровых и газовых сушилок.
• Далее пыль охлаждается и подается на пресс штемпельного типа, воздействующий на смесь под давлением 20-150 МПа (смотря какая технология используется). После данной обработки готовые брикеты поступают на склад готовой продукции на хранение.

Назначение топлива и используемое оборудование — основные факторы, влияющие на размер частичек, уровень влажности и величину давления, под которым они превращаются в брикеты. При этом энергоемкость готового продукта напрямую зависит от качества сырья. Важно использовать именно мелкую фракцию антрацита, а не бурого или других разновидностей угля. Для прочности допустимо добавление минеральных или органических добавок.

Брикеты из каменного угля могут быть спрессованы двумя способами в зависимости от того, какое оборудование для брикетирования применяется:

• Штемпельный пресс. Нагретой угольной смесью наполняются специальные формы, в которых она сдавливается с усилием 100-120 МПа. После охлаждения брикеты фасуются. Готовая продукция имеет вид кирпичиков или цилиндров с отверстиями, может быть похожа на «таблетки» или «подушечки». Данный способ изготовления подходит для производства брикетов в больших количествах ввиду больших энергетических и финансовых расходов.
• Экструзионная машина. В данном случае пластичная угольная масса продавливается прессом через матрицу. Брикет шнекового прессования (пини-кей) из угольной пыли имеет цилиндрическую форму, напоминая «колбаску», с калиброванным отверстием посередине. Технология менее затратная, но и менее производительная.

Технология производства брикетов для промышленного использования предполагает добавление цемента, нефтебитумной смеси, жидкого стекла и прочих. В металлургии применение данных веществ разрешено. А вот покупать каменноугольные брикеты с нефтебитумом для отопления жилого помещения нельзя согласно требованиям СЭС.

Брикетирование угля в домашних условиях

Для брикетирования угля в домашних условиях промышленная технология не подходит. Высокая цена оборудования для производства угольных брикетов, большие энергозатраты, необходимость получения огромного количества разрешений от госорганов в разы увеличивает себестоимость готовой продукции. Но с целью отопления небольшого частного дома необходимости в организации масштабного производства нет. Для изготовления 3-4 тонн брикетов (зимний запас) вполне можно обойтись подручными средствами.

Самый простой способ, который был хорошо знаком еще нашим прадедам:

• Угольная пыль смешивается с глиной в соотношении 10:1 с добавлением небольшого количества воды для образования густой массы. Глина является безопасным связующим компонентом, который не даст брикетам развалиться. Важно тщательно перемешать все компоненты смеси. С этой целью часто используют строительный миксер.
• Далее раствор разливается по формам. Это могут быть как специальные емкости, так и бывший в употреблении инвентарь (старые кастрюли, ведра, ящики). Если нет емкостей, угольные лепешки можно формировать и вручную, как делали наши предки.
• После полного высыхания брикетированный уголь можно отправлять на хранение.

Несмотря на то, что, согласно производственной технологии, смесь сушится, во время домашней заготовки брикетов смесь увлажняется. В данном случае угольные брикеты, сделанные своими руками, имеют следующие отличительные черты:

• Неидеальная форма.
• Разный уровень влажности и, следовательно, теплоотдачи.
• Невысокая прочность, которая не позволяет транспортировать брикеты.

Но данные свойства не мешают изделиям с низкой себестоимостью хорошо гореть, особенно по сравнению со спекшейся пылью. Такой вариант гораздо удобнее и практичнее.

А если процесс все-таки хочется как-то автоматизировать, то можно последовать примеру домашних умельцев и самостоятельно изготовить оборудование, похожее на производственное:

• Станок, позволяющий сделать брикеты вручную. Инструкцию того, как сделать станок, легко найти в сети Интернет. Для ручного прессования хорошо подходит агрегат, предназначенный для домашнего производства кирпичей. Материалами, позволяющими сварить раму, являются профильная труба и уголок 40*40 мм. Сверху монтируется приемный бункер. Сбоку крепится ручной механизм для брикетирования смеси в изделия прямоугольной или цилиндрической формы. Технология:
  • Сырье максимально измельчается. Мелкая фракция обеспечивает прочность и качество брикета.
  • Добавление воды позволит приготовить липкую к рукам смесь. Допустимо добавление глины в небольшом количестве, чтобы несильно повысить зольность горючего.
  • Далее смесь засыпается в бункер, откуда происходит наполнение формы. Брикет выдавливается нажатием рычага.
  • Обратное движение рычага приводит к выталкиванию брикета из формы. Он снимается и располагается на солнце для высыхания.
• Шнековый пресс, где изделия брикетируются методом экструзии. В данном случае финансовые затраты на сборку машины, как и ее производительность будут больше. Вам понадобится:
  • Толстостенная труба из стали для изготовления корпуса. Внутри она протачивается согласно желаемому размеру шнека.
  • Шнек, произведенный из углеродистой стали повышенной прочности.
  • Матрица с одним или несколькими отверстиями из того же материала.
  • Электродвигатель мощностью от 4 кВт.
  • Ременная передача (минимум 3 ремня).
  • Приемный бункер.

Изготовление корпуса, матрицы, шнека лучше доверить хорошему токарю. Важно, чтобы диаметры шкивов обеспечивали скорость вращения шнека не более 200 оборотов/мин. Двигатель необходимо заземлить перед подключением его к домовой электросети.

Технология производства:

• Сырье измельчается и смешивается с водой.
• При включенном двигателе смесь загружается в бункер.
• Появляющиеся «колбаски» режутся на кусочки желаемой длины и выкладываются на стеллаж для просыхания.

Важно знать, что наличие сквозных отверстий в готовых брикетах способствует лучшему горению и большей теплоотдаче.

Выводы

Если верить производителям угольных брикетов, то теплотворность данного вида твердого топлива даже больше, чем у остальных разновидностей. Теоретически данное заявление может быть вполне реальным ввиду того, что только при сжигании 1 кг антрацита можно получить 7,7-8 кВт. По удельной теплоте дрова и древесные брикеты значительно отстают, выделяя только 5 кВт/ кг.

Однако анализ отзывов владельцев твердотопливных котлов на тематических форумах показывает, что спрос на брикеты из угольной пыли ниже, чем на древесину, по нескольким причинам:

• С их помощью тяжело растопить котел и при сгорании уголь отдает мало тепла.
• До и во время сгорания в помещении сохраняется малоприятный запах.
• Брикеты теряют форму, сильно крошатся во время транспортировки.
• Много золы.

Большое количество негативных отзывов (около 70% от общего числа) можно объяснить тем, что производители с целью получить больше прибыли используют сырье низкого качества. Они брикетируют шихту, шлам и другие разновидности угля, непригодного для отопления помещений, а для массы добавляют лишние вещества. Брикеты, изготовленные действительно из антрацита, найти трудно. Основной признак — насыщенно черный цвет изделий.

Выводы очевидны:

• Изготавливать угольные брикеты лучше самостоятельно.
• Для производства необходимо покупать высококачественное сырье.
• При возможности приобрести только низкокалорийные сорта угля прессование является экономически нецелесообразным. Хотя сжигание некачественных брикетов вместе с дровами позволит уменьшить затраты на отопление.

Да, изготовленные в домашних условиях угольные брикеты сильно отличаются от заводских аналогов: рассыпаются при транспортировке, влажные, дают меньше тепла. Но так вы можете контролировать качество используемого сырья, наличие и количество добавок. Как в котле, так и печке «домашние» брикеты горят хорошо, намного лучше пыли, которая просто спекается коржом. К тому же, по цене самодельные цилиндры, кирпичики или «колбаски» получаются намного выгоднее.

Видео по теме:

Обычные опилки и древесные щепки можно жечь в изготовленных для этого котлах, а вот с угольной пылью не все так просто.

Те, кто уже пробовал топить свой котел таким топливом, понял – половина его просто пропадает, проваливаясь между прутами колосников в золу, вторая же половина спекается в камень и не дает прогоревшему топливу попасть в золу. Все эти причины приводят к снижению качества горения, а значит и теплоотдачи.

Но с другой стороны выкидывать угольную пыль, по меньшей мере, глупо, в ней содержится большое количество энергии. И тут проблему способно решить превращение угля в брикеты, о чем мы и поговорим ниже.

Подробнее о технологии брикетирования

Для классификации топливных брикетов применяется ряд параметров:

• материал, из которого делают брикет;
• форма;
• защищенность;
• экологичность;
• тип упаковки.

Можно, конечно же, сжечь такую пыль, предварительно растопив котел дровами, и уже на них насыпать мелкую фракцию. Но такой подход не является выходом, это очень хлопотно, ведь насыпать пыль из угля нужно понемногу, а значит часто.

Если же вы положите на дрова сразу большое количество угольной пыли, она все-таки просыплется в колосники и таким образом, проблема частичного сгорания топлива никуда не денется, к тому же остальная пыль провалится между дровами, перекроет приток воздуху и горение значительно ослабнет.

Возможно, Вас заинтересует статья о том, как выбрать твердотопливный котел длительного горения.

О комбинированных котлах на дровах и электричестве Вы можете прочитать в этой статье.

Чтобы обойти все вышеперечисленные неудобства, нужно прессовать угольную пыль в брикеты, которые в таком виде будут превосходно гореть, отдавая всю свою энергию.

Узнать о том, что предпочтительней использовать для отопления опилки или дрова, можно здесь: https://teplo.guru/kotly/toplivnyie-briketyi-ili-drova.html

Российские разработки

Решение по прессованию мелкой фракции топлива было изобретено еще в начале прошлого столетия, Российским исследователем А.П. Вешняковым.

Его идея и до сих пор используется в промышленности и быту. Суть идеи заключается в прессовании древесного порошка в твердые элементы, способные гореть и отдавать тепло ни чем не хуже самого угля.

Не говоря о подробной технологии изготовления топливных брикетов и не перечисляя их типы, можно отметить, что они бывают двух основных типов:

• с применением связующих компонентов, производственное сжигание;
• без них, для домашнего использования.

Важно знать: брикеты, изготовленные по технологии, предусматривающей использование согласующих элементов, в быту использовать категорически нельзя. При их горении выделяется множество токсичных веществ, которые в производстве удаляет специальное оборудование.

Мы говорим о технологии изготовления брикетов без применения связующих компонентов. Производство проходит следующим образом:

• изначально угольная пыль и мелкие камешки измельчаются, самая большая частичка на выходе не должна быть больше 6 мм;
• далее смесь сушат до влажности в 15%. Для этого используют сушилки парового и газового типа;
• далее пыль охлаждается и передается к прессу. Его воздействие на мелкую фракцию происходит с давлением от 100 до 150 Мпа, в специальном прессе штемпельного типа;
• после чего готовая продукция подается на хранение.

Возможно, Вас заинтересует статья о том, как очистить твердотопливный котел от сажи, дегтя и смолы.

Как промыть отопительный котел от накипи, Вы можете прочитать в этой статье.

Также Вам может пригодиться статья о пиролизных котлах отопления.

Требования к размеру частичек и давлению прессовки может меняться в зависимости от применяемого оборудования и назначения топлива. К примеру, производственная линия компании ЮНИТЕК работает с частичками до 0.25 мм и их влажностью от 6 до 16%.

В результате мы получаем продукт с зольностью 15—20%, способный выдерживать давление в – 3 кг/см, а при падении с двухметровой высоты, потеря массы от удара будет незначительной. Энергоемкость брикетов будет зависеть, непосредственно, от угольной пыли, из которой их делают.

Промышленное производство

Для производства брикетов промышленного типа применяют такие связующие вещества:

• нефтебитумная смесь;
• цемент;
• лигносульфонатные добавки;
• жидкое стекло;
• меласса.

Для переработки мелких частиц кокса и некоторых других сортов угля, часто используют цемент, а так же жидкое стекло. Такие материалы используют в основном в металлургии, там, где применение этих веществ допускается.

Каменноугольная смола с нефтебитумом так же применяют для изготовления промышленных угольных брикетов. Топить жилые дома ими нельзя, так как происходит выделение большого количества бензопирена и прочих токсичных элементов, запрещенных СЭС.

Изготовить топливные брикеты самостоятельно поможет данная статья: https://teplo.guru/kotly/toplivnye-briketyi-svoimi-rukami.html

Производство дома

Для того чтобы сделать угольные брикеты своими руками, нужно иметь саму пыль угля и глину, безопасный связующий элемент. Добавляя немного воды, пыль и глину смешивают 10:1, таким образом, раствор приобретает нужную консистенцию. Очень важно тщательно смешать вещества.

Для создания брикетов можно использовать как обычный строительный миксер, так и специальное оборудование, например торговой марки Weber. Если вы решили изготовить брикеты вручную, можно использовать в роли формы любые емкости, ящики, кастрюли и т.д. В конце изготовления топливные брикеты нужно высушить.

Обратите внимание: применение оборудования для создания брикетов в домашних условиях будет нерентабельным.

Естественно, что брикет, изготовленные дома не идеальны. Их прочность не так велика, как у промышленных аналогов, имеют разную влажность, и теплоотдачу.

Но как бы там ни было, в котле они горят отлично, гораздо лучше спекающейся и проваливающейся угольной пыли. Да и себестоимость их непременно порадует. Оставленные положительные отзывы, о данной технологии, говорят сами за себя.

Большую популярность в последнее время приобретают котлы, способные работать на двух видах топлива. Подробнее о комбинированном оборудовании здесь: https://teplo.guru/kotly/combi/kombinirovannye-kotly-gaz-drova.html

Как производят угольные брикеты, смотрите в следующем видео:

О технологии брикетировании угля

Один из способов сжигания угольной мелочи – это растопить котел дровами, а потом сверху на горящие поленья подсыпать пыльную фракцию топлива. Но это слишком хлопотное дело, поскольку угольная пыль должна подсыпаться небольшими порциями, а значит, — часто.

Если же загрузить большую порцию, то часть горючего обязательно просыплется в зольник и уйдет в отходы, а остальное топливо заполнит щели между древесиной. Воздух перестанет поступать в зону горения и в результате топка начнет затухать.

Наилучший способ – это методом прессования формировать из мелкой фракции брикеты, которые после этого очень хорошо горят, выделяя большое количество теплоты. Такое решение, как брикетирование углей, было предложено еще в начале позапрошлого века в России изобретателем А.П. Вешняковым и по сей день успешно используется как в промышленных целях, так и в быту. Суть его в том, что уплотнение угольной мелочи с помощью высокого давления на специальном оборудовании позволяет получать топливо, чья теплотворная способность не меньше, чем у качественных углей.

Глубоко не вдаваясь в тонкости технологического процесса и классификацию разных марок горючего, отметим, что подобные брикеты производятся в двух видах:

• со связующими веществами для промышленных целей;
• без связующих, предназначаются для сжигания в бытовых котельных установках.

Примечание. Брикеты, спрессованные со связующими веществами, нельзя использовать в быту. Эти вещества при сгорании образуют вредные либо токсичные соединения, которые в промышленности улавливаются разными способами. В бытовое топливо раньше в качестве связующих тоже добавляли крахмалы или патоку, но данная технология устарела.

Поскольку нас интересует технология производства угольных брикетов без всяких добавок для бытовых целей, то стоит рассмотреть именно ее. Итак, последовательность процесса следующая:

• сначала уголь проходит операцию измельчения, при этом допускается максимальная крупность фракции 6 мм;
• следующая операция – сушка с целью добиться оптимальной влажности 15%. Для этого применяется особое оборудование для производства угольных брикетов – паровые или газовые сушилки;
• после сушки состав охлаждается и подается на прессование. Операция проходит при давлении 100—150 МПа в так называемом штемпельном прессе;
• окончательное охлаждение и отгрузка на склад.

Примечание. Здесь описан традиционный технологический процесс, но требования к крупности фракции и влажности сырья могут изменяться в зависимости от используемого оборудования. Например, современный мини-завод российской компании ЮНИТЕК требует размеров частиц до 0.25 мм с влагосодержанием от 6 до 16%. То есть, в этом случае технология брикетирования угля должна предусматривать более качественное измельчение, зато и давление прессования применяется гораздо ниже.

На выходе получается угольный брикет, чья зольность не превышает 15—20%, максимально допустимая механическая нагрузка – 3 кг/см2, а при падении с высоты до 2 м изделие теряет не более 15% своей массы в результате удара. Теплота сгорания зависит от марок углей, из которых брикет спрессован.

Производство угольных брикет в домашних условиях

Понятно, что промышленное оборудование для брикетирования угля недоступно обычному домовладельцу в силу своей высокой стоимости. Однако, еще наши деды знали, каким образом можно делать брикеты без всякого оборудования. Для этого угольную пыль и крошку смешивали с водой в таком соотношении, чтобы получалась густая масса, а потом из нее вручную формовали лепешки. После просушивания такие изделия успешно сжигались в домашней печке. То есть, вопреки производственной технологии, смесь для производства брикетов из угля не просушивается, а наоборот, увлажняется.

В домашних условиях брикеты изготавливают 2 способами:

• с помощью ручного пресса;
• на самодельном шнековом экструдере.

Первый способ хорош тем, что прессовый станок можно недорого приобрести либо изготовить самостоятельно. Его недостаток – низкая производительность, чтобы наделать себе топливных брикет на весь сезон, придется очень хорошо потрудиться. Во втором случае брикетирование угольной пыли происходит достаточно быстро, поскольку весь процесс механизирован. Но здесь на первый план выходит стоимость агрегата, даже самодельная установка потребует ощутимых затрат. Нужно будет приобрести мощный электродвигатель, редуктор и прочие детали.

Алгоритм, согласно которому выполняется изготовление угольных брикетов своими руками, следующий:

• надо постараться любым доступным способом измельчить угольную крошку. Чем меньше будет фракция, тем качественнее получится изделие;
• смешать получившийся состав с водой. Точные пропорции указать нет возможности, так как они зависят от содержания пыли. Главное, чтобы смесь была очень густой и лепилась вручную. Добавлять глину не нужно, это только повысит зольность;
• составом наполнить форму и привести в действие ручной механизм;
• извлечь брикетированный уголь из формы и оставить сушиться на воздухе.

В результате получаем хрупкие изделия, непригодные к перевозке, зато неплохо сгорающие в печке. Один из способов брикетирования угля в домашних условиях можно узнать, просмотрев видео:

Когда в наличии имеется шнековый пресс, то производство значительно упрощается и ускоряется. Включив электродвигатель, вышеуказанную смесь загружают лопатой в приемный бункер экструдера. На выходе получаются «колбаски» цилиндрической формы отличного качества. Стоит отметить, что подобные брикеты из угольной пыли обладают хорошей прочностью, их даже можно транспортировать.

Подробнее о работе экструдера смотрите на видео:

Заключение

Конечно, изготовленные в домашних условиях брикеты далеки от идеала. Они имеют невысокую плотность и повышенную влажность, а потому дадут тепла меньше, чем заводские изделия. Тем не менее, в печке или котле они горят хорошо, это не то что жечь угольную пыль, спекающуюся коржом. Да и по стоимости самодельные брикеты из каменного угля обойдутся дешевле.

Домовладельцы, обогревающие свои жилища котлами и печами на твердом топливе, хорошо знают, насколько сложно и неудобно сжигать мелкие фракции угля, а тем более угольную пыль. Часть такого топлива ссыпается в зольный отсек и попадает в отход, другая перекрывает поток воздуха из колосниковой решетки и оттого плохо горит.

Решение проблемы — спрессовать эту мелочевку в брикеты, дающие хорошее горение и выделяющие много тепла. Промышленное брикетирование угля применяется достаточно давно, но технологию прессования можно реализовать и в домашних условиях. Как это сделать – изучаем в данном материале.

Производство угольных брикетов в заводских условиях

Мелкие каменноугольные фракции и пыль отличаются невысокой плотностью и низкой удельной калорийностью. Зато их можно дешево купить, а потом превратить в качественное горючее путем уплотнения в ограниченном объеме. Проще говоря, изготовить прессованные угольные брикеты, чья плотность и теплотворная способность гораздо выше.

Чтобы сделать такие брикеты из мелкого каменного угля своими руками, нужно разобраться, как и с помощью каких станков их штампуют на заводе. Оборудование для производства отопительных брикетов представляет собой технологическую линию, состоящую из таких установок:

• дробилка;
• сушильная камера;
• пресс для брикетирования.

Примечание. Единицы оборудования перечислены в той же очередности, в какой они стоят согласно технологии. Подача сырья и его перемещение между установками производится посредством ленточных либо шнековых конвейеров.

Процесс прессования каменноугольного топлива происходит следующим образом:

1. В дробилке угольная мелочевка измельчается до частиц одинакового размера, зависящего от характеристик прессового оборудования. Максимально допустимая крупность фракции – 6 мм.
2. В сушилке влажность сырья уменьшается до значения 15% (максимум).
3. Последний этап – прессование, выполняемое под давлением от 20 до 120 МПа, в зависимости от используемой технологии.

Иногда для прочности конечного продукта в сырье добавляются органические или минеральные связующие, а перед уплотнением смеси ее нагревают до температуры 250—350 °С. Существует 2 способа прессования угольных брикет для отопления:

• на штемпельных (валковых) прессах;
• посредством экструзионных машин.

Штемпельный пресс сдавливает нагретую угольную смесь в специальных формах, развивая усилие 100—120 МПа, после чего брикетированный уголь проходит процесс охлаждения и фасовки. На выходе получаются изделия в виде «таблеток», «подушечек», цилиндров и кирпичиков с отверстиями.

Данный способ производства угольных брикетов используется для изготовления топлива в больших количествах и влечет за собой немалые финансовые и энергетические затраты.

Изготовление методом экструзии заключается в продавливании сырья шнековым прессом сквозь матрицу с калиброванными отверстиями. На выходе имеем угольный брикет цилиндрической формы в виде «колбаски». Это более дешевая, но менее производительная технология брикетирования угля.

На характеристики горючего влияет состав первоначального сырья – бурый либо каменный уголь, наличие связующих веществ и другие факторы. Но обычно теплотворная способность заводского брикета составляет не менее 7 кВт/кг при влажности 8% и максимальной зольности 8.5%.

Как можно сделать брикеты из угля своими руками?

В домашних условиях невозможно реализовать промышленную технологию. Причины — высокая цена оборудования для производства угольных брикетов, большие энергозатраты и необходимость согласования своих действий с местными властями. Но хозяину частного дома и не нужно разворачивать грандиозное по масштабам производство, чтобы обеспечить отопление жилища. Достаточно изготовить 3—4 тонны угольных брикет, которых хватит на всю зиму.

Прессованный уголь в брикетах можно получить двумя способами:

• сварить станок для формовки брикета из металлопроката и выдавливать изделия вручную;
• собрать своими руками шнековый пресс, чтобы брикетировать каменноугольную мелочь методом экструзии.

В том и другом случае не удастся добиться характеристик, близких к показателям топлива заводского изготовления. Зато вы сможете успешно отапливать дом, сжигая вместо угольной пыли самодельные брикеты, что гораздо удобнее и практичнее.

Прессование вручную

Для ручного выдавливания подойдет хорошо известный многим мастерам – умельцам станок для изготовления кирпичей в домашних условиях. Его рама сваривается из профильных труб и уголков 40х40 мм, сверху устанавливается приемный бункер. К раме крепится ручной механизм для прессования изделий в прямоугольной форме. Чертеж самодельного пресса для ручного брикетирования угля показан на рисунке:

Прямоугольную форму, используемую для изготовления кирпичей, можно заменить на цилиндрическую, а внутри поместить заглушенные трубки, чтобы в изделиях были сквозные отверстия. Они нужны для лучшего горения угольного брикета, сделанного своими руками.

Технология ручного брикетирования углей выглядит так:

1. Сырье нужно постараться измельчить. Чем меньше будет фракция, тем прочнее и качественнее выйдет самодельный брикет.
2. Залить немного воды и перемешать, чтобы смесь лепилась руками. Некоторые домашние умельцы добавляют в качестве связующего глину, но это приведет к увеличению зольности горючего.
3. Засыпать смесь в бункер, а оттуда наполнить форму. Выдавить брикет нажатием рычага.
4. Рычаг при обратном ходе выталкивает изделие наружу. После его следует снять и расположить на солнечной площадке для высыхания. Подробности прессования показаны на видео:

Брикетирование на экструдере

Этот более производительный способ потребует финансовых затрат на сборку шнекового пресса, состоящего из таких элементов:

• корпус из толстостенной стальной трубы, проточенной изнутри под размер шнека, либо сделанный из цельной металлической болванки на токарном станке;
• шнек из углеродистой стали повышенной твердости;
• из той же стали делается матрица с одним или несколькими отверстиями;
• электродвигатель мощностью не менее 4 кВт;
• ременная передача на многоручьевых шкивах (не менее 3 ремней);
• приемный бункер.

Примечание. Вместо ременной передачи можно использовать редукторную, но тогда привод будет жестко соединен с валом. В случае какой-либо аварии редуктор или шнек может выйти из строя.

Сложнее всего изготовить корпус, матрицу и шнек. За этим лучше обратиться к знакомому токарю, он заодно выточит вам многоручьевые шкивы нужных размеров. Обратите внимание: диаметры шкивов следует подобрать так, чтобы скорость вращения шнека не превышала 200 оборотов в минуту. Мощный двигатель станка надо заземлить и подключить к домовой электросети через автоматические выключатели.

Технология брикетирования на экструдере довольно проста и реализуется в несколько этапов:

1. Сырье по возможности измельчить и перемешать с водой до густой консистенции.
2. Включить электродвигатель экструдера и лопатой загрузить порцию угольной смеси в бункер.
3. Появляющиеся из отверстий матрицы «колбаски» отламывать по желаемой длине и раскладывать на стеллаже для просушки.

Процесс изготовления топливных брикет из угля подробно показан в следующем видео:

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:

• плохо разгораются и отдают мало тепла;
• образуют большое количество золы, а то и камешков, повторяющих форму брикетов;
• рассыпаются в труху еще во время транспортировки;
• выделяют слишком неприятный запах до и в процессе горения.

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.

Используемые источники:

• https://pechiexpert.ru/briketirovanie-uglya-01/
• https://profiteplo.com/toplivo/62-briketirovanie-uglya.html
• https://teplo.guru/kotly/ugolnyie-briketyi.html
• https://cotlix.com/briketirovanie-uglya
• https://otivent.com/briketirovanie-uglja