Брикет ( фр. [bʁikɛt] ; также пишется briquet ) — спрессованный блок угольной пыли [1] или другого горючего материала биомассы (например, древесного угля , опилок , щепы , [2] торфа или бумаги ), используемый в качестве топлива и растопки для разжигания огня . Термин является уменьшительным, происходящим от французского слова brique , что означает кирпич .
Угольные брикеты издавна производились как средство утилизации «мелкого угля», мелко измельченного угля, неизбежно получаемого в процессе добычи . В противном случае его трудно сжигать, поскольку сложно организовать достаточный поток воздуха через огонь из этих мелких кусочков; кроме того, такое топливо имеет тенденцию вытягиваться и выходить из трубы тягой , давая видимый черный дым.
Первые брикеты были известны как culm bombs и формовались вручную с небольшим количеством влажной глины в качестве связующего. Их было трудно эффективно сжигать, так как несгоревшая глина давала большое содержание золы, блокируя поток воздуха через решетку.
С развитием викторианской инженерии , в частности, гидравлического пресса , стало возможным производить брикеты машинного производства с минимальным содержанием связующего вещества. Использовалось связующее вещество из смолы или пека , полученное сначала при производстве газа , а затем из нефтехимических источников. Эти связующие вещества полностью сгорали, делая его малозольным топливом. Фирменной маркой брикетов из угольного месторождения Южного Уэльса был Phurnacite, разработанный Идрисом Джонсом для Powell Duffryn . [3] [4] Они были предназначены для имитации высококачественного антрацитового угля, такого как уголь из мер Cynheidre . Это включало смешивание смеси углей разных сортов и источников шахт. Phurnacite использовал следующую смесь: [4]
Первые брикеты были большими и имели форму кирпича. [4] Брикеты фурнацита позже приобрели квадратно-овальную форму. Эта правильная форма хорошо упаковывалась в качестве хорошего слоя для горения с обильным потоком воздуха. Их также легко механически подавать, что позволило разработать автоматически управляемые отопительные котлы, которые могли работать в течение нескольких дней без вмешательства человека.
Брикеты древесного угля, продаваемые для приготовления пищи, могут включать: [5] [6]
Как правило , один брикет древесного угля нагревает походную голландскую печь примерно на 25 °F (14 °C), а 20 брикетов древесного угля нагревают ее на 500 °F (280 °C). [7]
Самодельные угольные брикеты (называемые тадон ) были обнаружены после производства древесного угля в истории Японии. В период Эдо полисахарид, извлеченный из красных водорослей, широко использовался в качестве связующего вещества. После импорта паровых двигателей в период Мэйдзи уголь и глина стали основными ингредиентами японских брикетов. Эти брикеты, рентан и маметан , экспортировались в Китай и Корею. Сегодня угольные брикеты избегают из-за их выбросов оксида серы . Угольные брикеты по-прежнему используются для традиционной или уличной готовки. Древесные хлопья, такие как опилки или кофейная пыль, являются основными ингредиентами современных брикетов массового потребления (например, огатан ).
По всему Китаю цилиндрические брикеты, называемые «фэн во мэй» (улейный уголь 蜂窩煤/蜂窝煤), «Мэй» (уголь 煤) или «лиан тан» (замешанный уголь 練炭/练炭), используются в специальных плитах.
Происхождение "Mei" - "Rentan" (замешанный уголь 練炭) из Японии. Rentan был изобретен в Японии в 19 веке и распространился в Маньчжоу-Го , Корее и Китае в первой половине 20 века. Было много заводов Rentan в Маньчжоу-Го и Пхеньяне . Хотя Rentan вышел из употребления в Японии после 1970-х годов, он все еще популярен в Китае и Вьетнаме ( уголь "than tổ ong" ).
Печи представляют собой простые керамические сосуды с металлическими внешними поверхностями. Изготавливаются два типа: одинарный или тройной брикетный тип, последний удерживает брикеты вместе бок о бок. Эти печи могут вмещать двойной штабель цилиндров. Разжигается небольшой огонь из трута, на который помещается цилиндр(ы). Когда цилиндр израсходуется, другой цилиндр помещается сверху с помощью специальных щипцов, а нижний поджигает его. Огонь можно поддерживать, заменяя израсходованные цилиндры новыми и сохраняя все еще тлеющий израсходованный цилиндр.
Каждый цилиндр работает более часа. Эти плиты используются для приготовления или томления чая, яиц, супов, рагу и т. д. Цилиндры доставляются, как правило, на тележках, в предприятия и стоят очень недорого.
В Ирландии брикеты из торфа , продукта разложения болотных растений в среде с низким содержанием кислорода, являются распространенным типом твердого топлива, в значительной степени заменяя куски сырого торфа в качестве бытового топлива. Эти брикеты состоят из измельченного торфа, спрессованного в практически бездымное, медленно горящее, легко хранящееся и транспортируемое топливо. Хотя их часто используют в качестве единственного топлива для костра, их также используют для быстрого и легкого разжигания угольного костра. Торфяные брикеты также иногда используют для жарки мяса и овощей на гриле , поскольку они придают еде уникальный аромат. [8] Bord na Móna — ирландская государственная компания, отвечающая за торф, которая также занимается производством торфяных брикетов.
[9] Брикеты из биомассы производятся из сельскохозяйственных отходов и являются заменой ископаемого топлива, такого как нефть или уголь, и могут использоваться для обогрева котлов на производственных предприятиях, а также находят применение в развивающихся странах . [9] Брикеты из биомассы являются технически возобновляемым источником энергии, и их выбросы не представляют собой антропогенный парниковый газ , в отличие от выбросов от традиционных угольных брикетов, поскольку весь высвобождаемый углерод в недавней истории извлекался непосредственно из атмосферы, а не накапливался глубоко в земле в течение каменноугольного периода, как в случае с углем.
Хотя брикетирование является подходящей технологией для производства возобновляемой энергии, его распространенность ограничена. Особенно из-за высоких первоначальных инвестиций и энергопотребления брикетного пресса высокого давления. Однако ручные брикетные прессы низкого давления (рабочее давление <5 МПа) могут представлять собой соответствующую альтернативу, учитывая их простоту использования и скромное энергопотребление для развивающихся стран. [10]
Ряд компаний в Индии перешли с печного топлива на брикеты из биомассы, чтобы сэкономить на топливе для котлов. Использование брикетов из биомассы преобладает в южных районах Индии, где уголь и печное масло заменяются брикетами из биомассы. Ряд предприятий в Махараштре (Индия) также используют брикеты из биомассы в качестве топлива для котлов. Использование брикетов из биомассы может принести углеродные кредиты за сокращение выбросов в атмосферу. Lanxess India и несколько других крупных компаний предположительно используют брикеты из биомассы для получения углеродных кредитов за счет замены своего котельного топлива. Брикеты из биомассы также обеспечивают большую теплотворную способность /кг и экономят около 30–40 процентов затрат на котельное топливо.
Популярный брикет из биомассы, появляющийся в развитых странах, берет отходы производства, такие как опилки, прессует их, а затем экструдирует, чтобы сделать восстановленное бревно, которое может заменить дрова. Это процесс, похожий на формирование древесных гранул, но в большем масштабе. В этом процессе нет связующих веществ. Натуральный лигнин в древесине связывает частицы древесины вместе, образуя твердое вещество. Сжигание древесного брикета намного эффективнее сжигания дров. Содержание влаги в брикете может составлять всего 4%, тогда как в сырых дровах может достигать 65%.
Например, параметры топливных брикетов, изготовленных методом экструзии из опилок в Украине :
(МДж = Мегаджоули. 3,6 МДж равны 1 кВт·ч.)
Технология производства брикетов методом экструзии представляет собой процесс экструзии шнековых отходов (соломы, лузги подсолнечника, гречихи и т. д.) или мелкоизмельченных древесных отходов (опилок) под высоким давлением при нагревании от 160 до 350 °C (от 320 до 662 °F). Как видно из таблицы выше, качество таких брикетов, особенно теплосодержание, значительно выше по сравнению с другими методами, например, с использованием поршневых прессов.
Брикеты из опилок со временем развились в два различных типа: с отверстиями в центре и сплошные. Оба типа классифицируются как брикеты, но формируются с использованием разных технологий. Сплошной брикет изготавливается с помощью поршневого пресса, который сжимает слои опилок вместе. Брикеты с отверстием производятся с помощью винтового пресса. Отверстие получается от винтовой резьбы, проходящей через центр, но оно также увеличивает площадь поверхности бревна и способствует эффективному сгоранию .
Бумажные брикеты являются побочным продуктом брикетировщика, который сжимает измельченный бумажный материал в небольшую цилиндрическую форму. Брикетировщики часто продаются как дополнительные системы к существующим системам измельчения дезинтеграторов или роторных ножевых мельниц. NSA имеет максимальный размер частиц для измельченного бумажного материала, который проходит через дезинтегратор или роторную ножевую мельницу, который обычно не превышает 3 мм ( 1 ⁄ 8 дюйма) в квадрате. [11] Это означает, что материал, выходящий из дезинтегратора, имеет подходящий размер для сжатия в бумажные брикеты, в отличие от измельчителей с полосовой резкой, которые производят длинные листы бумаги.
После обработки в дезинтеграторе бумажные частицы обычно пропускаются через воздушную систему для удаления пыли и нежелательных магнитных материалов перед отправкой в брикетировщик. Воздушная система также может отвечать за регулирование содержания влаги в частицах отходов, поскольку брикетирование оптимально работает в определенном диапазоне влажности. Исследования показали, что оптимальный процент влажности для измельченных частиц составляет 18% для бумаги и 22% для пшеничной соломы. [12]
Брикетированная бумага имеет много заметных преимуществ, многие из которых минимизируют воздействие бумажных отходов, образующихся в результате измельчения. Некоторые производители заявляют о сокращении объема брикетированных бумажных отходов до 90% по сравнению с традиционным измельчением. Уменьшение объема измельченных отходов позволяет более эффективно транспортировать и хранить их, снижая затраты и топливо, необходимые для процесса утилизации.
Помимо экономии средств, связанной с уменьшением объема отходов, бумажные брикеты более полезны на бумажных фабриках для создания переработанной бумаги, чем несжатый измельченный материал. Сжатые брикеты также можно использовать в качестве топлива для разжигания огня или в качестве изоляционного материала.
Эксперты обычно предупреждают, что угольные горелки не следует использовать в закрытых помещениях для обогрева домов из-за очевидной опасности отравления угарным газом . [13]
.jpg/1280px-Ogatan(JapaneseBriquetteCharcoal).jpg)