Mis on biomassi pelletimasin? Tööpõhimõte, stantsitüübid ja väljundandmed
Mida biomassi graanulimasin tegelikult teeb
Biomassigraanulite masin on mehaaniline press, mis muudab lahtised orgaanilised jäägid - saepuru, höövlilaastud, koor, õled, riisikestad, maapähklikoored, maisitõlvikud, puuvillavarred - tihedateks silindrilisteks graanuliteks. Kaubanduslikke kütusegraanuleid toodetakse kahe standardse läbimõõduga, 6 mm ja 8 mm, ning valmistoode on vabalt{5}}voolav tahke kütus, mida saab hoida silohoidlates, kottides või transportida kruvikonveieril ilma eraldamiseta.
Tihendamine on füüsikaline, mitte keemiline protsess. Surve all olev looduslik ligniin lähteaines pehmeneb, voolab osakeste vahele ja{1}}tahkeneb jahutamisel uuesti, sidudes graanuli ilma liimi lisamata. Seetõttu on lähteaine valik, osakeste suurus ja niiskuse kontroll olulisemad kui mis tahes lisand.
Tööpõhimõte ja surveaste
Jahvatatud materjal söödetakse raskusjõu või sundsööturi abil presskambrisse. Rullid veerevad üle matriitsi ja pigistavad materjali kitsenevatesse aukudesse. Iga auk töötab väikese ekstrusioonivormina: seina hõõrdumine soojendab materjali ja tekitab vastu-survet, mis annab pelleti pinna kõvaduse. Reguleeriv geomeetriline väärtus on surveaste, mida väljendatakse kui efektiivse augu pikkus jagatud ava läbimõõduga. Okaspuidu saepuru pressitakse tavaliselt vahekorras umbes 1:5 kuni 1:6, samas kui lehtpuidu ja suure tihedusega{9}jääkide puhul on vaja 1:7 kuni 1:8. Liiga madal suhe annab pehmed tolmused graanulid; liiga kõrge suhe tõstab stantsi temperatuuri ja mootori koormust ilma vastupidavust parandamata.
| Parameeter | Tüüpiline vahemik |
|---|---|
| Pelleti läbimõõt | 6 mm või 8 mm |
| Die augu surveaste | 1:5 kuni 1:8 |
| Lähteaine niiskus matriitsi juures | 12% kuni 15% |
| Jahvatatud osakeste suurus | 3 mm kuni 5 mm |
| Pelleti pikkus | 10 mm kuni 40 mm |
| Pelleti puistetihedus | 600 kg/m3 kuni 750 kg/m3 |
| Peamine mootori võimsus | 15 kW kuni 160 kW |
| Rea väljund | 0,1 t/h kuni 3 t/h |
Ring Die ja Flat Die konfiguratsioonid
Turul domineerivad kaks pressi geomeetriat. Rõngasvormimismasinas on stants vertikaalne silinder ja rullid on paigaldatud selle sisse või suuremate suuruste korral väljapoole; matriitsi telg on horisontaalne ja materjal paiskub tsentrifugaaljõu toimel väljapoole. Rõngasvormimismasinad domineerivad võimsusel üle 700 kg/h, kuna suur stantsipind hajutab koormust, rõhu jaotus on ühtlane ja stantsi saab asendada ühe kestana.
Lamestantsmasin kasutab horisontaalset stantsplaati, mille peal jookseb kaks või kolm rulli. Selle eelised on lühike materjalitee, survekambri lihtne jälgimine, madal käivitusmoment ja madal hind väikese võimsusega; selle piirid on väiksem avatud stantsi pindala, suurem ühikukoormus matriitsile ja kalduvus ebaühtlaselt kuluda. Farmi- ja töökojamahus tootmiseks alla umbes 500 kg/h on lamestants tavaliselt praktiline valik.
Lähteaine ettevalmistamine enne granuleerimist
Kolm muutujat otsustavad, kas pelletimasin töötab vastavalt nimiväärtusele. Esimene on niiskus: materjal, mille sisaldus on üle 18%, ei saavuta pressimistemperatuuri ja pressib lihtsalt pudruna välja, seega tuleb seda kuivatada 12–15% kuivatusmeetodil. Niiskusesisaldus määratakse ahju meetodil, mida on kirjeldatud standardis ISO 18134-3. Teine on osakeste suurus, tavaliselt 3 mm kuni 5 mm, mis saadakse haamerveski sõelaga; ülegabariidilised laastud sillad sööturis, alla 1 mm tolm aga libiseb rullidest mööda. Kolmas on saastumine – liiv, kivid ja metall tõstavad tuhasisaldust ja hävitavad stantside eluiga, nii et magnetiline eraldamine ja vajaduse korral kivide eemaldaja on pigem osa liinist kui valikulised lisad.
Pelleti kvaliteedipiirangud on määratletud standardiga EN ISO 17225-2
Pelleti kvaliteet ei ole arvamuse küsimus; see on astmeline spetsifikatsioon. EN ISO 17225-2 määrab puidugraanulid tööstuslikuks kasutamiseks klassidesse A1, A2, B ja I1–I3 ning masin on ainult nii hea, kui hea kvaliteediga see pidevalt suudab. Peamised piirangud on loetletud allpool.
| Kinnisvara | A1 hinde piirang |
|---|---|
| Niiskuse sisaldus | mitte rohkem kui 10% |
| Tuhasisaldus | mitte rohkem kui 0,7% |
| Puhas kütteväärtus | mitte vähem kui 16,5 MJ/kg |
| Puistetihedus | mitte vähem kui 600 kg/m3 |
| Läbimõõt | 6 mm või 8 mm, mõlemal märgitud tolerantsiga |
| Mehaaniline vastupidavus | mitte vähem kui 97,5 % |
Mehaaniline vastupidavus on mõõdetud standardi ISO 17831-1 järgi ja see on üks number, mis kajastab kõige usaldusväärsemalt stantsi seisukorda, surveastet ja lähteaine niiskust. Veski, mis toodab 6 mm graanuleid vahetult vastupidavast põrandast kõrgemal, toodab tavaliselt käsitsemisel vähem peenosi kui see, mis töötab kõrgel temperatuuril liiga pikka stantsi.
Kuluvad osad ja ökonoomsus
Matriit ja rullid on kulumaterjalid. Hästi-sobiv stants, mis on seatud puidust liinile, töötab tavaliselt 800–1500 tundi, enne kui see uuesti lihvitakse või vahetatakse, ja rullide kestad mitu korda selle intervalliga. Pelletitonni hinnas domineerib elektri, stantside ja rullide tarbimine, mitte ostuhind. Kaks praktilist reeglit hoiavad seda kulusid madalal: hoidke lähteaine niiskus stabiilne, sest iga niiskuse ekskursioon maksab soojust ja võimsust, ning kontrollige aukude kulumist pistikumõõturiga, mitte silma järgi, kuna kulunud auk kuvatakse pelleti kukkumisena alles ammu enne selle nähtavust.
Korduma kippuvad küsimused
Q:Kas granuleerimiseks on vaja sideainet nagu tärklis või melass?
V: Ei. Puidus ja põhus sisalduv ligniin pehmeneb rõhu all ligikaudu 70–110 C juures ja toimib loodusliku sideainena, seega pole puidugraanulite jaoks lisaaineid vaja. Sideaineid võetakse arvesse ainult väga madala ligniinisisaldusega materjalide puhul, nagu mõned kõrrelised, ning need muudavad kütuse tuhka ja kütteväärtust.
Q:Mis juhtub, kui lähteaine on liiga märg?
V: Üle 18% niiskusesisaldusega materjal ei saavuta pressimistemperatuuri, mistõttu see ekstrudeerub pehme, pragunenud kiuna ja pellet jääb väljapoole standardi EN ISO 17225-2 vastupidavusnõuet. Liin peab enne pressimist materjali kuivatama 12–15 %, mistõttu on kuivati pigem osa protsessist kui eraldi võimalus.
Q:Kas 6 mm pellet on parem kui 8 mm pellet?
V: Mõlemad on tunnustatud kütuse läbimõõdud. 6 mm pellet sobib väikestele ahjudele ja tihedatele eluruumide põletitele ning on peente suhtes tundlikum; 8 mm graanulil on madalam pinna-mahu -suhe, pakendatakse paremini lahtiselt ning seda eelistatakse suurtes tööstuslikes kateldes ja puisteveos.
Q:Kui palju võimsust võtab pelletimasin tonni kohta?
V: Press ise kasutab 30–60 kWh valmis pelleti tonni kohta, olenevalt lähteaine kõvadusest, stantsisuhtest ja niiskusest, ning terve rida, mis sisaldab purustajat, kuivatit, jahutit ja konveierid, tõmbab oluliselt rohkem. Toiteteel asuv metallidetektor ei ole tarvik; üks teraskild võib maksta stantsi.
Q:Kui tihti tuleb stantsi vahetada või lihvida?
V: Puiduvormi tüüpiline kasutusiga on 800–1500 tundi. Jälgige stantsiava läbimõõtu ja pelleti vastupidavust koos; kui vastupidavus väheneb ja augu läbimõõt on kasvanud üle lubatud piiri, lihvitakse stants uuesti, et taastada surveaste, või asendatakse otse.
