Mis on kütusebrikettimasina tööpõhimõte?
Kütusebrikett on lahtise, madala{0}}tihedusega biomassi muundamine tihedaks tahkekütuse briketiks. Kütusebrikettimasin teeb seda eeltöödeldud biomassi suure rõhu all kokkupressimise teel, kasutades samal ajal hõõrdesoojust, et aktiveerida taimses materjalis olevad looduslikud sideained. Tulemuseks on ühtlane suure-tihedusega kütus, mida on lihtne hoida, transportida ja põletada.
Põhiprintsiip: rõhk pluss soojus
Kütusebrikettimasina tööpõhimõte põhineb kahel jõul: mehaanilisel rõhul ja kuumusel. Toores biomass, nagu saepuru, riisikestad, põhk ja puidulaastud, juhitakse masinasse ja viiakse edasi pöörleva kruvi abil. Kruvi surub materjali kitsenevasse survekambrisse, kus ristlõige kitseneb. Kui materjal surutakse sellest osast läbi, tõuseb rõhk kiiresti ja osakesed pakitakse kokku.
Samal ajal tekitab biomassi ja kruvi, tünni ja vormi vaheline hõõrdumine soojust. Kui temperatuur jõuab ligikaudu 160–200 kraadini Celsiuse järgi, siis rakuseintes olev ligniin pehmeneb. Pehmendatud ligniin toimib loodusliku sideainena: see katab osakesed, täidab nendevahelised tühimikud ja seob need kokku, kui materjal väljub vormist ja jahtub. Keemilist liimi pole vaja.
Niiskuse ja osakeste suuruse roll
Niiskusesisaldus on stabiilse briketimistulemuse jaoks kriitiline. Enamiku kruviekstrusioonimasinate puhul tuleks toorainet enne pressimist kuivatada niiskusesisalduseni umbes 8–15 protsenti. Kui materjal on liiga märg, koguneb briketi sisse aur ning valmistoode praguneb või paisub. Kui see on liiga kuiv, suureneb hõõrdumine järsult, kruvi ja vorm kuluvad kiiremini ning brikett võivad olla rabedad.
Samuti on oluline osakeste suurus. Mõnemillimeetrine ühtlane jahvatus pakendab tihedamalt ja annab siledama briketi. Liiga suured laastud tekitavad tühimikke ja nõrku kohti, samas kui väga peen tolm võib masinat üle kuumeneda. Seetõttu on lähteaine sõelumine või jahvatamine enne pressimist standardne etapp.
Kruvi-ekstrusioonbrikettimismasina põhikomponendid
Söötmispunker ja kruvikonveier, mis doseerivad materjali pressosasse.
Kompressioon ja vorm, mis kujundavad briketti ja suurendavad survet.
Küttesüsteem, mis tõstab tünni temperatuuri töövahemikku ja lühendab soojenemisaega-.
Lõike- või lõikeseade, mis lõikab väljapressitud varda vajaliku pikkusega.
Peamootor ja käigukast, mis annavad pidevaks ekstrusiooniks vajaliku pöördemomendi.
Juhtpaneel, mis jälgib mootori koormust, temperatuuri ja etteandekiirust.
Tüüpilised tehnilised parameetrid
Kruviga ekstrusioonbrikettimismasinaid hinnatakse tavaliselt mootori võimsuse, läbilaskevõime ja vormi konfiguratsiooni järgi. Alltoodud väärtused on tüüpilised seda tüüpi keskmistele ja suurtele masinatele.
| Nimivõimsus (kW) | Võimsus (t/h) | Vormiaugud | Briketi suurus (mm) |
|---|---|---|---|
| 55 | 1-1.5 | 36 | 32 x 32 |
| 75 | 1.5-2 | 54 | 32 x 32 |
| 90 | 2-2.5 | 72 | 32 x 32 |
| 160 | 2.5-3 | 120 | 32 x 32 |
Energiatarve ja võimsuse skaala koos vormiaukude arvu ja tooraine tihedusega. Rohkemate aukudega masinad pressivad ühe pöörde kohta rohkem brikette, kuid vajavad sama rõhu säilitamiseks suuremat mootorit.
Ühine tooraine ja kütuse kvaliteet
Sobivate lähteainete hulka kuuluvad saepuru, puidulaastud, riisikestad, maapähklikoored, bagasse, põhk ja muud põllumajandusjäägid. Pärast brikettimist tõuseb kütuse tihedus umbes 1,1–1,3 g/cm3-ni, mis on mitu korda suurem kui lahtisel materjalil. Brikett põleb stabiilse leegiga ja pikema põlemisajaga mahuühiku kohta kui toores biomass, mistõttu on need atraktiivsed majapidamispliitide, kasvuhoonekütte, tööstuskatelde ja elektrijaamade jaoks.
Korduma kippuvad küsimused
Mis vahe on brikettimisel rõhul ja temperatuuril?
Rõhk pakendab osakesed tihedaks kujuks, temperatuur aga pehmendab ligniini nii, et see saab osakeste vahel voolata ja neid omavahel siduda. Tahke ja vastupidava briketi jaoks on vaja mõlemat.
Miks vajab tooraine enne brikettimist kuivatamist?
Liigne niiskus tekitab briketi sees auru, põhjustades pragusid, turset ja nõrka struktuuri. Kuivatamine ligikaudu 8–15 protsendini niiskuse annab tiheda ja stabiilse toote.
Kas üks masin saab briketeerida erinevaid tooraineid?
Jah, enamik kruvidega ekstrusioonimasinaid suudab töödelda mitmesuguseid biomassi materjale, kuid kruvi kiirust, niiskust ja osakeste suurust tuleks iga materjali jaoks kohandada, et väljund oleks stabiilne.
Kui kaua vorm ja kruvi tavaliselt vastu peavad?
Kasutusaeg sõltub materjalist ja töötemperatuurist. Abrasiivsed materjalid, nagu riisikoore osad, kuluvad kiiremini ning soovitatav on kruvide, vormi ja kütteelementide regulaarne ülevaatus.
Mis on nende masinate tüüpiline briketi suurus?
Ülaltoodud tüüpi masinad toodavad umbes 32 x 32 mm ristlõikega ruudukujulisi brikette, mille pikkus on määratud lõikeseadmega. Muud suurused on saadaval vormi vahetades.
Kas brikettimine on väikeses mahus tulus?
Väikesed masinad võimsusega umbes 55 kW ja võimsusega 1–1,5 t/h on tavaline sisenemispunkt. Kasumlikkus sõltub peamiselt tooraine maksumusest, elektrihinnast ja kohalikust kütuseturust.
