Kā savākt izejvielas biomasas granulu ražošanas mašīnai: praktiska formulēšanas rokasgrāmata

 

Koksnes granulu mašīna nedarbojas tikai pēc vienas receptes, un tajā ievadītajām izejvielām ir lielāka ietekme uz granulu kvalitāti nekā pašai mašīnai. Mitrums, daļiņu izmērs un izejvielu maisījums nosaka, vai jūs iegūstat blīvas, izturīgas granulas vai putekļu pilnu tvertni. Šajā rakstā ir paskaidrots, kas ietilpst labā partijā un no kā izvairīties.

 

 

 

 

Pirms formulu apspriešanas noskaidro bieži sastopamo neskaidrību. Termins “partijēšana” granulu ražošanā nāk no dzīvnieku barības nozares, kur formulētāji sabalansē olbaltumvielas, šķiedrvielas un enerģiju, izmantojot tādas attiecības kā “koncentrāts uz rupju=3:2”. Šai attiecībai nav nekāda sakara ar biomasas degvielas granulām.

Degvielas granulu mērķis ir cits: jūs vēlaties maksimālu mehānisko izturību, minimālu smalkumu un nemainīgas degšanas īpašības. Šīs formulas mērķis ir saskaņot papildu fizikālās un ķīmiskās īpašības -, nevis uzturvērtības. Priedes zāģu skaidas, kas labi saistās, bet ātri deg, var savienoties ar cietkoksni, kas deg lēnāk, bet ir grūtāk granulējama. Tā ir degvielas partija.

 

 

 

Pareizi iestatīta gredzenu-koksnes granulu-mašīna var blīvēt plašu lignocelulozes biomasas klāstu. Šis nav pilnīgs saraksts, bet tas aptver izejvielas, ar kurām strādā lielākā daļa operatoru:

 

Kategorija	Piemēri	Granulēšanas piezīmes
Skujkoku atliekas	Priedes zāģu skaidas, egļu skaidas, egļu ēveles skaidas	Augsta dabisko sveķu/lignīna - lieliska saistviela; granulas ir izturīgas. Vērojiet sveķu uzkrāšanos uz matricas, veicot garas darbības.
Cietkoksnes atliekas	Ozola zāģu skaidas, dižskābarža skaidas, eikalipts	Blīvākas granulas, lēnāka degšana. Bieži vien ir grūtāk granulēt nekā skujkoku; var būt nepieciešams nedaudz lielāks mitrums vai blendēšana.
Lauksaimniecības stiebri	Kukurūzas kāts, kviešu salmi, rīsu salmi, kokvilnas kāts	Zemāks lignīna, augstāks pelnu saturs. Žāvēšana un smalka slīpēšana ir ļoti svarīga. Granulas mēdz būt mazāk izturīgas, - jaukšana ar koksni uzlabo rezultātus.
Apstrāde pēc -produktiem	Rīsu sēnalas, bagass, zemesriekstu čaumalas, saulespuķu sēnalas, kafijas miziņas	Augsts silīcija dioksīda daudzums (rīsu miza) palielina veidņu nodilumu. Dažas sēnalas labi granulējas atsevišķi; citiem ir nepieciešams koksnes blendēšanas partneris.
Kokrūpniecības atkritumi	MDF/slīpēšanas putekļi, miza, jauktie kokzāģētavas atlikumi	Miza paaugstina pelnu saturu. MDF putekļi var saturēt urīnvielas-formaldehīda sveķus -, pirms lietošanas pārbaudiet vietējos emisijas noteikumus.

Šī tabula atspoguļo tipiskus granulu rūpnīcu operatoru un iekārtu inženieru novērojumus lauka apstākļos. Jebkurai jaunai vai neparastai izejvielai pirms ražošanas apjoma ierobežošanas veiciet izmēģinājuma izmēģinājumu.

 

 

 

Izejvielu mitrums ir parametrs, kas vistiešāk nosaka, vai granula turas kopā vai sadalās. Lūk, loģika:

 

• Zem ~10% mitruma:Materiālam trūkst plastiskuma, kas nepieciešama saspiešanai un savienošanai. Berze veidnē strauji palielinās, motora strāva palielinās, un granulas izplūst ar raupju, saplaisājušu virsmu.
• 10-18% mitruma:Šī ir vieta lielākajai daļai koksnes un lauksaimniecības{0}}atlieku izejvielu. Ūdens darbojas kā smērviela un siltuma pārneses vide. Tas arī mīkstina lignīnu, kas ir dabiskā termoplastiskā saistviela, kas piešķir granulām to izturību.
• Virs ~18% mitruma:Liekais ūdens veidnes iekšienē pārvēršas tvaikos, kad tas tiek saspiests (temperatūra sasniedz 90–130 grādus veidnes virsmā). Tvaika spiediens pārrauj granulu, kad tā iziet. Rezultāts: garenvirziena plaisas, augsta irdenība un tvertne pilna ar smalkām daļiņām pēc atdzesēšanas.

 

Gatavo granulu standarts ir stingrāks. ISO 17225-2 (starptautiskā specifikācija šķirotām koksnes granulām) pieprasa gatavās granulu mitruma saturu, kas ir mazāks par vai vienāds ar 10% uz slapja pamata visām kvalitātes klasēm (A1, A2, B). Tas nozīmē, ka jums ir nepieciešams dzesēšanas posms pēc granulu dzirnavas - pat tad, ja jūsu izejmateriāls tiek ievadīts 15% līmenī, berzes siltums veidnē iztvaiko daļu ūdens, taču ar to nepietiek, lai sasniegtu nepieciešamos zem 10%. Pretplūsmas dzesētājs parasti noņem 2–4 procentu punktus mitruma.

 

 

 

Sākotnējā rakstā bija minēts, ka pārāk daudz rupja materiāla rada lieko granulu pulvera daudzumu -, ka novērojums ir pareizs, taču paskaidrosim, kāpēc.

Granulu presformā veltnis izspiež materiālu caur caurumiem, kuru diametrs parasti ir 6–8 mm un dziļums 40–60 mm. Daļiņa, kas tuvojas cauruma diametram vai pārsniedz to, nevar efektīvi iesaiņot. Tas atstāj tukšumus starp sevi un blakus esošajām daļiņām. Kad granula iziet un atdziest, šie tukšumi kļūst par lūzuma plaknēm.

 

Risinājums ir āmura dzirnavas starp jūsu izejmateriālu{0}}uzglabāšanu un koksnes putekļu granulu ražošanas mašīnas kondicionētāju:

 

Izejvielu stāvoklis	Ietekme uz granulu kvalitāti	Darbība
>5 mm daļiņas > 15% no partijas	High fines (>5% no produkcijas svara), slikta izturība	Re-ekrāns; atkārtoti-sasmalciniet nelielo daļu
3–5 mm, viendabīga	Labs iepakojuma blīvums, spēcīgas granulas, < 2% smalkas daļiņas	Ideāls - uzturēšanas āmurs-dzirnavu ekrāna izmērs
< 1 mm, excessively fine	Laba granulu izturība, bet putekļu apstrādes problēmas un iespējama tilta veidošanās piltuvē	Pieņemams kvalitātes ziņā; Atsevišķi risiniet materiālus{0}}apstrādi
Plašs sadalījums (no putekļiem līdz skaidām)	Nekonsekvents granulu blīvums; naudas sodu šķirošana noliktavā	Uzlabojiet skrīningu vai pievienojiet otru slīpēšanas posmu

Daļiņu izmēra vadlīnijas, pamatojoties uz tipiskām gredzenveida{0}}granulu dzirnavu konfigurācijām (6–8 mm veidnes caurumi). 10 mm vai lielākām rūpniecisko granulu presformām var būt pieļaujamas nedaudz lielākas daļiņas (līdz 6 mm).

 

 

 

Koksne un lielākā daļa lauksaimniecības atlieku satur lignīnu - kompleksu fenola polimēru, kas veido 15–30% no koksnes sausās masas (augstāk skujkoku, mazāk salmos un zālēs). Lignīns ir termoplastisks: granulu veidnē sasniegtajā temperatūrā (90–130 grādi) tas mīkstina un plūst starp saspiestām daļiņām.

 

Kad granula iziet no presformas un atdziest, lignīns atgriežas stingrā stiklveida stāvoklī, sacementējot daļiņas. Tāpēc tīras zāģskaidas granulas - bez saistvielas - var sasniegt mehānisko izturību virs 97,5% (ENplus A1 slieksnis).

 

Materiālus ar zemu lignīna saturu (piem., rīsu salmi ar ~12% lignīna, bagass ar ~18%) var būt jāsajauc ar augstu lignīna izejvielu, lai sasniegtu pieņemamu granulu izturību. Praksē izplatītas maisījuma attiecības: 70:30 vai 60:40 skujkoku zāģu skaidas pret lauksaimniecības atliekām.

 

 

 

Nav vienas "pareizās" formulas degvielas granulām; Pareizais maisījums ir atkarīgs no jūsu vietnē pieejamajām izejvielām un granulu kvalitātes, ko pieprasa pircējs. Ievērojiet šo secību jebkuram jaunam maisījumam:

 

6.1. Raksturojiet katru izejvielu

• Izmēriet mitruma saturu (krāsns{0}}žāvēšanas metode vai kalibrēts mērītājs).
• Izmēriet pelnu saturu (vismaz vienkāršs degšanas tests: nosveriet paraugu, pilnībā sadedziniet to 550 grādos mufeļkrāsnī, nosveriet atlikumu).
• Novērojiet daļiņu{0}}izmēru sadalījumu pēc frēzēšanas ar āmuru (sieta analīze, izmantojot 1 mm, 3,15 mm un 5 mm sietus).
• Aprēķināt lignīna saturu no publicētajiem atsauces datiem sugai - skujkoku ~25–30%, lapkoku ~18–25%, salmu ~10–15% (tipiskās vērtības; faktiskais saturs atšķiras atkarībā no sugas un augšanas apstākļiem).

 

6.2. Definējiet mērķa maisījumu

Izlemiet maisījuma attiecību pēc svara (piemēram, 70% priežu zāģu skaidas + 30% kukurūzas kāta). Aprēķiniet paredzamo maisījuma mitrumu kā vidējo svērto vērtību. Ja aprēķinātais maisījuma mitrums pārsniedz 18%, mitrākā sastāvdaļa pirms maisīšanas ir jāizžāvē.

 

6.3. Izpildīt izmēģinājuma partiju (20–50 kg)

Rūpīgi samaisiet nosvērtās porcijas - nelieliem izmēģinājumiem der lentes maisītājs vai pat tīrs betona maisītājs. Izvadiet maisījumu caur granulu dzirnavām un savāciet izvadi. Pasākums:

• Granulu izturības indekss (PDI):Standartizētā izturības testā 10 minūtes lieciet 500 g atdzesētu granulu ar ātrumu 50 apgr./min, pēc tam nosveriet frakciju, kas palikusi uz 3,15 mm sieta. PDI=saglabātais svars / sākotnējais svars × 100. Mērķis ir lielāks par vai vienāds ar 97,5%.
• Naudas sodu saturs:Izsijāt atdzesēto izvadi caur 3,15 mm sietu. Naudas sodi=mazizmēra frakcija / kopējais svars × 100. Mērķis Mazāks vai vienāds ar 2%.
• Gatavs mitrums:Jābūt mazākam vai vienādam ar 10% saskaņā ar ISO 17225-2.
• Vizuāla pārbaude:Granulām jābūt gludai, spīdīgai virsmai bez gareniskām plaisām. Blāvas, raupjas granulas liecina par zemu presēšanas temperatūru vai nepietiekamu lignīna plūsmu.

 

6.4. Pielāgot un atkārtoti{1}}pārbaudīt

Ja izturība ir zemāka par noteikto, mēģiniet: (a) palielināt -lignīna augstā komponenta proporciju, (b) samazināt izejvielu mitrumu par 1–2 procentpunktiem, (c) iepriekš uzsildīt izejvielu ar tvaika kondicionēšanu (ja jūsu līnijai ir šāda iespēja) vai (d) pārbaudīt presformu-nolietot - nolietotu veidni ar atbilstošu saspiešanu.

 

 

 

Kļūda	Kāpēc tas neizdodas	Labot
Barības{0}}nozares "koncentrāts: rupjais" attiecību piemērošana degvielas granulām	Degvielas granulas nav paredzētas uzturam. Attiecībai 3:2 nav fiziskas nozīmes biomasas blīvēšanai. Jēdziens attiecas uz lopbarību, nevis cieto biodegvielu.	Domājiet par lignīna saturu, mitrumu un pelniem -, nevis olbaltumvielu vai šķiedrvielu frakcijas.
Mitruma mērītāja izlaišana	Izejvielas, kas "izskatās un jūtas sausas", joprojām var pārsniegt 15% mitruma. Jūs neuzzināsiet, kamēr granulas nesaplīsīs dzesētājā.	Investējiet mitruma mērītājā. Pārbaudiet katru ienākošo izejmateriālu partiju atsevišķi.
Apstrādājiet neapstrādātus kātus vai skaidas bez slīpēšanas	Granulu dzirnavas ir blīvētājs, nevis izmēra{0}}samazināšanas iekārta. Tas nevar kompensēt pārāk lielas daļiņas.	Ar āmuru sasmalciniet visu līdz < 5 mm, pirms tas sasniedz kondicionieri.
Materiālu ar ļoti atšķirīgu mitruma saturu sajaukšana bez iepriekšējas{0}}žāvēšanas	8% MC zāģu skaidas un 30% MC svaigas mizas maisījums radīs nevienmērīgu granulu - dažas daļas pārāk mitras, dažas pārāk sausas.	Vispirms nosusiniet mitro komponentu vai samaisiet ļoti mazās proporcijās, vienlaikus uzraugot izvades kvalitāti.
Pieņemot, ka visa "biomasa" granulējas vienādi	Rīsu sēnalas (augsts silīcija dioksīds, zems lignīna līmenis) būtiski atšķiras no priežu zāģu skaidām. Recepte, kas der koksnei, nederēs miziņai bez pielāgošanas.	Apstrādājiet katru izejvielu kā atsevišķu gadījumu. Izmēģiniet katru jaunu materiālu.

 

 

Pirms partijas ievietošanas malkas krāsns granulu ražotnes tvertnē, izlasiet šo kontrolsarakstu:

 

1. Mitruma saturs 10–18% diapazonā?[Jā / Nē]
2. Daļiņu izmērs < 5 mm pēc āmura frēzēšanas?[Jā / Nē]
3. Maisījuma attiecību mēra pēc svara, nevis pēc tilpuma?[Jā / Nē]
4. Noņemts svešķermenis (akmeņi, metāls, plastmasa)?[Jā / Nē]
5. Izmēģinājuma partijas (20–50 kg) palaišana un granulu kvalitāte pārbaudīta?[Jā / Nē]

 

Ja atbilde uz kādu no pirmajiem četriem jautājumiem ir "Nē", izlabojiet to pirms ražošanas palaišanas. Ja atbilde uz 5. jautājumu ir “Nē”, jūs vēl neesat apstiprinājis savu formulu.

 

 

 

Q1. Kam ir ideālais mitruma saturskurināmā granulu{0}}mašīnaizejviela?

Lielākā daļa kokskaidu granulu{0}}ražošanas mašīnu darbojas vislabāk, ja izejvielu mitruma saturs ir no 10% līdz 18%. Zem 10%, materiāls nesaspiedīsies un nesasaistās pareizi. Virs 18%, liekā tvaika presēšanas laikā, atdzesējot, granulas saplaisā vai sadalās. Piezīme: gatavās granulu mitrumam jābūt mazākam vai vienādam ar 10%, lai tas atbilstu ISO 17225-2, kas nozīmē, ka pēc granulu dzirnavas ir nepieciešams dzesēšanas posms.

 

Q2. Kādas izejvielas var aKoksnes skaidu granulu ražošanas mašīnaprocess?

Vertikālā gredzenveida granulu mašīna var apstrādāt plašu lignocelulozes biomasu: zāģu skaidas (skujkoku un cietkoksnes), koka skaidas, ēveles skaidas, maltas kukurūzas stiebrus, kviešu salmus, rīsu sēnalas, riekstu čaumalas, saulespuķu sēnalas un daudzas mežsaimniecības un lauksaimniecības atliekas. Galvenais ir tas, ka materiālam jābūt pietiekami daudz lignīna (dabiskai termoplastiskai saistvielai), lai veidotu izturīgu granulu bez mākslīgām piedevām. Materiālus ar ļoti zemu lignīna saturu, piemēram, tīrām lapām vai nopļautu zāli, var būt nepieciešams sajaukt ar koksnes biomasu.

 

Q3. Kas notiek, ja izejmateriāla daļiņu izmērs ir pārāk liels?

Daļiņas, kas lielākas par aptuveni 5 mm, iztur kompresiju granulu presē, veidojot vājas granulas ar lielu smalko daļiņu (putekļu) saturu. Tiek samazināts arī virsmas laukums, kas pieejams lignīna mīkstināšanai un starp{2}}daļiņu savienošanai. Ar āmuru dzirnavām visa izejviela jāsamazina līdz zāģu skaidām, piemēram, konsistencei -, ideālā gadījumā par 3–5 mm vai smalkāku -, pirms tās nonāk granulu dzirnavu kondicionētājā.

 

Q4. Vai es varu sajaukt dažādas izejvielas vienā partijā?

Jā, un praksē lielākā daļa ražošanas līniju to dara. Mīkstākas biomasas (piemēram, priežu zāģu skaidas ar augstu sveķu/lignīna saturu) sajaukšana ar cietāku, sausāku atlikumu (piemēram, rīsu mizu) bieži uzlabo granulu izturību. Noteikums: sajauciet materiālus ar papildu saistošām īpašībām un līdzīgu mitruma saturu. Vienmēr palaidiet nelielu izmēģinājuma partiju, pirms veicat pilnu ražošanas ciklu jaunam maisījumam.

 

Q5. Vai man ir jāpievieno saistviela koksnes granulām?

Lielākajai daļai koksnes{0}}izejvielu nē. Koksnes dabiskais lignīns granulēšanas laikā darbojas kā termoplastiska saistviela: siltums un spiediens presē (90–130 grādi) mīkstina lignīnu, kas pēc tam atdziestot sacietē, sacementējot daļiņas. Materiālus ar zemu-lignīna saturu, piemēram, salmiem vai drupu, var noderēt, ja tos sajauc ar 30–40% skujkoku zāģu skaidām. Mākslīgās saistvielas (piemēram, ciete, melase) izmanto dažos rūpnieciskos preparātos, bet standarta koksnes granulām tās nav vajadzīgas.

 

 

 

 

 

Iepakojums un piegāde

 

 

Kvalitātes sertifikāti