Виробництво паливних брикетів та гранул

Паливні брикети і гранули, що утворюються в процесі агломерації під тиском (грануляцією, брикетуванням), коли відбувається ущільнення сипучих матеріалів під дією зовнішніх сил (під тиском пресування) і внутрішніх (міжмолекулярні сили та зв’язки) формуються геометрично правильної і однакової форми.

Наприклад гранули BN-78/1135-04 кубічної чи циліндричної форми, відповідно з висотою або діаметром до 15мм, брикети – кубічної чи циліндричної форми, відповідно з висотою або діаметром 15-30мм, зустрічаються і великі брикети з висотою/ діаметром 60-120мм.

Використання рослинних відходів у спресованому вигляді (брикети і гранули) має багато переваг.

По-перше, брикети можна спалювати - кінетика горіння спресованих відходів схожа на спалювання деревини(колоди). Крім того, брикети та гранули потребують значно меншого простору для зберігання. Щільність брикетів (гранул) значно вища у порівнянні з сипучими матеріалами, що забезпечує значне скорочення транспортних витрат. Слід зазначити, що спалювання брикетів (гранул) є безпечним (не вибухова речовина) і процес його транспортування, зберігання і завантаження в камеру згорання може бути автоматизований.

Матеріали, які піддаються брикетуванню(грануляції) повиннні мати вологість 8-15%. Висока вологість сировини впливає на якість отриманого продукту. А саме на зменшення щільності і кінетичної стійкісті брикетів (гранул), зниження калорійності і зростання викидів під час згоряння.

Підвищення температури процесу ущільнення збільшує щільність агломерату. При пресуванні тирси, подрібненої деревини та соломи відбувається частковий гідроліз целюлози та геміцелюлози, що викликає зклеювання частинок матеріалу. Наприклад, в процесі виробництва брикетів з соснової тирси, підвищення температури від 20 до 180 °С,під тиском 60МПа дозволяє отримати брикети з більшою щільністю, близько близько 1750-1800 кг/м³.

Відходи рослинного походження, такі як деревна тирса або стружка, зазвичай неоднорідні та мають частки різних розмірів. Наприклад, соснова тирса має такий гранулометричний склад: 31,3% часток утримується на ситі з сіткою 1,5 х 1,5 мм, 16% на ситі 1 х 1 мм, 13,5% на ситі 3 х 3 мм, а 15,4% на ситі 2 х 2 мм, і являється хорошим матеріалом для брикетування.

У промисловій практиці виробництво гранул можна умовно поділити в залежності від застосовуваного типу обладнання (Рис. 1.3): а –в закритій камері, поршневе ущільнення; b – у відкритій камері, поршневе ущільнення; с – у відкритій камері, шнекове ущільнення, а також в залежності від типу матриці: d - плоска матриця, е-кільцева матриця.

Рис.1.3 Схеми типового пресуючого обладнання: а) в закритій камері, поршневе ущільнення: 1 - ексцентрик, 2 - поршень, 3 - шнек, 4 - камера ущільнення, 5 – рухома плита; б у відкритій камері, поршневе ущільнення: 1 - поршень, 2 - шатун, 3 - камера ущільнення, 4 - брикети, 5 - нагрівач, 6 - шнек, 7 – сировина; с) у відкритій камері, шнекове ущільнення: 1 – нагнітаючий шнек, 2 - матриця, 3 – вал; d) на плоскій матриці: 1 – ущільнюючий ролик, 2 - матеріал, 3 - матриця, 4 – гранула; е)на кільцевій матриці: 1 – ущільнюючий ролик, 2 - матеріал, 3 - матриця, 4 – гранула.

Устаткування для пресування з закритою камерою (рис. 2а), характеризується низьким споживання енергії на одиницю отриманої продукції, і дає змогу використовувати в якості сировини для пресування різні матеріали та суміші рослинного походження. Їхні недоліки включають складний механізм закриття і відкриття камери пресування і низьку ефективність.

Системи з використанням пристроїв, що працюють з відкритою камерою (рис. 1.3, b) мають більш просту конструкцію і вищу ефективність. До недоліків подібних пристроїв відноситься високе споживання енергії та необхідність використання різних типів матриць для пресування в залежності від матеріалу, що пресується. Збільшення споживання енергії, яке є результатом виникнення сил тертя в процесі утворення брикетів частково є позитивним фактором (при перетворенні механічної енергії в теплову виникає ефект склеювання частинок матеріалу, що сприяє утворенню більш якісного брикету).

Пресування тирси (січки соломи) на обладнанні для брикетування (рис.1.3 с) здійснюється за допомогою шнека 1 та матриці 2, отримані брикети мають міцну структуру та загартовану зовнішню і внутрішню циліндричні поверхні. На рис.3 зображено фотографію готових брикетів, виготовлених з тирси ялини, ялиці, з додаванням гречаного лушпиння. Брикети отримані на шнековому пресі. Довжина брикетів - 70 мм, діаметр -20 мм.

Рис. 1.4. Готові брикети

Процес гранулювання здійснюється в системах, що використовують плоску або кільцеву матрицю пресування (рис. 1.3.d і 1.3е). Процес пресування подрібненої рослинної сировини в цих системах дуже схожий. Матеріал спочатку ущільнюється, потрапляючи в клиновидний зазор між роликом та матрицею, остаточне спресовування відбувається в отворах матриці (рис. 1.3d і 1.3е).

Використання відходів рослинного походження в якості палива є цілком виправданим, і найкращим способом використати ці матеріали є перетворити їх на брикети та гранули. Виробництво паливних брикетів з даних матеріалів оптимально проводити на середніх та великих підсобних господарствах і переробних підприємствах АПК.

Дата добавления: 2014-01-04