Jak dávkovat suroviny pro stroj na výrobu pelet na biomasu: Praktický průvodce složením

 

Stroj na dřevěné pelety neběží pouze na jedné receptuře a suroviny, které do něj vkládáte, mají větší vliv na kvalitu pelet než samotný stroj. Vlhkost, velikost částic a směs surovin určují, zda získáte husté, odolné pelety nebo nádobu plnou prachu. Tento článek vysvětluje, co patří do dobré šarže a čemu se vyhnout.

 

 

 

 

Než začnete diskutovat o vzorcích, vyjasněte si běžný zmatek. Pojem „dávkování“ při výrobě pelet pochází z průmyslu krmiv pro zvířata, kde formulátoři vyvažují bílkoviny, vlákninu a energii pomocí poměrů jako „koncentrát k hrubému=3:2“. Tento poměr nemá nic společného s palivovými peletami z biomasy.

U palivových pelet je cíl jiný: chcete maximální mechanickou odolnost, minimální jemné částice a konzistentní charakteristiky spalování. Vzorec je o porovnání doplňkových fyzikálních a chemických vlastností -, nikoli nutričních hodnot. Borové piliny, které se dobře vážou, ale rychle hoří, se mohou spárovat s tvrdým dřevem, které hoří pomaleji, ale hůře se peletizuje. To je dávkování paliva.

 

 

 

Správně nastavený stroj na výrobu prstencových-dřevěných pelet-může zhutnit širokou škálu lignocelulózové biomasy. Toto není vyčerpávající seznam, ale zahrnuje suroviny, se kterými většina provozovatelů pracuje:

 

Kategorie	Příklady	Poznámky k peletizaci
Zbytky měkkého dřeva	Borové piliny, smrkové hobliny, jedlové hoblovky	Vysoce přírodní pryskyřice/lignin - vynikající pojivo; pelety jsou odolné. Sledujte nahromadění pryskyřice na matrici během dlouhých jízd.
Zbytky tvrdého dřeva	Dubové piliny, bukové hobliny, eukalyptus	Hustší pelety, pomalejší hoření. Často hůře peletovatelné než měkké dřevo; může vyžadovat mírně vyšší vlhkost nebo míchání.
Zemědělské stonky	Kukuřičná stébla, pšeničná sláma, rýžová sláma, bavlníková stébla	Nižší lignin, vyšší popel. Rozhodující je sušení a jemné mletí. Pelety mají tendenci být méně odolné - smíchání se dřevem zlepšuje výsledky.
Zpracování podle-produktů	Rýžové slupky, bagasa, arašídové slupky, slunečnicové slupky, kávové slupky	Vysoký obsah oxidu křemičitého (rýžové slupky) zvyšuje opotřebení matrice. Některé slupky se dobře peletizují samy; jiní potřebují dřevěného mísícího partnera.
Odpad dřevařského průmyslu	MDF/brusný prach, kůra, smíšené zbytky z pily	Kůra zvyšuje obsah popela. Prach z MDF může obsahovat močovino{1}}formaldehydovou pryskyřici -, před použitím si ověřte místní emisní předpisy.

Tato tabulka odráží typická pozorování v terénu prováděná operátory mlýnů na pelety a techniky zařízení. U jakékoli nové nebo neobvyklé suroviny proveďte pilotní zkoušku, než se zavážete k objemu výroby.

 

 

 

Vlhkost suroviny je parametr, který nejpříměji určuje, zda peleta drží pohromadě nebo se rozpadá. Zde je logika:

 

• Vlhkost pod ~10%:Materiál postrádá plasticitu potřebnou ke stlačení a spojení. Tření v matrici prudce stoupá, proud motoru stoupá a pelety vycházejí s hrubým, popraskaným povrchem.
• 10-18% vlhkost:Toto je provozní sladké místo pro většinu surovin ze dřeva a zemědělských-zbytků. Voda funguje jako lubrikant a teplo{2}}nosné médium. Změkčuje také lignin, což je přírodní termoplastické pojivo, které dává peletám jejich pevnost.
• Vlhkost nad ~18%:Přebytečná voda se uvnitř formy pod tlakem mění na páru (teploty dosahují 90–130 stupňů na povrchu formy). Tlak páry roztrhne peletu na výstupu. Výsledek: podélné praskliny, vysoká drobivost a po vychladnutí zásobník plný jemných částic.

 

Hotový standard na pelety je těsnější. ISO 17225-2 (mezinárodní specifikace pro tříděné dřevěné pelety) vyžaduje obsah vlhkosti hotových pelet menší nebo rovný 10 % na mokré bázi pro všechny třídy kvality (A1, A2, B). To znamená, že po mlýnu na pelety potřebujete krok chlazení -, i když vaše surovina vstoupí na 15 %, třecí teplo v matrici odpaří trochu vody, ale ne tolik, aby dosáhlo požadovaných méně než 10 %. Protiproudý chladič obvykle odstraňuje 2–4 procentní body vlhkosti.

 

 

 

V původním článku bylo zmíněno, že příliš mnoho hrubého materiálu způsobuje přebytek prášku na pelety -, že pozorování je správné, ale pojďme vysvětlit proč.

V peletovací matrici válec protlačuje materiál otvory typicky o průměru 6–8 mm a hloubce 40–60 mm. Částice, která se blíží nebo přesahuje průměr otvoru, se nemůže účinně sbalit. Zanechává mezery mezi sebou a sousedními částicemi. Když peleta opustí a ochladí se, tyto dutiny se stanou lomovými rovinami.

 

Řešením je kladivový mlýn mezi vaším skladem-materiálu a kondicionérem stroje na výrobu pelet z dřevěného prachu:

 

Stav suroviny	Vliv na kvalitu pelet	Akce
>5 mm částice > 15 % šarže	High fines (>5 % výkonu podle hmotnosti), špatná životnost	Znovu{0}}obrazovka; znovu-zlomte nadrozměrnou frakci
3–5 mm, jednotné	Dobrá hustota balení, silné pelety, < 2 % jemných částic	Ideální -udržovací velikost obrazovky-mlýna
< 1 mm, excessively fine	Dobrá pevnost pelet, ale problémy s manipulací s prachem a možné přemostění v násypce	Přijatelné pro kvalitu; řešit problémy{0}}s materiálem samostatně
Široká distribuce (prach na čipy)	Nekonzistentní hustota pelet; segregace pokut ve skladu	Zlepšete třídění nebo přidejte druhý stupeň mletí

Pokyny pro velikost částic založené na typických konfiguracích prstencových{0}}lisovacích mlýnů na pelety (6–8 mm otvory v matrici). Pro průmyslové raznice na pelety 10 mm nebo větší mohou být přijatelné o něco větší částice (až 6 mm).

 

 

 

Dřevo a většina zemědělských zbytků obsahuje lignin -, komplexní fenolický polymer, který tvoří 15–30 % sušiny dřeva (více u měkkého dřeva, méně u slámy a trávy). Lignin je termoplastický: měkne při teplotách dosažených uvnitř peletovací formy (90–130 stupňů) a proudí mezi stlačené částice.

 

Když peleta opustí matrici a ochladí se, lignin se znovu nastaví do tuhého skelného stavu a spojí částice dohromady. To je důvod, proč čisté pilinové pelety - bez přidaného pojiva - mohou dosáhnout mechanické odolnosti nad 97,5 % (práh ENplus A1).

 

Materiály s nízkým obsahem ligninu (např. rýžová sláma s obsahem ~12 % ligninu, bagasa s obsahem ~18 %) mohou vyžadovat smíchání se surovinou s vysokým -ligninem, aby bylo dosaženo přijatelné trvanlivosti pelet. Běžné poměry směsi v praxi: 70:30 nebo 60:40 piliny z měkkého dřeva k zemědělskému zbytku.

 

 

 

Neexistuje jediný "správný" vzorec pro palivové pelety; správná směs závisí na surovinách dostupných na vašem místě a na kvalitě pelet, kterou váš kupující vyžaduje. U každé nové směsi postupujte takto:

 

6.1 Charakterizujte každou vstupní surovinu

• Změřte obsah vlhkosti (-suchá metoda v troubě nebo kalibrovaný měřič).
• Změřte obsah popela (minimálně jednoduchý test hoření: zvážíte vzorek, zcela spálíte při 550 stupních v muflové peci, zbytek zvážíte).
• Sledujte distribuci velikosti částic- po kladivovém mletí (analýza síta pomocí sít 1 mm, 3,15 mm a 5 mm).
• Odhadněte obsah ligninu z publikovaných referenčních údajů pro druh - měkké dřevo ~25–30 %, tvrdé dřevo ~18–25 %, sláma ~10–15 % (typické hodnoty; skutečný obsah se liší podle druhu a podmínek pěstování).

 

6.2 Definujte cílovou směs

Rozhodněte o hmotnostním poměru směsi (např. 70 % borových pilin + 30 % kukuřičného stonku). Vypočítejte očekávanou vlhkost směsi jako vážený průměr. Pokud je vypočtená vlhkost směsi vyšší než 18 %, nejvlhčí složka potřebuje před smícháním vyschnout.

 

6.3 Spuštění zkušební dávky (20–50 kg)

Odvážené porce důkladně promíchejte - na malé pokusy se hodí pásová míchačka nebo i čistá míchačka na beton. Přiveďte směs do mlýna na pelety a shromážděte výstup. Opatření:

• Index trvanlivosti pelet (PDI):500 g vychlazených pelet se 10 minut převaluje ve standardizovaném testeru trvanlivosti při 50 otáčkách za minutu, poté se zváží frakce zachycená na 3,15 mm sítu. PDI=udržovaná hmotnost / počáteční hmotnost × 100. Cíl Větší nebo roven 97,5 %.
• Obsah pokut:Vychlazený výstup prosejte přes síto 3,15 mm. Pokuty=podměrečný zlomek / celková hmotnost × 100. Cíl Menší nebo roven 2 %.
• Hotová vlhkost:Mělo by být menší nebo rovno 10 % podle ISO 17225-2.
• Vizuální kontrola:Pelety by měly mít hladký, lesklý povrch bez podélných trhlin. Matné, drsné pelety naznačují nízkou teplotu formy nebo nedostatečný tok ligninu.

 

6.4 Upravte a znovu{1}}testujte

Pokud je trvanlivost pod cílovou hodnotou, zkuste: (a) zvýšit podíl složky s vysokým{0}}ligninem, (b) snížit vlhkost suroviny o 1–2 procentní body, (c) předehřát surovinu úpravou párou (pokud má vaše linka tuto možnost), nebo (d) zkontrolovat matrici-opotřebení - opotřebovaná matrice se zkosenými vstupními hranami nemůže vytvořit dostatečnou kompresi.

 

 

 

Chyba	Proč to selže	Opravit
Použití poměrů krmiv-odvětví „koncentrát:hrubý“ na palivové pelety	Palivové pelety nejsou formulovány pro výživu. Poměr 3:2 nemá pro zahušťování biomasy žádný fyzikální význam. Pojem patří do krmiva pro hospodářská zvířata, nikoli do pevných biopaliv.	Myslete na obsah ligninu, vlhkost a popel -, nikoli na frakce bílkovin nebo vlákniny.
Vynechání vlhkoměru	Vstupní surovina, která „vypadá a je suchá“, může stále překročit 15 % vlhkosti. To nepoznáte, dokud pelety nepraskají v chladiči.	Investujte do vlhkoměru. Kontrolujte každou příchozí dávku suroviny zvlášť.
Zpracujte surové stonky nebo hranolky bez mletí	Mlýn na pelety je zhušťovač, nikoli stroj na zmenšování velikosti-. Nemůže kompenzovat příliš velké částice.	Vše rozemlete kladivem na < 5 mm, než se dostane do kondicionéru.
Míchání materiálů s velmi rozdílným obsahem vlhkosti bez předběžného{0}}sušení	Směs 8% MC pilin a 30% MC čerstvé kůry vytvoří nerovnoměrné pelety - některé části jsou příliš mokré, některé příliš suché.	Nejprve vysušte mokrou složku nebo ji namíchejte ve velmi malých poměrech a přitom sledujte kvalitu výstupu.
Za předpokladu, že se veškerá „biomasa“ peletizuje stejně	Rýžové slupky (vysoký obsah oxidu křemičitého, nízký obsah ligninu) se zásadně liší od borových pilin. Recept, který funguje na dřevo, nebude fungovat na slupky bez úpravy.	S každou surovinou zacházejte jako se samostatným případem. Vyzkoušejte každý nový materiál.

 

 

Před vložením dávky do násypky vašeho stroje na výrobu pelet na dřevo si projděte tento kontrolní seznam:

 

1. Obsah vlhkosti v rozmezí 10–18 %?[Ano / Ne]
2. Velikost částic < 5 mm po kladivovém frézování?[Ano / Ne]
3. Poměr směsi měřený hmotností, nikoli objemem?[Ano / Ne]
4. Odstraněn cizí materiál (kameny, kov, plast)?[Ano / Ne]
5. Zkušební dávka (20–50 kg) a kontrola kvality pelet?[Ano / Ne]

 

Pokud je odpověď na kteroukoli z prvních čtyř otázek „Ne“, opravte ji před zahájením produkčního cyklu. Pokud je odpověď na otázku 5 "Ne", ještě jste svůj vzorec neověřili.

 

 

 

Q1. K čemu je ideální vlhkoststroj na výrobu dřevěných palivových pelet-surovina?

Většina strojů na{0}}výrobu dřevěných štěpků funguje nejlépe, když je obsah vlhkosti suroviny mezi 10 % a 18 %. Pod 10 % se materiál nestlačí a nespojí správně. Nad 18 % přebytek páry během lisování způsobí praskání nebo rozpad pelet při ochlazení. Poznámka: vlhkost hotových pelet musí být menší nebo rovna 10 %, aby vyhověla normě ISO 17225-2, což znamená, že je nezbytný krok chlazení po mlýnu na pelety.

 

Q2. Jaké suroviny mohou aStroj na výrobu pelet na dřevěné štěpkyproces?

Stroj na výrobu pelet s vertikálním kruhovým lisem dokáže zpracovat širokou škálu lignocelulózové biomasy: piliny (měkké a tvrdé dřevo), dřevěné hobliny, hobliny, mleté ​​kukuřičné stonky, pšeničnou slámu, rýžové slupky, bagasu, arašídové skořápky, slunečnicové slupky a mnoho lesních a zemědělských zbytků. Klíčové je, že materiál musí obsahovat dostatek ligninu (přírodního termoplastického pojiva), aby vytvořil odolnou peletu bez umělých přísad. Materiály s velmi nízkým obsahem ligninu, jako je čisté listí nebo odřezky trávy, mohou vyžadovat smíchání s dřevní biomasou.

 

Q3. Co se stane, když je velikost částic suroviny příliš velká?

Částice větší než asi 5 mm odolávají stlačení v peletovací matrici a vytvářejí slabé pelety s vysokým obsahem jemných částic (prachů). Povrchová plocha, která je k dispozici pro změkčení ligninu a mezi{2}}spojování částic, je také zmenšena. Kladivový mlýn by měl před vstupem do kondicionéru mlýna na pelety zredukovat veškerou surovinu na konzistenci podobnou pilinám -, ideálně 3–5 mm nebo jemnější -.

 

Q4. Mohu smíchat různé suroviny dohromady v jedné dávce?

Ano, a v praxi to tak dělá většina výrobních linek. Smíchání měkčí biomasy (např. borové piliny s vysokým obsahem pryskyřice/ligninu) s tvrdším, sušším zbytkem (např. rýžové slupky) často zlepšuje trvanlivost pelet. Pravidlo: míchat materiály s doplňkovými pojivovými vlastnostmi a podobným obsahem vlhkosti. Před provedením úplného výrobního cyklu nové směsi vždy spusťte malou zkušební šarži.

 

Q5. Musím do dřevěných pelet přidávat pojivo?

U většiny surovin-na bázi dřeva ne. Přírodní lignin dřeva působí během peletování jako termoplastické pojivo: teplo a tlak v matrici (90–130 stupňů) změkčují lignin, který pak ochlazením tvrdne a spojuje částice dohromady. Materiálům s nízkým-ligninem, jako je sláma nebo bagasa, může prospět smíchání s 30–40 % pilin z měkkého dřeva. Umělá pojiva (např. škrob, melasa) se používají v některých průmyslových přípravcích, ale nejsou vyžadována pro standardní dřevěné pelety.

 

 

 

 

 

Balení a doprava

 

 

Certifikace kvality