Ποια είναι η αρχή της μηχανής μπρικετοποίησης καυσίμου;
Το μπρικετάρισμα καυσίμου είναι η διαδικασία μετατροπής της χαλαρής, χαμηλής-βιομάζας σε πυκνές μπρικέτες στερεού καυσίμου. Μια μηχανή μπρικετοποίησης καυσίμου το κάνει αυτό συμπιέζοντας προ{2}}επεξεργασμένη βιομάζα υπό υψηλή πίεση ενώ χρησιμοποιεί θερμότητα τριβής για να ενεργοποιήσει τους φυσικούς συνδετικούς παράγοντες μέσα στο φυτικό υλικό. Το αποτέλεσμα είναι ένα ομοιόμορφο,-καύσιμο υψηλής πυκνότητας που αποθηκεύεται, μεταφέρεται και καίγεται εύκολα.
Η βασική αρχή: πίεση συν θερμότητα
Η αρχή λειτουργίας μιας μηχανής μπρικετοποίησης καυσίμου βασίζεται σε δύο δυνάμεις: τη μηχανική πίεση και τη θερμότητα. Ακατέργαστη βιομάζα όπως πριονίδι, φλοιός ρυζιού, άχυρο και ρινίσματα ξύλου τροφοδοτούνται στο μηχάνημα και μεταφέρονται προς τα εμπρός με μια περιστρεφόμενη βίδα. Η βίδα σπρώχνει το υλικό σε έναν κωνικό θάλαμο συμπίεσης, όπου η διατομή στενεύει-. Καθώς το υλικό ωθείται μέσω αυτού του τμήματος, η πίεση αυξάνεται γρήγορα και τα σωματίδια συσσωρεύονται μαζί.
Ταυτόχρονα, η τριβή μεταξύ της βιομάζας και της βίδας, του βαρελιού και του καλουπιού παράγει θερμότητα. Όταν η θερμοκρασία φτάσει περίπου τους 160 με 200 βαθμούς Κελσίου, η λιγνίνη στα κυτταρικά τοιχώματα μαλακώνει. Η μαλακωμένη λιγνίνη δρα ως φυσικό συνδετικό: επικαλύπτει τα σωματίδια, γεμίζει τα κενά μεταξύ τους και τα συνδέει μεταξύ τους όταν το υλικό φεύγει από το καλούπι και κρυώνει. Δεν απαιτείται χημική κόλλα.
Ο ρόλος της υγρασίας και του μεγέθους των σωματιδίων
Η περιεκτικότητα σε υγρασία είναι κρίσιμη για ένα σταθερό αποτέλεσμα μπρικετοποίησης. Για τις περισσότερες μηχανές διέλασης με κοχλία, η πρώτη ύλη θα πρέπει να στεγνώσει σε περίπου 8 έως 15 τοις εκατό υγρασία πριν την πίεση. Εάν το υλικό είναι πολύ υγρό, συσσωρεύεται ατμός μέσα στη μπρικέτα και το τελικό προϊόν ραγίζει ή διαστέλλεται. Εάν είναι πολύ στεγνό, η τριβή αυξάνεται απότομα, η βίδα και το καλούπι φθείρονται πιο γρήγορα και οι μπρικέτες μπορεί να είναι εύθραυστες.
Το μέγεθος των σωματιδίων έχει επίσης σημασία. Ένα ομοιόμορφο τρίψιμο λίγων χιλιοστών συσκευάζεται πιο σφιχτά και παράγει πιο λείες μπρικέτες. Τα υπερμεγέθη τσιπ δημιουργούν κενά και αδύναμα σημεία, ενώ η πολύ λεπτή σκόνη μπορεί να υπερθερμάνει το μηχάνημα. Το κοσκίνισμα ή το τρίψιμο της πρώτης ύλης πριν από την πίεση είναι επομένως ένα τυπικό βήμα.
Κύρια εξαρτήματα μιας μηχανής μπρικετοποίησης με διέλαση με κοχλία
Τροφοδοτήστε τη χοάνη και τον βιδωτό μεταφορέα, που μετρούν το υλικό στο τμήμα πρέσας.
Κάννη συμπίεσης και καλούπι, που διαμορφώνουν τη μπρικέτα και αυξάνουν την πίεση πίεσης.
Σύστημα θέρμανσης, το οποίο αυξάνει τη θερμοκρασία του βαρελιού στο εύρος εργασίας και μειώνει τον χρόνο προθέρμανσης-.
Συσκευή κοπής ή διάτμησης, η οποία κόβει την εξωθημένη ράβδο στο απαιτούμενο μήκος.
Κύριος κινητήρας και κιβώτιο ταχυτήτων, που παρέχουν τη ροπή που απαιτείται για τη συνεχή εξώθηση.
Πίνακας ελέγχου, ο οποίος παρακολουθεί το φορτίο του κινητήρα, τη θερμοκρασία και τον ρυθμό τροφοδοσίας.
Τυπικές τεχνικές παράμετροι
Οι μηχανές μπρικετοποίησης με εξώθηση βιδών συνήθως βαθμολογούνται με βάση την ισχύ του κινητήρα, την απόδοση και τη διαμόρφωση καλουπιού. Οι παρακάτω τιμές είναι χαρακτηριστικές για μεσαίες και μεγάλες μηχανές αυτού του τύπου.
| Ονομαστική ισχύς (kW) | Χωρητικότητα (t/h) | Τρύπες καλουπιών | Μέγεθος μπρικέτας (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 |
Κλίμακα κατανάλωσης ισχύος και χωρητικότητας με τον αριθμό των οπών του καλουπιού και την πυκνότητα της πρώτης ύλης. Οι μηχανές με περισσότερες οπές πιέζουν περισσότερες μπρικέτες ανά περιστροφή αλλά χρειάζονται μεγαλύτερο κινητήρα για να διατηρήσουν την ίδια πίεση.
Κοινές πρώτες ύλες και ποιότητα καυσίμου
Οι κατάλληλες πρώτες ύλες περιλαμβάνουν πριονίδι, ρινίσματα ξύλου, φλοιό ρυζιού, κέλυφος φυστικιού, βαγάσα, άχυρο και άλλα γεωργικά υπολείμματα. Μετά το μπρικετάρισμα, η πυκνότητα του καυσίμου αυξάνεται σε περίπου 1,1 έως 1,3 g/cm3, που είναι αρκετές φορές υψηλότερη από το χαλαρό υλικό. Οι μπρικέτες καίγονται με σταθερή φλόγα και μεγαλύτερο χρόνο καύσης ανά μονάδα όγκου από την ακατέργαστη βιομάζα, γεγονός που τις καθιστά ελκυστικές για οικιακές σόμπες, θέρμανση θερμοκηπίου, βιομηχανικούς λέβητες και σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.
Συχνές ερωτήσεις
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ πίεσης και θερμοκρασίας στο μπρικετάρισμα;
Η πίεση συσκευάζει τα σωματίδια σε ένα πυκνό σχήμα, ενώ η θερμοκρασία μαλακώνει τη λιγνίνη έτσι ώστε να μπορεί να ρέει μεταξύ των σωματιδίων και να τα δεσμεύει μεταξύ τους. Και τα δύο χρειάζονται για μια συμπαγή, ανθεκτική μπρικέτα.
Γιατί η πρώτη ύλη χρειάζεται ξήρανση πριν το μπρικετάρισμα;
Η υπερβολική υγρασία δημιουργεί ατμό στο εσωτερικό της μπρικέτας, προκαλώντας ρωγμές, πρήξιμο και αδύναμη δομή. Η ξήρανση σε περίπου 8 έως 15 τοις εκατό υγρασία δίνει ένα πυκνό, σταθερό προϊόν.
Μπορεί ένα μηχάνημα να μπρικετάρει διαφορετικές πρώτες ύλες;
Ναι, οι περισσότερες μηχανές εξώθησης βιδών μπορούν να επεξεργάζονται μια σειρά υλικών βιομάζας, αλλά η ταχύτητα βίδας, η υγρασία και το μέγεθος σωματιδίων θα πρέπει να προσαρμόζονται για κάθε υλικό για να διατηρείται σταθερή η έξοδος.
Πόσο διαρκεί συνήθως το καλούπι και η βίδα;
Η διάρκεια ζωής εξαρτάται από το υλικό και τη θερμοκρασία λειτουργίας. Τα λειαντικά υλικά όπως ο φλοιός ρυζιού φθείρονται πιο γρήγορα και συνιστάται η τακτική επιθεώρηση της βίδας, του καλουπιού και των θερμαντικών στοιχείων.
Ποιο είναι το τυπικό μέγεθος μπρικέτας που παράγεται από αυτά τα μηχανήματα;
Οι μηχανές του τύπου που φαίνεται παραπάνω παράγουν τετράγωνες μπρικέτες διαστάσεων 32 x 32 mm περίπου σε διατομή-, με μήκος που ορίζεται από τη συσκευή κοπής. Άλλα μεγέθη είναι διαθέσιμα αλλάζοντας το καλούπι.
Είναι κερδοφόρο το μπρικετάρισμα σε μικρή κλίμακα;
Τα μικρά μηχανήματα με ονομαστική ισχύ περίπου 55 kW και χωρητικότητα 1 έως 1,5 t/h είναι ένα κοινό σημείο εισόδου. Η κερδοφορία εξαρτάται κυρίως από το κόστος των πρώτων υλών, την τιμή της ηλεκτρικής ενέργειας και την τοπική αγορά καυσίμων.
