원자재 선택 및 바이오매스 펠릿 품질에 미치는 영향

펠렛 생산에서 원자재 선택이 첫 번째 엔지니어링 결정인 이유

산업 바이오매스 펠렛 생산에서 장비 성능은 시스템에 들어가는 원료의 품질에 따라 신뢰성이 결정됩니다. 원자재 선택은 펠렛 품질의 한계를 설정합니다. 화학적으로 부적합하거나 일관되게 준비되지 않은 원료는 하류 공정이 완전히 보완할 수 없습니다.

펠렛 품질을 가장 직접적으로 좌우하는 세 가지 원료 변수는 수분 함량, 입자 크기 분포, 화학 성분(주로 리그닌, 재, 황 수준)입니다.

수분 함량은 운영적으로 가장 중요한 매개변수입니다. 50% 이상의 수분으로 배달된 원료(신선한 나무 조각이나 농업 잔여물에서 흔히 발생함)는 펠렛화 전에 드럼 건조기를 통과해야 합니다. 펠렛 밀에 들어가는 목표는 10–15%의 수분입니다. 이 기준을 초과하면 펠렛이 냉각 중에 파손되고, 과도한 미세입자를 생성하며, 킬로그램당 낮은 에너지 밀도를 제공합니다. Kingwood의 완성된 바이오매스 펠렛은 EU 및 ISO 바이오매스 연료 기준에 부합하는 15% 이하의 수분 함량으로 지정됩니다.

리그닌 함량은 외부 바인더가 필요한지를 결정합니다. 목재 기반 원료(경재, 연재, 산림 잔여물)는 링 다이 내에서 발생하는 열과 압력에 따라 스스로 결합할 수 있는 충분한 리그닌을 함유하고 있습니다. 농업 잔여물은 일반적으로 리그닌 농도가 낮아 동등한 펠렛 경도와 내구성을 달성하기 위해 더 높은 다이 온도나 혼합된 원료가 필요할 수 있습니다.

재와 황 수준은 펠렛 등급 분류와 보일러 호환성에 직접적인 영향을 미칩니다. Kingwood 바이오매스 펠렛은 재 함량을 18% 이하(ISO 기준: 20% 이하), 황 함량을 0.3% 이하(일본 기준: ≤0.5%)로 제조됩니다. 이러한 사양은 중국의 GB13271-2001을 포함한 산업 보일러 배출 기준을 준수하며, 펠렛이 40–50% 낮은 연료 비용으로 석탄을 대체할 수 있도록 합니다.

준비 과정이 펠렛 균일성과 내구성을 결정하는 방법

원자재 준비는 한 단계가 아니라, 펠렛 밀 입력 사양에 맞추기 위해 점진적으로 원료를 조정하는 단계적 순서입니다. Kingwood의 습식 바이오매스 펠렛 생산 라인에서 이 순서는 다섯 개의 핵심 단계로 구성됩니다: 기본 크기 축소, 거친 분쇄, 건조, 미세 분쇄, 및 조절.

기본 크기 축소는 드럼 칩퍼를 사용하여 과도한 원재료(통 나무, 큰 가지, 부피가 큰 농업 폐기물)를 일반적으로 20~50 mm 길이의 관리 가능한 칩으로 변환합니다. 이 단계는 하류 장비에 들어가는 원료의 변동성을 줄입니다.

거친 분쇄 과정은 해머 밀을 통해 칩 크기를 5~10 mm로 줄입니다. 해머 밀 스크린 선택은 원료 밀도 및 목표 최종 입자 크기에 맞추어져 있습니다. 이 단계의 균일한 출력은 필수적입니다. 이 시점에서의 불균일한 입자 크기 분포는 전체 라인을 통해 전파되며, 완성된 펠렛에서 밀도 변동으로 나타납니다.

건조는 드럼 건조기에서 원료의 수분을 현장 조건(3055%)에서 1015%로 줄입니다. 건조기 체류 시간과 온도는 원료 유형에 따라 조정됩니다. 8% 이하로 과도하게 건조하면 압축 중에 부서지기 쉬워지고 다이 과열 위험이 증가합니다.

미세 분쇄는 건조된 재료를 3~5 mm로 정제하여 Kingwood 펠렛 밀에서 사용되는 대부분의 링 다이 구성에 최적의 입자 크기를 제공합니다. 이 입자 크기에서 원료는 다이 홀을 균일하게 채워 전체 다이 면에서 일관된 압축 압력을 달성합니다.

이러한 준비 단계는 Kingwood 생산 라인에서 통합되어 있으며, 이는 모든 완전 라인 프로젝트의 설계 기준으로 통합, 무먼지, 자동화된 가공을 지정하는 삼중 표준화 프레임워크 내에 포함되어 있습니다.

펠렛화 매개변수: 원료 품질을 일관된 출력으로 변환

정확하게 준비된 원료가 있더라도, 펠렛화 매개변수에 대한 정밀한 제어 없이는 펠렛 품질이 보장되지 않습니다. 링 다이 펠렛 밀은 기계적 압축과 마찰열을 적용하여 조정된 바이오매스를 밀도 높은 원통형 펠렛으로 변환하지만, 결과는 그 과정이 구성되는 방식에 따라 달라집니다.

다이 압축 비율(홀 깊이는 홀 직경으로 나눈 값)은 원료 유형에 따라 지정됩니다. 높은 압축 비율은 더 밀도 있고 단단한 펠렛을 생산하지만 에너지 소비와 다이 마모를 증가시킵니다. Kingwood 엔지니어는 30개국에서 2000개 이상의 생산 라인 프로젝트 데이터를 바탕으로 프로젝트 설계 시 다이 구성을 결정합니다.

롤러 간격은 자재가 다이 면에 고르게 분포되는 정도에 영향을 미칩니다. 간격이 너무 넓으면 압축이 줄어들고, 너무 좁으면 롤러와 다이가 모두 마모됩니다. Kingwood의 수직 펠렛 밀 시리즈(예: JWZL-688, 2–2.3 t/h 용량 및 JWZL-928, 4–5 t/h)는 변동하는 원료 조건 하에서도 긴 서비스 수명을 위해 설계된 정밀 가공된 다이와 롤러를 사용합니다.

투입 속도 및 조절 온도는 펠렛화 중 리그닌 활성화의 정도를 결정하는 상호 작용을 합니다. Kingwood 생산 라인에서 자동화된 공급 시스템을 통해 유지되는 일관된 투입 속도는 다이 온도가 안정적으로 유지되도록 보장합니다. 이는 과압축(미세입자 함량이 높은 부드러운 펠렛) 및 과압축(과도한 다이 마모 및 처리량 손실)을 방지합니다.

원료 준비와 펠렛화 매개변수가 올바르게 일치할 때의 결과는 4,800 kcal/kg의 열량 가치를 지닌 바이오매스 연료 펠렛입니다. 이는 Kingwood의 2024년에 발주된 12 t/h 베트남 목재 펠렛 라인이 23개월 이내에 투자 회수를 달성한 바와 같이 EU, 북미, 일본, 동남아시아 시장에서 산업 조달 요구 사항을 충족하는 사양입니다.

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Kingwood에 대하여

장쑤성에 본사를 둔 Jiangsu Kingwood Industrial Co., Ltd. (NEEQ: 871765)는 #568 Hongsheng Road, Liyang Zhongguancun Industrial Park, Jiangsu Province, China에 위치하고 있습니다. 1999년 설립되어 27년의 연구개발 경험을 보유한 Kingwood는 30개국의 산업 고객을 위한 바이오매스 펠렛 생산 라인과 장비를 설계하고 제조합니다. 인증으로는 ISO 9001, ISO 14001, CE가 있으며, 기술 문의는 +86 18912120804의 Oliver Ge 또는 +86 18205276156의 Henry에게 연락하시기 바랍니다.