Как выбор сырья влияет на производительность pellet mill

Выбор сырья — это не формальность до производства, а основная инженерная переменная. Вид древесины, уровень увлажненности, распределение размера частиц и содержание загрязняющих веществ определяют требования к давлению в кольцевой матрице, стабильность производительности, механическую прочность пеллет и теплотворную способность. Понимание этих взаимосвязей позволяет инженерам завода и командам по закупкам принимать решения, которые защищают оборудование и максимизируют качество топлива.

Виды древесины: Плотность, содержание лигнина и сила сжатия

Физические и химические свойства данного вида древесины задают базовые параметры для каждого следующего процесса в системе производства древесных пеллет.

Твердые породы (дуб, бук, клен) имеют более высокую объемную плотность и более высокую концентрацию лигнина. Лигнин действует как естественный связующий элемент при термическом сжатии — тепло, вызываемое трением в канале матрицы, размягчает лигнин, который затем снова затвердевает, когда пеллета остывает, создавая структурную целостность. Однако та же плотность, которая улучшает качество пеллет, также требует большей силы сжатия в кольцевой матрице. Приводные моторы и геометрия матрицы должны быть выбраны так, чтобы обеспечить прием жидкости из твердых пород без перегрузки или преждевременного износа. Результат: более плотные пеллеты с более высокой энергетической ценностью, хорошо подходящие для промышленных котлов и генерации электроэнергии.

Мягкие породы (сосна, ель, еловые деревья) сжимаются легче из-за более низкой плотности, что снижает мгновенную нагрузку на матрицу. Компромисс заключается в более низкой энергетической плотности в готовых пеллетах и, в некоторых видах мягкой древесины, повышенном содержании смолы, которое может вызывать загрязнение канала матрицы, если температура процесса не контролируется. Пеллеты из мягких пород широко используются для отопления жилых помещений и небольших коммерческих котлов, где требования к энергетической плотности менее строгие.

Смешанные сырьевые материалы — обычное дело в промышленных масштабах, когда сырье поступает от разных поставщиков или используются лесные остатки — вводят изменчивость в поведение сжатия. Последовательная профильная характеристика видов сырья на этапе его приема является хорошей практикой, особенно при производительности от 4 т/ч и выше.

Содержание влаги и размер частиц: Две управляемые переменные

Из всех параметров подготовки сырья содержание влаги и размер частиц имеют наиболее прямое и измеримое влияние на работу пеллетного пресса.

Содержание влаги должно быть ниже 15%, прежде чем сырьё поступит в пеллетный пресс — порог, указанный в стандартах ЕС по биомассе и отраженный в собственных спецификациях пеллетного топлива Kingwood. При уровнях влажности выше этого порога образование пара внутри канала матрицы нарушает формирование пеллет, снижает объемную плотность и вызывает трещины на поверхности. Потребление энергии на тонну продукции возрастает, а эффективная производительность падает. Пищевая масса, которая пересушена (ниже примерно 8%), теряет пластичность, необходимую для формирования сплоченных пеллет, и ускоряет износ матрицы и валиков.

Для операций, обрабатывающих зеленую или свежесобранную древесину, наличие барабанного сушилки перед этапом пеллетирования является обязательным условием — это требование процесса. Полные производственные линии с влажной подачей от Kingwood интегрируют сушку в барабане как основной этап, позволяя напрямую обрабатывать биомассу с высоким содержанием влаги без предварительной сушки.

Размер частиц определяет, насколько равномерно материал поступает в канал матрицы и проходит через него. Переполненные частицы застревают у входа в матрицу, вызывая скачки давления и неравномерную заполняемость. Частицы меньшего размера упакованы слишком плотно и препятствуют воздушному потоку во время сушки. Целевое распределение по размеру частиц для большинства пеллетных прессов с кольцевой матрицей составляет верхний размер 6–8 мм с минимальным количеством отраженных частиц меньше 0.5 мм. Правильно настроенная молотковая мельница перед этим этапом надежно достигает этого распределения. Для крупных сырьевых материалов, таких как бревна или толстые ветви, барабанная дробилка обеспечивает начальный этап уменьшения размера перед тонким измельчением.

Контроль загрязняющих веществ и его роль в долговечности матрицы

Загрязняющие вещества — камни, металлические части, песок, земля и плотные вклинения коры — наносят ущерб, непропорциональный их объему. Один металлический предмет, проходящий через кольцевую матрицу, может повредить поверхность поворота матрицы, изменить геометрию сжатия и привести к образованию металлических опилок, которые загрязняют готовую продукцию. Повторяющийся контакт с камнями ускоряет износ поверхностей валиков и увеличивает частоту технического обслуживания.

Стандартная защита на первом этапе включает:

• Магнитные сепараторы для улавливания ферромагнитных металлов, введенных во время сбора, транспортировки или обращения
• Вибрационные экраны для удаления крупного материала и плотных инородных объектов
• Дестонаторы там, где риск минерального загрязнения повышен (например, остатки сельского хозяйства, контактирующие с землей)

В безд Dust-free, закрытом дизайне производственной линии Kingwood — частью Стандартной рамки три - обработка материала между этапами процесса полностью закрыта, что снижает вероятность вторичного загрязнения после начального этапа очистки. Этот принцип дизайна документирован в проекте производственного цеха бессыпного биомассового гранул в Гуйчжоу, где закрытая переработка была реализована как основной стандарт предприятия.

Сопоставление профиля сырья с выбором оборудования

Взаимодействие между свойствами сырья и спецификацией оборудования прямое. Установка, обрабатывающая твердые породы на 4–5 т/ч, требует другой спецификации матрицы и конфигурации привода, чем установка, обрабатывающая смешанные остатки мягких пород при той же номинальной производительности. Для справки:

• JZWH-860 горизонтальный пеллетный пресс для биомассы выдает 4–5 т/ч и разработан для надежных требований к сжатию, включая кормовые материалы, преобладающие из твердых пород.
• JWZL-928 вертикальный пеллетный пресс также работает на 4–5 т/ч и подходит для линий, где вертикальная геометрия подачи материала дает преимущество в раскладке.

Для операций, планирующих новые производственные линии или модернизацию существующих предприятий, инженерная команда Kingwood проводит анализ сырья как часть процесса проектирования линии. С более чем 2000 проектов производственных линий, запланированных и спроектированных в 30 странах, это сопоставление входных и выходных данных по видам, влажности и целям производительности является хорошо установленной практикой.

Пеллетный пресс для древесной биомассы JZWH-860 представляет собой одну настраиваемую опцию в рамках более широкого портфолио оборудования, охватывающего от 1 т/ч до многопоточных установок с мощностью более 200,000 метрических тонн в год.

Выбор правильного оборудования начинается с точной характеристики сырья — а не наоборот.