Как снизить содержание влаги в сырье для древесных пеллет

Почему контроль влажности является основой качества пеллет

В любой линии производства пеллет из биомассы содержание влаги является единственной наиболее значимой переменной до того, как сырье достигнет пеллетного пресса. Для древесных источников сырья — древесной стружки, древесных чипсов, коры, опилок — входящее содержание влаги обычно колеблется от 25% до 50% в зависимости от источника и сезона. Для успешного процесса пеллетирования это значение должно быть снижено до 10–15%.

Физика проста. Когда пеллетный пресс сжимает сырьё через ring die под высоким давлением и трением, он полагается на лигнин — природный связующий элемент, содержащийся в древесных волокнах, — чтобы смягчить и сплавить материал в плотный, связный цилиндр. Избыточная влага мешает этому процессу на нескольких уровнях: она мешает адекватной активации лигнина, снижает трение в матрице непредсказуемым образом и вызывает накопление парового давления внутри канала матрицы. В результате получаются пеллеты, которые трескаются, крошатся или не выбрасываются, и в конечном итоге — забитая матрица, требующая полной остановки производства.

С другой стороны, сырьё, которое было пересушено (ниже примерно 8% влаги), теряет пластичность. Без достаточного остаточного содержания влаги, способствующего связыванию волокон под давлением, материал не образует прочные пеллеты независимо от силы пресса. Оба крайности вредят качеству продукции и увеличивают стоимость производства на тонну.

Промышленные методы снижения содержания влаги в сырье

1. Сушка в барабане — первичное снижение влаги в больших масштабах

Для линий по производству пеллет из биомассы промышленного масштаба, обрабатывающих несколько тонн в час, сушка в барабане является инженерным стандартом. Производственные линии Kingwood с влажным кормом интегрируют ротационную сушилку барабанного типа в качестве центральной стадии сушки. Горячие дымовые газы или воздух проходят через вращающийся барабан, пока сырьё движется по его длине, постоянно открывая свежую поверхность материала для высушивающего среды. Время пребывания и температура на входе настраиваются для достижения целевого выходного содержания влаги — обычно 12–14% — независимо от колебаний входной влаги.

Сушилки барабанного типа особенно подходят для приложений с биомассой, поскольку они обрабатывают волокнистые, неровные материалы без мостиков или блокировок, и работают непрерывно на скоростях производительности, требуемых для линий, производящих 5 до 30+ тонн в час.

2. Уменьшение размера частиц — обеспечивая эффективную сушку

Перед сушкой или одновременно с ней сырьё должно быть уменьшено в размере частиц. Барабанный шредер превращает крупные древесные куски, ветки и бревна в однородные чипсы; затем молотковая мельница измельчает эти чипсы до мелкого размера частиц, необходимого для пеллетирования (обычно 3–5 мм или мельче, в зависимости от спецификации матрицы).

Меньшие частицы имеют значительно большую поверхность на единицу массы — это напрямую ускоряет испарение влаги в сушилке и снижает энергию и время, необходимые для достижения целевого уровня влаги. Пропускание крупных материалов через сушилку барабанного типа является как неэффективным с точки зрения энергии, так и непостоянным; надлежащее предварительное уменьшение размера является предварительным условием для контролируемой сушки.

Производственные линии Kingwood организуют это как: барабанное измельчение → грубое измельчение → сушка в барабане → тонкое измельчение → пеллетирование. Этот порядок обеспечивает, чтобы сушилка работала на материале, который уже частично уменьшен, улучшая тепловую эффективность всей линии.

3. Предварительная кондиционирование — тонкая настройка влаги на входе пеллетного пресса

Предварительная кондиционирование часто неверно понимается как просто добавление воды. В промышленной практике это является точным этапом: высушенный, мелко измельчённый материал подвергается контролируемой инъекции пара в установке кондиционирования непосредственно перед пеллетным прессом. Пар смягчает связующие элементы лигнина и добавляет контролируемые 1–3% влаги обратно в материал, чтобы восстановить пластичность, необходимую для прохождения через матрицу.

Предварительная кондиционирование улучшает плотность пеллет и индекс прочности (PDI), снижает износ матрицы и продлевает срок службы ring die. Это наиболее эффективно, когда сырьё было высушено до нижнего предела допустимого диапазона (10–12%) и требует легкой повторной активации перед сжатием.

4. Управление хранением сырья

Управление влагой не заканчивается на выходе из сушилки. Обработанное, высушенное сырьё должно храниться в закрытых, вентилируемых помещениях, которые предотвращают реактивацию из окружающей влажности или осадков. В условиях влажного климата или в дождливые сезоны неправильно хранимый высушенный материал может снова получить 5–8% влаги за считанные дни, эффективно обнуляя инвестиции в сушку и дестабилизируя работу пеллетного пресса downstream.

Закрытая, интегрированная конструкция линий Kingwood — часть концепции Трехстандартизации по производству без пыли и автоматизированной пеллет из биомассы — решает эту проблему, минимизируя время между сушкой и пеллетированием и сохранять пути передачи материала запечатанными от внешней среды.

Выбор сырья и соответствие дизайна линии профилю влаги

Разные сырьевые материалы имеют разные базовые профили влаги, и дизайн линии должен учитывать их с самого начала. Зелёные древесные чипсы, только что поступившие из лесных операций, могут иметь 45–55% влажности. Высушенные опилки от производства мебели могут уже составлять 15–18%. Сельскохозяйственные остатки, такие как рисовые шелуха или кукурузные стебли, варьируются в зависимости от региона и времени урожая.

Сырьё из лиственных и хвойных пород также отличается по плотности и содержанию лигнина, что влияет как на поведение при сушке, так и на параметры пеллетирования, необходимые для прочного формирования пеллет. Пеллеты из лиственных пород, как правило, имеют более высокую удельную плотность и более длительное время горения; пеллеты из хвойных пород легче загораются. Ни один из типов не соответствует спецификациям, если влага не контролируется точно перед ring die.

Для покупателей, оценивающих полные линии производства пеллет, инженерная команда Kingwood оценивает входное содержание влаги и характеристики частиц сырья перед указанием мощности сушилки, размера экрана молотковой мельницы и конфигурации матрицы пеллетного пресса. Именно поэтому линии производства, спроектированные и введенные в эксплуатацию компанией Kingwood — включая линия по производству пеллет из древесных чипсов мощностью 24 т/ч во Вьетнаме и линия мощностью 30 т/ч в Чунцине, Китай — спроектированы вокруг реальности сырья, а не теоретических средних значений.

Для операций, оценивающих оборудование пеллетного пресса и вспомогательные системы сушки и измельчения, ассортимент продукции Kingwood охватывает полный последовательность оборудования от барабанного измельчения до охлаждения противотоком.

---

Jiangsu Kingwood Industrial Co., Ltd. (NEEQ: 871765) имеет штаб-квартиру по адресу: #568 Хонгшэн Роад, Город Лиян, Провинция Цзянсу, Китай. Основана в 1999 году, Kingwood имеет более 27 лет опыта в НИОКР в области оборудования для пеллет из биомассы и обслуживает клиентов из 30 стран.

Контакт: Оливер Ге — +86 18912120804 Генри — +86 18205276156