Компактирование опилок и стружки из древесных отходов
АМАНДУС КАЛЬ производит прессы-грануляторы, известные своей надежной конструкцией, экономичностью и плавностью хода.
Уже более 60 лет фирма АМАНДУС КАЛЬ производит прессы-грануляторы, известные своей надежной конструкцией, экономичностью и плавностью хода. Наши машины великолепно подходят для компактирования различных продуктов.
В течение многих лет прессы КАЛЬ используются также для гранулирования древесины к полному удовлетворению наших Заказчиков, например, в Бельгии, Боснии и Герцеговине, Дании, Германии, Эстонии, Финляндии, Франции, Великобритании, Ирландии, Италии, Японии, Канаде, Хорватии, Латвии, Голландии, Норвегии, Австрии, Польше, России, Швеции, Швейцарии, Словакии, Испании, Словении, Чехии и в Америке. Производимые преслинги используются преимущественно в качестве горючего материала или в качестве подстилки для скота.
Что такое пеллеты и чем они отличаются от брикетов или гранулята?
Для компактирования, то есть изготовления равномерных пресслингов из порошкообразных или пылевидных, пастообразных или штучных продуктов, используются различные методы компактирования. В зависимости от метода и его формы, конечный продукт обозначается либо, как гранулят, пеллеты, гранулы, пресслинги или брикеты. Какого-то однозначного понятия не существует, однако было бы рационально дать такое определение:
Продукт: гранулят /пеллеты или пресслинги /брикеты
Размер: 0,5 - 3 мм / 2 - 30 мм / 30 - 60 мм
Форма: неопределенная, однако не пылевидная / цилиндрическая / геометрическая
Принципиально различают два различных метода компактирования:
1) Восстановительное измельчение
При этом сцепляемость частиц достигается не за счет действующего извне механического давления, а за счет движения при помощи жидкостей и затем сушки.
Данные методы не подходят для компактирования опилок и стружки.
2) Агломерация прессованием
Метод, при котором сцепляемость частиц происходит за счет действующей извне энергии. При этом материал уплотняется соответствующими прессформами так сильно, что образуются агломераты с достаточным содержанием жидкости.
Среди методов прессовальной агломерации “гранулирование” всегда выдерживало испытание в тех случаях, когда речь шла о переработке большого количества продуктов по-возможности с учетом экономических аспектов. В особенности это касается тех продуктов, естественная сила сцепления которых невысока и при этом не допускается добавление связующего вещества.
Прессы-грануляторы фирмы «KAHL» выпускаются в базовом исполнении:
В качестве пресса с плоской матрицей, бегунки которого вращаются по расположенному горизонтально диску и проталкивают материал сверху вниз через отверстия матрицы. (рисунок 1)
Метод прессования и органы прессования
Главными и необходимыми для процесса прессования инструментами являются бегунковые ролики и матрицы.
Уплотнение осуществляется в открытых прессовальных каналах, которые находятся в матрице. Продукт подается вертикально сверху вниз в прессовальную камеру свободным потоком и распределяется равномерно. На рабочей поверхности матрицы образуется «ковер из материала», по которому двигаются уплотняющего его бегунки.
Сила нажима непрерывно увеличивается при вращении в направлении прессовального канала до тех пор, пока она не станет настолько сильной, чтобы протолкнуть чуть дальше находящуюся в канале «пробку из материала». При этом сила трения внутри прессовального канала не должна быть больше, чем действующая сила прессования бегунка. С другой стороны возникающая сила трения должна быть достаточно большой, чтобы могло произойти уплотнение продукта до твердого агломерата. (Рисунок 2)
В прессовальный канал завальцовывается небольшой диск, который за счет давления и силы сцепления продукта образует преслинги. При этом преслинг выходит из прессовального канала в виде «бесконечного жгута» и режется на куски желаемого размера при помощи вращающихся ножей.
Для бегунков необходим большой наружный диаметр и надежная опора. Профиль рабочей поверхности может варьироваться, однако он не имеет такого большого влияния, как исполнение матрицы. Прессы фирмы «Kahl» используются с бегунковыми роликами диаметром до 450 мм и шириной 192 мм. Среди профилей рабочих поверхностей в основном различают поверхности с пазами, с отверстиями и рифленые поверхности.
Бегунковая головка вращается со скоростью прибл. с 60 об/мин. Благодаря этому скорость хода и тем самым проявление шумов пресса с плоской матрицей очень низкое. Количество бегунов обеспечивает высокую частоту перекатывания, которая необходима для высокой производительности.
Очень важное значение имеет соответствующее исполнение матрицы. Соотношение между диаметром отверстий и длины прессовального канала обозначается как “соотношение прессования” и определяет вместе со свойствами продукта соответственно возникающую силу трения. Вследствие этого соотношение прессования должно очень точно подгоняться под продукт, чтобы добиться оптимальных результатов в отношении качества гранул и производительности машины. При этом учитывается, что соотношение поверхности гранул изменяется в объеме с уменьшением диаметра гранул.
Следовательно, матрицы, изготовленные для гранулирования комбикормов, сухого жома или прочих продуктов, как правило, не могут использоваться для компактирования древесины.
Важными параметрами матриц являются, кроме того, количество отверстий и тем самым имеющаяся в распоряжении “открытая перфорированная поверхность”, которая в совокупности с приводной мощностью непосредственно отражается на производительности пресса.
Гидравлическая система пресса-гранулятора
Гидравлическая система для точной юстировки бегунков непосредственно во время работы пресса-гранулятора является на сегодняшний день “уровнем техники”.
За счет «ковра из материала» на матрице образуется зазор между бегунками и матрицей, который оказывает важное влияние на компактирование. Поэтому желательно, чтобы зазор можно было изменять даже во время производства и контролировать рабочее состояние пресса посредством давления продукта на бегунковые ролики.
Наша гидравлическая система пресса-гранулятора является надежным вспомогательным инструментом, который предоставляет оператору пресса эти возможности. Процесс можно контролировать и оптимизировать прямо во время работы пресса. Сверх этого гидравлическая система пресса-гранулятора предоставляет за счет встроенного разгрузочного клапана надежную защиту от попадания в пресс возможных инородных включений. (Рисунок 3)
Подача материала и срезающее усилие
Компактируемый продукт запитывается в пресс через соответствующий питающий шнек, в зависимости от нагрузки. За счет большой камеры пресса в ней имеется достаточно места даже для объемных продуктов. Принудительная запитка, которая при некоторых условиях ведет к быстрым заторам, необязательна.
Путем индивидуально регулируемого направляющего устройства осуществляется равномерное распределение продукта на матрице.
Для продуктов богатых сырой клетчаткой, таких как: древесные отходы, пресс с плоской матрицей оснащается, прежде всего, цилиндрическими бегунками, которые во время вращения по круговой траектории матрицы приводят к срезающему эффекту. Этот желанный эффект ведет к скручиванию и предварительному измельчению продукта на матрице, что обеспечивает лучшее прессование продукта.
Особенности при гранулировании древесины
Предпосылкой для оптимальной эксплуатации является постоянная загрузка пресса, достаточное предварительное измельчение и гомогенность продукта. Влажность должна постоянно поддерживаться в пределах от 12 до 15 %.
В связи с тем, что при компактировании объем древесины и древесной стружки, а в особенности строгальной стружки, сильно сокращается - прибл. с 100 до 600 кг/м3, вместимость машины, а точнее внутренняя камера пресса должна быть как можно больше. Прочие требования, предъявляемые деревообрабатывающей промышленностью ко всем машинам в целом, это их надежное исполнение и высокий коэффициент использования установки в соответствии с требуемой эксплуатационной безопасностью.
Достаточно высокая производительность с минимальным удельным потреблением энергии и хорошим качеством гранул являются следующими требованиями для обеспечения по-возможности более длительного срока службы быстроизнашивающихся частей.
По сравнению с другими продуктами, древесных отходов не обладает сильными собственными связывающими свойствами, как, например, крахмалосодержащий комбикорм. Антифрикционные способности также не особо выражены. Зато внутри прессовальных каналов очень быстро возникает высокая сила трения, которая также находит применение для прессования этого продукта с низкими связующими свойствами.
При этом имеются существенные отличия в переработке различной древесины в зависимости от содержания в ней смолы. Для прессования твердой древесины, такой как бук или дуб, требуется большее усилие, чем для мягкой или хвойной древесины. Усилие прессования ведет к «удельному расходу энергии», который при обработке древесины составляет от 40 до 60 кВч/т.
Из-за высокого сопротивления трения и низких связывающих сил некоторых пород древесины очень важным процессом является предварительное кондиционирование, т.е. первичная обработка продукта непосредственно перед прессованием.
В данном случае существенную роль играют влажность продукта и его температура, а также степень измельчения. Для повышения влажности в продукте целесообразно добавлять воду - частично в виде пара, а перед гранулированием дать влажной древесине некоторое время отлежаться, чтобы влага впиталась в продукт.
В идеале линия должна иметь возможность измельчения продукта, например, с помощью молотковой дробилки, включать непрерывный проточный смеситель для введения пара и воды и кондиционер длительного действия для выдержки перед гранулированием. (Рисунок 4)
Специально для таких целей фирма «Amandus Kahl» разработала прессы-грануляторы, которые за счет своих усиленных подшипников и прочих конструктивных деталей удовлетворяет всем жестким требованиям гранулирования древесных отходов.
Бегунковая дробилка
Фирма «AMANDUS KAHL» вспомнила традиции давно известных бегунковых измельчающих поставов и усовершенствовали базирующийся на этом принципе пресс с плоской матрицей «KAHL», превратив его в бегунковую дробилку с перфорированной матрицей. По случаю проводимой в 2008 году в Ганновере выставки „BioEnergy Europe“ наш метод дробления был отмечен премией за новаторство 2009 год Немецким сельскохозяйственным издательством DLV.
Влажная и сухая биомасса или древесная щепа измельчаются без проблем, и производительность бегунковой дробилки увеличивается с влажностью сырья. Сложностей с очень влажной древесиной не бывает. Бегунковая дробилка справляется с производительностью от 100 кг/час до 40 т/час и в состоянии заменить молотковую дробилку в зависимости от сырья.
Преимуществами даже при полной нагрузке - по сравнению с молотковыми дробилками - являются тихий ход эксплуатации, незначительная потребность занимаемой площади и минимальный расход энергии. Кроме того, Вы можете работать без устройства обеспыливания, циклона, фильтра и установки для отработанного воздуха, а также без учета от ATEX-норм.
Новым для использования на электростанциях является сжигание мокроизмельченной биомассы (т.н. Co-Firing). Во время двухступенчатого процесса биомасса измельчается до размера частиц менее 2 мм и вдувается напрямую вместе с угольной пылью в камеру сжигания. Измельченная в свежем виде древесная щепа не сушится и не гранулируется, за счет чего можно резко снизить расход энергии.