Якого розміру частинок може досягти подрібнювач біомаси?

Подрібнювачі біомаси займають лідируючі позиції в ланцюжку вартості біоенергетики. Незалежно від того, чи є кінцевою метою спалювання в котлі, розщеплення біогазу, гранулювання чи компостування, усе, що відбувається далі, залежить від одного критичного питання: наскільки дрібним і рівномірним подрібнювач виготовляє матеріал? Відповідь не є одним числом. Це широкий спектр, починаючи від крупної 200--мм стружки аж до суб{5}}міліметровий порошок. Яка точка в цьому спектрі застосовна повністю залежить від типу подрібнювача, його конфігурації та фактичних потреб кінцевого використання.
Повний спектр: від грубого до над-тонкого
Термін «подрібнювач біомаси» охоплює кілька різних класів машин: подрібнювачі з подвійним-валом, подрібнювачі з одним-валом із фільтруючими грохотами, барабанні чи дискові подрібнювачі та високо{2}}швидкісні молоткові млини (часто використовуються як допоміжний етап подрібнення). Кожен клас займає різний рівень розміру-частинок драбина.
Первинні попередні-подрібнювачі, як правило, дво{1}}валові ножиці, мають високий-крутний момент, низьку-швидкість робочих коней, призначених для ковтання цілих тюків соломи, піддонів, коренеплодів, знищеної деревини та змішаних зелених відходів. Вони покладаються на розривання та зрізання, а не на різання за розміром, тому результат за своєю суттю грубий і дещо нерегулярний. Їхній типовий діапазон виходу становить від 50 до 200 мм, а багато стандартних промислових моделей працюють у діапазоні 80–150 мм. Конфігурації для важких-навантажень можуть підштовхнути верхню межу до 200–400 мм, коли потрібне лише грубе зменшення об’єму. І навпаки, якщо вони оснащені регульованими розвантажувальними зазорами або розмірними решітками, деякі Подвійні -валові агрегати можна налаштувати на 50–100 мм для покращення потоку вниз за течією. Цей клас розміру ідеально підходить для подачі сушарок, постачання котлів з циркуляційним псевдозрідженим шаром, які витримують 150–200 мм палива, або виступає в якості обов’язкового першого{21}}зменшувача розміру перед молотковим млином.
Подрібнювачі з одним- валом використовують ротор із встановленими ножами, які обертаються навпроти змінного сита або перфорованої пластини. Отвор сита стає воротарем розміру частинок. Їх типовий діапазон продуктивності становить 5–150 мм, із найбільш практичними параметрами, що згруповані у вікні 10–80 мм. Замінюючи сита, оператори можуть змінювати номінальний верхній розмір у межах цього конверт, що дає цьому класу набагато кращу керованість, ніж подрібнювач з голим зсувом. Це найкраще місце для-виробництва палива зі сміття-, де оптимізована стружка в діапазоні 30–80 мм забезпечує постійну об’ємну щільність і поведінку при згорянні-і для сировини для біогазу чи компосту, яка виграє від мішені 40–60 мм, щоб максимізувати площу поверхні мікробів, а збереження пористості ворсу.
Подрібнювачі деревини, будь то барабанні чи дискові, технічно не є подрібнювачами, але належать до однієї категорії, оскільки багато ліній біомаси починаються тут. Вони виробляють рівномірну стружку в діапазоні 10–50 мм, залежно від налаштування зірочки чи ковадла та кількості ножів. Чисті дерев’яні-гілки, колоди, дерев’яні плити-виходять надзвичайно стабільними стружка, яка потім зазвичай передається в молотковий млин, якщо потрібен дрібніший матеріал.
Молоткові млини або дрібні подрібнювачі є другорядним етапом, який використовується, коли кінцевою метою є пелети, брикети чи комбікорм із деревноволокнистих плит середньої -щільності. Високошвидкісний-ротор б’є загартовані молотки об матеріал, а нижня сітка контролює розвантаження. Стандартний тонкий{4}}подрібнення становить від 1 до 10 мм, у пелетній промисловості золотим стандартом є 3–6 мм для деревної тріски та біомаси з м’яких стеблів. Змінюючи розмір отвору сита від приблизно 1 мм до 20–25 мм, одна й та сама машина може давати будь-яку пропозицію в діапазоні 0,5–20 мм. Для підстилки для тварин або грубої дошки оператори можуть використовувати більший грохот для пластівців 6–12 мм або навіть 8–14 мм.
Нарешті, для спеціальних застосувань, таких як активація біовугілля, ферментативний гідроліз або пресування біомаси в порошок розміром 80-меш (приблизно 0,177 мм), звичайного подрібнювача з наступним молотковим млином недостатньо. Потрібен спеціальний подрібнювач або тонкий{6}}ударний млин. Ці системи можуть знизити продуктивність до рівня менше 0,5 мм, із дослідницькими дрібними фракціями подрібненої соломи, які повідомляють про середньогеометричні розміри частинок приблизно 0,44–0,46 мм. Сконструйовані пульверизатори зазвичай орієнтуються на кронштейн 80–100 меш для волокнистої або кремнеземної біомаси, як-от рисове лушпиння та пальмова шкаралупа.
Що насправді контролює розмір частинок?
Номінальний діапазон, надрукований у брошурі, — це лише половина історії. На реальних заводах п’ять змінних визначають, що насправді виходить із розвантажувального жолоба.
По-перше, архітектура машини має найбільше значення. Ножиці з подвійним-валом виробляють грубий, нерівномірний матеріал; один-вал із ситом дає продукт середнього-діапазону, який можна контролювати; молотковий млин забезпечує дрібний,-залежний вихід; пульверизатор дає над-дрібний,-енергоємний порошок.
По-друге, вибір сита чи діафрагми має вирішальне значення. У будь-якій машині з керуванням екраном-розмір отвору чи щілини встановлює максимальний розмір частинок. Сито розміром 5- мм не пропускає 10-міліметровий матеріал, але воно також не може гарантувати, що кожна частинка має розмір рівно 5 мм — результатом є розподіл нижче цього обмеження.
По-третє, геометрія та зношення ріжучого-інструмента мають прямий вплив. Тупі ножі чи молотки рвуться замість того, щоб різати, надуваючи дрібну фракцію та розширюючи криву розподілу. Регулярне заточування або заміна зберігає результат щільним і стабільним.
По-четверте, характеристики вихідної сировини значно змінюють результат. Вміст вологи, напрямок волокон, вміст кремнезему та щільність матеріалу відіграють важливу роль. Волога, еластична солома поводиться інакше, ніж сухі, крихкі гілки. Висока-біомаса кремнезему також прискорює зношування, що опосередковано зменшує продуктивність з часом.
По-п’яте, пропускна здатність і швидкість подачі впливають на рівномірність. Заповнення бункера заглушає камеру різання та змушує надлишковий матеріал виходити назовні; голодування машини витрачає енергію, але може покращити однорідність. Більшість заводів зближуються до швидкості подачі, яка врівноважує потужність із консистенцією розміру.
Відповідність вихідного розміру кінцевому використанню
Оскільки вихідні дані шредера стають входом для всього, що йде далі, «правильний» розмір частинок завжди визначається наступним кроком у ланцюжку.
Для спалювання у великому котлі з використанням циркуляційного псевдозрідженого шару допустимі великі шматки, якщо вони течуть і запалюються. Надмірна дрібна фракція спричиняє перенесення-попелу та втрату пилу, тому типовою цільовою метою є 150–200 мм грубого матеріалу.
Для відходів-палива або палива з котлової тріски потрібна рівномірна об’ємна щільність і передбачувана швидкість спалювання. Оператори зазвичай прагнуть до 30–80 мм.
При анаеробному зброджуванні біогазу менші шматочки забезпечують більшу площу поверхні для мікробів, але вони не повинні ставати настільки дрібними, щоб ущільнюватись і задушувати варильний котел. Товщина солодкості становить 40–60 мм.
Компостування дотримується подібної логіки: площа поверхні проти пористості. Цільовий діапазон ширший, як правило, 40–100 мм, і дотримується менш суворо.
Виробництво пелет і брикетів вимагає, щоб частинки щільно упаковувалися під тиском і зв’язувалися під час ущільнення. Великі нитки спричиняють слабкі місця та заклинювання матриці. Після молоткового млина стандартний цільовий розмір становить 3–6 мм із попереднім-подрібненням до 20–40 мм.
Для надто-біохімічного перетворення, такого як ферментативний гідроліз або виробництво біовугілля, швидкість реакції залежить від співвідношення-площі-до-об’єму. Для цього потрібна майже-консистенція порошку, часто менше 0,5–1 мм, що відповідає 80–100 меш або дрібніше.
Практичний винос
Під час визначення або усунення несправностей лінії подрібнення біомаси доцільно думати поетапно, а не шукати єдину чарівну машину. Перший етап — це зменшення маси за допомогою подрібнювача або подрібнювача, який збиває все до керованих 50–150 мм, щоб конвеєри та сушарки могли обробляти матеріал без утворення мостів. Другий етап — тонке подрібнення за допомогою молоткової млини, яка займає 50–150 мм потік і просіває його в гранули розміром 3–6 мм-рослини. Третя стадія, необов’язкова, полягає в подрібненні, лише якщо процес справді потребує борошна менше-міліметра.
Жоден подрібнювач біомаси не зможе досягти всіх цих розмірів одночасно. Спроба змусити подрібнювач працювати як молотковий млин або навпаки — це найшвидший шлях до перегорання підшипників, зношених ножів і нестабільності продукту. Розумний підхід полягає в тому, щоб підібрати клас машини до рівня розміру, який фактично вимагає ваш подальший процес, а потім використовувати зміни екрану, коригування зазорів і-регулювання швидкості подачі, щоб точно-налаштувати в межах цього рівня.