Jaki wyjściowy rozmiar cząstek może osiągnąć rozdrabniacz biomasy?

Rozdrabniacze biomasy stoją na samym początku łańcucha wartości bioenergii. Niezależnie od tego, czy ostatecznym celem jest spalanie w kotle, fermentacja biogazu, granulowanie czy kompostowanie, wszystko na dalszym etapie zależy od jednego zasadniczego pytania: jak mały i jak jednorodny materiał rozdrabniacz wytwarza? Odpowiedź nie jest pojedynczą liczbą. Jest to szerokie spektrum, od grubych wiórów o średnicy 200- mm aż po proszek o średnicy poniżej- milimetra. Który punkt? to spektrum ma zastosowanie, zależy całkowicie od typu niszczarki, jej konfiguracji i faktycznych wymagań użytkownika końcowego.
Pełne spektrum: od grubego do bardzo-drobnego
Termin „rozdrabniacz biomasy” obejmuje kilka odrębnych klas maszyn: rozdrabniacze dwu-wałowe, rozdrabniacze jedno-wałowe z przesiewaczami sortującymi, rębaki bębnowe lub tarczowe oraz wysokoobrotowe-młyny młotkowe (często używane jako drugi etap mielenia). Każda klasa zajmuje inny poziom w drabince-wielkości cząstek.
Podstawowe rozdrabniacze-, zwykle nożyce z podwójnym-wałem, to urządzenia robocze o wysokim-momencie- i niskiej-prędkości, przeznaczone do połykania całych bel słomy, palet, brył korzeniowych, drewna z rozbiórki i mieszanych odpadów zielonych. Polegają one na rozdzieraniu i ścinaniu, a nie na przycinaniu na wymiar, więc produkt wyjściowy jest z natury gruby i nieco nieregularny. Ich typowy zakres wydajności wynosi od 50 do 200 mm, a wiele z nich standardowe modele przemysłowe pracujące w zakresie 80–150 mm. Konfiguracje-do dużych obciążeń mogą przesunąć górną granicę do 200–400 mm, gdy konieczna jest jedynie zgrubna redukcja objętości. Z drugiej strony, w przypadku wyposażenia w regulowane szczeliny wylotowe lub kratki dopasowujące się do rozmiaru, niektóre zespoły-z dwoma wałami można dostroić do 50–100 mm w celu poprawy przepływu w dół. Ta klasa wielkości jest idealna do suszarek zasilających i zasilających obieg kotły ze złożem fluidalnym tolerujące 150–200 mm paliwa lub działające jako obowiązkowy-pierwszy stopień redukcji wielkości przed przejęciem młyna młotkowego.
Rozdrabniacze jedno-wałowe wykorzystują rotor z zamontowanymi nożami, które obracają się na wymiennym sicie lub perforowanej płycie. Otwór sita staje się strażnikiem wielkości cząstek. Ich typowy zakres wydajności wynosi 5–150 mm, a najbardziej praktyczne ustawienia skupiają się w przedziale 10–80 mm. Zmieniając sita, operatorzy mogą zwiększać lub zmniejszać nominalny rozmiar górny w obrębie tej koperty, co zapewnia tej klasie znacznie lepszą kontrolę niż rozdrabniacz z gołym ścinaniem. To idealne rozwiązanie dla odpady-do produkcji paliw pochodnych-, gdzie zoptymalizowane wióry w zakresie 30–80 mm zapewniają stałą gęstość nasypową i zachowanie podczas spalania-oraz do biogazu lub surowca do kompostowania, w przypadku którego docelowy rozmiar 40–60 mm zapewnia maksymalizację powierzchni drobnoustrojów przy jednoczesnym zachowaniu porowatości stosu.
Rębaki do drewna, czy to bębnowe, czy tarczowe, technicznie nie są rozdrabniaczami, ale należą do tej samej kategorii, ponieważ wiele linii biomasy zaczyna się tutaj. Wytwarzają jednolite wióry w zakresie 10–50 mm, w zależności od ustawienia koła łańcuchowego lub kowadła i liczby noży. Czyste drewno-gałęzie, kłody, płyty-wychodzi w postaci niezwykle jednolitych wiórów, które następnie zwykle przechodzą do młyna młotkowego, jeśli potrzebny jest drobniejszy materiał.
Młyny młotkowe lub młynki drobne to drugi etap stosowany, gdy końcowym celem są pelety, brykiety lub płyta pilśniowa-o średniej gęstości. Wirnik o-wysokiej prędkości rzuca hartowane młotki w materiał, a dolne sito kontroluje wyładunek. Standardowa wydajność-mielenia drobnego mieści się w zakresie od 1 do 10 mm, przy czym złotym standardem w branży pelletu jest 3–6 mm dla zrębków drzewnych i miękkiej biomasy z łodyg. zmieniając rozmiar otworów w sicie od około 1 mm do 20–25 mm, ta sama maszyna może dostarczać w dowolnym miejscu w zakresie 0,5–20 mm. W przypadku ściółki dla zwierząt lub grubej tektury operatorzy mogą używać większego przesiewacza dla płatków o średnicy 6–12 mm lub nawet 8–14 mm.
Wreszcie, w przypadku zastosowań specjalistycznych, takich jak aktywacja biowęgla, hydroliza enzymatyczna lub biomasa prasowana w proszek o rozmiarze 80- mesh (około 0,177 mm), konwencjonalny rozdrabniacz, a następnie młyn młotkowy nie są wystarczające. Wymagany jest dedykowany młyn do rozdrabniania lub-drobnego udaru. Systemy te mogą obniżyć wydajność do mniej niż 0,5 mm, a drobne frakcje rozdrobnionej słomy klasy badawczej zgłaszają średnią geometryczną cząstek rozmiary około 0,44–0,46 mm. Zaprojektowane rozdrabniacze rutynowo celują w wspornik o oczkach 80–100 w przypadku biomasy włóknistej lub krzemionkowej, takiej jak łuski ryżu i łupiny palm.
Co właściwie kontroluje wielkość cząstek?
Zakres znamionowy wydrukowany w broszurze to tylko połowa historii. W prawdziwych zakładach pięć zmiennych określa, co faktycznie wychodzi z rynny wyrzutowej.
Po pierwsze, najważniejsza jest architektura maszyny. Podwójny-wałek tnący wytwarza gruboziarnisty, nieregularny materiał; pojedynczy-wał z sitem daje kontrolowany produkt średniej-zakresu; młyn młotkowy zapewnia drobną-wydajność zależną od sita; a młynek wytwarza ultra-drobny,-energochłonny proszek.
Po drugie, wybór sita lub apertury ma kluczowe znaczenie. W każdej maszynie-sterowanej przesiewaczem wymiar otworu lub szczeliny określa maksymalny rozmiar cząstek. Sito 5- mm nie przepuści materiału o średnicy 10 mm, ale nie może też zagwarantować, że każda cząstka będzie miała dokładnie 5 mm — wynikiem będzie rozkład poniżej tej wartości granicznej.
Po trzecie,{0}}geometria i zużycie narzędzia skrawającego mają bezpośredni wpływ. Tępe noże lub młotki rozdzierają się zamiast ciąć, zwiększając frakcję drobnego materiału i poszerzając krzywą rozkładu. Regularne ostrzenie lub wymiana zapewnia wysoką jakość i stałą wydajność.
Po czwarte, właściwości surowca znacząco zmieniają wynik. Zawartość wilgoci, kierunek włókien, zawartość krzemionki i gęstość materiału odgrywają rolę. Mokra, elastyczna słoma zachowuje się inaczej niż suche, łamliwe gałązki. Biomasa o wysokiej-krzemionce również przyspiesza zużycie, co pośrednio z czasem zwiększa wydajność.
Po piąte, przepustowość i prędkość podawania wpływają na jednorodność. Zalanie leja zasypowego zatyka komorę cięcia i wypycha ponadgabarytowy materiał. Wyłączenie maszyny powoduje marnowanie energii, ale może poprawić jednorodność. Większość zakładów stosuje taką prędkość podawania, która równoważy wydajność i spójność wielkości.
Dopasowanie rozmiaru wyjściowego do końcowego zastosowania
Ponieważ materiał wyjściowy rozdrabniacza staje się wsadem dla wszystkich dalszych elementów, „właściwy” rozmiar cząstek jest zawsze definiowany na następnym etapie łańcucha.
W przypadku spalania dużych kotłów przy użyciu cyrkulacyjnych złóż fluidalnych dopuszczalne są duże kawałki, pod warunkiem że płyną i zapalają się. Nadmierne drobne cząstki powodują przenoszenie-popiołu lotnego i utratę pyłu, dlatego typowym docelowym rozmiarem jest 150–200 mm grubego materiału.
W przypadku paliwa-z odpadów lub zrębków kotłowych wymagana jest jednakowa gęstość nasypowa i przewidywalna szybkość spalania. Operatorzy zazwyczaj dążą do grubości 30–80 mm.
W przypadku fermentacji beztlenowej biogazu mniejsze kawałki zapewniają większą powierzchnię dla drobnoustrojów, ale nie mogą stać się tak drobne, aby spowodować zagęszczenie i zadławienie komory fermentacyjnej. Optymalny obszar wynosi 40–60 mm.
Kompostowanie opiera się na podobnej logice: powierzchnia kontra porowatość. Zakres docelowy jest szerszy, zazwyczaj 40–100 mm i mniej rygorystycznie egzekwowany.
Produkcja pelletu i brykietu wymaga, aby cząstki były ciasno upakowane pod ciśnieniem i wiązane podczas zagęszczania. Nadmierne pasma powodują słabe punkty i zakleszczanie matrycy. W przypadku młyna młotkowego standardową wielkością docelową jest 3–6 mm,-z wstępnym rozdrobnieniem do 20–40 mm.
W przypadku bardzo-drobnej konwersji biochemicznej, takiej jak hydroliza enzymatyczna lub produkcja biowęgla, szybkości reakcji skalują się w zależności od stosunku powierzchni-powierzchni- do-objętości. Wymaga to konsystencji prawie-proszku, często poniżej 0,5–1 mm, co odpowiada rozmiarowi oczek 80–100 lub mniejszym.
Praktyczne dania na wynos
Określając linię rozdrabniania biomasy lub rozwiązując problemy, mądrze jest myśleć etapami, zamiast szukać pojedynczej magicznej maszyny. Etap pierwszy to rozdrabnianie masy za pomocą rozdrabniacza lub rębaka, który rozbija wszystko do rozsądnych 50–150 mm, dzięki czemu przenośniki i suszarki mogą przetworzyć materiał bez tworzenia się mostków. Etap drugi to dokładne mielenie za pomocą młyna młotkowego, który pobiera strumień o średnicy 50–150 mm i przesiewa go na kawałki o średnicy 3–6 mm granulat-słodki punkt rośliny. Etap trzeci, opcjonalny, polega na sproszkowaniu, tylko jeśli w procesie rzeczywiście potrzebna jest-mąka w ilości mniejszej niż milimetr.
Żadna rozdrabniarka biomasy nie osiąga w znaczący sposób wszystkich tych rozmiarów na raz. Próba wymuszenia działania rozdrabniacza ścinającego jak młyna młotkowego lub odwrotnie, to najszybsza droga do dmuchanych łożysk, zużycia noży i niespójnego produktu. Inteligentne podejście polega na dopasowaniu klasy maszyny do poziomu wielkości faktycznie wymaganego przez dalszy proces, a następnie zastosowaniu zmian ekranu, regulacji odstępów i kontroli- szybkości podawania, aby precyzyjnie-dostroić ten poziom.