Брикетирующие установки и их основные характеристики

Установки для производства брикетов выпускают многие фирмы. Основным оборудованием в этих установках являются брикетировочные Пресса. Оборудование для подготовки биомассы (измельчители, сушилки, транспортные устройства и пр.) выбирают в зависимости от вида и объема исходного сырья.

Брикеты изготавливают из мелких древесных отходов, коры, макула­туры, отходов сельскохозяйственных культур и пр.

По способу формирования брикета пресса можно разделить на следую­щие группы: 1) матричные, 2) поршневые или штемпельные (циклического действия), 3) винтовые (шнековые), 4) вальцовые (непрерывного действия).

К первой группе (Матричные пресса) относится пресс марки Б-8320. Он широко распространен в торфодобывающей промышленности. Ранее такие пресса использовались и в лесной промышленности для брикетиро­вания древесной коры.

Пресс имеет следующие параметры:

— производительность, кг/ч — 1 ООО

— TOC o "1-3" h z мощность главного привода, кВт -55

— удельное давление прессования, Н/м2 — 108

— средняя плотность брикета, г/см3 — 1,05

— размеры брикета, мм — 160*68*30

— число ходов пуансона (поршня) в минуту — 60

— масса пресса, кг — 18000

В прессах первой группы брикет формируется в сплошной матрице Возвратно-поступательным движением поршня — брикет приобретает форму матрицы. Производительность в данном случае зависит от продол­жительности цикла прессования.

Ко второй группе относятся пресса с матрицей и пуансоном (порш­нем), т. е. пресса штемпельного типа. Пресса этой группы изготавливают брикеты в виде цельного цилиндра диаметром 30-80 мм и длиной 20-200 Мм. Внутреннего отверстия в этих брикетах нет, поэтому брикеты плохо горят (нет доступа кислорода во внутренние его части). Сами брикеты не Прочные, плотность их находится в пределах 650-900 кг/м3.

В прессах второй группы брикет формируется в разъемной матрице В результате создаваемого давления и возникающего трения. Процесс прессования происходит скачкообразно в камере, имеющей цилиндриче­скую форму, переходящую в конусную. Производительность пресса зависит от диаметра поршня и числа ходов.

Такой способ брикетирования позволяет прессовать измельчен­ные деревянные ящики, поддоны, опалубку и пр. Металлические и мине­ральные примеси отделяются в специальных устройствах. Известен опыт прессования таким способом металлической стружки (фирма Lindenman MUB — Германия).

Пресс фирмы Bio — Technik (Германия) поршневого типа выдавлива­ет ленту диаметром 70 мм, после чего она распиливается торцовочной пи­лой на брикеты длиной 180лім. Не соответствующие этому размеру брике­ты отбраковывают и поставляют потребителю как сыпучий топливный ма­териал. При большом усилии сжатия и наличия сил трения брикеты нагре­ваются. Для их охлаждения и набора механической прочности брикеты выдерживают в зажатом состоянии на транспортном участке длиной 20 м.

Основные параметры гидравлических прессов фирмы RUF (Германия)

Основные типы штемпельных прессов с гидравлическим приводом приведены в таблицах 12 и 13.

Таблица 12

Показатель

Пресс ВНИИДРЕВ

Пресса из Италии

Одноканальные

2-канальные

№1

№2

OLD — 101-lp

OLD — 101

OLD — 201

OLD — 201м

OLD — 301

OLD — 401 V60

OLD — 501 V60

Производи­тельность, кг/ч

250- 300

1000- 1500

40-50

50

60-80

120- 150

180 200

400 500

550- 650

Мощность, кВт

31,85

110

5,5

9

12,5

16,5

37,5

52,5

Объем бункера, м3/диам., мм

0,6/

/1200

/1500

/1050

/950

Диаметр бри­кета, мм

70

40-44

60

50

60

70

80

Длина брикета, мм

70

70-250

До 200

60

До200

До 300

Масса, кг

1850

3450

700

750

1000

1200

2000

3800

4200

Габариты, м

2,23х 1.4х 1,5

3,87 х 2,03х 2,04

1,42 х 1,83 х 1,35

1,56х 2,1 х

Ь5

1,79х 2,16х Ь5

1,2х 2,41х 1,5

1,9х 1,48х 3,0

1,8×1,8×2,8

Примечание’, Плотность брикетов в установках ВНИИДРЕВ 800-900 кг/м3, теплотворная спо­собность 4000-4300 ккал/кг, влажность прессуемой массы 8-20 %, в Итальянских прессах влажность до 18 %.

Таблица 13

Показатель

RB-110

RJB-220

RB-330

RB-440

RB-30

Производительность, шт /ч

110

220

330

440

600

Мощность привода, кВт

5,5

И

18,5

30

30

Размеры брикета, мм

Сечение 150×60 и длина 40-110

240×70 дл. 40-110

Масса, кг

2100

2300 | 2700

3000

4900

Минимальное усилие дав­ления, Н/см2 (кг/см2)

14200(1420)

Влажность материала, %

< 15

Габариты, м

1,68×1,5×1,6

1,68×1,8×1,6

3,0×2,1×2,2

К третьей группе относятся пресса непрерывного действия с винто­вым (шнековым) рабочим органом и многопрофильным подогреваемым каналом матрицы. Такие пресса выпускаются как за рубежом так и в на­шей стране.

В прессах третьей группы брикет формируется способом непрерывно­го прессования винтовым рабочим органом {коническим шнеком) в обогре­ваемой матрице (температура нагрева 200-350°Q. Производительность оп­ределяется диаметром матрицы, числом оборотов и шагом витков шнека.

Например, в прессе FG-600 фирмы Ріпі + Kaj (Австрия) сухие опил­ки и стружка через дозирующее устройство поступают в загрузочную во­ронку, и брикет формируется непрерывным способом с помощью винта под высоким давлением и температуре нагрева матрицы 180-200°С. Выхо­дящей из пресса непрерывной лентой брикет разделяется на специальном устройстве на отрезки определенной длины.

Шнек с наконечником, изготовленным из стали повышенной изно­состойкости, имеет средний срок работы 500-800 ч. Диаметр внутреннего отверстия в брикете — 15 лш, диаметр брикета — 62 мм. Размеры прессуе­мых частиц — 1x2x3 лш, расход материала (стружка, мелкая фракция) на 1 тонну брикетов — в соотношении 1:5-5-1:15.

Производительность пресса — 600 кг/чу мощность привода — 45 кВт, Число оборотов винта — 885 мин~ плотность брикета — 1300 кг/м3, влаж­ность прессуемой массы — до 10 теплота сгорания брикетов — 4100-4700 Ккал/кг (17180-19695 кДж/кг), зольность — 0,7 %.

Пресс Novo Bait Р-52 фирмы Vaion — Копе (Финляндия) предна­значен для брикетирования мелких частиц древесины влажностью до 15 %. Содержание коры в древесной массе не должно превышать 30 %. Брикеты прессуют без добавления связующих веществ при удельном давлении 100- 200 МПа (1000-2000 кг/см2), которое создает винтовой конвейер (шнек) при температуре матрицы 300-350 °С. Плотность брикетов 1100-1250 Кг/м3, что обеспечивает их сохранность при хранении и транспортировке. Брикеты сечением 52*52 мм и длиной 250-400 мм легко упаковываются и укладываются на поддоны. Выход полноформатного брикета не более 95 %.

Производительность пресса 300-350 кг/ч мощность привода — 37 кВт; частота вращения винта — 850 Мин1; скорость выхода брикета из пресса — 1,6-3,0 м/мин масса пресса ~ 1270 кг; габариты пресса: 1,6×0,75*1,5 м. Продолжительность работы шнека (до его восстановления или замены) — 40 тонн брикетов.

Японская фирма Takeuchi Machinery выпускает пресс Т-90Е. На этом прессе, по заявлению фирмы, можно брикетировать мелкие древес­ные отходы, кору, шлифовальную пыль, стружку, обрезки фанеры, рисо­вую шелуху, ореховую скорлупу, стебли культурных растений. Топливные брикеты могут изготавливаться и из смеси отходов, при этом смесь необ — ходимо поддерживать в однородном состоянии, а при изменении состава исходного сырья заменять формирующую головку (матрицу). Брикеты, из­готовленные целиком из коры, имеют несколько большую теплоту сгора­ния, чем с древесины.

Отходы предварительно измельчают до фракции не более 6,3 мм и сушат до влажности 8 %. Брикет в прессе формируется винтовым конвейе­ром с высоко-температурным нагревом матрицы, способом непрерывного прессования. Деление на мерные отрезки производится после пресса спе­циальным устройством. Брикеты круглой или квадратной формы с внут­ренним отверстием имеют длину 280 мм. Влажность брикетов 4,53 %, зольность 1,97 %.

Производительность пресса — 5 гит/мин или 300 шт/ч (690 кг/ч); мощность привода — 75 кВт число оборотов винта (шнека) — 450 мин Температура формирующей головки (матрицы) — 250-300 °С; влажность исходной массы — 6^8 % диаметр брикета — 90 мм или сечение 90*90 мм, Длина — 280 мм, масса — 2,3 кг.

По данным фирмы срок работы формирующей головки (матрицы) и винтового конвейера (шнека) составляет 20 дней, после чего их восста­навливают или заменяют новыми.

Известен шнековый пресс фирмы PresToLu Stoker Juel (США) производительность которого 800 кг/ч; мощность привода — 75 кВт; диа­метр брикета 95 мм или 28 мм, плотность брикета — 1070-1100 кг/м3, а также пресс ABC Series 487 (Англия) производительностью 25-50 брике­тов в час (размер брикета 38*71*91 мм).

Основные параметры шнековых прессов, выпускаемых в нашей стране и на Украине, приведены в таблице 14.

К четвертой группе относятся пресса, где древесное сырье уплотня­ется между вращающимися вальцами со специальным углублением, при­дающим форму брикету.

Наиболее широко применяются поршневые (штемпельные) и винто­вые (шнековые) пресса. На рис. 5 и рис. 6 показаны схемы таких прессов.

В штемпельных прессах (рис. 5) материал поступает в камеру 1 и при движении поршня 2 проталкивается в матрицу 4, затем поршень воз­вращается назад и проталкивает следующую порцию материала и так да­лее, пока пространство в матрице полностью не заполнится.

После этого начинается процесс прессования. Давление от поршня передается на исходную массу и происходит выталкивание брикета. Тол­щина брикета в данном случае зависит от объема камеры. По длине мат­ричный канал сужается и за счет этого происходит поперечное уплотне­ние брикетов. Давление прессования зависит от сил сопротивления трения в матричном канале, поэтому оно не является постоянным.

Удельное усилие прессования достигает 1000-1300 кг/см2, число хо­дов поршня 60-90 в минуту.

Таблица 14

Показатель

Пресс

Жукове ко — «

Го завода

Пресса фирмы «Жаско»

Пресс ПКТИ- леспром

ЕВ-350,

Г. Чер­кассы

УБО-1

УБО-2

Производитель­ность, кг/ч

3 т/смену

1500- 3000

500-750

250-300

350-400

Установленная мощность, кВт

42-44

55

58,2

45

64

Число оборотов шнека, мин’1

800

735°

600

Влажность сырья, %

5-8

6-12

5-12

До 10

Сечение брикета, мм

50×50

Диаметр 50

50×50

50×50

Диаметр внутрен­него отверстия, мм

Отверстие имеется

15-19

15-20

Плотность брике­тов, кг/м3

1100-1200

1245

1100-1300

1100

Способ загрузки сырья

Шнековый конвейер

Насыпью

Шнековый конвейер

Масса, кг

1200

2750

1150

2240

1200

Габариты, м

2,3×0,5*1,15

2,85х1,2х 1,72

1,45×1,45×1,7

4,1хЗ,2х 1,46

1,7х1,8х

1,7

Крупность частиц, лш

До 8

До 5

До 8

Состав установки:

Пресс, бункер питатель, дозатор

Пресс, загрузочная воронка

Пресс, сорти­ровщик, бункер питатель доза­тор, вытяжка с Делителем

Пресс

Примечание; Пресс 3-канальный с указанным числом оборотов вала двигателя.

Брикетирующие установки и их основные характеристики

Брикетирующие установки и их основные характеристики

І

Г /

————-

X

XX

О


Матрица


Поверхность брикетов под влиянием температуры покрывается бле­стящей глянцевой коркой.

Вследствие разности температуры по сечению брикета, в брикете на выходе из пресса появляются внутренние напряжения, а так как ограниче­ний пространства, в котором находился брикет, больше нет, то происхо­дит быстрое упругое расширение горячего брикета, что приводит к появ­лению глубоких трещин.

Для получения прочного брикета штемпельные пресса, кроме водя­ного охлаждения, оснащаются специальными охладительными желобами. Охлаждение брикетов при продвижении по желобу приводит к снятию внутренних напряжений, а механическая прочность брикета при этом уве­личивается.

Брикетирующие установки и их основные характеристики

Загрузка

Бримт

Шнек

Рис. 6. Пресс шнековый: 1 — загрузочное окно; 2 — ворошитель; 3 — камера; 4 -________

Цилиндрический; 5 — шнек конический; 6 — канал матрицы; 7 — коническая втулка;

8 — втулка; 9 — нагревательные элементы; 10 — термопара

ЬХ^г*

По мере заполнения камеры 3 шнек 4 подает исходную сухую смесь в коническую часть канала матрицы, где происходит ее прессование, и вы­давливание в цилиндрическую часть канала. Усилия от прессующего 5

В шнековых прессах (рис. 6) исходная смесь проходит в загрузоч­ном окне 1 через ворошитель 2 и ссыпается в камеру 5. В камере 3 распо­ложен вращающийся подающий шнек 4 цилиндрической формы. К этому Шнеку, соосно, примыкает конический прессующий шнек 5, свободный ко­нец которого входит в канал матрицы. Рабочий канал матрицы 6 состоит из конической части (втулки) 7 (на входе), плавно переходящей в цилинд­рическую или квадратную (две втулки) часть 8 (на выходе).

Шнека действуют в осевом направлении (горизонтальная плоскость) и в вертикальной плоскости. Эти усилия уплотняют смесь по всему сечению. Коническое исполнение хвостовика прессующего шнека также способст­вует повышению плотности брикета. В некоторых моделях прессов хво­стовик цилиндрического исполнения, что приводит к снижению качества брикетов. Величину конусности шнека и втулки выбирают с учетом ко­эффициента трения древесины по металлу. Оптимальный угол конуса на­ходится в пределах 6-12°.

В конической части канала матрицы происходит формирование плотности брикета. Давление достигает 1500-2100 кг/см2. На коническую поверхность втулки 7 канала матрицы действуют большие усилия, вслед­ствие чего возникают силы сопротивления в виде сил трения. Для умень­шения сил трения канал матрицы находится в постоянно нагретом состоя­нии. Образование брикета и перемещение его по матричному каналу свя­зано со значительными тепловыделениями. Брикеты на выходе из матри­цы имеют температуру 80-90 °С.

Температура нагрева матрицы устанавливается для каждого режима прессования, который зависит от породы древесины, крупности и влажно­сти частиц, наличия коры и пр. Величина этой температуры находится в пределах 200-350 °С. Поэтому наружная поверхность брикета приобретает блестящий коричневый цвет. На поверхности образуется защитный гидро­фобный слой (поверхность обуглена). Науглероженный (обугленный) слой является своего рода смазкой и способствует более легкому проталкива­нию брикета внутри матрицы.

Под действием высокого давления и температуры в камере прессо­вания выделяются газы (испаряется часть влаги, происходит выделение лигнина и пр.). Выделяемые газы удаляют с помощью вытяжки.

Из матрицы брикет выходит непрерывной лентой и поступает на де­лительное устройство, где формируется длина брикета. Если в технологии предусмотрена распиловка и обрезка торцов брикетов, то лента может иметь длину до 1200 мм.

Полученные брикеты или ленты складируют для остывания ряд че­рез ряд на 2 часа. Затем брикеты расфасовывают в отдельные пакеты ве­сом 6-8 кг и отправляют на склад (ленты предварительно подаются к тор­цовочному станку, где их распиливают на мерные отрезки).

Прочность брикета зависит от влажности и крупности частиц, температуры материала и Матрицы, усилия прессования, интенсивности подачи исходной смеси в камеру пресса, величины конусности канала мат­рицы и прессующего шнека.

Производительность шнекового пресса может быть рассчитана по формуле:

Tf = 15 ;r D2 Kk T N Y Y/ кг/ч (И)

Где, D — диаметр конусного шнека в большем основании, мм; Кк — коэффициент конусности шнека, равен 0,60-0,65; П — число оборотов шнека, мин’1; T шаг витков шнека, мм;

У — удельный вес прессуемого материала, т/м39 для древесных сухих

Опилок, 7 ~ 0,16-0,18; ¥ — коэффициент наполнения межвитковых впадин шнека (обьем про­странства между шнеком и конусной втулкой матрицы в которой находится шнек).

*=V0/V, m, (12)

V9M — объем конусной втулки, см3

V, m = l-nLRt+Rx-R1+Rl (13)

Rj; R2 радиусы, соответственно большого и малого основания ко­нусной втулки, см; L длина втулки, см; Ушн — объем шнека, см3.

(14)

Fit г2 — радиус, соответственно большого и малого основания конуса шнека;

Z — количество витков на шнеке, Z = L/T. Среднее значение объема одного витка

VmmKa=B-S = B^R2-r2) (15)

В — толщина витка, обычно равна 0,8-1,0 см; Ry Г- внешний и внутренний радиус витка, мм, обычно разница ра­

Диусов составляет 1,0-1,3 см; У0 — объем пространства, занимаемого опилками, см3.

TOC o "1-3" h z Уо = У, т-Уш* (16)

Определим производительность шнекового пресса на примере для следующих условий:

Число оборотов шнека, мин1 — 600

Шаг витков, см — 4,0

Толщина витка, см — 1,0

Высота витка, см — 1,3

Длина втулки и шнека, см — 23,5

Диаметр большого основания конусной втулки, см — 9,7

Диаметр меньшего основания конусной втулки, см — 6,7

Диаметр конусного шнека: у большего основания, см — 7,8

У меньшего основания, см — 5,0

1. Объем конусной втулки равен:

Km = 1/3-3,14-23,5-(4,852 + 4,85• 3,3+ 3,32)= 1239,58 см3.

2. Объем шнека (формула 14) составит:

Ушн = 1/3 • 3,14 • 23,5 • (з,92 + 3,9 • 2,5 + 2,52)+1,0 • 3,14 • (4,22 — 3,22 )= 883,44 см3.

3. Объем свободного пространства, которое занимают опилки в паре шнек — втулка, см3

Уо = уш — Уш„ = 1239,58 — 883,44 = 356,14

4. Коэффициент заполнения шнекового пространства:

* = Уо/Увт = 356,14/1239,58 = 0,287

5. Производительность пресса будет равна (формула 11):

П = 15-3,14-0,0932 0,64 0,04-600 05287 (0,16-0Д8)-103 =

= 286-324 кг/ч.

Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

Оставить отзыв