ما هي آلة بيليه الكتلة الحيوية؟ مبدأ العمل وأنواع القوالب وبيانات الإخراج

ما الذي تفعله آلة بيليه الكتلة الحيوية في الواقع؟

آلة حبيبات الكتلة الحيوية عبارة عن مكبس ميكانيكي يحول البقايا العضوية السائبة - نشارة الخشب، ونشارة الخشب، واللحاء، والقش، وقشر الأرز، وقشور الفول السوداني، وكوز الذرة، وساق القطن - إلى كريات أسطوانية كثيفة. يتم إنتاج كريات الوقود التجارية بقطرين قياسيين، 6 مم و8 مم، والمنتج النهائي عبارة عن وقود صلب يتدفق بحرية- ويمكن تخزينه في صوامع أو تعبئته في أكياس أو نقله بواسطة ناقل لولبي دون فصل.

التكثيف هو عملية فيزيائية وليست كيميائية. تحت ضغط القالب، يلين اللجنين الطبيعي الموجود في مادة التغذية، ويتدفق بين الجزيئات ويعاد تجميده-عند التبريد، ويربط الحبيبة بدون أي مادة لاصقة إضافية. ولذلك فإن اختيار المواد الأولية وحجم الجسيمات والتحكم في الرطوبة أمر أكثر أهمية من أي مادة مضافة.

مبدأ العمل ونسبة الضغط

يتم تغذية المواد الأرضية عن طريق الجاذبية أو عن طريق وحدة التغذية القسرية إلى غرفة الضغط. تتدحرج الأسطوانات فوق القالب وتضغط المادة في فتحات مدببة. تعمل كل فتحة كقالب بثق صغير: يؤدي احتكاك الجدار إلى تسخين المادة وبناء الضغط الخلفي- الذي يمنح الحبيبة صلابة سطحها. القيمة الهندسية المتحكمة هي نسبة الضغط، معبرًا عنها بطول الثقب الفعال مقسومًا على قطر الثقب. يتم عادة ضغط نشارة الخشب اللين بنسبة حوالي 1:5 إلى 1:6، بينما يحتاج الخشب الصلب والبقايا ذات الكثافة العالية- إلى نسبة 1:7 إلى 1:8. النسبة المنخفضة جدًا تنتج حبيبات ناعمة ومغبرة؛ تؤدي النسبة المرتفعة جدًا إلى رفع درجة حرارة القالب وحمل المحرك دون تحسين المتانة.

تكوينات القالب الحلقي والقالب المسطح

يهيمن اثنان من هندسة الصحافة على السوق. في آلة القالب الحلقي يكون القالب عبارة عن أسطوانة عمودية ويتم تركيب البكرات داخلها أو خارجها بأحجام أكبر؛ محور القالب أفقي ويتم طرح المواد للخارج بواسطة قوة الطرد المركزي. تهيمن آلات القالب الحلقي على المخرجات التي تزيد عن 700 كجم/ساعة تقريبًا نظرًا لأن مساحة القالب الكبيرة تنشر الحمل، ويكون توزيع الضغط متساويًا، ويمكن استبدال القالب كغلاف واحد.

تستخدم آلة القالب المسطح لوحة القالب الأفقية مع بكرتين أو ثلاث بكرات تعمل فوقها. مميزاتها هي مسار المواد القصير، سهولة مراقبة غرفة الضغط، عزم الدوران المنخفض والتكلفة المنخفضة عند السعة الصغيرة؛ حدوده هي مساحة أصغر للقالب المفتوح، وحمل وحدة أعلى على القالب، والميل إلى التآكل بشكل غير متساو. بالنسبة للإنتاج على نطاق المزرعة وورش العمل أقل من حوالي 500 كجم/ساعة، فإن آلة الضغط المسطحة عادة ما تكون الاختيار العملي.

تحضير المواد الأولية قبل التكوير

هناك ثلاثة متغيرات تقرر ما إذا كانت آلة الحبيبات تعمل حسب التصنيف. الأول هو الرطوبة: المواد التي تزيد عن 18% تقريبًا لن تصل إلى درجة حرارة الضغط ويتم ضغطها ببساطة على شكل هريسة، لذلك يجب تجفيفها إلى 12% إلى 15% بواسطة الفرن-المرجع الجاف. يتم تحديد محتوى الرطوبة بطريقة الفرن الموضحة في ISO 18134-3. والثاني هو حجم الجسيمات، وعادة ما يكون من 3 مم إلى 5 مم ويتم الحصول عليه باستخدام شاشة مطحنة المطرقة؛ تستقر الرقائق كبيرة الحجم في وحدة التغذية، بينما ينزلق الغبار الذي يقل حجمه عن 1 مم عبر الأسطوانات. والثالث هو التلوث - فالرمال والحجارة والمعادن ترفع محتوى الرماد وتدمر حياة القالب، لذا فإن الفصل المغناطيسي، وحيثما كان ذلك مناسبًا، أداة إزالة الحجارة هي جزء من الخط بدلاً من الإضافات الاختيارية.

حدود جودة الحبيبات المحددة بواسطة EN ISO 17225-2

جودة الحبيبات ليست مسألة رأي؛ إنها مواصفات متدرجة. يخصص معيار EN ISO 17225-2 الكريات الخشبية للدرجات A1 ​​وA2 وB وI1 إلى I3 للاستخدام الصناعي، وتكون الآلة جيدة بقدر الدرجة التي يمكنها الاحتفاظ بها بشكل ثابت. الحدود الرئيسية مذكورة أدناه.

يتم قياس المتانة الميكانيكية وفقًا للمعيار ISO 17831-1، وهو الرقم الفردي الذي يعكس بشكل أكثر موثوقية حالة القالب ونسبة الضغط ورطوبة المواد الخام. إن المطحنة التي تنتج كريات بحجم 6 مم فوق أرضية المتانة مباشرةً ستنتج عادةً غرامات أقل في التعامل من تلك التي تعمل بقالب طويل جدًا عند درجة حرارة عالية.

ارتداء الأجزاء واقتصاد التشغيل

القالب والبكرات من المواد الاستهلاكية. عادةً ما يتم تشغيل مجموعة القوالب المتطابقة جيدًا-في خط خشبي من 800 إلى 1500 ساعة قبل إعادة طحنها أو استبدالها، كما يتم تشغيل الأغلفة الدوارة عدة مرات خلال تلك الفترة. تعتمد تكلفة طن الكريات على استهلاك الكهرباء والقوالب والبكرات، وليس على سعر الشراء. هناك قاعدتان عمليتان تحافظان على انخفاض هذه التكلفة: الحفاظ على استقرار رطوبة المواد الخام، لأن كل رحلة رطوبة تكلف الحرارة والسعة، والتحقق من تآكل ثقب القالب باستخدام مقياس التوصيل بدلاً من العين، نظرًا لأن الثقب البالي يظهر فقط على شكل صلابة الحبيبات المتساقطة قبل فترة طويلة من ظهورها.

الأسئلة المتداولة

Q:هل يحتاج التكوير إلى مادة رابطة مثل النشا أو دبس السكر؟
ج: لا، يلين اللجنين الموجود في الخشب والقش عند درجة حرارة 70 إلى 110 مئوية تقريبًا تحت الضغط ويعمل بمثابة رابط طبيعي، لذلك لا توجد حاجة لأي مادة مضافة لكريات الخشب. يتم التعامل مع المواد الرابطة فقط لمواد اللجنين المنخفضة جدًا- مثل بعض الأعشاب، كما أنها تغير الرماد والقيمة الحرارية للوقود.

Q:ماذا يحدث إذا كانت المادة الخام رطبة جدًا؟
ج: لا يمكن للمواد التي تزيد نسبة الرطوبة فيها عن 18% أن تصل إلى درجة حرارة الضغط، لذا فهي تنبثق على شكل حبلا ناعم ومتشقق وتقع الحبيبات خارج متطلبات المتانة المنصوص عليها في EN ISO 17225-2. يجب أن يجفف الخط المادة إلى 12% إلى 15% قبل الضغط، ولهذا السبب يكون المجفف جزءًا من العملية وليس خيارًا منفصلاً.

Q:هل الحبيبة 6 ملم أفضل من الحبيبة 8 ملم؟
ج: كلاهما معروف بأقطار الوقود. الكرية 6 ملم تناسب المواقد الصغيرة والشعلات السكنية الكثيفة وهي أكثر حساسية للغرامات؛ تحتوي الحبيبات مقاس 8 مم على نسبة سطح أقل -إلى-حجم، ويتم تعبئتها بشكل أفضل بكميات كبيرة ويفضل استخدامها في الغلايات الصناعية الكبيرة ووسائل نقل البضائع السائبة.

Q:ما مقدار الطاقة التي تسحبها آلة الحبيبات للطن الواحد؟
ج: تسحب المكبس نفسه ما يتراوح بين 30 إلى 60 كيلو وات في الساعة لكل طن من الحبيبات الجاهزة اعتمادًا على صلابة المادة الخام ونسبة القالب والرطوبة، كما أن الخط الكامل الذي يشمل الكسارة والمجفف والمبرد والناقلات يسحب أكثر بكثير. جهاز الكشف عن المعادن الموجود في مسار التغذية ليس ملحقًا؛ قطعة فولاذية واحدة يمكن أن تكلف يموت.

Q:كم مرة يجب استبدال القالب أو إعادة طحنه؟
ج: عمر الخدمة النموذجي لقالب الخدمة الخشبية هو 800 إلى 1500 ساعة. تتبع أقطار فتحة القالب ومتانة الحبيبات معًا؛ عندما تنخفض المتانة ويزداد قطر الثقب إلى ما هو أبعد من التسامح، يتم إعادة طحن القالب لاستعادة نسبة الضغط أو استبداله على الفور.