Hva er en biomassepelletsmaskin? Arbeidsprinsipp, dysetyper og utdata
Hva en biomassepelletsmaskin faktisk gjør
En biomassepelletsmaskin er en mekanisk presse som konverterer løs organisk rest - sagflis, høvelspon, bark, halm, risskal, peanøttskall, maiskolber, bomullsstilk - til tette sylindriske pellets. Kommersielle brenselpellets produseres i to standarddiametre, 6 mm og 8 mm, og det ferdige produktet er et fritt-flytende fast brensel som kan lagres i siloer, pakkes eller transporteres med skruetransportør uten segregering.
Fortettingen er en fysisk prosess, ikke en kjemisk. Under dysetrykk mykner det naturlige ligninet i råmaterialet, flyter mellom partiklene og gjen-stivner ved avkjøling, og binder pelleten uten tilsatt lim. Valg av råstoff, partikkelstørrelse og fuktighetskontroll betyr derfor mer enn noe tilsetningsstoff.
Arbeidsprinsipp og kompresjonsforhold
Malt materiale mates inn i pressekammeret ved hjelp av tyngdekraften eller med en tvungen mater. Ruller ruller over dysen og klemmer materialet inn i koniske hull. Hvert hull fungerer som en liten ekstruderingsdyse: veggfriksjon varmer opp materialet og bygger bak-trykket som gir pelleten dens overflatehardhet. Den kontrollerende geometriske verdien er kompresjonsforholdet, uttrykt som effektiv hulllengde delt på hulldiameter. Sagflis av bartre presses normalt i forholdet 1:5 til 1:6, mens løvtre og rester med høy-tetthet trenger 1:7 til 1:8. Et forhold som er for lavt gir myke, støvete pellets; et forhold som er for høyt øker dysetemperaturen og motorbelastningen uten å forbedre holdbarheten.
| Parameter | Typisk rekkevidde |
|---|---|
| Pellets diameter | 6 mm eller 8 mm |
| Dysehulls kompresjonsforhold | 1:5 til 1:8 |
| Råstofffuktighet ved dysen | 12 % til 15 % |
| Jordpartikkelstørrelse | 3 mm til 5 mm |
| Pellets lengde | 10 mm til 40 mm |
| Pellets bulkdensitet | 600 kg/m3 til 750 kg/m3 |
| Hovedmotorkraft | 15 kW til 160 kW |
| Linjeutgang | 0,1 t/t til 3 t/t |
Konfigurasjoner av ringform og flat dyse
To pressegeometrier dominerer markedet. I en ringdysemaskin er dysen en vertikal sylinder og rullene er montert inne i den, eller utenfor den i de større størrelsene; dyseaksen er horisontal og materialet kastes utover av sentrifugalkraften. Ringdysemaskiner dominerer ytelser over omtrent 700 kg/t fordi det store dyseområdet sprer belastning, trykkfordelingen er jevn, og dysen kan erstattes som et enkelt skall.
En flat dysemaskin bruker en horisontal dyseplate med to eller tre ruller som kjører på toppen av den. Fordelene er en kort materialbane, enkel observasjon av pressekammeret, lavt startmoment og lav pris ved liten kapasitet; dens grenser er et mindre åpent dyseareal, høyere enhetsbelastning på dysen og en tendens til ujevn slitasje. For produksjon i gårds- og verkstedskala under ca. 500 kg/t er flatpressen vanligvis det praktiske valget.
Råstoffforberedelse før pelletisering
Tre variabler avgjør om en pelletsmaskin fungerer som vurdert. Den første er fuktighet: materiale over ca. 18 % vil ikke nå pressetemperaturen og presses ganske enkelt ut som grøt, så det må tørkes til 12 % til 15 % ved ovn-tørrreferanse. Fuktighetsinnholdet bestemmes av ovnsmetoden beskrevet i ISO 18134-3. Den andre er partikkelstørrelse, normalt 3 mm til 5 mm oppnådd med en hammermøllesikt; overdimensjonert sponbro i materen, mens støv under 1 mm glir forbi valsene. Den tredje er forurensning - sand, steiner og metall øker askeinnholdet og ødelegger matrisens levetid, så magnetisk separasjon og, der det er relevant, en destoner er en del av linjen i stedet for ekstrautstyr.
Pelletskvalitetsgrenser definert av EN ISO 17225-2
Pelletskvalitet er ikke en meningssak; det er en gradert spesifikasjon. EN ISO 17225-2 tilordner trepellets til klassene A1, A2, B og I1 til I3 for industriell bruk, og en maskin er bare så god som karakteren den kan holde konsekvent. De viktigste grensene er oppført nedenfor.
| Eiendom | A1 karaktergrense |
|---|---|
| Fuktighetsinnhold | ikke mer enn 10 % |
| Askeinnhold | ikke mer enn 0,7 % |
| Netto brennverdi | ikke mindre enn 16,5 MJ/kg |
| Bulk tetthet | ikke mindre enn 600 kg/m3 |
| Diameter | 6 mm eller 8 mm, begge med oppgitt toleranse |
| Mekanisk holdbarhet | ikke mindre enn 97,5 % |
Mekanisk holdbarhet er målt til ISO 17831-1, og det er det enkelttallet som mest pålitelig gjenspeiler formens tilstand, kompresjonsforhold og råstofffuktighet. En mølle som produserer 6 mm pellets like over holdbarhetsgulvet vil normalt produsere mindre finstoff ved håndtering enn en som kjører en for lang dyse ved høy temperatur.
Slitasjedeler og driftsøkonomi
Dysen og rullene er forbruksvarer. Et godt-tilpasset formsett i en trelinje kjører vanligvis 800 til 1500 timer før det slipes på nytt eller skiftes ut, og rulleskall flere ganger det intervallet. Kostnaden per tonn pellets domineres av strøm-, matris- og valseforbruk, ikke av innkjøpspris. To praktiske regler holder denne kostnaden nede: Hold råstoffets fuktighet stabil, fordi hver fuktighetsutflukt koster varme og kapasitet, og kontroller slitasjen på dysehullet med en pluggmåler i stedet for med øyet, siden et slitt hull bare viser seg som fallende pellets hardhet lenge før det er synlig.
Ofte stilte spørsmål
Q:Trenger pelletisering et bindemiddel som stivelse eller melasse?
Svar: Nei. Lignin i tre og halm mykner ved omtrent 70 til 110 C under trykk og fungerer som det naturlige bindemiddelet, så det er ikke nødvendig med tilsetningsstoffer for trepellets. Bindemidler vurderes kun for svært lavt-ligninmateriale, slik som enkelte gress, og de endrer asken og brennverdien til drivstoffet.
Q:Hva skjer hvis råstoffet er for vått?
A: Materiale over 18 % fuktighet kan ikke nå pressetemperaturen, så det ekstruderes som en myk, sprukket tråd og pelleten faller utenfor holdbarhetskravet i EN ISO 17225-2. Linjen må tørke materialet til 12 % til 15 % før pressen, og derfor er en tørketrommel en del av prosessen i stedet for et eget alternativ.
Q:Er en 6 mm pellet bedre enn en 8 mm pellet?
A: Begge er anerkjente drivstoffdiametre. 6 mm pellet passer til små ovner og tette boligbrennere og er mer følsom for finstoff; 8 mm pellet har et lavere overflate-til-volumforhold, pakker seg bedre i bulk og foretrekkes i store industrielle kjeler og bulktransport.
Q:Hvor mye strøm trekker en pelletsmaskin per tonn?
A: Selve pressen trekker i størrelsesorden 30 til 60 kWh per tonn ferdig pellet avhengig av råstoffets hardhet, dyseforhold og fuktighet, og en komplett linje med knuser, tørketrommel, kjøler og transportører trekker betydelig mer. Metalldetektoren i matebanen er ikke tilbehør; et enkelt stålfragment kan koste en die.
Q:Hvor ofte må dysen skiftes eller slipes om?
A: Typisk levetid for en trevirkende dyse er 800 til 1500 timer. Spor dysehulldiametre og pellets holdbarhet sammen; når holdbarheten faller og hulldiameteren har vokst utover toleranse, slipes formen for å gjenopprette kompresjonsforholdet eller erstattes direkte.
