Лінія для виробництва гранул з біомаси

Реферат: UA 113063 U UA 113063 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить в першу чергу до переробного, сільськогосподарського, лісотехнічного виробництва та машинобудування. Вона може бути використана в переробній, текстильній, харчовій, комунальної, комбікормовій і біоенергетичній сферах агропромислового виробництва та деревообробній промисловості, а також при утилізації органічних відходів сільського й комунального господарства. Відомий пристрій для гранулювання, котрий складається з корпусу із встановленими в ньому плоскою матрицею з фільєрними отворами, яка обертається на вертикальному валу, не менш, ніж двома, пресувальними роликами, кожен з яких має можливість обертання на нерухомій відносно корпусу осі, й приєднаного до корпусу ножа для відрізання гранул (Древо и топливные гранулы: справочник. - СПб.: Лесопромышленная конфедерация Северо-Запада России, 2005. - С. 37). Недоліками даного пристрою для пресування є недостатня якість гранул, що обумовлена невідповідністю параметрів плоскої матриці, пресувального ролика та фільєрних отворів. Це вимагає встановлення більш інтенсивного температурного режиму пресування біомаси (при 100 °C і вище), який призводить до незворотних змін якості сировини. Крім цього в даному пристрої для гранулювання відсутні відповідні системи охолодження гранульованої маси та її розділення на високоякісні гранули та пил. Комплектація ж пристрою для гранулювання додатковими пристроями для здійснення охолодження, кондиціювання і сепарації призводить до виникнення перехідних процесів при використанні такої лінії для виробництва гранул, що негативно впливає на кінцеву стабільність показників якості пресованої рослинної біомаси в біопаливі. Найбільш близькою за своєю технічною суттю до лінії виробництва біопалива і гранулювання, що пропонується, є лінія для виробництва гранул, що включає живильний бункер з системою подачі сировини, пристрій для пресування та формування, гранулятор, котрий складається з корпусу із встановленими в ньому матрицею з фільєрними отворами, ніж для відрізання гранул, а також обладнання для сушіння, охолодження гранульованої маси та відділення гранул від пилу (Патент України № 35096 Кл. B01J 2/20. Лінія для виробництва гранул з біомаси, опубл. 2008. - прототип) Недоліками даної лінії для виробництва гранул є використання кільцевої матриці, що призводить до нагріву біомаси при пресуванні до 100 °C і вище, а також послідовне проведення процесів охолодження гранульованої маси та її розділення на гранули й пил. Останній недолік спричинює додаткові коливання теплового режиму й збільшує механічне ушкодження гранул, знижуючи їх показники якості та цільності. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення лінії для виробництва біопалива, гранул з біомаси шляхом введення нових технологічних обмежень, обґрунтування раціональних режимних і конструктивних параметрів при розширенні сировинної бази в сферах виробництва й застосування біопалива, гранул, у комплексній взаємодії суттєвих ознак нової технологічної лінії. Поставлена задача вирішується тим, що в лінії для виробництва гранул з біомаси, що включає живильний бункер з системою подачі сировини, пристрій для пресування та формування, гранулятор, котрий складається з корпусу із встановленою в ньому матрицею з фільєрними отворами, ніж для відрізання гранул, а також обладнання для сушіння, охолодження гранульованої маси та відділення гранул від пилу, в грануляторі встановлено динамічний шнек-гвинт, який обертається, а діаметр матриці складає DM=(10-15)d, де d діаметр фільєрного отвору матриці; при цьому до корпусу гранулятора приєднано сушарку, охолоджувач-сепаратор, який являє собою закритий короб теплоізольований з системою кондиціонування повітря, в якому під кутом =5-15° до горизонталі встановлено коливальну динамічну решітку, що коливається з частотою 60-90 коливань за хвилину; окрім того об'єм закритого короба складає Voc=(80-85)Vrp, де Vrp - об'єм над матричного простору у закритому коробі, а діаметри отворів коливальної динамічної решітки становить Doc=(0,5-0,6)d, крім того закритий короб сушарки, охолоджувача-сепаратора додатково має систему подачі під тиском повітря та відводу відділеного від гранул пилу до живильного бункера. За певних конструктивних й режимних параметрів і умов роботи пристрій для формування, гранулювання з матрицею дає більш однорідну структуру палива, ніж із кільцевою. Зокрема те, що в пристрої для гранулювання діаметр плоскої матриці має визначене співвідношення з діаметрами пресувального шнека-гвинта та фільєрного отвору і складає DM=(10…15)d, дозволяє ефективно здійснити переробку біомаси при вологості 10±2 % з обмеженням максимального термічного впливу на біологічну сировину на температурному рівні не вище +60 °C. При збільшенні діаметра пресувального шнека-гвинта відбувається швидке зростання зони активного контакту і, як наслідок, питомих енергетичних витрат. Водночас, за межами 1 UA 113063 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 раціонального використання шнека-гвинта, виявлено підвищену неоднорідність структури біопалива гранул. Це супроводжується за умови, коли d=DM/(10…15). Якщо ж d >DM/15, енергомісткість пресування істотно зростає, а при d