urządzenia do produkcji paliwa z biomasy

background image

www.polskiinstalator.com.pl

Polski Instalator 7-8/2007

2

ENERGIE ODNAWIALNE

Na u¿ytek domowy i do produkcji masowej

Urz¹dzenia do produkcji paliwa
z biomasy

Uprawy roœlin energetycznych i pozyski-
wanie z nich biomasy to dopiero pierw-
szy etap produkcji biopaliw. Uzyskanie
pe³nowartoœciowego, przystosowanego
do spalania w kot³ach wsadu paliwowe-
go wymaga wielu dodatkowych procesów
jak: suszenie, zrêbkowanie, brykietowa-
nie, itp. W artykule omówiono maszyny
i technologie do produkcji biopaliw,
z uwagi na du¿¹ iloœæ rozwi¹zañ i typo-
szeregów urz¹dzeñ zakres materia³u
ograniczono do zastosowañ typowych
w gospodarstwach rolnych lub ma³ych
zak³adach produkcyjnych.

Zrêbkowanie

Zrêbki, to drobne kawa³ki drewna o d³u-
goœci 1-3 cm uzyskane w procesie mecha-
nicznego rozdrabniania. Po wysuszeniu
mog¹ byæ stosowane jako gotowe paliwo
lub jako surowiec wyjœciowy do produkcji
brykietów i pelletów.
Zrêbki mo¿na uzyskiwaæ z upraw roœlin
energetycznych, upraw leœnych, a tak¿e
ga³êzi i drzew usuwanych w procesach
przeœwietleñ w parkach, wiatro³omów,
etc. Du¿a iloœæ zrêbków wytwarzana jest
w przemyœle tartacznym.
Do produkcji zrêbków s³u¿¹ maszyny
zwane rêbakami, m³ynami lub kru-
szarkami. Rêbaki na potrzeby gospo-
darstw rolnych czy zak³adów zieleni
miejskiej wytwarzane s¹ jako stacjonarne
i mobilne. Urz¹dzenia stacjonarne maj¹
najczêœciej napêd elektryczny, mobilne –
silnik spalinowy.

Rêbaki produkowane s¹ w szerokim za-
kresie wydajnoœci, od ma³ych urz¹dzeñ
ogrodowych wytwarzaj¹cych do 1 m

3

/h

zrêbek i rozdrabniaj¹cych tylko niewiel-
kie ga³êzie o maksymalnej œrednicy
7 cm, poprzez bardziej profesjonalne
jednostki o wydajnoœci 2-10 m

3

/h po

urz¹dzenia przemys³owe zdolne roz-
drabniaæ nawet ca³e drzewa. Sercem rê-

baka jest szybkoobrotowa tarcza tn¹ca
wyposa¿ona w szereg ostrzy. Zrêbkowa-
ny materia³ podawany jest do leja zasy-
powego, na koñcu którego znajduj¹ siê

walce wci¹gaj¹ce. Wci¹gniête ga³êzie
przechodz¹ do tarczy, gdzie nastêpuje
ich rozdrabnianie. Ukszta³towanie tar-
czy zapewnia jednoczeœnie wyrzut zrê-

Ró¿ne biopaliwa, a wiêc ró¿ne sposoby przygotowania biomasy

Materia³em wyjœciowym do produkcji biopaliw mo¿e byæ:

- s³oma pozyskana z roœlin energetycznych;

- ga³êzie drzew i krzewów, odpady leœne;

- trociny i wióry z produkcji tartacznej, trociny z przemys³u meblarskiego;

- biomasa z upraw rolnych, itp.

Biomasa bezpoœrednio po zbiorach roœlin energetycznych nie nadaje siê najczêœciej do u¿ycia i wymaga obni-

¿enia wilgotnoœci. Zapobiega to gniciu i wyd³u¿a okres przechowywania biomasy, zwiêksza te¿ jej wartoœæ ener-

getyczn¹. Suszenie biomasy mo¿na prowadziæ w miejscu zbioru np. poprzez ustawienie jej w stosy (wierzba

energetyczna, miskanty) lub w specjalnych urz¹dzeniach (suszarnie bêbnowe, taœmowe, fluidalne). Drugie roz-

wi¹zanie stosowane jest dla materia³u wstêpnie rozdrobnionego w procesie zrêbkowania.

S³omê zbo¿ow¹ zaleca siê przetrzymaæ na polu przez okres 0,5-1,0 roku. W tym czasie zostaje ona poddana
wp³ywom warunków atmosferycznych (wielokrotne mokniêcie i suszenie), dziêki czemu wyp³ukuj¹ siê z niej po-

zosta³oœci z nawozów i œrodków ochrony roœlin. Uzyskany materia³ (tzw. s³oma szara) ma du¿¹ wartoœæ energe-

tyczn¹ i mniejsz¹ zawartoœæ popio³u.

S³oma z rzepaku nie powinna byæ stosowana do brykietowania, brykiety takie s¹ nietrwa³e, ³atwo talarkuj¹
na drobne kr¹¿ki. Mo¿na natomiast stosowaæ s³omê rzepakow¹ jako domieszki (25-30%) do s³omy ze zbó¿.

Biomasa z kolei na pellety musi byæ bardzo rozdrobniona, wielkoœæ zrêbka nie powinna przekraczaæ 3 mm.
Musi byæ te¿ pozbawiona zanieczyszczeñ z piasku, py³u drzewnego, ziemi, metalu itp. Wszystkie te zanieczysz-

czenia wp³ywaj¹ na zapychanie siê otworów w matrycy. Generalnie najlepiej nadaj¹ siê na pellety wióry z za-

k³adów meblarskich, s¹ one zwykle niskiej wilgotnoœci i wysokiej czystoœci. Na zachodzie osi¹gaj¹ wysokie ce-

ny w handlu. Proces pelletyzacji powoduje znaczne zagêszczenie materia³u, do wyprodukowania 1 m

3

pelletów

potrzeba œrednio 6 m

3

wiórów.

Ogrodowy rêbak do ga³êzi o œrednicy do 45 mm
dostêpny w wersji jedno lub trójfazowej

F

ot. B

GU Maschinen

Rêbak mobilny

F

ot. T

eknamotor

Rêbak
wykorzystuj
¹cy napêd
traktora,
idealny do
pracy
w lesie

F

o

t. Junkkari

Alfred Adamczewski

background image

bek na zasadzie wiatraka. W ma³ych
urz¹dzeniach wyrzutnia jest workowana,
w du¿ych – skierowana do podstawione-
go wózka.

M³yny i kruszarki znajduj¹ zastosowanie
w przypadku koniecznoœci wtórnego roz-
drobnienia zrêbek do wielkoœci wymaga-
nej w procesie pelletyzacji. Stosowane s¹
tutaj dwie technologie:
- m³yny m³otkowe,
- m³yny no¿owe, zwane te¿ skrawarkami

lub wiórkarkami no¿owymi.

M³yny m³otkowe dzia³aj¹ na zasadzie
mechanicznego rozbijania zrêbek na
mniejsze wióry. Wymagaj¹ materia³u
o stosunkowo ma³ej wilgotnoœci, du¿a bo-
wiem powoduje zapychanie sit. Rozdrob-
niony materia³ ma frakcje 3-9 mm. Stru-
garki pozwalaj¹ na rozdrabnianie tak¿e
mokrych zrêbek, uzyskana frakcja jest
mniejsza i nie przekracza 3 mm. General-
nie oba rodzaje urz¹dzeñ maj¹ zastosowa-
nie przemys³owe.

Brykietowanie

Brykiety, to sprasowane kawa³ki biomasy
w kszta³cie walca o œrednicy od kilku do
kilkunastu cm i d³ugoœci do 30 cm, rza-
dziej spotyka siê brykiety o przekroju
wielok¹tnym lub brykiety pierœcieniowe
(puste w œrodku).
Maszyny do brykietowania mo¿na ogól-
nie podzieliæ na: t³okowe, œlimakowe, hy-
drauliczne.

Brykieciarki t³okowe

Dzia³aj¹ na zasadzie pulsacyjnej, wytwa-
rzaj¹c brykiety w formie ci¹g³ego walca.
D³ugoœæ brykietu daje siê dowolnie re-
gulowaæ przez ustawienie dodatkowych
elementów tn¹cych. Brykieciarka t³oko-
wa ma charakterystyczn¹ budowê; silnik
napêdza tutaj potê¿ne ko³o zamachowe,
którego obrót stanowi jednoczeœnie na-
pêd mimoœrodu z zamocowanym t³o-
kiem. Rozdrobniony materia³ podawany
jest w pierwszej kolejnoœci do zasobnika,
wewn¹trz którego porusza siê œlimaczni-
ca. Ruch œlimacznicy zagêszcza wstêpnie
biomasê przemieszczaj¹c j¹ dalej do w³a-
œciwej komory zasypowej, gdzie w wyni-
ku cyklicznych ruchów t³oka zostaje
przepchniêta do komory prasuj¹cej. Ko-
mora ta ma kszta³t zwê¿aj¹cego siê sto¿-
ka; silne uderzenia t³oka (150-250 cykli
na minutê) i tarcia o œcianki komory
podgrzewaj¹ biomasê, zagêszczaj¹c j¹
z si³¹ dochodz¹ca do 200 MPa. Ch³odze-
nie powstaj¹cego brykietu odbywa siê
w d³ugiej na kilka metrów prowadnicy.
Brykiet z brykieciarki t³okowej ma struk-
turê warstwow¹, daje siê doœæ ³atwo kru-
szyæ co predysponuje go do spalania
w kot³ach przemys³owych. Wydajnoœæ
maszyn ma du¿¹ rozpiêtoœæ od 150 do
2500 kg/h. Ich podstawow¹ wad¹ s¹ du¿e
drgania wymagaj¹ce dobrego umocowa-
nia do pod³o¿a.

Brykieciarki œlimakowe

Urz¹dzenia powy¿sze prasuj¹ biomasê
w sposób ci¹g³y z si³¹ dochodz¹c¹ do
100 MPa i w temperaturze do 200°C.

pi@polskiinstalator.com.pl

Brykieciarka œlimakowa BIOMASSER

F

o

t. Biomasser

Tabela 1 Przegl¹d wybranych modeli brykieciarek

Wygodna w obs³udze brykieciarka hydrauliczna

F

ot. Mikrom

Polski Instalator 7-8/2007

3

ENERGIE ODNAWIALNE

Brykieciarka
t³okowa

F

ot. W

ektor

background image

Tak wysokie parametry wymagaj¹ do-
brej jakoœci materia³ów.
Sercem brykieciarki jest œlimak wyko-
nuj¹cy ruch obrotowy, wymuszaj¹cy
sta³e przemieszczanie siê surowca
wzd³u¿ swoich wrêbów. Pod wp³ywem
powstaj¹cych oporów biomasa ulega na-
grzaniu, wzrasta te¿ jej ciœnienie. Oba
czynniki wp³ywaj¹ na sklejanie i praso-
wanie surowca do postaci pod³u¿nego
brykietu.
Brykieciarki œlimakowe produkowane s¹
w szerokiej gamie wydajnoœci i mog¹ byæ
wykorzystywane zarówno w ma³ych go-
spodarstwach rolnych, gdzie iloϾ surow-
ca preferuje brykietowanie tylko na w³a-
sne potrzeby, jak i w firmach dysponuj¹-
cych znaczn¹ iloœci¹ biomasy.

Brykieciarka hydrauliczna

W odró¿nieniu do ww. rozwi¹zañ praso-
wanie brykietu odbywa siê tutaj za po-
moc¹ si³owników hydraulicznych. Bioma-
sa w pierwszej fazie przemieszczana jest
do komory prasuj¹cej przenoœnikiem œli-
makowym. W³aœciwe prasowanie odbywa
siê za pomoc¹ dwóch si³owników wyko-
nuj¹cych ruchy posuwisto-zwrotne, wci-
skaj¹cych surowiec do matrycy (tulei wy-
konanej ze stali nierdzewnej). Po osi¹-
gniêciu wymaganego ciœnienia zgniotu
gotowy brykiet wypychany jest trzecim
si³ownikiem tzw. „krótkiego skoku” na
zewn¹trz urz¹dzenia.
Zalet¹ rozwi¹zania jest stosunkowo ma³a
masa i powtarzalnoϾ produkowanego
brykietu. Niektóre rozwi¹zania umo¿li-
wiaj¹ regulacjê wymiarów produkowane-
go brykietu poprzez wymianê matrycy.

Granulatory (peleciarki)

Pelety, to ma³e brykiety w kszta³cie wal-
ca o œrednicy od kilku do kilkunastu mm
i d³ugoœci do 30 mm. Jako paliwo s¹ chêt-
nie wykorzystywane w kot³ach z automa-
tycznym zasypem paliwa, doskonale siê
przechowuj¹ i maj¹ wysok¹ wartoœæ opa-
³ow¹.
Urz¹dzenia do produkcji peletów nosz¹
nazwê granulatorów lub peleciarek
i przypominaj¹ w swoim dzia³aniu ma-
szynkê do miêsa. Podstawowym elemen-
tem konstrukcyjnym jest tutaj specjalna
matryca z grubej stali, wewn¹trz której
znajduje siê szereg cylindrycznych otwo-

rów. W zale¿noœci od konstrukcji i zasady
dzia³ania matryca mo¿e byæ: p³aska (koli-
sta) lub pierœcieniowa (przestrzenna).
W matrycach p³askich docisk surowca
do matrycy odbywa siê za pomoc¹ syste-
mu rolek wykonuj¹cych podwójny ruch
obrotowy (dooko³a w³asnej osi i wokó³

www.polskiinstalator.com.pl

Tabela 2 Przegl¹d wybranych rozwi¹zañ granulatorów

Cykle pracy brykieciarki t³okowej. U góry –
zadawanie materia³u przez œlimak do komory
zgniotu, u do³u – prasowanie brykietu

Polski Instalator 7-8/2007

4

ENERGIE ODNAWIALNE

Matryca p³aska

F

ot. Kahl

Matryca pierœcieniowa

F

ot. CPM

background image

matrycy). Prasowany materia³ przechodzi
przez otwory matrycy i ucinany jest no¿a-
mi na ¿¹dan¹ d³ugoœæ.
W matrycy pierœcieniowej wyciskanie
biomasy odbywa siê najczêœciej ruchem
odœrodkowym przez jedn¹, dwie lub trzy
rolki poruszaj¹ce siê wewn¹trz matrycy.
Pelety wyciskane s¹ tutaj na zewn¹trz
matrycy i tam œcinane systemem no¿y.
Nowoœci¹ na rynku s¹ matryce prasuj¹-
ce dzia³aj¹ce na zasadzie wyciskania do-
œrodkowego. W tym rozwi¹zaniu nie ma
rolek dociskowych, wyciskanie pelletów
odbywa siê przez dwie nacieraj¹ce na sie-
bie matryce w kszta³cie pierœcieni, poru-
szaj¹ce siê przeciwbie¿nie. Materia³ po-
dawany jest na zewn¹trz matryc, po spra-
sowaniu przedostaje siê do œrodka, gdzie
jest ucinany i zbierany. WydajnoϾ tego
typu urz¹dzeñ jest bardzo du¿a i docho-
dzi do 10 ton/h.
W produkcji pelletów kluczow¹ rolê od-
grywa czystoœæ surowca. Wtr¹cenia w po-
staci gwoŸdzi, kamieni, ¿wiru, s¹ bardzo
niebezpieczne dla matrycy. Wiêkszoœæ
urz¹dzeñ ma bowiem sta³y skok rolek

prasuj¹cych w stosunku do matrycy (od-
leg³oœæ rolek od matrycy jest sta³a w cza-
sie pracy). Ka¿de sztywne obce cia³o jest
w tym wypadku silnie wciskane w matry-
cê i mo¿e prowadziæ do jej uszkodzenia
³¹cznie z pêkniêciem.
Problem powy¿szy zosta³ czêœciowo wy-
eliminowany w pelleciarkach oleody-
namicznych. W rozwi¹zaniu tym docisk
rolek prasuj¹cych do matrycy sterowany
jest hydraulicznie. W momencie wyst¹-
pieniu przeci¹¿enia system si³owników
automatycznie odsuwa rolki od matrycy,

tym samym si³a docisku jest sta³a i nie
grozi ju¿ uszkodzeniem matrycy. Dodat-
kow¹ zalet¹ tych ostatnich urz¹dzeñ jest
funkcja miêkkiego startu (soft-start);
przed rozpoczêciem pracy jak i podczas
jej zakoñczenia, sterownik dodaje do su-
rowca z osobnego zbiornika niewielk¹
iloœæ oleju roœlinnego, u³atwia to oczysz-
czenie matrycy w czasie startu, jak te¿
zapobiega jej zapiekaniu.

pi@polskiinstalator.com.pl

Wcale niema³e koszty zakupu urz¹dzeñ

Produkcja brykietów i pelletów jest inwestycj¹ drog¹. Najtañsze brykieciarki o ma³ej wydajnoœci nieprzekracza-

j¹cej 50 kg/h mo¿emy ju¿ kupiæ za mniej ni¿ 40 000 z³. Za wieksza brykieciarkê o wydajnoœci np.100 kg/h za-

p³acimy ju¿ ponad 60 000. Na rynku warto szukaæ urz¹dzeñ u¿ywanych, ich ceny s¹ zwykle od 20 do 30% ni¿sze.

Linie do peletyzacji sk³adaj¹ siê z ca³ej gamy urz¹dzeñ. Sama peleciarka nie wystarcza, chyba ¿e surowiec jest

bardzo dobrej jakoœci i nie wymaga rozdrabniania, suszenia i odpylania. Generalnie koszt zakupu peleciarki

to wydatek rzêdu 400 000 z³otych dla urz¹dzeñ o wydajnoœci do 1000 kg/h. Ca³a linia (m³yn, suszarnia bêb-

nowa, peleciarka, urz¹dzenia do pakowania, etc.) dla tej samej wielkoœci produkcji bêdzie nas ju¿ kosztowaæ

od 600 000 z³ (urz¹dzenia u¿ywane) do nawet 2 000 000 z³.

Granulator z matryca p³ask¹

F

ot. Kahl

Oleodynamiczny granulator z funkcja soft
start

F

o

t. P System

Produkcja pelletu przypomina przeciskanie
miêsa przez maszynkê

F

ot. CPM

Polski Instalator 7-8/2007

5

ENERGIE ODNAWIALNE


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
277 814204 operator maszyn i urzadzen do produkcji okien z tworzyw sztucznych
Izabela Samson Bręk, Krzysztof Biernat, Możliwości wykorzystania biogazu rolniczego do produkcji pal
277 814204 operator maszyn i urzadzen do produkcji okien z tworzyw sztucznych
Instrukcja bhp przy obsłudze urządzenia przejezdnego do produkcji kręgów, BHP, Instrukcje BHP, Przem
przy obsłudze urządzenia przejezdnego do produkcji kręgów
instrukcja bhp przy obsludze urzadzenia przejezdnego do produkcji kregow
Maszyny do produkcji Biomasy
URZĄDZENIA DO SZTUCZNEGO CHŁODZENIA, Chłodziarki
operator maszyn i urzadzen do obrobki plastycznej 812[01] o1 04 u
Woda technologiczna do produkcji piwa, Ekologia, Gospodarka odpadami, Energetyka, Gospodarka wodno-
Zadania obliczeniowe w wersji Adama, Inżynieria Środowiska, 6 semestr, Urządzenia do oczyszczania śc
skład surowców do produkcji betonu, Pomoce naukowe i ściągi
Surowce stosowane do produkcji papieru
Urządzenie do ochrony prosiąt przed przygnieceniami
Dobieranie skór do produkcji wyrobów futrzarskich
Eksploatowanie Maszyn i Urządzeń Stosowanych w Produkcji Zwierzęcej

więcej podobnych podstron