"Анализ вариантов технологий получения древесных топливных гранул"

(Some variants of the reception of the wood granules are considered. They are brought approximite expenseses to energy on execution technological operation meeting at production of the granules. Рассмотрены некоторые варианты получения древесных гранул. Приведены примерные затраты энергии на выполнение технологических операций, встречающихся при производстве гранул.)

Исходя из анализа древесного сырья предполагаемого к переработке в гранулы, объёма производства и должен разрабатываться технологический процесс и подбор оборудования.
Одним из основных показателей оптимальности варианта технологического процесса получения древесных гранул является количество энергии, расходуемой на производства гранул. При этом должно выполняться условие, при котором количество энергии затрачиваемой на производство гранул было бы значительно меньше, той энергии, которую выделит гранулируемый материал при его сжигании. Эту энергию называют теплота сгорания (теплотворная способность или калорийность топлива).
Следовательно, предпочтение необходимо отдавать, тому варианту технологической схемы, при котором разница между энергией выделяемой при сгорании и энергией затрачиваемой на производство гранул – больше.
Ценность топливных гранул определяется не только энергией затра-ченной на их производство, но и другими затратами (амортизация оборудования, трудозатраты, аренда помещений и др.). По этому более комплексным показателем при выборе топлива является стоимость единицы энергии получаемой при использовании того или иного вида топлива.
Технологические схемы получения топливных гранул состоит из комбинаций следующих технологических операций: гранулирование, фракционирование, измельчение, сушка и получение щепы. Такие операции как дозирование, транспортировка, хранение, затаривание и др. ниже не рассматриваются.
По литературным данным (рассмотрено около 40 источников) были рассмотрены устройства, используемые для получения топливных гранул, и определены удельные расходы энергии на их производство, которые представлены в таблице 1.

Таблица 1. Расход энергии операций производства топливных гранул

Вариант I. Получение гранул из мелких и сухих древесных отходов. Для первого варианта гранулирования необходимы две стадии: рассев и гранулирование. При этом расход энергии на получение гранул составит ~96 Вт/кг (рисунок 1).
Вариант II. Получение гранул из стружки-отходов. Примем расход энергии на доизмельчение стружки-отходов равным ~22 Вт/кг. Суммарный расход энергии по второму варианту составит ~117 Вт/кг (рисунок 1).
Вариант III. Получение гранул из сухих мелкокусковых отходов. Расход энергии для измельчения мелкокусковых отходов в частицы размером менее 5мм примем равным ~40 Вт/кг. Суммарный расход энергии по третьему варианту составит ~135 Вт/кг (рисунок 1).
Вариант IV. Получение гранул из сухих крупнокусковых отходов. Такие отходы необходимо в начале измельчить в щепу ~10 Вт/кг, а затем доизмельчить ~82 Вт/кг. Таким образом, затраты энергии составит ~103 Вт/кг. Суммарные затраты по четвертому варианту составят ~198 Вт/кг (рисунок 1).
Вариант V. Получение гранул из сырых древесных опилок. По пя-тому варианту потребуется расход энергии на фракционирование ~1 Вт/кг; сушку ~938 Вт/кг; гранулирование ~95 Вт/кг. Всего ~1034 Вт/кг (рисунок 2).
Вариант VI. Получение гранул из сырых крупнокусковых отходов. Затраты энергии, как и в четвертом варианте будут складываться из затрат на получение щепы ~10 Вт/кг, дробление ~82 Вт/кг, гранулирова-ние ~95 Вт/кг и добавляются затраты на сушку. Как и в пятом варианте, затраты на сушку примем равными ~938 Вт/кг. Итого затраты энергии составят ~1125 Вт/кг (рисунок 2).

Рисунок 1. Расход энергии на производство древесных гранул сухих материалов: I – сухие и мелкие стружки и опилки, II – сухие стружки-отходы, III – сухие мелкокус-ковые отходы, IV – сухие крупнокусковые отходы

Вариант VII. Получение гранул из дровяной древесины. Расход энергии по этому варианту составит: получение щепы ~35 Вт/кг; получение мелкой стружки из щепы ~93 Вт/кг; сушки ~938 Вт/кг; гранулирование ~95 Вт/кг. Итого ~1161 Вт/кг (рисунок 2).

Рисунок 2. Расход энергии на производство древесных гранул из сырых материалов: V – сырые опилки, VI – сырые крупнокусковые отходы, VII – дровяная древесина