RU2362798C1 - Production method of wood granulae (pellets) - Google Patents

Production method of wood granulae (pellets) Download PDF

Info

Publication number
RU2362798C1
RU2362798C1 RU2007139860/12A RU2007139860A RU2362798C1 RU 2362798 C1 RU2362798 C1 RU 2362798C1 RU 2007139860/12 A RU2007139860/12 A RU 2007139860/12A RU 2007139860 A RU2007139860 A RU 2007139860A RU 2362798 C1 RU2362798 C1 RU 2362798C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wood
pellets
raw materials
matrix
granulae
Prior art date
Application number
RU2007139860/12A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007139860A (en
Inventor
Александр Степанович Семисалов (RU)
Александр Степанович Семисалов
Original Assignee
Александр Степанович Семисалов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Степанович Семисалов filed Critical Александр Степанович Семисалов
Priority to RU2007139860/12A priority Critical patent/RU2362798C1/en
Publication of RU2007139860A publication Critical patent/RU2007139860A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2362798C1 publication Critical patent/RU2362798C1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10Biofuels, e.g. bio-diesel
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Landscapes

  • Dry Formation Of Fiberboard And The Like (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)

Abstract

FIELD: wood processing.
SUBSTANCE: production method of wood granulae is based on use of furnace dead matter from low-grade wood as raw materials. The method involves pushing raw materials through an extrusion-type, perforated matrix in form of a plate with three-step shaped openings, in which there is division of raw materials into different parts, compaction and shaping of material in form of wood pellets. Whole timber is used as raw material, extruded under pressure of a hydraulic press. The openings of the plate are at peaks of regular triangles. Division of wood takes place at different hexagons using a system of parabolic teeth, the peaks of which at the corners of hexagons on the working surface of the matrix. The wood is compacted in conical channels with taper angle of 20°, shaping - by pushing wood through cylindrical openings.
EFFECT: method of making wood granulae (pellets) allows for doing away with laborious and expensive operations for preparation, chopping and drying raw materials, which significantly lowers production costs.
3 dwg

Description

Изобретение относится к способам изготовления древесных гранул (пеллет) и может быть использовано в производстве топлива из цельной древесины.The invention relates to methods for the manufacture of wood pellets (pellets) and can be used in the manufacture of fuel from solid wood.

Известен способ производства древесных гранул (пеллет) путем гранулирования древесной муки, полученной из отходов деревообрабатывающего производства. Топливная гранула: Россия, Белорусь, Украина. Справочник. Санкт-Петербург, 2007 г. Основой гранулирования является прокатка древесной муки валиками пресса через вращающуюся матрицу круглой или плоской формы с цилиндрическими отверстиями. Их общая площадь меньше площади матрицы с загруженным слоем сырья, что обеспечивает высокое давление гранулирования при температуре до 100°С за счет трения частиц сырья. В результате происходит обжатие и спекание древесной муки в виде цилиндрических гранул (пеллет). Этот альтернативный по отношению к углеводородам вид топлива с учетом экологической чистоты, эффективности, возобновляемости и возможности использования в автоматизированных топочных установках имеет огромное значение для энергетики.A known method for the production of wood pellets (pellets) by granulating wood flour obtained from waste wood processing. Fuel granule: Russia, Belarus, Ukraine. Directory. St. Petersburg, 2007. The basis of granulation is the rolling of wood flour by press rollers through a rotating matrix of round or flat shape with cylindrical holes. Their total area is less than the area of the matrix with a loaded layer of raw materials, which provides high granulation pressure at temperatures up to 100 ° C due to friction of the particles of raw materials. The result is the compression and sintering of wood flour in the form of cylindrical granules (pellets). This alternative type of fuel with respect to hydrocarbons, taking into account environmental cleanliness, efficiency, renewability and the possibility of use in automated furnace plants, is of great importance for the energy sector.

Недостатками указанного способа, включающего подготовку, измельчение, сушку сырья с последующим прессованием и охлаждением продукции, являются его энергоемкость и дороговизна. При этом древесные гранулы (пеллеты) часто не выдерживают предъявляемых требований на истирание, наличие примесей и связующих. Биотопливный портал: www.wood-pellets.com.The disadvantages of this method, including the preparation, grinding, drying of raw materials, followed by pressing and cooling the products, are its energy intensity and high cost. Moreover, wood pellets (pellets) often do not withstand the requirements for abrasion, the presence of impurities and binders. Biofuel Portal: www.wood-pellets.com.

Из уровня техники известны многие технические решения, где в качестве сырья использована цельная древесина, например устройство для одноосного прессования заготовок сухой древесины SU 236749, кл. В27М 1/00, 1969. Здесь с помощью матрицы и пуансона под действием пресса происходит деформирование заготовок до заданной формы с расчетным уплотнением древесины. Подобные производства являются долговременными, дорогостоящими и штучными, т.к. требуют просушки, обработки в размер, предварительного нагрева и выдержки заготовок после прессования. От этих недостатков свободен предлагаемый способ получения древесных гранул (пеллет) из цельной древесины путем экструзии, т.е. формирования изделий выдавливанием материала через матрицу с отверстиями соответствующего сечения.Many technical solutions are known from the prior art, where solid wood is used as raw material, for example, a device for uniaxial pressing of dry wood blanks SU 236749, class. B27M 1/00, 1969. Here, with the help of a matrix and a punch, under the action of a press, the workpieces are deformed to a given shape with a calculated wood compaction. Such production is long-term, expensive and piece, because require drying, processing to size, preheating and holding the workpieces after pressing. The proposed method for producing wood pellets (pellets) from whole wood by extrusion is free from these disadvantages, i.e. forming products by extruding material through a matrix with holes of the corresponding section.

Известный способ формования топливных гранул из дисперсных горючих материалов RU 2129588, кл. C10L 9/00, 1999, включающий продавливание сырья через экструзионную перфорированную матрицу в виде платины с отверстиями трехступенчатой формы, в которых происходит уплотнение и формообразование материала, по большинству сходных существенных признаков принят за наиболее близкий аналог заявленному изобретению.A known method of molding fuel pellets from dispersed combustible materials RU 2129588, class. C10L 9/00, 1999, including forcing the raw material through an extrusion perforated matrix in the form of platinum with three-stage holes in which the material is densified and shaped, according to most of the similar essential features, is taken as the closest analogue of the claimed invention.

Главным недостатком аналога является наличие на входной рабочей поверхности матрицы сплошных площадок в форме криволинейных треугольников, где в процессе продавливания накапливается материал, который забивает рабочие каналы. Это основная причина неоднородности получаемых таким образом гранул, их низкие механические и физические свойства.The main disadvantage of the analogue is the presence on the input working surface of the matrix of solid areas in the form of curved triangles, where during the process of punching, material accumulates that clogs the working channels. This is the main reason for the heterogeneity of the granules thus obtained, their low mechanical and physical properties.

Предлагаемый способ производства древесных гранул (пеллет) свободен от упомянутых выше недостатков. Разделение сплошного массива древесины на равные шестигранные призмы происходит на параболических зубьях, обеспечивающих одновременный и полный захват древесины. Процесс обжатия принципиально отличается от аналога тем, что здесь отсутствует межслоевое перемещение материала, а происходит уменьшение межклеточного пространства с ростом плотности и прочности древесины. В отличие от аналога в цилиндрической части рабочих каналов матрицы нет уплотнения и упрочнения материала, а происходит сброс избыточного давления межклеточного пара и калибровка гранул.The proposed method for the production of wood pellets (pellets) is free from the above disadvantages. Separation of a solid wood mass into equal hexagonal prisms occurs on parabolic teeth, providing simultaneous and complete capture of wood. The process of compression is fundamentally different from the analogue in that there is no interlayer movement of the material, and there is a decrease in intercellular space with increasing density and strength of wood. In contrast to the analogue, in the cylindrical part of the working channels of the matrix there is no compaction and hardening of the material, and the excess pressure of the intercellular vapor is released and the granules are calibrated.

Целью изобретения является улучшение качества и снижение затрат на производство цельных древесных гранул (пеллет).The aim of the invention is to improve the quality and lower costs for the production of whole wood pellets (pellets).

Поставленная цель достигается тем, что в способе производства древесных гранул (пеллет) в качестве сырья использована цельная древесина, экструдируемая под давлением гидропресса через матрицу в виде пластины с отверстиями трехступенчатой формы, в которой происходит разделение сплошного объема древесины на равные части, уплотнение и формообразование материала в виде древесных гранул (пеллет). Разделение цельной древесины на строго равные части призматической формы происходит на первой ступени отверстий - острых гранях параболических зубьев с вершинами по углам шестигранников, показанных на фиг.1. Уплотнение древесины происходит во второй части отверстий - конических каналах - с углом конусности в 20°, а формообразование гранул - в третьей, цилиндрической чисти рабочих каналов.This goal is achieved by the fact that in the method of production of wood pellets (pellets), whole wood is used as raw material, extruded under pressure of a hydraulic press through a matrix in the form of a plate with holes of a three-stage shape, in which a continuous volume of wood is divided into equal parts, compaction and shaping of the material in the form of wood pellets (pellets). The division of whole wood into strictly equal parts of a prismatic shape occurs at the first step of the holes - the sharp edges of the parabolic teeth with vertices at the corners of the hexagons shown in figure 1. The wood is densified in the second part of the holes - conical channels - with a taper angle of 20 °, and the granules are shaped in the third, cylindrical surface of the working channels.

В предлагаемом способе производства стволы низкосортной древесины лиственных пород, таких как осина, тополь, береза и др., после раскряжевки, под усилием поршня гидропресса продавливаются через матрицу. В процессе продавливания сплошная древесина делится на равные части, уплотняется до заданного значения и приобретает цилиндрическую форму нужного диаметра. Получаемые древесные гранулы (пеллеты) представляют собой уплотненную древесину, которая при предельно высокой теплотворной способности, равной теплоте сгорания дерева, имеют естественный уровень зольности древесины, лишены вредных примесей и обладают высокой механической прочностью, что обеспечивает соблюдение стандартов качества.In the proposed production method, trunks of low-grade hardwood, such as aspen, poplar, birch, etc., after bucking, are pressed through the matrix under the force of the hydraulic press piston. In the process of punching, solid wood is divided into equal parts, compacted to a predetermined value and acquires a cylindrical shape of the desired diameter. The resulting wood pellets (pellets) are compacted wood, which at an extremely high calorific value equal to the calorific value of wood, have a natural ash content of wood, are free from harmful impurities and have high mechanical strength, which ensures compliance with quality standards.

Предлагаемое изобретение подтверждается примером производства березовых древесных гранул (пеллет). Данный способ проиллюстрирован с помощью чертежей:The present invention is confirmed by the example of the production of birch wood pellets (pellets). This method is illustrated using the drawings:

фиг.1 - вид сверху на рабочую поверхность экструзионной матрицы, где показаны треугольная сеть отверстий (фильер) и шестигранные контуры деления древесины;figure 1 is a top view of the working surface of the extrusion matrix, which shows a triangular network of holes (dies) and hexagonal contours of the division of wood;

фиг.2 - разрез матрицы по А-А (фиг.1), где в конических каналах глубины L происходит обжатие древесины;figure 2 - section of the matrix aa (figure 1), where in the conical channels of depth L there is a reduction of wood;

фиг.3 - разрез матрицы по В-В (фиг.1), показывающий форму зубьев высотой Z, на которых происходит разделение древесины, конический канал обжатия и цилиндрические отверстия диаметром d, где древесина принимает форму переплета.Figure 3 - section B-matrix of B (1) showing a form of teeth Z height, which is a division of wood, conical and cylindrical crimping channel opening diameter d, where e al Vecino binding takes form.

Березовые чураки продавливались гидропрессом через экструзионную матрицу, представляющую собой пластину толщиной Н=15 мм, перфорированную системой отверстий (фильер) диаметром d=6 мм, расположенных в вершинах правильных треугольников со стороной S=8 мм и образующих единую сеть (фиг.1). Это не единственный способ расположения фильер. Сеть может быть образована другими многоугольниками правильной формы с отверстиями по углам или в их центре. По толщине матрица имеет трехступенчатую форму, показанную на разрезах А-А и В-В (фиг.2, 3).Birch churaks were pressed by a hydraulic press through an extrusion matrix, which is a plate with a thickness of H = 15 mm, perforated by a system of holes (dies) with a diameter of d = 6 mm, located at the vertices of regular triangles with a side of S = 8 mm and forming a single network (Fig. 1). This is not the only way to arrange the dies. The network can be formed by other regular-shaped polygons with holes in the corners or in their center. The thickness of the matrix has a three-stage shape, shown in sections aa and bb (Fig.2, 3).

Продавливание осуществляется следующим образом. На первом этапе происходит разделение сплошного массива дерева на равные шестигранники (фиг.1) с использованием первой ступени экструзионной матрицы, имеющей трехступенчатую форму, показанную на разрезах А-А и В-В (фиг.2, 3). Первая ступень матрицы образована системой трехгранных параболических зубьев высотой Z, равной 3,6 мм, и вершинами, расположенными по углам правильных шестиугольников на рабочей поверхности матрицы (фиг.1). Продавливаемая поршнем цельная древесина режется гранями зубьев на правильные шестигранники (фиг.1) без значительных усилий смятия, так как площади реза и древесины совпадают.Punching is as follows. At the first stage, the continuous massif of the tree is divided into equal hexagons (Fig. 1) using the first stage of the extrusion matrix having a three-stage shape shown in sections A-A and B-B (Figs. 2, 3). The first stage of the matrix is formed by a system of trihedral parabolic teeth with a height Z of 3.6 mm and vertices located at the corners of regular hexagons on the working surface of the matrix (Fig. 1). The whole wood pushed by the piston is cut by the edges of the teeth into regular hexagons (Fig. 1) without significant shearing forces, since the areas of cut and wood coincide.

На втором этапе осуществляется уплотнение древесины в конических каналах до глубины L, равной 9,3 мм, и углом конусности в 20° (фиг.2, 3). При этом коэффициент уплотнения, определяющий отношение плотностей сырья и древесных гранул (пеллет), в приведенном примере равен 0,51. Процесс обжатия древесины происходит за счет уменьшения межклеточного пространства без межслоевого перемещения материала. Далее уплотненная почти вдвое древесина поступает в цилиндрические каналы.At the second stage, the wood is densified in conical channels to a depth L of 9.3 mm and a taper angle of 20 ° (Figs. 2, 3). Moreover, the compaction coefficient, which determines the ratio of the densities of raw materials and wood pellets (pellets), in the above example is 0.51. The process of compression of wood occurs by reducing the intercellular space without interlayer movement of the material. Further, almost twice as compacted wood enters the cylindrical channels.

На третьем этапе осуществляется продавливание древесины через отверстия цилиндрической формы диаметром d=6 мм. Здесь происходит сброс избыточного давления межклеточного пара и калибровка гранул.At the third stage, the wood is forced through the cylindrical holes with a diameter of d = 6 mm. Here the overpressure of the intercellular vapor is released and the granules are calibrated.

Ниже приведены основные характеристики древесных гранул (пеллет), полученных из отходов деревообработки и цельного березового чурака.Below are the main characteristics of wood pellets (pellets) obtained from waste wood and solid birch churak.

Вид топливаType of fuel Зола, % массыAsh,% mass Сера, % массыSulfur,% mass Теплота сгоранияCalorific value Уд. весBeats the weight Брикет. пыльBriquette dust Связ. мат.Connection mat. Пеллеты из отходовWaste Pellets до 0,9up to 0.9 до 03until 03 16-1816-18 550-700550-700 до 2,3%up to 2.3% до 2%up to 2% Пеллеты цельныеPellets, whole 0,290.29 0,030,03 19,319.3 10001000 00 00

Сравнение приведенных в таблице характеристик доказывает качественное преимущество древесных гранул (пеллет), полученных из цельной древесины. Предлагаемый способ производства древесных гранул (пеллет) не требует значительных затрат на подготовку сырья (измельчение, сушка, пропарка и т.п.), что существенно снижает затраты на производство качественно нового вида топлива - цельных древесных гранул (пеллет).A comparison of the characteristics given in the table proves the qualitative advantage of wood pellets (pellets) obtained from solid wood. The proposed method for the production of wood pellets (pellets) does not require significant costs for the preparation of raw materials (grinding, drying, steaming, etc.), which significantly reduces the cost of producing a qualitatively new type of fuel - whole wood pellets (pellets).

Claims (1)

Способ производства древесных гранул (пеллет), включающий продавливание сырья через экструзионную перфорированную матрицу в виде пластины с отверстиями трехступенчатой формы, в которой происходит разделение сырья на равные части, уплотнение и формообразование материала в виде древесных гранул, отличающийся тем, что в качестве сырья используют цельную древесину, экструдируемую под давлением гидропресса, при этом отверстия пластины расположены в вершинах правильных треугольников, разделение древесины происходит на равные шестигранники при помощи системы трехгранных параболических зубьев, вершины которых расположены по углам правильных шестигранников на рабочей поверхности матрицы, уплотнение древесины осуществляют в конических каналах с углом конусности в 20°, а формообразование - продавливанием древесины через отверстия цилиндрической формы. A method for the production of wood pellets (pellets), including forcing the raw material through an extrusion perforated matrix in the form of a plate with three-stage holes, in which the raw material is divided into equal parts, compaction and shaping of the material in the form of wood pellets, characterized in that the raw material is solid wood extruded under the pressure of a hydraulic press, while the holes of the plate are located at the tops of regular triangles, the wood is divided into equal hexagons using a system of trihedral parabolic teeth, the vertices of which are located at the corners of regular hexagons on the working surface of the matrix, the wood is densified in conical channels with a taper angle of 20 °, and shaping is performed by forcing the wood through cylindrical holes.
RU2007139860/12A 2007-10-30 2007-10-30 Production method of wood granulae (pellets) RU2362798C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007139860/12A RU2362798C1 (en) 2007-10-30 2007-10-30 Production method of wood granulae (pellets)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007139860/12A RU2362798C1 (en) 2007-10-30 2007-10-30 Production method of wood granulae (pellets)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007139860A RU2007139860A (en) 2009-05-10
RU2362798C1 true RU2362798C1 (en) 2009-07-27

Family

ID=41019462

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007139860/12A RU2362798C1 (en) 2007-10-30 2007-10-30 Production method of wood granulae (pellets)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2362798C1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010052642B4 (en) * 2010-11-29 2014-11-20 Gerhard Stahlhandel Gmbh Die, apparatus and method for producing pellets

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007139860A (en) 2009-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1479511A2 (en) Method of manufacturing compression moulded articles
JPH06507194A (en) Wooden compressed fuel pellets, their production method and production equipment
WO2004009340A1 (en) A process and a device for shaping the loosen material of raw vegetable matter
RU2362798C1 (en) Production method of wood granulae (pellets)
DE102010052642B4 (en) Die, apparatus and method for producing pellets
RU2041816C1 (en) Method of making the profiled pressed articles and device for its realization
KR101223191B1 (en) Wood briquette and manufacturing apparatus the same
JP5364827B1 (en) Woody fuel
RU2402598C1 (en) Method of obtaining solid biofuel from granular wood material
Ivanova et al. Theoretical modelling of the briquetting process with different pressing equipment.
CN204844936U (en) Biomass fuel preforming forming device
CN210210775U (en) Hot-press forming die of shape-controllable medium-density fiberboard
JP2008274111A (en) Method for producing biocoke and the production product
AT5836U1 (en) PELLET-LIKE SHAPED BODY
RU126702U1 (en) FUEL BRIQUETTE AND DEVICE FOR MANUFACTURE OF FUEL BRIQUETTES
EP2163600A2 (en) Method for producing fuel mouldings on the basis of biomass and a device for carrying out the method
CN117244469B (en) Preparation device and preparation method of biomass particle composite fuel
CN111001487B (en) Biomass fuel particle extruder
CN2728732Y (en) Sawdust collecting and pressing machine
EP3609987A1 (en) Device and method for compacting carbonaceous input material and use thereof
RU193351U1 (en) Fuel briquette and device for the manufacture of fuel briquettes
RU2504473C2 (en) Screw extruder to make briquettes from sawdust
Paredes-Rojas et al. Research Article Design Proposal of a Prototype for Sawdust Pellet Manufacturing through Simulation
KR20230095313A (en) Apparatus for manufacturing pellet
JP2004315339A5 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20121031