SK6220Y1

SK6220Y1 - Die of pelletizing press

Info

Publication number: SK6220Y1
Application number: SK50117-2011U
Authority: SK
Inventors: Jaroslav Durkovsky
Original assignee: Jaroslav Durkovsky
Priority date: 2011-12-16
Filing date: 2011-12-16
Publication date: 2012-09-03
Also published as: SK501172011U1

Abstract

It is described a die of pelletizing press, it is formed by circular steel plate (1), in which are formed axially arranged channels (2) with a circular diameter, consisting of a conical slope (21), to which is connected a cylindrical section (22). The top angle alfa of the conical slope (21) of a channel (2) has size alfa = 25 ° to 30 ° and the length of the cylindrical section (22) of the channel (2) is 3-times to 4-times greater than the diameter of the bore of the cylindrical section (22) of the channel (2).

Description

Technické riešenie sa týka matrice peletovacieho lisu, vhodnej najmä na výrobu palivových peliet z biomasy tvorenej maštaľným hnojom z chovu koní.The technical solution relates to a pellet press die suitable especially for the production of fuel pellets from biomass consisting of manure from horse breeding.

Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Technológia spracovania biomasy peletovaním, či už ide o spracovanie odpadu z drevovýroby, slamy, sena, burín a pod. je všeobecne známa a využívaná. Ide o zhutňovanie biomasy jej lisovaním pod vysokým tlakom a teplotou vyvolanou pretláčaním podrvenej biomasy cez otvory kužeľovitého tvaru vytvorené v lisovacej matrici. Kužeľovité otvory sú v prípade peletovacích lisov s malými výkonmi do cca 500 kg peliet za hodinu vyvŕtané do kruhovej dosky, alebo v prípade priemyselných peletovacích lisov s výkonmi rádovo desiatky ton peliet za hodinu sú vyvŕtané do prstenca. Na kvalitu peliet z hľadiska ich súdržnosti po vylisovaní a následnej manipulácii s nimi majú vplyv viaceré faktory. Jedným z rozhodujúcich faktorov ovplyvňujúcich súdržnosť peliet, bez ohľadu na druh lisovaného materiálu, je vstupná vlhkosť biomasy. Všetky známe zariadenia spracovávajú materiál s vlhkosťou biomasy 10 % až 20 %.Technology of biomass processing by pelleting, whether it is processing waste from wood production, straw, hay, weeds, etc. is generally known and used. It is a compaction of biomass by pressing it under high pressure and temperature induced by extrusion of crushed biomass through conical holes created in the pressing matrix. The conical holes are drilled into a circular plate for low pellet presses of up to about 500 kg pellets per hour, or in the case of industrial pellet presses of the order of tens of tons of pellets per hour are drilled into a ring. Several factors influence the quality of the pellets in terms of their consistency after compression and subsequent handling. One of the decisive factors affecting the cohesion of pellets, irrespective of the type of pressed material, is the input moisture of the biomass. All known plants process a material with a biomass moisture of 10% to 20%.

Sú známe viaceré spôsoby využitia biomasy tvorenej maštaľným hnojom z chovu koní. Táto biomasa je tvorená podstielkou z drevených hoblín alebo pilín, slamy, sena, lístia alebo papiera, konským trusom a močom, pričom vlhkosť tejto zmesi je 90 % až 100 %. Skladovanie maštaľného hnoja na hnojiskách a jeho následný vývoz na polia ako hnojiva má nevýhodu v tom, že čas skladovania je minimálne 6 mesiacov, pričom táto biomasa nesmie obsahovať drevené časti. Spracovanie maštaľného hnoja na vermikompost, spracovanie na bioplyn, energetické spaľovanie s primiešaním hnedého uhlia, alebo jeho vývoz a likvidácia ako biologického odpadu je pre menších a stredných chovateľov koní, v dôsledku vysokých zriaďovacích ako i opakujúcich sa prevádzkových nákladov, finančne náročné.There are several ways of using biomass from manure from horse breeding. This biomass consists of litter of wood shavings or sawdust, straw, hay, foliage or paper, horse dung and urine, the moisture content of the mixture being 90% to 100%. The storage of livestock manure on fertilizers and its subsequent export to fields as fertilizers has the disadvantage that the storage period is at least 6 months, the biomass must not contain wood parts. The processing of livestock manure into vermicompost, biogas processing, energy combustion with brown coal admixture, or its export and disposal as bio-waste is costly for smaller and medium-sized horse breeders, due to high set-up and recurring operating costs.

Vzhľadom na to, že všetky zložky biomasy tvorenej maštaľným hnojom z chovu koní sú spáliteľné a jej spaľovanie je optimálne vo forme peliet, javí sa ako najvhodnejší spôsob likvidácie tejto biomasy jej lisovanie na pelety. Nakoľko v súčasnosti známe peletovacie lisy vybavené matricou známej konštrukcie si vyžadujú vysušenie biomasy pred lisovaním tak, aby jej vlhkosť bola v rozsahu 10 % až 20 % a vlhkosť biomasy tvorenej maštaľným hnojom z chovu koní je v rozsahu 90 % až 100 %, je za daného stavu techniky peletovanie tejto biomasy nerentabilné, lebo by si vyžadovalo vysoké náklady na jej vysušenie pred jej lisovaním na pelety.Since all biomass constituents of livestock manure are combustible and its combustion is optimally in the form of pellets, pressing it into pellets seems to be the most appropriate way to dispose of this biomass. Since currently known pelleting presses equipped with a matrix of known construction require drying of biomass before pressing so that its moisture content is in the range of 10% to 20% and the moisture content of the biomass formed by livestock manure is in the range of 90% to 100%, The pelleting of this biomass is unprofitable because it would require high drying costs before it is pressed into pellets.

Otázka zníženia nárokov na vysušenie biomasy pred jej lisovaním na pelety je, vzhľadom na stúpajúce ceny energií, aktuálna všeobecne bez ohľadu na druh materiálov tvoriacich biomasu. Zo spisu SK U V 4671 je známe riešenie konštrukcie skladanej matrice briketovacieho lisu. S cieľom znížiť nároky na vysušenie surovinovej zmesi organického a/alebo anorganického pôvodu pred jej spracovaním na brikety, pričom by bola dodržaná kvalita brikiet z hľadiska ich súdržnosti, sa podľa tohto riešenia navrhuje taká konštrukcia lisovacej matrice, ktorá pozostáva z telesa z húževnatej a pružnej ocele s kruhovým otvorom orientovaným v smere osi lisovania, v ktorom sú axiálne osadené vymeniteľné segmenty z kalenej a oderuvzdornej ocele, ktoré svojimi vnútornými plochami vytvárajú kužeľový alebo valcový lisovací otvor. Kužeľovitosť kužeľového lisovacieho otvoru sa navrhuje v rozsahu 1 : 20 až 1 : 300, t. j. veľkosť vrcholového uhla kužeľového lisovacieho otvoru má byť v rozsahu 0,19° až 2,86°. Takáto konštrukcia matrice by mala umožniť výrobu brikiet zo surovinovej zmesi organického a/alebo anorganického pôvodu, ktorej vstupná vlhkosť môže byť v rozsahu 18 % až 24 %. Nevýhodou tohto riešenia je, že nepatrné zvýšenie prípustnej vstupnej vlhkosti biomasy určenej na briketovanie je podmienené použitím značne konštrukčne zložitej lisovacej matrice.The question of reducing the demand for drying biomass before it is pressed into pellets is, due to rising energy prices, current in general, regardless of the type of biomass forming materials. A solution of a pleated die construction of a briquetting press is known from SK U V 4671. In order to reduce the requirements for drying the raw material mixture of organic and / or inorganic origin before processing it into briquettes, while maintaining the quality of the briquettes in terms of coherence, according to this solution, a die matrix construction consisting of a tough and resilient steel body with a circular opening oriented in the direction of the pressing axis, in which replaceable hardened and abrasion-resistant steel segments are axially mounted, which by their inner surfaces form a conical or cylindrical pressing opening. The conicity of the cone die is designed in the range 1:20 to 1: 300, i. j. the apex angle of the cone die should be in the range of 0.19 ° to 2.86 °. Such a matrix design should allow the production of briquettes from a raw material mixture of organic and / or inorganic origin, the input moisture of which may be in the range of 18% to 24%. A disadvantage of this solution is that a slight increase in the admissible input moisture of the biomass to be briquetted is conditioned by the use of a very complicated molding die.

V spise CZ PV 2006-679 je ďalej opísané riešenie lisovacej matrice peletovacieho lisu, ktorej lisovacie otvory sú tvorené nábehovou kužeľovitou časťou, na ktorú nadväzuje valcová časť, pričom dĺžka nábehovej kužeľovitej časti predstavuje 15 % až 30 % celkovej dĺžky lisovacieho otvoru. Zvýšenie kvality peliet z hľadiska ich väčšej súdržnosti má podľa tohto riešenia umožniť zoštíhlenie valcovej časti lisovacích otvorov. Uvedeného zoštíhlenia sa dosiahne tým, že k výstupnej strane základnej lisovacej matrice sa, závislosti od vlastností zmesi určenej na peletovanie, pripájajú ďalšie prídavné matrice, v ktorých sú vytvorené valcové lisovacie otvory rovnakého priemeru a rovnako rozmiestnené, ako sú valcové lisovacie otvory v základnej lisovacej matrici. Zo spisu nie je zrejmé, aký je vzťah medzi hrúbkou prídavnej lisovacej matrice a vlastnosťami zmesi určenej na peletovanie, ako je napr. jej vstupná vlhkosť. Možno predpokladať, že počet prídavných matríc sa určuje operatívne v závislosti od momentálne dosahovanej kvality peliet, pričom v prípade, ak nie je súdržnosť vylisovaných peliet vyhovujúca, rieši sa situácia zoštíhlením lisovacieho kanálika, t. j. pripojením prídavnej matrice k výstupnej strane. Nevýhodou tohto riešenia je, že zvýšenie kvality peliet z hľadiska ich väčšej súdržnosti je podmienené zvýšenými nárokmi na spotrebu materiálu z dôvodu výroby prídavných lisovacích matríc.CZ PV 2006-679 further describes a solution of a pellet press die, the press holes of which consist of a tapered conical portion followed by a cylindrical portion, wherein the length of the tapered conical portion represents 15% to 30% of the total length of the press hole. The improvement of the quality of the pellets in terms of their greater cohesiveness is, according to this solution, intended to make the cylindrical part of the press holes smaller. This slimming is achieved by adding additional dies to the outlet side of the base die, depending on the properties of the mixture to be pelletized, in which cylindrical press holes of the same diameter and spacing are formed as cylindrical press holes in the base die . It is not clear from the file what is the relationship between the thickness of the additional die and the properties of the pelletizing composition, e.g. its input moisture. It can be assumed that the number of additional matrices is determined operatively, depending on the quality of the pellets currently attained, and in the event that the consistency of the pressed pellets is not satisfactory, the situation is solved by slimming the pressing channel, i. j. by attaching an additional die to the outlet side. The disadvantage of this solution is that increasing the quality of the pellets in terms of their greater coherence is conditioned by increased demands on material consumption due to the production of additional die dies.

Vzhľadom na uvedené vznikla úloha hľadať také technické riešenie, ktoré umožní peletovanie biomasyIn view of the above, the task was to find a technical solution that would allow pelleting of biomass

SK 6220 Υ1 tvorenej maštaľným hnojom z chovu koní za podstatne vyššej vstupnej vlhkosti, pri dosiahnutí požadovanej kvality peliet z hľadiska ich súdržnosti, a tým znížiť náklady na spotrebu energie potrebnej na vysušenie biomasy.SK 6220 Υ1 consisting of farmyard manure at significantly higher input moisture, while achieving the desired quality of the pellets in terms of coherence, thereby reducing the energy consumption of biomass drying.

Mnohými pokusmi sa podarilo nájsť riešenie konštrukcie matrice peletovacieho lisu, ďalej opísané v predloženom úžitkovom vzore, ktorá umožňuje výrobu palivových peliet z biomasy tvorenej maštaľným hnojom z chovu koní za veľmi výhodných ekonomických podmienok a v požadovanej kvalite.Numerous attempts have been made to find a pellet press die matrix design, further described in the present utility model, which allows the production of fuel pellets from biomass consisting of livestock manure under very favorable economic conditions and in the required quality.

Podstata technického riešeniaThe essence of the technical solution

Uvedené nevýhody známeho stavu techniky do značnej miery odstraňuje matrica peletovacieho lisu tvorená kruhovou oceľovou doskou, v ktorej sú vytvorené axiálne usporiadané kanáliky s kruhovým priemerom, pozostávajúce z kužeľovitého nábehu, na ktorý je napojený valcový úsek, podľa tohto technického riešenia, ktorého podstata spočíva v tom, že vrcholový uhol a kužeľovitého nábehu kanálika má veľkosť a = 25° až 30° a dĺžka valcového úseku kanálika je 3-krát až 4-krát väčšia ako je priemer diery valcového úseku kanálika.The aforementioned disadvantages of the prior art are largely eliminated by a pellet press die formed by a circular steel plate in which axially arranged channels of circular diameter are formed, consisting of a conical inlet to which a cylindrical section is connected, according to the present invention, which consists in wherein the apex angle α of the canal has a magnitude α = 25 ° to 30 ° and the length of the cylindrical section of the channel is 3 to 4 times greater than the diameter of the hole of the cylindrical section of the channel.

Predložené technické riešenie umožňuje peletovať biomasu tvorenú maštaľným hnojom z chovu koní, a tým získať ekologické biopalivo z obnoviteľných zdrojov pri vstupnej vlhkosti spracovávanej biomasy 40 % až 50 %, čo je podstatne vyššia vlhkosť ako doteraz požadovaná. V dôsledku uvedeného sa dosiahne podstatné zníženie nákladov na sušenie spracovávanej biomasy pred jej spracovaním na pelety oproti nákladom, ktoré si vyžadujú známe technologické zariadenia na peletovanie.The present technical solution enables pelleting of biomass formed by manure from horse breeding and thus obtaining ecological biofuel from renewable sources at the input moisture of processed biomass 40% to 50%, which is significantly higher humidity than hitherto required. As a result, the cost of drying the processed biomass prior to processing it into pellets is substantially reduced compared to the costs required by known pelletizing equipment.

Prehľad obrázkov na výkresochBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Technické riešenie bude bližšie objasnené pomocou výkresu, na ktorom znázorňuje obr. 1 čelný pohľad na matricu peletovacieho lisu so sústavou lisovacích kanálikov a obr. 2 čiastočný rez matrice peletovacieho lisu pri pohľade zhora.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 shows a front view of a pellet press die with a press channel assembly, and FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the pellet press die from above.

Príklady uskutočneniaEXAMPLES

Ako je zrejmé z obr. 1, matrica peletovacieho lisuje tvorená kruhovou oceľovou doskou 1, v ktorej je vytvorená sústava axiálne usporiadaných kanálikov 2 s kruhovým prierezom. Geometria kanálikov 2 je znázornená na obr. 2, z ktorého je zrejmé, že kanáliky 2 pozostávajú z kužeľovitého nábehu 21, na ktorý je napojený valcový úsek 22. Rozhodujúcimi znakmi geometria kanálikov 2 je, že vrcholový uhol a kužeľovitého nábehu 21 kanálika 2 má veľkosť a = 25° až 30° a dĺžka valcového úseku 22 kanálika 2 je 3-krát až 4-krát väčšia, ako je priemer diery valcového úseku 22 kanálika 2.As shown in FIG. 1, the pelletizing die is formed by a circular steel plate 1, in which a set of axially arranged channels 2 with a circular cross-section is formed. The geometry of the channels 2 is shown in FIG. 2, from which it is evident that the channels 2 consist of a conical inlet 21 to which the cylindrical section 22 is connected. The decisive feature of the geometry of the channels 2 is that the apex angle α of the conical inlet 21 of the channel 2 is a = 25 ° to 30 °; the length of the cylindrical section 22 of the channel 2 is 3 to 4 times greater than the diameter of the hole of the cylindrical section 22 of the channel 2.

Iba na ilustráciu možno uviesť, že v tomto konkrétnom prípade má kruhová oceľová doska 1 priemer φ 230 mm a hrúbku 27 mm. Vstupný priemer kužeľovitého nábehu 21 kanálika 2 má hodnotu φ 10 mm, je hlboký 8 mm a vyúsťuje do valcového úseku 22 kanálika 2, ktorého priemer má hodnotu φ 6 mm. Teda vrcholový uhol a kužeľovitého nábehu 21 kanálika 2 má veľkosť a = 28° a dĺžka valcového úseku 22 kanálika 2 je 3,17-krát väčšia., ako je priemer diery valcového úseku 22 kanálika 2.By way of illustration only, in this particular case, the circular steel plate 1 has a diameter φ 230 mm and a thickness of 27 mm. The inlet diameter of the conical run-in 21 of the channel 2 has a value of φ 10 mm, is 8 mm deep and results in a cylindrical section 22 of the channel 2 having a diameter of φ 6 mm. Thus, the apex angle α of the tapered inlet 21 of the channel 2 has a size α = 28 ° and the length of the cylindrical section 22 of the channel 2 is 3.17 times greater than the diameter of the hole of the cylindrical section 22 of the channel 2.

Príklad konkrétneho uskutočnenia technického riešenia je predstavený iba na ilustráciu a nie ako obmedzenie rozsahu ochrany technického riešenia podľa tohto úžitkového vzoru.An example of a particular embodiment of the technical solution is presented for illustration only and not as a limitation of the scope of protection of the technical solution according to this utility model.

Priemyselná využiteľnosťIndustrial usability

Matrica peletovacieho lisu môže byť využitá všade tam, kde je potreba spracovania biomasy tvorenej maštaľným hnojom z chovu koní na palivové pelety alebo biomasy podobného zloženia. Najmä však je vhodné jej využitie v nízkokapacitných peletovacích lisoch.The pellet press die can be used wherever there is a need for processing of biomass consisting of manure from horse breeding into fuel pellets or biomass of similar composition. However, it is particularly suitable for use in low-capacity pelleting presses.

Claims

A pellet press die formed by a circular steel plate (1) in which axially arranged circular diameter channels (2) are formed, consisting of a conical taper (21) to which a 5-cylindrical section (22) is connected, characterized in that the apex the angle α of the taper (21) of the channel (2) has a size a = 25 ° to 30 ° and the length of the cylindrical section (22) of the channel (2) is 3 to 4 times greater than the diameter of the hole of the cylindrical section (22) channel (2).