Гранулирование в России

Гранулирование в России

Технология гранулирования

Определение

Гранулирование (брикетирование) - это есть процесс переработки материала в куски геометрически правильной, единообразной формы и одинаковой массы - гранулы.

Основные понятия

Гранулирование помогает создавать дополнительные сырьевые ресурсы из мелких материалов с усредненными свойствами, использование которых малоэффективно или затруднительно, а также утилизировать различные отходы (опилки, пыль, шлаки, металлическая стружка и т.п.). Целесообразность процесса гранулирования в каждом случае должна быть экономически обоснована.

Гранулирование

В зависимости от исходного материала гранулирование производится со связующими (цементирующими, клеящими) веществами при средних давлениях (10-50 Мн/м2) и без связующих веществ при высоких давлениях (100-200 Мн/м2). Для получения гранул или брикетов высокого качества материал, направляемый на прессование, должен отвечать определённым требованиям (фракционный состав, влажность, температура и пр.). Важен правильный подбор фракционного состава загружаемого материала. Например, можно сравнить гранулы и брикеты с железобетоном, в котором в качестве компонентов используется цемент, вода, песок кварцевый, щебень, пластифицирующие добавки и арматура. Если будет избыток или недостаток одного из компонентов, то это напрямую повлияет на прочность и форму.

История гранулирования

В России процесс предложен в 30-х гг. XIX века русским инженером А. П. Вешняковым, который разработал метод получения прочных брикетов из отходов древесного и каменного угля, назвав этот вид топлива карболеином. В 1858 в Германии пущена первая буроугольная брикетная фабрика, а в 1860 - каменноугольная с вальцевыми прессами. Окускование рудной мелочи брикетированием широко применялось во 2-й половине XIX века.

Механизм гранулирования

Механизм основной стадии гранулирования - прессования в общем виде - представляется следующим образом. При небольшом давлении происходит внешнее уплотнение материала за счёт пустот между частицами. Затем уплотняются и деформируются сами частицы, между ними возникает молекулярное сцепление. Высокое давление в конце прессования приводит к переходу упругих деформаций частиц в пластические, вследствие чего структура гранулы упрочняется и сохраняется заданная форма. Выделившийся при этом лигнин и смолы полимеризуются на поверхности тела гранулы. Нагревание материала непосредственно при прессовании в некоторых случаях улучшает процесс.

На характер деформаций сильно влияют физико-химические свойства исходного материала.

  • гранулирование опилок с пневмогазовой сушкой осуществляется по схеме: классификация и дробление (в отдельных случаях) поступающего сырья до крупности менее 6-10 мм;
  • сушка дымовыми газами в пневмогазовой сушилке (труба-сушилка, барабанная сушилка) с улавливанием сухой пыли в циклонах;
  • прессование при давлении 150-200 Мн/м2;
  • охлаждение гранул в охладительных желобах, колонках, пластинчатых транспортерах до 40°С.

Развитие технологии производства биотоплива характеризуется разработкой и внедрением новых схем и стадий гранулирования, связующих, аппаратуры, как для получения высококачественного бездымного бытового топлива, так и применительно к способам непрерывного экструдирования с целью расширения сырьевой топливной базы и улучшения экономики деревообрабатывающей и другой промышленности.

Далее: Проблемы гранулирования