Характеристики на машините и апаратите за производство на дървесно брашно, икономика, начини за подобряване
Изготвен доклад за международна конференция "Дървесно-полимерни композити 2011".
Уважаеми участници в конференцията, страхотно е да видя толкова много професионалисти от индустрията, събрани в тази зала! Искам да изкажа своята благодарност на организаторите на конференцията за работата!
В моя доклад няма да се спирам на ролята на дисперсните пълнители и тяхното влияние върху свойствата на WPC - те вече са добре познати на всички. Очевидно мнозина също са запознати с проблемите, свързани с нестабилните характеристики на дървесното брашно, главно по отношение на неговата гранулометрия и съдържание на влага. Производителите на WPC решават този проблем по различни начини, опитвайки се да подобрят качеството на закупения пълнител, за да го приведат в съответствие с техните изисквания. Това е сложна и като цяло неосновна задача за тях, чието решение отнема много усилия, време и пари.
Без да претендирам за истина от последна инстанция, ще ви запозная с нашата визия за начини за подобряване на техниката на смилане на мокри растителни материали.
Признати лидери, един вид "класика" в производството на дървесно брашно - чукови мелници. У нас това са предимно модели B77-2M, DDZ, MM-70. Чуковите трошачки се класифицират като ударни трошачки (1). Разрушаването на материалните частици става в пространството между калибровъчното сито и ротора в резултат на удари с чук. Такъв модел на смилане е много подходящ за грубо смилане на крехки материали с поликристална структура (например: минерални суровини), но не и за получаване на диспергирани прахове от влакнести и еластични дървесни частици. Това е особено забележимо при смилане на растителни суровини с естествена влажност, когатоповишаването на влажността само с 6,2% (от 13,8 на 20%) намалява производителността на трошачката DDZ с 30% и увеличава консумацията на енергия с 30-32% (2)!
Ниската ефективност на чуковите мелници при смилане на мокри материали с ниска плътност е частично компенсирана от тяхната висока производителност, което прави възможно създаването на затворени вериги за смилане, в които обемът на циркулиращите "зърна" е десетки и дори стотици пъти по-висок от добива на брашно. На първо място, трябва да платите за това с високи разходи за енергия.
Общоприетите проектни показатели за производството на дървесно брашно с помощта на чукови мелници са следните: за производството на един тон дървесно брашно се изразходват повече от 380 kg технологична пара и 550-690 kWh електроенергия (най-добрата цифра е 320-380 kWh).
Многократните опити за замяна на чукови мелници при производството на дървесни пълнители с други видове оборудване за смилане, по-специално вибрационни и въздушни мелници, не бяха успешни.
Опитите за използване на вибрационни мелници за смилане на дървесни отпадъци, въпреки че направиха възможно получаването на прахове, съответстващи на клас 100, обаче, консумацията на енергия се оказа много висока: около 1000-1200 kWh на тон продукт. Едно от задължителните условия за използване на вибрационни мелници е предварителното фино раздробяване на суровината, както и нейното изсушаване до съдържание на влага 4%, което допълнително увеличава разхода на енергия за получаване на дървесен прах. Натоварването на топката на вибрационната мелница M-600, използвана по време на промишлени тестове, беше 1380 kg, с максимална консумация на енергия от 135 kWh.
Експериментите с мелници с въздушна струя също бяха неуспешни. Поради лошата смилаемост в сравнение с минералните вещества (кварц, варовик).дървесина, тези единици не са адаптирани за производство на тънки класове от 120 и по-малко (3).
Съвсем очевидно е, че ниската ефективност на ударните и ударно смилащите мелници, използвани при производството на дървесно брашно, е свързана с прилагането на неподходящ модел на смилане. Шарнирните чукове сами по себе си не са в състояние да разрушат еластичните частици на дървото, те само им придават вихровия характер на движението. По този начин бяха получени повече от скромни резултати от смилане не поради „основния“, а поради „страничния продукт“ от движението на смилащите органи - турбулентност на потока и самоабразия на частиците в този поток.
Обещаващо направление за получаване на фини и ултра-диспергирани пълнители от растителни суровини с естествена влага е принципът на динамично самосмилане на частици в плътни потоци или техниката на „въздушен мелничен камък“. Ярък представител на този клас оборудване е автоматизираната компактна линия за сушене-смилане на растителни суровини "МИКРОКСИЛЕМА - ДМ". Той се различава от своите функционални колеги с по-ниска консумация на метал, висока мощност на смилане, компактни размери и най-важното - липсата на отделна сушилня. Процесите на фино смилане и кинетично сушене на дървесината протичат в обема на камерата за смилане. За едно "преминаване" влажността на биоматериала се намалява с 10-30%, което прави възможно получаването на диспергирани прахове със съдържание на влага под 1% с разход на енергия от около 300 киловата на тон сух прах. (Слайд #1)
Принципът на "въздушните мелници", реализиран в автоматизираната компактна линия за сушене-смилане на растителни суровини "МИКРОКСИЛЕМА - ДМ", има редица предимства, които са особено ценни при производството на дървесно брашно. Както казах, това е на първо място компактност,пожарна безопасност и гъвкавост на оборудването. Линията заема само 15 m2, а за работата на нискотемпературното, кинетично сушене не е необходимо нито дизелово гориво, нито газ, а само връзка с вода и електрическа мощност от 39 kW. Различни биоматериали могат да бъдат рециклирани, включително ленен огън, слама, дървени стърготини и дървени стърготини (Слайд № 2).