Zhong Liang, Shao Zengqi, Tang Xingyan, Wang Xiaoxia
(Nanjing Rongdian Food Technology Co., Ltd., centro de investigación de la tecnología de ingeniería en polvo de té instantáneo de la provincia de Jiangsu, Nanjing 211300, China)
Resumen: El combustible de pellets de biomasa como la calidad del combustible limpio, más y más gente preste atención a la biomasa de hojas de té como materias primas, aglutinante de lodos, la tecnología de moldeo de partículas principales resultados del estudio muestran que: la mayoría buena tecnología de preparación es de entre 13% a 17% de contenido de humedad de las hojas de té; temperatura del aire de tres retorno del secador de tambor es de 85 ~ 90 ℃; relación de la adición de lodo de 5% a 10%; y sobre esta base la final Se ha construido una línea de producción de combustible de biomasa a base de residuos de té a gran escala (tiempo de producción 3t) y de bajo costo, que proporciona una nueva forma para la utilización integral del té.
La energía es la base material para la supervivencia y el desarrollo de la sociedad humana. Con el rápido desarrollo de la economía mundial y el rápido aumento de la población, la demanda de energía seguirá aumentando. [1], Unido a la reducción de los combustibles fósiles y los problemas de contaminación ambiental causada por, en busca de fuentes de energía renovables es particularmente importante debido a los combustibles de biomasa renovables, la contaminación y otras ventajas se valoran cada vez más por las personas [2]El combustible de pellets de biomasa utiliza principalmente residuos agrícolas y forestales como materias primas, y se convierte en combustible granular mediante un equipo especial. [3]Nuestro país está en la producción de té y el país de consumo, todos los años un gran número de residuos de té, tanto la contaminación del medio ambiente y el despilfarro de recursos. Hizo un gran trabajo de investigación sobre la utilización integral de té residuos salgan en el hogar y en el extranjero, principalmente en el extracto de hoja de té ingredientes activos, la preparación Adsorbente de residuos de té, residuos de té como fertilizante orgánico biológico, alimento para animales, material de cultivo de hongos comestibles, etc. [4]1. La preparación de combustible de pellets de biomasa con residuos de té raramente ha sido reportada.
té de residuos de procesamiento de papel hojas como materia prima, que está conformada parámetros clave compuesto lodo de partículas preparado de combustible, y la realización final de las hojas de té escala pellet combustible de biomasa sobre la base de la línea de producción para las empresas de procesamiento de té residuos hojas de té Y use para proporcionar una nueva forma.
1 Materiales y métodos
1.1 preparación de la muestra
Hojas de té: diámetro de partícula de 2,36 ~ 4,75 mm, el diafragma y marco del filtro prensa con un contenido de agua de 55% a 60%, la presión de compresión es de 1,2 ~ 1,5 MPa, el tiempo de prensado es de 20 ~ 30 min.
Sludge: diafragma y filtro prensa marco con un contenido de agua de 68% a 73%, la presión de compresión es de 1,2 ~ 1,5 MPa, el tiempo de prensado es de 20 ~ 30 min.
1.2 principales instrumentos y equipos
Filtro marco de diafragma se adquirió de rey Tianjin de Protección Ambiental Co., área de filtración a presión 400m 2, Espesor de la torta de 35 ~ 40 mm; tres regresan secador de tambor disponibles de primer Maquinaria Manufacturing Co. jingjiang Wan; anillo de matriz granulador disponible de Jiangsu Grupo Pastor limitada, la capacidad de procesamiento de la producción de 1,5 t / h, el consumo de energía 55 kW / t , el diámetro interior de 420 mm del molde de anillo; DHG-9003BS explosión horno calentado adquirido de dispositivos médicos Shanghai Co., Ltd. SEED; balanza electrónica AL204, disponible en Mettler - Toledo instrumentos (Shanghai) Co., Ltd; SDACM3000 calorímetro disponibles a partir Changsha Sande Industrial Co., Ltd.
1.3 método
1.3.1 Efecto del contenido de agua de los residuos de té en el moldeado
Influencia del contenido de humedad del combustible más moldeado, sustancialmente la mayoría de los resultados de la investigación convergen, teniendo en cuenta los resultados de investigación académicos, el contenido de humedad de la granulación no es más de 20% de las hojas de té '5', se tomaron un contenido de agua de 9,5 prueba %, 11.0%, 12.3%, 13.5%, 15.2%, 16.8%, 17.7%, 18.5%, 20.1% de la muestra, el contenido de humedad se determina por las hojas de té densidad de moldeo de granulación y la apariencia de las partículas.
1.3.2 Optimización de la temperatura de secado del secador de tambor de tres vías
1.3.1 Según los resultados, el tambor de ajuste de temperatura de salida del secador de tres de retorno, respectivamente, siempre que la temperatura del aire era 78 ℃, 82 ℃, 85 ℃, 87 ℃, 90 ℃, 92 ℃, 95 ℃ varios gradiente, por determinación de humedad de las hojas de té, hojas de té de modo que el contenido de humedad requerido para lograr la granulación.
1.3.3 Efecto de la relación de adición de lodo en el combustible de moldeo
Añadido 0%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 40%, 50% de los lodos después de mezclar hojas de té con un anillo de troquel gránulos granulador, mediante la medición de la densidad de las partículas y El valor calorífico determina la proporción de fango agregado.
1.3.4 análisis de componentes industriales de residuos de té biomasa combustible de pellets y carbón
La preparación de un buen té deja combustible de biomasa de pellets y, análisis de componentes comerciales, industriales de carbón en conformidad con las normas pertinentes de la industria y las normas nacionales.
Diseño de línea de producción para producir 3 toneladas de combustible de pellets de biomasa de residuos de té en 1.3.5
Sobre la base de la investigación previa, la línea de producción de combustible de pellets de biomasa de residuos de té 3t está diseñada de acuerdo con la cantidad de residuos de té producidos por la empresa.
1.4 Método de análisis
1.4.1 Determinación del contenido de humedad
Porcentaje de la muestra se colocó en un termostato al horno bajo condiciones de 105 ± 5 ℃ 4 ~ 8h, se enfrió a pesar. 1 ~ 2 horas después de hornear repetido pesó después del enfriamiento, hasta que la diferencia entre los dos pesos es menor que la muestra Uno.
1.4.2 Determinación de la densidad de moldeo
Referencia Cai Wenbi [5]método de medición de la densidad de moldeo, el té en forma de hojas de biomasa pellet combustible colocado a temperatura ambiente para secar de manera natural, y la balanza electrónica usando calibres Vernier, respectivamente longitud, el diámetro y la calidad de la briqueta se midió de acuerdo con la siguiente fórmula de combustible pellet biomasa Densidad
1.4.3 Determinación del poder calorífico
El método de acuerdo con GB / T 213-2008 predeterminado "Determinación del valor calorífico del carbón" ensayos '6' para poder calorífico superior y el valor calorífico como un valor medio.
1.4.4 Método de análisis de la composición de la industria del carbón
Determinación de humedad, ceniza, materia volátil y carbón fijo de carbón según GB / T 212-2008 "Método de análisis industrial del carbón"[7]Determinación del método especificado en el método, azufre total según GB / T 214-2007 "Método para la determinación del azufre total en el carbón"[8]El método especificado en la determinación.
1.4.5 Método de análisis de la composición industrial del combustible formador de biomasa
Método de prueba para la humedad, las cenizas y la materia volátil de los residuos de té de combustible de pellets de biomasa con referencia al combustible de moldeo sólido de biomasa [9]El método especificado en el método, carbono fijo y azufre total hace referencia a GB / T 212-2008 '7' y GB / T 214-2007 respectivamente[8]El método especificado en la determinación.
2 resultados y análisis
2.1 Influencia del contenido de agua de los residuos de té en el moldeado
El contenido de humedad de los materiales tiene un impacto relativamente grande sobre el efecto de moldeo por compresión de la biomasa, el moldeo de proceso de factor de materia prima es muy importante [10]El contenido de agua es demasiado bajo, la lignina no puede ser completamente convertido, el efecto adhesivo se reduce en gran medida, la mejora de la resistencia a la compresión entre las partículas, no sólo es difícil de molde, mientras que la compresión excesiva producirá energía; contenido de humedad es demasiado alto, el proceso de calentamiento genera el vapor no puede ser dado de alta del combustible que forma el agujero central, la luz hará que el craqueo de combustible, superficie muy áspera, producirá detonante severa, mientras que el contenido de humedad es demasiado alto también puede resultar en calor tasa de entre las partículas de biomasa realización se reduce considerablemente [11]Cuando se ve de la Tabla 1, el contenido de humedad por debajo de las hojas de té 13%, pequeña densidad de moldeo, briquetas de rugosidad de la superficie, hay algunas grietas, efecto general en formación; las hojas de té a un alto contenido de humedad del 17% o superior, la superficie de moldeo del combustible grietas, con el aumento de contenido de agua, peor es el moldeo efecto, la caída de combustible moldeado es también peor, y quebradizo. cuando el contenido de agua de hojas de té de 15% a 17%, de briquetas de superficie lisa, densidad, efecto de formación preferido. teniendo en cuenta el proceso de producción real es difícil de controlar el contenido de humedad, no llega tan estricta, por lo que el contenido de humedad de las hojas de té granulada puede ser de entre 13% a 17%, en línea con los resultados de la línea de prueba marcados NY / T 1878-2010[12]Los requisitos básicos de rendimiento sólidas primas de combustible de los recursos materiales.
2,2 optimización de la temperatura de secado secador de tambor de tres pasos de
A partir de los resultados de la Tabla 1, el contenido de agua de hojas de té de granulación de la granulación satisfacer los requisitos del 13% al 17%, contenido de humedad después de pulsar de las hojas de té es generalmente de aproximadamente 55%, la necesidad de nuevas hojas de té secado, utilizando tres pruebas volver secador de tambor para secar aún más las hojas de té después de la prensa. tambor cuando el secado de frecuencia fija, es decir, el tiempo de secado uniforme de 15 minutos, en condiciones para optimizar la temperatura de secado. se puede ver en la Figura 1, el tambor cuando la temperatura de salida del secador es de 85 ~ 90 °.] C, el contenido de humedad de las hojas de té 13% a 17%, el contenido de humedad de la granulación, para cumplir los requisitos. Por lo tanto, la producción de la temperatura del aire tres de retorno seleccionado del secador de tambor 85 ~ 90 ℃.
2.3 Efecto de la relación de adición de lodo en el combustible de moldeo
La figura 2 refleja la diferente proporción de lodos añadido en otras condiciones de la misma variación de las hojas de té densidad combustible particulado y el valor calorífico. 2 visto desde la figura, con el aumento de la proporción de partículas de lodo aumentó gradualmente después de la primera densidad del combustible se tiende a ser estable, cuando la relación de adición de lodo a 20% menos de la densidad del combustible en partículas, puede ser debido a una cantidad apropiada de lodo puede llenar los vacíos entre las partículas de hojas de té, hojas de té de modo se incrementa que la adhesión entre las partículas ' 5', hojas de té más conducente a la formación, cuando la relación de adición de partículas de lodo 20% ha sido suficiente para llenar el vacío, continuar añadiendo el lodo tiene poco efecto sobre la adherencia entre las partículas de relleno y partículas de hojas de té lagunas. Además, el valor de calor Es uno de los indicadores de rendimiento más importantes del combustible de pellets, que refleja directamente la calidad de combustión del combustible.[13].
Como puede verse en la figura, una pequeña cantidad de combustible particulado ayuda a quemar el lodo, el lodo puede ser debido al bajo punto de ignición, se inicia rápidamente la quema de hojas de té de combustible particulado [5], Pero con el aumento de la proporción de lodos añadido, el valor calorífico del combustible en partículas disminuyó significativamente. Densidad Binding y el valor calorífico del combustible, relación de la adición de lodo de 5% a 10% es apropiado.
2.4 Análisis de la composición industrial del combustible de pellets de biomasa de residuos de carbón y té
Tabla 2 es un té de hojas de partículas de combustible de biomasa con un comercialmente disponible análisis de la composición industrial donde el carbón es evidente de la Tabla 2, el té de alta combustible volátil deja partículas de biomasa, el carbón es mucho mayor que el rendimiento rendimiento de encendido y la combustión de carbón , que pertenece al combustible altamente activo [14]El contenido de carbono es 19.75%, mucho más bajo que el carbón, lo que hace que su valor calorífico sea más bajo que el del carbón. [15]El combustible de pellets de biomasa de residuos de té preparado cumple con los requisitos del estándar de la industria NY / T 1878-2010 para los requisitos básicos de rendimiento de los combustibles de formación de sólidos de biomasa. [12], los componentes dañinos (azufre y ceniza, etc.) son mucho más bajos que el carbón, quemando NO X, SO 2Emisiones mucho menos que el carbón, las características de combustión mejoraron significativamente la eficiencia de utilización se ha mejorado considerablemente. Por lo tanto, las hojas de té de combustible de pellets de biomasa tiene una alta calidad, características limpias y eficientes, es el sustituto ideal de combustible de carbón.
Diseño de 3 toneladas de línea de producción de combustible de pellets de biomasa de residuos de té a las 2.5 horas
3 última producción diseño de la planta de la figura 3 t hojas de té línea de biomasa de pellets de combustible comprende un centro principal de control por ordenador, el sistema apretando las hojas de té, hojas de té secas y aparato de sistema principal del sistema de granulación que comprende:
Prensa de filtro de placa de diafragma y cuadro: El área de filtro de filtro es de 400 m 2Máquina de placa y marco, el espesor teórico de la cámara del filtro es de 35 ~ 40 mm, y el volumen efectivo es de aproximadamente 7 m. 3Cada bloque de escoria sobre 4.2t, condiciones de prensado fueron: presión de 1,2 ~ 1,5 MPa, el tiempo de 20 ~ 30 min, después de presionar las hojas de té un contenido de agua de 55% a 60%, el contenido de lodo de humedad de 68% a 73%.
1,5 ~ 2t / h hojas de té una línea de secado: una bomba de agua del depurador cortina de agua, los ciclones Ⅱ, Ⅱ ventilador de tiro inducido, máquina, alimentador helicoidal, ventilador de ciclón fuera Ⅰ rosa, Ⅰ ventilador horno apagado, ventilador de tiro inducido Ⅰ Espiral de alimentación, tornillo de alimentación, ventilador I, II. Las condiciones de secado son: temperatura del aire de salida 85 ~ 90 ° C, tiempo de secado 15 min, contenido de humedad de escoria de agua de secado 13% ~ 17%.
Cuando las hojas de té producir una producción de pellets equipos de la línea 3t: en la que una sola velocidad es mayor que o igual granulado 1.5T / h, máquina de partícula anillo de abertura de 8 mm molde, un diámetro interior de 420 mm molde de anillo, anillo de rotación troquel hojas de té 336r / min Sludge añadió. La relación es del 5% ~ 10% y el granulador comprime la mezcla en partículas cilíndricas de Φ10 ~ 12 mm (consulte la Figura 4). La densidad de la partícula es ≥1 g / cm. 3, contenido de agua ≤ 13%, ceniza ≤ 6%, bajo poder calorífico ≥16.9MJ / kg, tasa de ruptura ≤ 5%, tasa de pulverización ≤ 12%.
3 discusión
En este trabajo, el té residuos hojas como materia prima, que lodos clave compuesta parámetros técnicos preparación de combustible en partículas en forma de, parámetros principales: contenido de humedad de las hojas de té entre 13% a 17%; los tres retorno tambor secador de aire temperatura es 85 ~ 90 ℃; tratamiento de lodos y la utilización de la relación de la adición de 5% a 10%, y, finalmente, construir té a gran escala hojas de combustible pellet biomasa sobre la base de la línea de producción, empresas de procesamiento de té es proporcionar un nuevo residuo de té agotado Ruta.
Hojas de té como una fuente de recursos agrícolas generalizada, de bajo costo, la utilización integral de acuerdo con su perspectiva de desarrollo sostenible. Para llevar a cabo la utilización integral de hojas de té para extender la cadena industrial, mejorar los beneficios económicos y sociales de la industria del té de China [4]4. Realizar el reciclaje de recursos y el ahorro de energía y la reducción de emisiones de las empresas de procesamiento de té profundo es una tendencia inevitable del desarrollo de toda la industria.
La biomasa pertenece a renovables de energía limpia, lo que efectivamente puede aliviar la escasez de energía y empeoramiento Huanjingwuran pregunta corta, que se considera uno de los principales nuevo futuro energético, con beneficios sociales y económicos significativos [13, 16]En respuesta a la profundidad de procesamiento de té actual de pasaron residuos de té usan incompleta, lo que resulta en el status quo Huanjingwuran, desperdicio de recursos, el té innovador deja filtro marco deshidratado, y luego más deshidratado por el secador de tambor después del tratamiento de secado y de aguas residuales té 3t deja la producción de biomasa de pellets preparación línea de producción de combustible de las hojas de té en un lodo con partículas de combustible de biomasa, mientras que la tecnología de producción a gran escala de combustible de pellets y el equipo han sido estudiados sistemáticamente hojas de té verde, crear, implementar, hojas de té biomasa Producción a gran escala y producción de bajo costo de combustible de pellets, para el procesamiento en profundidad y la utilización de empresas de procesamiento de té profundo [17], Hojas de té partículas de biomasa producidos por la producción de calor de la caldera quema de combustible de biomasa, para proporcionar calor para el proceso de extracción de té, no sólo la solución de desecho de hojas de té húmedas, hojas de té para reducir los residuos sólidos, el transporte de lodos de depuradora y los costes de eliminación, y hacer té La escoria se utiliza por completo, y puede reemplazar la gran cantidad de carbón, reducir efectivamente el consumo de energía y mejorar la estructura de utilización de energía de la planta.
Las hojas de té pertenecen combustible de biomasa de pellets de biomasa, sólo alrededor de 1/10 del contenido de sustancias nocivas en el carbón, la contaminación del aire puede ser reducido. Según las estadísticas, cuando la producción de té instantáneo negocio 0.5T en polvo, en lugar de carbón con el suministro de combustible de biomasa Puede reducir SO por año 2Descarga 33t / a, reduce NO XLa emisión es de 29t / a, y la ceniza quemada se puede utilizar como fertilizante para regresar a la plantación de té y lograr el reciclaje de recursos y la conservación de energía (ver Figura 5).
Referencias
'1' Xie Qiqiang. Estudio sobre las propiedades físicas y las características de combustión del combustible de moldeo de biomasa 'D'. Nanjing Forestry University, 2008.
'2' Xia Xuning, Liu Shengyong, Liu Hongfu, y otros. Pruebas de diseño y rendimiento de quemadores de pellets de biomasa 'J.' Agricultural Mechanization Research, 2017 (1): 227-231.
'3' Liu Jun, Jia Yuhe. Análisis sobre el Prospecto de Popularización y Aplicación de Combustible de Pellets de Biomasa en la Ciudad de Shenyang [J '. Environmental Protection Science, 2007, 33 (6): 12-14.
'4' Xie Feng, Jin Lingli, Tu Juan, et al. Progreso de la investigación sobre la utilización integral de desechos de té 'J'. Boletín de Ciencias Agrícolas de China, 2015, 31 (1): 140-145.
'5' Cai Wenbiao. Estudio experimental sobre la preparación de combustible en forma mediante la combinación de biomasa 'D'. Nanjing: Southeast University, 2016.
'6' Administración de Normalización Nacional de China de la Administración General de Supervisión de Calidad, Inspección y Cuarentena de la República Popular China. Método de determinación del valor calorífico del carbón: GB / T 213-2008 'S'. Beijing: China Standard Press, 2008: 11.
'7' Comité Nacional de Administración de Normalización de China de la Administración General de Supervisión de Calidad, Inspección y Cuarentena de la República Popular China. Método de Análisis Industrial del Carbón: GB / T 212-2008 'S'. Beijing: China Standard Press, 2008: 11.
'8' Administración de Normalización Nacional de China de la Administración General de Supervisión de Calidad, Inspección y Cuarentena de la República Popular China. Método de determinación del azufre total en carbón: GB / T 214-2007 'S'. Beijing: China Standard Press, 2008: 3.
'9' Ministerio de Agricultura. Métodos de prueba para combustibles de formación sólida de biomasa Parte I: General 'M'. Beijing: China Agriculture Press, 2011.
'10' Zhu Dianxiang. Investigación y desarrollo de la línea de producción de combustible de pellets de biomasa y sus tecnologías de fabricación clave 'J'. China Engineering Science, 2014, 16 (4): 13-16.
'11' Li Meihua, Yu Guosheng. Estado de la investigación de la tecnología de formación de combustible de biomasa 'J'. Wood Processing Machinery, 2005 (2): 36-40.
'12' Ministerio de Agricultura de la República Popular de China. Condiciones Técnicas para el Combustible de Formación Sólida de Biomasa: NY / T 1878-2010 'S'. Beijing: China Agriculture Press, 2010.
'13' Canción Jiao, biomasa Bo características de combustión de combustible y las emisiones de partículas de contaminantes Resumen 'J' Biomasa Ingeniería Química, 2016, 50 (4): 61-64.
'14' Luo Juan, Houshu Lin, Zhao Lixin, como la combustión de partículas de combustible de biomasa Avances dispositivo 'J' Energía Renovable, 2009, 27 (6): 90-95.
'15'Tabarés J L M, Ortiz L, estudio Granada E.Feasibility del uso de energía para material lignocelulósico densificados (briquetas)' J'.Fuel, 2000, 79 (10): 1229-1237.
'16' Chen Yanhong, desgaste militares, Tianxue Yan, el estado y otra investigación de la tecnología de fabricación de combustible de biomasa en forma de Investigación pesada densa 'J', 2010 (1): 206-211.
'17' fue Zheng Lin, dinero Phoenix Park, semanas, etc. para promover las perspectivas de combustible de pellets de biomasa en Songyang Análisis de procesamiento de té de procesamiento de té chino 'J', 2015 (6): 49-51, 69.
