Каковы процессы брикетирования различных материалов?

Брикетирование — это процесс прессования сыпучих сырьевых материалов в плотные, твердые блоки, называемые брикетами. Это делается для повышения их плотности, что упрощает обработку, хранение и транспортировку, а также часто для повышения их эффективности при сжигании или переработке. Конкретный процесс варьируется в зависимости от свойств материала, таких как его природные связующие вещества и требуемая конечная плотность.

Процесс брикетирования различных материалов

Основные процессы брикетирования классифицируются по типу используемого оборудования: гидравлические прессы, механические поршневые прессы и шнековые прессы. Каждый из них подходит для разных материалов.

Брикетирование биомассы

Биомасса включает в себя сельскохозяйственные отходы (например, рисовую шелуху, жом сахарного тростника и стебли), отходы лесного хозяйства (опилки и древесную щепу) и бытовые отходы. Процесс получения биомассы обычно основан на использовании природного связующего вещества – лигнина, содержащегося в растительном материале.

Брикетирование поршневым прессом: в этом процессе используется механический или гидравлический поршень для прессования биомассы в цилиндр. Трение и высокое давление, создаваемые поршнем, повышают температуру материала примерно до 250–300 °C. Под действием тепла лигнин размягчается и действует как природный клей, склеивая материал. Затем брикеты продавливаются через матрицу, которая придает им форму и обеспечивает дополнительное сжатие.

Брикетирование шнековым прессом: шнек непрерывно подает и прессует биомассу в нагретую коническую матрицу. Трение и тепло, выделяемые шнеком и матрицей, расплавляют лигнин, образуя очень плотный, часто полый, брикет. Полый центр может улучшить горение за счет увеличения площади поверхности для циркуляции воздуха.

Брикетирование угля и древесного угля

Брикетирование угля и древесного угля обычно включает добавление связующего к мелким частицам для получения прочного и стабильного конечного продукта.

Брикетирование с помощью валкового пресса: это распространённый метод для угольной мелочи и древесноугольной пыли. Процесс включает смешивание мелкодисперсного материала со связующим (например, патокой, крахмалом или глиной). Смесь затем подается между двумя вращающимися в противоположных направлениях валками с соответствующими углублениями или формами на поверхности. Высокое давление валков прессует материал в однородные брикеты подушечной формы. Затем брикеты сушатся для затвердевания связующего и повышения их прочности.

Брикетирование экструзией: шнековый или плунжерный экструдер продавливает смесь угля и связующего через фильеру, формируя непрерывный брикетик или цилиндр. Форма и размер брикета определяются фильерой. Этот метод часто используется для создания брикетов с центральным отверстием, что повышает эффективность их горения.

Брикетирование металла

Брикетирование металла используется для преобразования металлолома, такого как стружка, опилки и стружка, образующиеся в процессе механической обработки, в компактные, прочные блоки. Этот процесс не требует использования связующих веществ и основан на применении огромного давления для холодного сваривания металлических частиц.

Брикетирование на гидравлическом прессе: это наиболее распространённый и эффективный метод прессования металла. Гидравлический пресс оказывает чрезвычайно высокое давление (сотни тонн) на металлический лом в замкнутой камере. Под действием мощного давления рыхлый лом прессуется в плотный, сплошной брикет, что значительно уменьшает его объём (до 90%). Этот процесс также позволяет выдавливать и утилизировать из лома смазочно-охлаждающие жидкости и масла, которые можно использовать повторно.

Выбор брикетировочного оборудования (например, валкового, поршневого, шнекового) и использование связующих веществ в значительной степени зависит от характеристик материала, желаемых свойств конечного брикета и предполагаемого применения.