2. Проектный и производственно-технологический раздел

2.1. Физико-механические свойства субстрата

Главные показатели качества субстрата, полученного путем гранулирования:

• теплотворная способность;

• влажность;

• насыпная плотность (объемный вес);

• истираемость (массовая доля мелкой фракции пыли);

• размеры частиц субстрата (диаметр, длина).

Именно они обеспечивают привлекательные потребительские качества топливных гранул. Эти характеристики обычно определяются при проведении проверки качества ДТГ и фиксируются в соответствующих сертификатах. Теплотворная способность готового продукта – это базовое свойство гранул, определяющее их потребительскую ценность. Чем выше теплотворная способность, тем больше энергии получается при сжигании 1 кг, соответственно меньше расход гранул, а следовательно, меньше затраты. Теплотворная способность также зависит и в меньшей мере от пород древесины. Напоминаем, что линии гранулирования гранулируют любую древесину. Поскольку содержание горючего компонента (С и Н) в древесине разных пород колеблется незначительно (в хвойных породах древесины содержится углерода (С) 50,5 %, в лиственных 49,6%, водорода одинаковое-6,2%), влиянием пород древесины на теплотворную способность гранул можно пренебречь. Влажность и зольность снижает теплотворную способность гранул, уменьшая горючую массу в единице веса. Теплотворная способность абсолютно сухих гранул можно принять равной теплотворной способности абсолютно сухой древесины, которая равна 18,9 МДж/кг. Теплота парообразования составила 2,26 МДж/кг [22].

В зависимости от величины, рассчитанной рабочей теплотворной способности, учитывающей влажность и зольность можно посчитать цену гранулируемого продукта.

Влажность- фактор который оказывает влияние не только на теплотворную способность, но и на стабильность при хранении, исключая самовозгорание, минимизирование потерь. Это фактор, который влияет на работу топок снижает КПД. Одним из основных свойств гранул является их насыпная плотность.

Насыпная плотность – это фактор с которым связаны затраты на транспортировку и хранение гранул. Чем она меньше, тем дороже перевозка. Насыпная плотность гранул напрямую зависит от плотности гранул и их диаметра.

Плотность - фактор, который оказывает влияние на эффективность работы топок, скорость горения, расходы на транспортировку, хранение. Существующий уровень техники и технологии позволяет получать гранулы с плотностью 1,147 кг/м3, которая обеспечивают теплотворную способность гранул равную теплотворной способности древесины 18,9 МДж/кг. Максимальная плотность древесного вещества, достигаемая при существующем уровне техники, может быть 1,560 кг/м , причем эта величина может быть достигнута при давлении в 20000 11/м2. Величина плотности гранул 1,147 г/м3 достигаемся при давлении в 1450 Н/м3. Таким образом, увеличение давления примерно в 15 раз усиливает плотность всего лишь на 0,3 единицы. Согласитесь это нецелесообразно, т.к. ощутимо повышает стоимость оборудования. Кроме того, при достижении плотности до 1,560 г/м идет очень плотная упаковка элементов древесины, что затрудняет доступ кислорода к горючим элементам и ухудшает процесс горения [21].

Размеры гранул влияют на их прочность, насыпную массу, истираемость и объемы оборудования. Размер топливных гранул, как принято, имеет значение только для частных потребителей. Чаще всего, встречаются гранулы диаметром 6, 8 или 10 мм, реже 12 мм. Длина гранул имеет значение с точки зрения эффективного прохождения через шнековые системы подачи малого диаметра. Кроме того, по длине продукта можно судить о ее прочностных характеристиках. Как принято, длина гранулы составляет от 10 до 25 мм. Истираемость влияет на изменение качества во время транспортировки, а соответственно на потери и затраты, поэтому в большинстве европейских стандартов эта величина не должна превышать 1 % [22].

Определение S02 и SCb в газах горения гранул необходимо, так как их выброс с отходящими газами ухудшает экологическую ситуацию, коррозирует оборудование и требует дополнительных затрат на доочистку от S02 и S03 отходящих газов и более частое обслуживание оборудования. Не своевременное обслуживание ведет к выходу из строя некоторых узлов оборудования для сжигания гранул.