Principio de funcionamiento y proceso del granulador RDF

El peletizador de CDR (combustible derivado de residuos) es un dispositivo esencial que procesa residuos sólidos urbanos e industriales preprocesados en pellets de combustible sólido con una forma, densidad y valor calorífico específicos. Su principio de funcionamiento y proceso se basan en tres pasos principales: modificación de la materia prima, moldeo por extrusión, control de calidad, reducción de residuos, tratamiento inocuo y aprovechamiento de recursos.

Principio de funcionamiento: Efectos sinérgicos de la extrusión física y los efectos térmicos

El principio de funcionamiento básico de la peletizadora de RDF se basa en el efecto sinérgico del moldeo por extrusión mecánica y los efectos térmicos del material. Las fuerzas externas superan las fuerzas de cohesión entre las partículas del material, comprimiendo el material suelto en pellets densos. Esto se puede dividir en tres procesos clave:

Deformación plástica del material: Tras la trituración, clasificación y secado (con un contenido de humedad controlado entre el 10 % y el 25 %), el material entra en la tolva de alimentación de la peletizadora y se alimenta a velocidad constante mediante un alimentador de tornillo a la zona de extrusión, entre la matriz anular y los rodillos de compresión. La pared interior de la matriz anular cuenta con orificios de conformado distribuidos uniformemente (normalmente de 8 a 12 mm de diámetro). Los rodillos motorizados giran a alta velocidad, ejerciendo una presión de extrusión continua (de hasta 50-150 MPa) sobre el material. Esta presión expulsa aire entre las partículas del material, y componentes como la celulosa y la lignina experimentan una deformación plástica debido a la extrusión, formando una masa compacta.

Formado asistido por efecto térmico: Durante el proceso de extrusión, la fricción entre el material y la matriz anular y los rodillos, así como la fricción interna entre las partículas del material, genera un calor considerable, elevando la temperatura del material a 70-120 °C. Esta temperatura elevada no solo ablanda los componentes orgánicos (como plásticos y caucho) del material, mejorando su plasticidad, sino que también promueve la evaporación adecuada de la humedad, reduciendo el contenido de humedad de los gránulos después del conformado. Además, el efecto térmico puede causar cambios físicos y químicos sutiles en algunos componentes del material, como la gelatinización del almidón y el ablandamiento de las fibras, lo que mejora aún más la resistencia cohesiva de los gránulos y evita que se aflojen y se rompan después del conformado.

Formación y corte de pellets: Bajo presión, el material extruido se introduce a través de los orificios de formación de la matriz anular, formando hebras cilíndricas continuas. A medida que las hebras de material emergen de la matriz anular, las cuchillas en el exterior de la matriz las cortan según la longitud de pellet establecida (generalmente de 10 a 30 mm). Los pellets cortados se descargan a través del puerto de descarga, completando así el proceso de peletización.

Flujo de trabajo: Procesos estandarizados de pretratamiento y conformado

El flujo de trabajo de la peletizadora de CDR debe coordinarse con el sistema de pretratamiento inicial y el sistema de enfriamiento y cribado final para formar una cadena completa de producción de CDR. El proceso específico se puede dividir en cinco pasos principales:

Pretratamiento de la materia prima (preparación inicial): Este es el requisito previo para garantizar la calidad de la peletización. Los residuos sólidos crudos se someten a tres pasos: primero, se utiliza una trituradora para reducir el material a granel a partículas uniformes de ≤50 mm de tamaño; segundo, se utiliza un equipo de clasificación (como un separador magnético o un separador de aire) para eliminar impurezas no combustibles como metal, vidrio y piedra; y finalmente, se utiliza un secador para reducir el contenido de humedad del material al 10 %-25 %. (Un contenido de humedad excesivamente alto puede provocar que los pellets se adhieran entre sí, mientras que un contenido de humedad excesivamente bajo reduce la plasticidad y afecta el efecto de moldeo). Alimentación y transporte: Los materiales pretratados se introducen en la tolva de alimentación del peletizador de CDR mediante una cinta transportadora o un transportador de tornillo. Un dispositivo de agitación en la tolva de alimentación evita la acumulación de material en el puerto de alimentación y garantiza un flujo uniforme y estable de material hacia el mecanismo de alimentación. El alimentador de tornillo del mecanismo de alimentación ajusta la velocidad de alimentación en función de la carga del peletizador, evitando la sobrecarga del equipo debido a una alimentación demasiado rápida o el ralentí debido a una alimentación demasiado lenta.

Extrusión (proceso del núcleo)s): Después de que el material entra en la cámara de extrusión, se extruye mediante la acción combinada de rodillos y una matriz anular. Este proceso requiere la monitorización en tiempo real de dos parámetros clave: la presión de extrusión (ajustada por un sistema hidráulico en función de la dureza del material) y la temperatura del material (monitoreada por un sensor de temperatura. Si la temperatura es demasiado alta, se activa el sistema de refrigeración para evitar la carbonización; si la temperatura es demasiado baja, se ajusta la velocidad del rodillo para aumentar la generación de calor por fricción). Después de que el material pasa por el orificio de formación de la matriz anular, la cortadora lo corta a la longitud preestablecida. Los pellets resultantes suelen tener una temperatura de 80-110 °C y un contenido de humedad entre un 3 % y un 5 % inferior al de la alimentación inicial. Enfriamiento y cribado (procesamiento final): Los pellets recién formados están calientes y tienen baja dureza. Deben introducirse inmediatamente en un enfriador (como un enfriador de contracorriente). El aire frío enfría rápidamente los pellets a temperatura ambiente (25-30 °C) y reduce aún más su contenido de humedad al 8 %-15 %, mejorando así su dureza y estabilidad. Los pellets enfriados pasan a través de una criba vibratoria para eliminar las partículas no aptas de tamaño y longitud (las partículas no aptas pueden devolverse a la trituradora para su reprocesamiento), lo que garantiza la uniformidad de los pellets terminados.

Almacenamiento y transporte del producto terminado: Los pellets de CDR aptos se tamizan y se transportan al almacén de producto terminado mediante una cinta transportadora. Durante el almacenamiento, se requiere una ventilación y un control de humedad adecuados para evitar la absorción de humedad y la aglomeración. El producto terminado puede ensacarse mediante una empacadora o transportarse directamente mediante equipos transportadores a lugares de uso final, como calderas e incineradores, donde puede utilizarse como una alternativa de energía limpia a los combustibles fósiles. La peletizadora de CDR utiliza el principio de funcionamiento de «extrusión física + efecto térmico». Combinado con procesos estandarizados de pretratamiento y moldeo para lograr la transformación de residuos sólidos en combustible de alto valor añadido. Su objetivo principal es equilibrar la plasticidad y la estabilidad de moldeo del material mediante un control preciso de parámetros, lo que proporciona un soporte técnico clave para la aplicación industrial del CDR.

Autora: Serena Chang

Serena Chang escribe un blog y una columna de noticias. Con más de 10 años de experiencia en la industria de la maquinaria, posee un amplio conocimiento sobre la maquinaria de protección ambiental y está dispuesta a compartir conocimientos útiles sobre este tema.