Equipo de moldeado de polvo de carbón

I. ¿Qué materias primas son adecuadas para el moldeado de polvo de carbón?

Las fuentes de materia prima para el moldeado de polvo de carbón son extremadamente diversas. Prácticamente cualquier material en polvo que contenga carbono puede servir como materia prima.

Polvo de carbón biomásico (materia prima principal):

• Materiales carbonizados primarios: Polvo de carbón obtenido de residuos agrícolas y forestales, como cáscaras de arroz, serrín, virutas de bambú, paja, cáscaras de maní, cáscaras de coco y bagazo de caña de azúcar, tras su carbonización en hornos de carbonización continua.
• Materiales de desecho reciclados: Polvo de carbón obtenido al triturar fragmentos de carbón no conformes, carbón de desecho y piezas de desecho de la producción de carbón. También incluye polvo de carbón activado y polvo de grafito desechados en fábricas, etc.

Materiales carbonados minerales / a base de carbón (materiales extendidos):

• Polvo de carbón: Polvo producido al triturar diversos carbones antracitas y bituminosos.
• Polvo de coque / lignito: Polvo de coque o lignito generado en las industrias metalúrgica y química.

Materias primas mezcladas:

Se pueden mezclar pequeñas cantidades de polvo de carbón o polvo de coque con grandes volúmenes de polvo de carbón biomásico. Alternativamente, se pueden añadir materiales fibrosos como tallos de tabaco o virutas de madera para producir “carbón sintético” con propiedades de combustión mejoradas.

II. Flujo de proceso completo (tres etapas principales)

En comparación con la producción tradicional de carbón mecanizado, el proceso de moldeado de polvo de carbón cuenta con un flujo de trabajo más corto y una operación más sencilla. Consiste principalmente en tres etapas: pretratamiento de la materia prima, mezcla y moldeado a alta presión.

Etapa 1: Pretratamiento de la materia prima

Objetivo: Asegurar que el tamaño de partícula de la materia prima cumpla con los requisitos de moldeado y establecer una base para una mezcla uniforme.

Proceso:

• Trituración / Tamizado: Si las materias primas contienen terrones (por ejemplo, carbón roto, partículas grandes de coque), deben pasar primero por una trituradora. Normalmente, el tamaño de partícula de la materia prima debe ser inferior a 5 mm para garantizar una superficie lisa y una densidad uniforme en el producto moldeado. Este paso se puede omitir para polvos inherentemente finos (por ejemplo, polvo de carbón, polvo de carbón mineral).

Etapa 2: Mezcla en molino de rodillos (proceso crítico)

Objetivo: Mezclar completamente el polvo de carbón con el aglutinante y el agua para obtener un material uniformemente mezclado con buena plasticidad.

Principio: El polvo de carbón es granular y carece de propiedades aglutinantes inherentes. El aglutinante debe formar “puentes” entre las partículas, que desarrollan resistencia tras el secado y curado.

Proceso:

1. Alimentar el polvo de carbón pretratado al mezclador de molino de rodillos.
2. Añadir aglutinante y agua según la proporción de la fórmula. La selección y dosificación del aglutinante son parámetros críticos del proceso.
   • Referencia de proporción de aglutinante: La adición óptima varía según el tipo de polvo de carbón. Por ejemplo:
     • Polvo de carbón: 6% recomendado
     • Polvo de carbón de bambú: 5% recomendado
     • Polvo de carbón de cáscara de arroz: 4% es suficiente debido a su alto contenido de cenizas y estructura porosa.
3. Mezclar completamente hasta obtener una consistencia húmeda donde la mezcla “se mantiene unida al apretarla pero se desmorona al frotarla”.

Etapa 3: Moldeado a alta presión (proceso central)

Objetivo: Bajo una inmensa presión mecánica, comprimir el material mezclado en la forma deseada de los productos de carbón.

Proceso: Dependiendo de la forma del producto requerida y las especificaciones de presión, se utilizan diferentes tipos de máquinas de moldeado en esta etapa:

1. Máquina moldeadora de polvo de carbón (tipo extrusora de tornillo):
   • Formas adecuadas: Principalmente varillas huecas/sólidas (por ejemplo, hexagonales, cuadradas, circulares).
   • Proceso: El material entra en la máquina y es avanzado a la fuerza por un tornillo sin fin. Aunque no depende de altas temperaturas para plastificar la lignina como las máquinas de briquetas tradicionales, el proceso de extrusión genera calor que ayuda a ablandar el material y permite la extrusión continua de varillas a través de la boquilla.
2. Máquina moldeadora de polvo de carbón hidráulica (tipo prensa hidráulica):
   • Formas adecuadas: Formas diversas, incluyendo huecas hexagonales, cilíndricas sólidas/huecas, bloques cuadrados, formas de flor de ciruelo, etc.
   • Proceso: El material entra en la cavidad del molde. Un cilindro hidráulico acciona el punzón para conformar el material bajo una presión extremadamente alta (compresión doble superior e inferior). Este método de conformación intermitente produce un producto por ciclo. Se caracteriza por una alta presión, productos extremadamente densos con superficies lisas y excelente resistencia a impactos y transporte.
3. Prensa de pellets de polvo de carbón (tipo extrusión de doble rodillo):
   • Formas aplicables: Principalmente diversas formas esféricas (redondas, ovaladas, en forma de huevo, almohadilladas) y formas de bloque (en forma de barra, pan).
   • Proceso: El material entra entre dos rodillos contrarrotativos con ranuras hemisféricas en sus superficies a través de un dispositivo de alimentación. A medida que los rodillos giran, el material es progresivamente arrastrado y comprimido. Se forman pellets en el punto donde las dos ranuras convergen y luego se expulsan.
4. Máquina formadora de prensa multifuncional (tipo punzonado):
   • Formas aplicables: Principalmente similares al carbón de nido de abeja, bloques porosos como ladrillos y diversos bloques irregulares.
   • Proceso: Similar a las máquinas de carbón de nido de abeja tradicionales, el material dentro del cilindro del molde es prensado y formado por un punzón y descargado a través de una cinta transportadora.

III. Formas que se pueden moldear

Una de las grandes ventajas de la tecnología de conformado de polvo de carbón es la enorme diversidad de formas de producto que se pueden lograr simplemente reemplazando moldes de diferentes formas (cilindros formadores, pieles de rodillo, cilindros de molde).

• En forma de barra: La forma más común, utilizada principalmente para barbacoas y calefacción. Incluye redondas sólidas, cuadradas huecas, hexagonales huecas y formas de flor de ciruelo.
• Esféricas: Utilizadas principalmente para barbacoas, carbón para narguile y calefacción doméstica. Incluye esferas perfectas, elipses, formas de huevo, formas de huevo de ganso y almohadilladas.
• En forma de bloque: Utilizadas principalmente en calderas industriales, chimeneas o aplicaciones especializadas (por ejemplo, artesanías, fundición). Incluye bloques cuadrados, formas de disco, formas de abanico, formas de pan e incluso formas de ladrillo porosas con múltiples orificios como el carbón de nido de abeja.
• En forma de lámina: Utilizadas principalmente para carbón de narguile, carbón de incienso, carbón para moxibustión, etc.

IV. Resumen de las características del proceso

• Flujo de proceso corto, alta eficiencia: Simplifica el proceso tradicional de producción de carbón de cinco pasos (trituración, secado, briquetado, carbonización) a dos pasos principales: trituración y mezcla, acortando significativamente el ciclo de producción y reduciendo los costos de inversión y mano de obra.
• Alta adaptabilidad de materias primas, convirtiendo desechos en riqueza: No solo puede procesar polvo de carbón virgen, sino también reciclar eficazmente el carbón de desecho, el carbón roto de la producción de carbón y diversos polvos industriales que contienen carbono, logrando una utilización de recursos del 100%.
• Consumo de energía significativamente reducido: Elimina la etapa de calentamiento de alta energía del briquetado tradicional. Al mismo tiempo, el calor residual de la carbonización continua se puede utilizar para el secado o calefacción, reduciendo sustancialmente el consumo total de electricidad y disminuyendo los costos en aproximadamente un 70%.
• Calidad del producto controlable y diversa: Las fórmulas y moldes se pueden ajustar flexiblemente según diferentes aplicaciones (por ejemplo, barbacoas, calefacción, uso industrial) y demandas del mercado. Esto permite producir productos con diferentes formas, densidades y características de combustión, mejorando el valor del producto.
• Alta adaptabilidad del equipo: Varios tipos de máquinas —incluyendo extrusión de tornillo, hidráulicas, extrusión de doble rodillo y estampado— se adaptan a diversas formas de producto y requisitos de capacidad de producción. Esto permite una utilización multipropósito; por ejemplo, las máquinas moldeadoras de polvo de carbón se pueden modificar ligeramente para el moldeado de polvo de carbón mineral.

A través de estos pasos, el polvo o fragmentos de carbón desechados se transforman en diversos productos de mercado limpios y eficientes: carbón para barbacoas, carbón para calefacción o carbón industrial.