Отчет по результатам исследования «Создание производства древесного угля в Ханты-Мансийском автономном округе Югре»

Вид материала

Содержание

2.4. Технологии и требования, предъявляемые к производству древесного угля
Виды аппаратов для углежжения
История развития технологий углежжения
1 – нижнее кольцо
1 камера углежжения
1 топка; 2 пиролизная камера; 3 сушильная камера; 4 реторты с дровами; 5 реторты с остывающим углем; 6 вытяжная труба
Современные требования к углевыжигательным установкам

Подобный материал:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 15

2.4. Технологии и требования, предъявляемые к производству древесного угля

Древесный уголь обычно производится из стволовой древесины твердолиственных пород, преимущественно из березы.

Поскольку требования к качеству сырья для производства древесного угля невысоки, то используются отходы от других лесоперерабатывающих производств – пиломатериалов, мебельной промышленности и пр.

Для производства 1 тонны древесного угля из березы в качестве сырья необходимо переработать 8-10 кубометров березы. В зависимости от степени прокалки, объем выходящего древесного угля изменяется. Если уголь производить для промышленных предприятий, то содержание нелетучего углерода в нем должно быть в районе 90-94%, в таком случае выход составляет около 27%. В случае ориентации на реализацию угля населению, содержание нелетучего углерода может составлять 80-84%, и выход угля будет больше – до 35% от абсолютно сухого сырья.

Виды аппаратов для углежжения

Аппаратов для термического разложения древесины создано множество. Некоторые из них работают в настоящее время. Другие еще совсем недавно использовались в промышленности, но теперь потеряли свое значение. Еще больше таких, которые остались в патентах, конструкторских разработках, опытных установках.

На рисунке ниже представлены все возможные варианты углевыжигательных печей.

Рисунок 3. Классификация пиролизных аппаратов

История развития технологий углежжения

Исторически наиболее ранними были ямное и кучное углежжение. Именно эти способы производства обеспечивали углем многочисленные кузницы, существовавшие почти в каждой деревне. У многих народов в Африке до сих пор в очагах для приготовления пищи применяется только древесный уголь, и его заготавливают традиционными способами. Когда возникает разовая потребность в угле, ямное и кучное углежжение используют и в наше время.

Кучное (костровое) углежжение не требует вообще никаких материалов, кроме дров, дерна и воды. По способу укладки различают стоячие и лежачие кучи. Первые, объемом 15-400 м³, выкладывают в форме стога с куполообразным суженным верхом. Лежачие, объемом до 1000 м³, имеют прямоугольное основание и скошенную поверхность.

1 – ток; 2 – канал; 3 – нижний ярус; 4 – верхний ярус; 5 – чепец; 6 –настил; 7 – дерн

Рисунок 4. Схема кучного углежжения

Из опыта углежогов известно, что нельзя в одной куче перерабатывать древесину разной плотности. Куча в 300 м³ дров будет переугливаться 20-30 суток.

Обслуживание углевыжигательной кучи – это тяжелый ручной труд, при этом необходима высокая квалификация рабочего, ведущего процесс, т.к. работника подстерегают опасности – взрывы газа, провалы кучи, самовозгорание вынутого угля, а процесс ведется без приборов, только по внешним признакам.

Первыми появились аппараты, выполненные в металле, но по принципу работы мало отличающиеся от кучи. Это переносная углевыжигательная печь ЦНИИМЭ.

1 – нижнее кольцо; 2 – верхнее кольцо; 3 – купол; 4 – люк; 5 – воздуховоды; 6 – дымовые трубы; 7 – песчаные затворы

Рисунок 5. Переносная печь ЦНИИМЭ

Эта печь состоит из двух стальных сварных колец в форме усеченных конусов и куполообразного навершия с люком и крышкой. Дешевизна и простота этой конструкции подвигли множество не слишком грамотных изобретателей создавать “упрощенные” и “улучшенные” свои варианты. “Потомками” печи ЦНИИМЭ являются бесчисленные аппараты в форме вертикальных бочек разной вместимости, часто с топкой внизу или сбоку. Все они, сохранив недостатки этой печи, усугубили их непропорциональностью размеров и несовершенством технологии.

Они не имеют главного достоинства печи ЦНИИМЭ – возможности плотной укладки дров. Поэтому удельная их производительность ниже. К сожалению, некоторые предприниматели, не имеющие опыта углежжения, приобрели в последние годы под влиянием рекламы такие реторты у польских изготовителей и несут связанные с этим потери.

Большое распространение получили передвижные углевыжигательные печи УВП, также разработанные ЦНИИМЭ. В настоящее время в эксплуатации находятся в основном варианты пятой модификации – печи УВП-5.

1 камера углежжения; 2 топка; 3 дымовая труба; 4 колосник; 5 люки; 6 предохранительный клапан

Рисунок 6. Углевыжигательная печь УВП-5

Совершенствование технологий вылилось в создание семейства аппаратов с выемными ретортами, получивших общее название «ПОЛИКОР». В отличие от предыдущих конструкций установки этой серии имеют отдельно разнесенные зоны сушки и пиролиза. Это позволяет более рационально использовать тепло, направляя горячие дымовые газы сначала в зону пиролиза, а затем в сушилку. Сейчас в России работает 6 установок типа «Поликор».

Дальнейшее развитие этого направления позволило создать печи «ЭКОЛОН», в которых устранены выявленные при эксплуатации «ПОЛИКОРа» недостатки. Создана новая версия “ЭКОЛОН-М”. Эта версия запланирована в двух модификациях с производительностью 800-1000 и 1800-2000 т/год угля.

1 топка; 2 пиролизная камера; 3 сушильная камера; 4 реторты с дровами; 5 реторты с остывающим углем; 6 вытяжная труба

Рисунок 7. Печь Эколон

Современные требования к углевыжигательным установкам