Производство древесного уголЯ

Одна из последних разработок − уголь из древесных опилок. Опилки предварительно брикетируются на экструдерном прессе, полученные брикеты подвергаются пиролизу.

Для того, чтобы из древесины получился уголь, ей нужно пройти процесс пиролиза, разложения без доступа воздуха.
Древесина разлагается в газовой бескислородной атмосфере, в реторте, под воздействием нагрева. Реторта — это замкнутый сосуд, нагревание производят через ее стенки. Парогазы, которые образуются в процессе пиролиза, выводятся через патрубок в реторте. Далее в устройстве для конденсации газ отделяется от жидкости.
Технический процесс начинается с того, что древесину кладут в реторту, закрывают загрузочное отверстие и нагревают аппарат до 400-500°С. Пирометр, расположенный в рекреационном отверстии, помогает регулировать температуру.

Процесс пиролиза состоит из трех основных стадий, которые различаются между собой по контрольным замерам и внешним признакам.
Первый этап — это сушка древесины. При температуре до 150°С из сырья выделяется влага. Второй этап — собственно пиролиз, сухая перегонка. При температуре 150-350°С выделяется газ, и в дистилляте образовываются органические продукты. Третий этап, прокалка. Если на предыдущем этапе образовался уголь, то на этом происходит отделение от него смол в небольшом количестве и множества неконденсируемых газов. Температура на этом этапе начинается с 350°С и доходит до 550°С.

Годы лабораторных исследований и полученный на производстве опыт дали возможность установить связь между протекающими процессами, между химическими составляющими древесины и продуктами, получающимися в результате ее распада, а также установить факторы, которые влияют на эти процессы. В результате этих исследований была разработана конструкция печи Эколон, которая получила в последствии широкое применение.

Сущность технического решения состоит в том, что выемные реторты устанавливаются в отверстия в верхнем настиле топочного устройства. Реторты устанавливаются в печь со сдвигом во времени. Так что, когда в одной идет сушка, в другой – пиролиз, а в третьей прокалка угля. Парогазы выходят через колосники и специальные каналы в топочный объем и там догорают. За счет этого удовлетворяется потребность в тепле, если исходная влажность дров ниже 50% отн. При более высокой влажности в топку добавляются дрова. Топка работает непрерывно, а реторты, в которых процесс завершился, извлекаются и устанавливаются для охлаждения в специальные подставки. В освободившееся отверстие вставляется очередная реторта, заполненная свежими дровами. Таким образом, топочное пространство не охлаждается, и теплопотери уменьшаются. Охлаждение угля также протекает эффективно, поскольку отвод тепла идет только от угля, через одинарную стенку реторты. Отпадает необходимость заливать уголь водой. Установка «всеядна» – способна перерабатывать и дрова, и отходы различных размеров. Благодаря тому, что охлаждению подвергается только выемная реторта, а не вся установка, не только выигрывается тепло, но и оборот реторт существенно снижается.

Создана новая версия «ЭКОЛОН-М». Эта версия запланирована в двух модификациях с производительностью 800-1000 и 1800-2000 т/год угля. В зависимости от запросов потребителей может быть произведен уголь с разным содержанием нелетучего углерода и различный по другим показателям. Благодаря особенностям технологии можно получать уголь, сохраняющий форму и размеры поленьев. Они горят значительно медленнее, чем дрова, а тепла выделяют больше, и, в отличие от дров, при их сгорании не образуется угарный газ. Необходимая площадь для размещения всех подразделений установки, включая биржу сырья и склад составляет 30х55 кв. м.

Показатели

Углевыжигательная печь «Эколон»

Производительность по
товарному продукту (уголь), т/год

1000

1800

Производительность по
исходному сырью (древесина), м3/год

10000

18000

Капиталовложения, млн. руб.

6,0

9,6

Валовой доход в 1 год, млн. р.

12

15

Валовой доход во 2 год, млн. р.

15

18

Чистая прибыль в 1 год, млн. р.

3,2

5,2

Чистая прибыль во 2 год, млн. р.

4,3

7,0

Срок окупаемости, лет

2,0

1,4

печь эколон

Рис. 9. Печь Эколон

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

В результате промышленного эксперимента на действующей углевыжигательной установке «Эколон», в ходе которого переработано 60 т брикетов из хвойных опилок, получено около 20 т угольных брикетов соответствующих по качествам различным маркам по ГОСТ 7657-84 [5]. Брикеты обладают большей прочностью, чем самый качественный древесный уголь марки А, и высокой теплотворной способностью. Уже технология известна и можно развивать это производство. Но покупатель пока незнаком с таким углем, а соотвественно, нет достаточного спроса.

Зато активный спрос на такие брикеты наблюдается в Японии, где их ценят выше, чем кусковой уголь из твердых пород. Охотно покупают это топливо в южной Европе. Основные производители брикетов − страны Юго-Восточной Азии, где их делают из опилок тропических твердых пород.

Исследования показали, что брикеты, изготовленные из опилок хвойных пород, ни в чем им не проигрывают, кроме того, был сделан важный вывод о пригодности углевыжигательных печей с выемными ретортами для такого производства. [12]

Надо сказать, что применение таких аппаратов при всех их достоинствах ограниченно. Увеличить их производительность более чем до 2 тыс. т угля в год затруднительно по ряду технологических и организационных причин.

Производство древесного угля давно известно из цельной древесины и лишь сравнительно недавно стали применять эту технологию к брикетированным древесным отходам. Область применения за долгие годы существования этого продукта расширилась. В масштабах производства его используют в печах металлургии, в качестве топлива для отопления коммунальнобытовых служб, для частного применения в каминах, мангалах и т. д. В России лишь последние годы наблюдается интерес к нему, в то время как отопление северных стран осуществляется с его помощью. Не менее важным чем сам древесный уголь является его такой продукт как активированные угли. Они применяются в фармакологии, очистке от различных загрязнителей, энергетике и т. д. и также в качестве сырья для них могут выступать древесные отходы.

Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

Оставить отзыв