Основными направлениями утилизации малоценной и низкокачественной древесины — вторичного сырья является использование его в виде технологи­ческой и топливной щепы. Технологическая щепа (ГОСТ 15815-83) предна­значается для целлюлозно-бумажного и гидролизного производства, изготов­ления древесностружечных, древесноволокнистых и др. плит. Топливная щепа является основой (сырьем) топлива в энергетических установках для получения электрической энергии и тепла.

В связи с остановкой в Дальневосточном регионе производств "большой химии" потребность в технологической щепе в ближайшие годы не "просматри­вается", а транспортные расходы не позволяют отнести это направление сегодня к перспективным и прибыльным. В настоящем разделе рассматриваются общие принципы технологической цепочки производства топливной щепы — основного вида древесного промышленного топлива.

Под древесным топливом понимается топливо, производимое из малоцен­ной и низкокачественной древесины, отходов рубок, включая пней, отходов ру­бок осветления и прореживания, кору, опилки, горбыль и др.

Виды топлива

Древесное топливо делится на два вида:

— первичное, полученное на лесозаготовках;

— вторичное — древесное сырье, которое ранее использовалось в других це — лях(рейки, ящичная тара, отходы от строительства и др.).

По способу производства и форме древесное топливо может быть необла — гороженное и облагороженное.

К необлагороженному древесному топливу можно отнести: топливные дрова, топливную щепу, стружку, опилки, отходы после раскряжевки и лесопи­ления.

К облагороженному — топливные брикеты, таблетки, гранулы, пелетты, древесный порошок.

В описании приводится технология производства основного необлаго — роженного вида древесного топлива — топливной щепы (облагороженые виды топлива приводятся в технологии "Брикетирование").

Производство щепы. Улучшение использования древесной биомассы, вовлечение в переработку низкокачественной, малоценной древесины, пору­бочных остатков, отходов лесозаготовок и переработки древесины является весьма актуальной задачей. Часть сырья может быть использована без предва­рительной подготовки, другая — требует предварительного измельчения.

Для измельчения древесного сырья, производства щепы основным оборудованием являются рубильные машины.

В соответствии с видом сырья, подвергаемого рубке на щепу, разрабо­таны различные рубильные машины, отличающиеся такими признаками, как мобильность, тип рабочего органа, вид и число используемого режущего ин­струмента, способ и направление подачи древесного сырья, форма загрузоч­ных устройств, способ отбора щепы, вид энергии, используемой для привода рабочего органа.

По признаку мобильности рубильные машины делятся на стационарные и передвижные.

По схемам механизма резания рубильные машины можно разделить на три основных класса — дисковые, барабанные и конические.

В связи с тем, что древесное сырье, предназначенное для переработки на щепу, различается по размеру и качеству в широких пределах, применяются и соответствующие рубильные машины.

Для производства щепы из низкокачественной древесины (в круглом или колотом виде) в леспромхозах используют стационарные дисковые рубильные машины с наклонным патроном типа МРН-10, МРН-20, МРН-30,МРН-40-1.Эти машины входят в состав установок производства щепы (УПЩ).В связи с тем, что низкокачественное древесное сырье имеет значительный диаметр (комле­вая часть хлыста),оно подвергается раскалыванию, чтобы снизить его размеры

До 200-300 мм. Для рубки древесины диаметром до 300 мм применяют машины типа МРН-40-1.

Для снижения трудозатрат при производстве щепы создана многорезцо­вая рубильная машина с горизонтальным патроном и наклонным диском, по­зволяющим рубить на щепу бревна и даже хлысты с максимальным диамет­ром до 800 мм. К таким машинам относится серийная рубильная машина типа МРР8-50ГН, с нижним выбросом щепы.

Барабанные рубильные машины типа ДУ-2АМ и ЛО-56 используют для производства щепы для древесностружечных и древесноволокнистых плит, а также для выработки топливной щепы.

Для измельчения различных отщепов, крупной щепы, коры и других древесных отходов применяются специальные рубильные машины — дезинтеграторы, измельчители, мельницы. Конструкции этих машин основа­ны на резании древесины (рубке), и тогда они схожи с дисковыми или бара­банными машинами для рубки древесины, но со специальным патроном, ос­нащенным подающим механизмом, или на ударном воздействии (молотковые дробилки).

Имеется ряд отечественных и импортных передвижных рубильных машин для работы на лесосеке. Самоходная рубильная установка ЛО-63А создана на базе трактора ТБ-1 и предназначена для переработки на щепу тонкомерных де­ревьев, вершин, толстых веток в условиях лесосеки. Рубильная машина смонти­рована на раме трактора, загрузку машины сырьем осуществляет манипулятор. Подачу сырья к диску машины производят приводные подающие вальцы. На­рубленная щепа через верхний выброс направляется через щепопровод в контейнер (автомобиль-щеповоз). Производительность рубильной машины

З

ЛО-63А составляет 10 м плотной массы при расчетном диаметре древесины 15 см. Мощность двигателя привода 61 кВт.

На базе безчокерной машины ЛП-18А создана самоходная рубильная ус­тановка ЛО-63Б, более мощная и производительная, чем ЛО-63А. Патрон и диск

ЛО-63Б позволяют перерабатывать на щепу древесину до 25 см. Прицепная ру­бильная установка УРП-1 предназначена для измельчения хлыстов, вершин, крупных веток. Диаметр сырья не должен превышать 30 см, а длина 20 м.

Установка включает базовый колесный трактор Т-150К (с гидроманипуля­тором) и прицепную рубильную машину (на одноосном прицепе). Рубильная машина имеет наклонный диск с двумя ножами, горизонтальный патрон с по­дающими валками, кожух с щепо-проводом для верхнего выброса щепы. Привод диска и валков осуществляется через кардан от распределительной коробки трак­тора. Производительность установки до 15 м плотной массы. Установка может работать на пункте погрузки лесоматериалов (верхний склад), где скапливается большое количество лесосечных отходов, на лесосеках, на лесовозных дорогах, на нижних складах и других местах скопления кусковых отходов древесины. Ус­тановка работает в паре с щеповозом или отсыпает щепу в контейнер.

Имеется целый ряд отечественных и импортных передвижных рубильных машин, имеющих в своем составе, как рубильную машину, так и съемный (или саморазгружающийся) контейнер, смонтированный на тракторе.

Стоимость дробления составляет значительную часть в затратах на про­изводство щепы. В связи с этим большое значение имеет правильный выбор ру­бильной машины с точки зрения её производительности, лесхозяйственных тре­бований и её стоимости.

При выборе типа рубильной машины необходимо учитывать следую­щие факторы:

• будет ли работать стационарная машина на лесном складе или на территории котельной;

• будет ли машина использоваться на местах погрузки, небольших складах или на лесосеке (вырубках);

• какой тип движителя следует использовать с учетом лесохозяйст — венных требований. Кроме рубильных машин в потоке могут быть установлены машины и механизмы для окорки древесины, колуны, устройства для сортировки щепы, средства для транспортировки сырья и щепы, механизмы для складирова­ния, средства механизации и автоматизации процессов, учета и контроля продук­ции и др.

Производство щепы на лесосеке. Включение в состав основного техноло­гического процесса лесозаготовок на рубках главного и промежуточного пользо­вания подпроцесса производства технологической щепы различного назначения из малоценной древесины и вторичного сырья способствует улучшению исполь­зования лесосечного фонда.

Производство технологической (топливной) щепы на лесосеке и техноло­гический процесс, система машин на заготовке древесины взаимосвязаны. Основ­ные направления при этом следующие:

• Валка деревьев — бензомоторными пилами, тривлевка — трелевочны­ми тракторами с сортировкой по диаметрам: крупномерные — к сучкорезной ма­шине, тонкомерные к передвижной рубильной машине.

• Передвижная рубильная машина, продвигаясь вдоль штабеля тон­комерных деревьев, при помощи манипулятора захватывает деревья за вер­шинную часть и направляет их в рубильную машину для измельчения. Выра­батываемая щепа загружается в сменные контейнеры, которыми комплек­туются автощеповозы, при этом щепа может быть использована для производ­ства плитных материалов и в качестве древесного биотоплива.

• Тонкомерные деревья перерабатываются на щепу по вышеопи­санной технологии.

• Крупномерная малоценная древесина заготавливается следую­щим образом. Валка и раскряжевка деревьев на отрезки производится бензи — номоторной пилой; форвардером отрезки перемещаются к сучкорезно — окорочной машине; щепа производится на передвижной рубильной машине, впоследствии может быть использована на ЦБК или котельной.

• Разработка лесосеки производится в два приема. В первый прием заготавливается малоценная, мелкая и фаутная древесина, трелюемая к ру­бильной машине. На трелевке могут быть использованы малогабаритные трелевочные тракторы. Во второй прием заготавливаются оставшиеся деревья.

• Заготовка леса производится с подсортировкой, один из компо­нентов трелюется к рубильной машине, второй к сучкорезной.

• Производство щепы — на верхнем складе у сучкорезной машины. Щепа используется как биотопливо.

• Производство щепы на вырубках — из валов (куч), образовавших­ся после очистки лесосеки.

Для производства щепы в условиях лесосеки в настоящее время могут быть использованы следующие технологические процессы и системы машин.

1. Валка и пакетирование тонкомерных деревьев — ЛП-17А;сбор и подвозка сырья к месту переработки на щепу — погрузочно-транспортная ма­шина ЛТ-168; переработка сырья на щепу — передвижная рубильная машина — УРП-1; вывозка щепы — контейнерный автопоезд ТМ-12.

2. Сбор и подвозка лесосечных отходов к месту переработки на щепу — ЛТ-168;переработка лесосечных отходов на щепу — УРП-1; вывозка щепы — контейнерный автопоезд ТМ — 12.

Из зарубежных рубильных машин представляет интерес Еdsbg, произ­водимой в Швеции. Рубильная машина монтируется на тракторе и приводится в действие через вал отбора мощности. Размер приемного окна 22×25 см. По­дача сырья на загрузочный транспортер ручная. На диске установлено 4 ножа. Производительность 10-15 пл. м /час. Длина щепы по волокнам 5-12 мм.

Производство щепы на лесосеке имеет ряд недостатков:

— необходимость привлечения дополнительного числа рабочих для рабо­ты в лесу;

— влияние погодных условий;

— более высокие эксплуатационные расходы по сравнению с затратами на обслуживание стационарного оборудования.

Процесс производства щепы на лесосеке из малоценных пород, кустар­ника и отходов лесозаготовок должен органически вплетаться в существующие процессы лесозаготовок. Более эффективным является производство щепы на предприятиях, применяющих вывозку леса в хлыстах и на лесосеках, разраба­тываемых без сохранения подроста.

При транспортировке щепы или порубочных остатков невозможно ис­пользовать полностью грузоподъемность транспортных средств. В процессе транспортировки груз уплотняется. В зависимости от расстояния перевозки и ви­да груза могут быть использованы несколько типов транспортных средств. На небольшие расстояния щепу и порубочные остатки можно перевозить трактором с прицепом, при дальних перевозках используются автомобили с прицепом. Объ­ем груза зависит от типа машины, емкости кузова и прицепа.

Щепа характеризуется весьма разнообразными показателями в зависимо­сти от влажности, породы, способа загрузки и т. д. Щепу учитывают в кубиче­ских метрах плотной массы. Средняя насыпная масса щепы принимается равной 0,3 т/мЗ.