Имеются различные установки для угле­жжения, обладающие преимуществами и недостатками. Применительно к суще­ствующей задаче использования лесосечных отходов и отходов деревоперераба — тывающих предприятий, нас интересуют установки, способные работать на ми­нимальном удалении от мест их образования с минимальным количеством об­служивающего персонала и минимальной потребности в технике.

Основные требования, предъявляемые к установкам для углежжения:

— мобильность;

— экологичность (минимум выбросов в атмосферу и отсутствие попада­ния в почву жидкой составляющей);

— минимум площади, обслуживающей техники и персонала;

— высокий выход продукта и качество угля;

— экономически оправданная производительность.

Наиболее распространённой конструкцией печи является печь УВП-5, об­ладающей рядом недостатков, которые не компенсируются её преимуществами. Сохраняя её преимущества, многие разработчики предложили ряд установок, об­ладающих значительными преимуществами и ноу-хау.

Учитывая стоящие перед нами задачи, упомянем некоторые из них:

— из малых установок — установки «Парма» , О-2;

— из установок большой производительности стационарных — «Поликор»;

— из перспективных большой производительности — разработка НТЦ ЛПК по кучному углежжению.

На Дальнем Востоке испытаны с положительным результатом углевыжи — гательный мобильный комплекс УВК 002. 000.00 для лесосечных отходов и угле — выжигательная печь НТУ-1 для кусковых отходов в условиях делян и деревооб­рабатывающих предприятий конструкции НПО «Новые технологии». Подготов­лено промышленное изготовление оборудования на предприятиях края.

Основные параметры, размеры и показатели работы

УВК 002. 000.00 и НТУ-1:

TOC o "1-3" h z Объём печи, куб. м…………………………………………………………………………. 15

Объём загружаемого сырья, куб. м……………………………………………………. 10

Количество получаемого угля за цикл, т (ориентировочно), т…………. 1 — 1,5

Продолжительность цикла, час………………………………………………….. 50 — 60

Расход дров для топки печи за цикл, куб. м………………………………….. 1,5 -2

Установленная электрическая мощность, квт……………………………………. 2,4

Количество потребляемой электроэнергии за цикл, кВт. ч……………………… 5

Количество циклов за месяц, цикл……………………………………………… 8 — 9

Производительность печи — расчётный выход угля в месяц, т………….. 10 -15

Габаритные размеры, мм:( со снятой дымовой трубой…… 6000 х 2800 х 2600

Для НТУ-1 (двухмодульное исполнение)…………………. 12000 х 2800 х 2600

Масса общая, т………………………………………………………………………………. 10

Для НТУ-1, т………………………………………………………………………………… 12

Технологический процесс углевыжигания. Технологическая схема произ­водства угля древесного и продуктов его переработки.

УВК в виде одного модуля, а НТУ-1 в виде двух модулей доставляются на лесоделяну в район склада древесины, на территории которого накапливаются отходы лесозаготовки (вершинник и крупные сучья).

Площадка под установку печи располагается таким образом, чтобы было удобно доставлять отходы древесины для загрузки в контейнеры и подготавли­вается путём очистки её от древесины и растительных остатков. Размеры площадки 25х20м.

Модули печи и модуль загрузки-выгрузки (для НТУ-1) выставляются горизонтально и стягиваются стяжными болтами. На модуль печи устанавли­вается дымовая труба и раскрепляется растяжками.

Углевыжигательная печь НТУ-1 работает следующим образом.

Контейнеры, расположенные на загрузочной площадке при открытых дверцах загружаются сырьем. Сырьё представляет собой: вершинник и круп­ные сучья (диаметром от 3 см до 14 см) и длиной не более 900 мм. Более крупные поленья подлежат расколке на столько частей, чтобы наибольшая линия раскола по торцу не превышала 20 см. После загрузки дверцы закрывают и контейнеры с углем с помощью ручной лебедки перемещают в загрузочный блок. После этого загрузочный блок с помощью ручной лебедки передвигают на роликах в корпус пока торцевая стенка плотно не закроет люк в корпусе. Далее разжигают топку, включают вентилятор. После завершения сушки древесины (достижение температуры 230…250 °С внутри корпуса печи) нагнетательный вентилятор от­ключают, топку герметизируют ( процесс углежжения идет без доступа воздуха). После окончания процесса углежжения ( достижение внутри корпуса печи темпе­ратуры 400., .450 °С ) внутрь корпуса печи впрыскивается с помощью насоса во­да для осуществления частичной активации и охлаждения угля. После охлаж­дения угля (достижения температуры корпуса 100 — 150 °С) загрузочный блок с помощью ручной лебедки выдвигают из корпуса в исходное положение.

Контейнеры с углем передвигают из загрузочного блока на разгрузочную площадку лебедкой и с помощью устройства опрокидывают для разгрузки угля.

С загрузочной площадки, заранее заполненные сырьем, контейнеры пере­мещают в загрузочный блок и повторяют операции как описано выше.

Для производства угля на лесоделянах предпочтительно использовать угле — выжигатсльный комплекс У15К в одномодульном исполнении, который загружа­ется долготьём с лучшим использованием рабочего пространства печи по сравне­нию с печью Т1ТУ-1, которая предпочтительна при переугливании кусковых от­ходов лесопиления и деревообработки.

Комплекс УВК не требует применения машины или лебёдки для выдвига­ния поддона, имеет шесть дверей для загрузки и выгрузки. Произведенный уголь при выгрузке защищён от осадков и ветра.

Процесс углежжения представляет собой пиролиз древесины при недос­татке кислорода. При пиролизе образуется твёрдый продукт — уголь древесный, жидкий — жижка и пиролизный газ. С ростом температуры пиролиза в продукте идёт изменение содержания углерода, водорода, кислорода. Некоторое представ­ление о химическом составе углей в зависимости от температуры нагрева приве­дены в табл.9.

При температуре ниже 200 °С идёт сушка древесины, до 240 — 260 °С разла­гается карбонильная группа, затем разлагается гидроксильная группа, оптималь­ная температура для потери массы является 350 °С, при этом образуются отдель­ные фрагменты кристаллического углерода. Выше температуры 500 °С начинает разлагаться ароматическая группа. Степень ароматичности 1,0 достигается при температуре 700 °С, полная графитизация достигается при температуре 900 °С. Среда пиролиза (водород, пары воды, окись и двуокись углерода) на формирова­ние структуры не влияет.

Уголь при температуре 400 — 450 °С обладает гидрофильными свойствами, при температуре 600 — 900 °С — гидрофобными.

Пиролиз древесины различных пород приводит к получению угля практи­чески одинакового химического состава. Различие наблюдается в объёмном весе и пористости. Наибольшая величина пористости достигается при температуре 530 — 550 °С и в дальнейшем она практически не увеличивается. Пористость угля из различных пород древесины характеризуется следующими цифрами, которые приведены в табл. 10.

Пиролиз древесины может проводится с различной скоростью. Скоростной пиролиз и медленный приводят к одним и тем же результатам, но с различным выходом продукции.

Экологическая характеристика технологического процесса углежжения на печи НТУ-1 конструкции НПО «Новые технологии».

В процессе пиролиза древесины основными опасностями являются ве­щества, содержащиеся в парогазовой среде и жидкой фазе (жижке).

Конструкция печи предусматривает очистку парогазовой среды в скруббе­ре, в результате чего минимизируется количество выбросов в атмосферу.

Количество выделений в атмосферу по замерам Государственной инспек­ции аналитического контроля Государственного комитета по охране окружающей среды Хабаровского края, составляет:

В период пиролиза:

— пыли 2 ± 0,5 мг/м3,

— оксидов углерода 812 ± 41 мг/м,

— оксида азота 14 мг/м.

В период розжига:

— пыли 80 ± 20 мг/м,

— оксидов углерода 942 ± 47 мг/м’,

— оксида азота 13 ± 0,7мг/м.

В период сушки;

— пыли 16 ± 4,0 мг/м,

— оксидов углерода 383 ± 19 мг/м,

— оксида азота 13 ± 0,7мг/м3.

Печь НТУ-1 и УВК позволяют осуществлять сбор жидкой фазы. Количест — 3

Во выделяемой «жижки» составляет ~ 50 — 75 л /м сырья. Экономические пока­затели процесса углежжения применительно к углевыжигательному комплексу УВК и печи НТУ-1 приведены в табл. 11.

Экономические показатели процесса углежжения ___ Таблица 11

Жидкость стекает на под печи и вытекает в сменные ёмкости, откуда должна направляться на производство различных веществ, в том числе коптиль­ных концентратов, уксусной кислоты, и т. д. При отсутствии рыночного спроса на переработку «жижки» предусмотрено её распыление в пространство рабочей камеры печи в процессе пиролиза. Впрыскивание жидкой фазы внутрь камеры ус­коряет охлаждение и улучшает качество угля.