ТЕХНОЛОГИЯ ПИРОГЕНЕТИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ДРЕВЕСИНЫ

Камерные печи

Устройство и размеры

Камерная печь (рис. 25) сложена из красного кирпича, на фун­даменте из бутового камня; горизонтальное!, сечение — прямоуголь­ное, свод — продольный.

Основные узлы печи — стенки, свод, под, топка, дымовые тру­бы, шатер. Обвязка шатра служит для крепления стенок печи, а кровля — для защиты печи от действия атмосферных осадков.

В зависимости от емкости, камерные печи периодического дей­ствия разделяются на три группы: 1) до 50 м3, 2) 50—70 м3, 3) 70—100 м3. Чем больше сырьевая база, тем больше может быть производительность печей и тем большей предусматривается их емкость.

Размеры камерных печей приведены в табл. 60.

Камерная печь полезной емкостью на 100 скл. м3 дров имеет следующее устройство.

Стенки и свод — из красного кирпича на глиняном растворе. Стенки — толщиною 0,4 м (1,5 кирпича), свод толщиною 0,25 м (1 кирпич) или в 0,125 м (0,5 кирпича); в последнем случае устраивают кольца жесткости толщиной 0,125 м и шири­ной 0,5 м.

Под печи — набивной, из глины или из половинок кирпича, по­ставленных на ребро, или деревянный, ровный, без выбоин, с укло -

B. H. Коз/юь, А. А. Ыич. вицкиП

Ном 0,02 от середины печи к углам, откуда отходят дымовые бо­ровки. От каждого угла печи к дымовой трубе идет дымовой боро­вок поперечного сечения 0,2 X 0,2 м, чугунный иди кирпичный, с уклоном 0,02 от печи. Ниже уровня дымового боровка в углубле­нии в земле ставят деревянный ящик с крышкой для конденсата — смолы н жижки.

Над каждым боровком, близ наружного конца его-, ставят ды­мовую деревянную трубу из досок, с внутренним поперечным сечением 0,2 X 0,2 м и высотой в 6 м; через нее из печи уходят парогазы — продукты сушки и переугливания древесины в смеси с дымовыми газами.

В каждой поперечной стенке печи имеется загрузочная дверь высотой в 1,4 м, шириной в 1,1 м. Она закрывается железным ли­стом толщиной 5—8 мм, закрепленным снаружи перекладиной, которая лежит на двух железных крюках. Такая же дверь, но меньших размеров, высотой 0,95 м, шириной 1,10 м, находится посредине продольной стены, у которой нет углубления для топки. В центре пода печи (в точке пересечения его диагоналей) устроен прогар — отверстие размером 0,45 X 0,45 м, через которое дымо­вые газы поступают из топки в печь.

Устройство шатра таково. Вдоль каждой продольной стены, на равных расстояниях от одного до другого, поставлены у самой стены десять деревянных столбов, нижние концы которых закреп­лены в земле; верхние концы каждых дзух столбов, стоящих у двух продольных степ печи, соединены выше свода деревянной балкой. Таким образом, эти столбы не дают стенам отклоняться кнаружи под давлением свода. У каждой поперечной стены — четыре стол­ба, соединенных попарно деревянными балками, лежащими выше свода на поперечных балках. На поперечные балки опираются стропила продольной' двускатной крыши - - шатра из досох; доски упираются нижними концами в продольный желоб и не приколо­чены гвоздями к стропилам, так что в случае пожара их легко сбросить на землю. Деревянные дымовые трубы стоят несколько наклонно, опираясь на перекладину, лежащую на двух крюках, которые прикреплены к балкам шатра. Если труба загорится, то легко выбить перекладину и труба упадет на землю.

Топка печи стоит в земле: под ее ниже пода печи на 1,5 м. Перед юпкой предусмотрено углубление для обслуживания ее; при нем навес для топлива. Дверки топки и дверка. юлипика чугунные, герметически закрывающиеся. Тонка расположена по­перек печи, под ее подом; от заднего конца тонки с< юг вверх дымоход, огкригваюи'нйен г иоду печи отверг г нем—прогаром. Колосниковая - решетка — гори юнтальиая. В топке сжигают дрова, а. так;:.'- обре жи дров. кору. щепу, угольную мелочь (подовый на­гар), в редких случаях — газы и. нары, поступающие из печи по |»иранчным каналам (газовикам). Длина топки--до середины ширины печи, ширина — 0,9 м, высота до замка свода — 0,2 м, от пода топки до пода печи — не менее 1,2 м, топочный вылет— раз­мерами 0,45 X 0,45 м, площадь колосниковой решетки — 0,65 м2, ширина промежутков между соседними колосниками — от 12 до 15 мм.

Для сжигания мелкого топлива (угольной мелочи, щепы, коры и т. п.) применяют топки со ступенчатыми колосниками, простые, бункерные и шахтные. Обслуживание этих топок труднее, чем то­пок с горизонтальными колосниковыми решетками, и тяга печи не всегда достаточна для хорошей работы их.

Технологические дрова для камерных печей

Сырой материал для камерной печи — дрова, преимуществен­но хвойных пород, длиной 1 м (иногда 1,25 м), колотые по раз­меру не толще 0,13 м, обыкновенно не пролышенные, с относи­тельной влажностью 40—50%.

Работа печей

Перед загрузкой дров осматривают печь, обращая особое вни­мание на исправность свода и пода. Оставшуюся на полу уголь­ную мелочь надо удалить, а выбоины заровнять. Очищают от смолы дымовые боровки, топку и поддувало очищают от золы, проверяют исправность колосниковой решетки и дверок топки и зольника. Над топочным вылетом выкладывают клетку из коло­тых дров до свода. Иногда вместо выкладки клетки ставят посто­янную железную рамку. От клетки (или рамки) вдоль печи укла­дывают на поду подкладки — кругляки диаметром 0,02—0,10 м на расстоянии 0,75—1,00 м (поперек печи) один от другого. На них, поперек печи, кладут выстил — колотые дрова, образующие сплошной помост. На подкладку и выстил обыкновенно берут су­хие дрова, оставшиеся необутлившимися от предыдущего оборота печи. На выстиле, начиная от клетки или опорной рамки, уста­навливают вертикально дрова комлевой частью вверх, по возмож­ности плотно. На них, до свода, вдоль печи кладут дрова горизон­тально, образуя забойку, для которой выбирают более тонкие дрова. Ряд дров, загруженных по всей ширине печи, на высоту одного полена, называется ставом. После выкладки первого става выкладывают второй и т. д. до тех пор, пока не будет заполнена вся печь. Загрузку печи ведут одновременно с двух ее кондов.

Щепу, кору в т. п., падающие на под при загрузке печи, уда­ляют. Нельзя перекрывать дымовые боровки в углах печи.

При загрузке печи надо ставить и укладывать дрова плотно, одно полено к другому, не загружать в печь гнилых и ситовых дров. Дрова должны быть рассортированы по породам.

Описанная выше загрузка дров обеспечивает более быстрый Ход печи по сравнению с ходом при горизонтальной укладке. Го­ризонтально по всей печи можно укладывать лишь рейки.

Производительность труда аа загрузке дров можно повысить на 30—40%, если применять вагонетки переносного типа конструкции инж. Плоскарева на шариковых подшипниках, емкостью 1 сил. м3 дров. От штабеля дров до печи (место прогара) укладывают дековильку и по ней, вручную, вкатывают ваго­нетки с дровами. По мере загрузки печи звенья рельс выносят из печи.

По окончании загрузки печи двери закрывают и края их про­мазывают глиной.

Сушка и обугливание дров в печи называются жжением. В топке разжигают огонь; первые две-три шугровки делают неболь­шие, зате. м шуровку постепенно усиливают и ведут так, чтобы в топке все время шло интенсивное горение дров.

Топливные дрова должны быть сухими или полусухими'. Нельзя в начале жжения, когда в печи есть еще воздух, напол­нять топку доверху сухим, легко газирующимся топливом (голов­нями, выстилом, подовым нагаром, берестой и т. п.). В этом слу­чае могут образоваться СО, СН4, Н2, которые, смешавшись в печи с воздухом, дадут взрыв.

Горение в топке надо вести так, чтобы в дымовых газах было как можно меньше свободного кислорода (не более 3—5% по объему), который в печи дает пережженный уголь, но в то же время надо, чтобы в дымовых газах было как можно меньше и окиси углерода. При полном сгорании в С02 и при коэффициенте полезного действия Топки, равном 0,70, 1 кг дров дает ЗОЮ кал., а при неполном сгорании, т. е. сгорании в СО, — лишь 1610 кал.

Если топка имеет горизонтальную колосниковую решетку, то шуровка производится следующим образом. Удаляют золу из зольника в зольниковую яму, раскаленные частички угля в золе тушат водой, открывают топочную дверку, очищают колосники от золы и шлака. Горящее топливо передвигают от задней стенки топки на колосниковую решетку, кладут на него поленья или кору и щепу до половины высоты топки, поверх них — угольную мелочь и закрывают дверку. Топливо должно лежать в топке не ближе 400—500 мм от ее дверки.

Шуровки делают через 45 -60 минут, одну после другой. Ни­когда нельзя запаздывать с ними: если на колосниковой! решетки осталось лгало горящих углей, в печь попадает бозьшое количе­ство воздуха, отчего выход угля и - качество его ухудшается.

В отношении шуровки топок со ступенчатыми колосниками так же существуют определенные правила.

В печи следует поддерживать давление выше атмосферного например, под сводом —4 мм вод. ст., а на поду можно допуекап пути, по о давление (0 мм вод. ст.).

Для определения давления в ночи поступают так. В глиняной обмазке под нижним краем двери печи пробивают небольшо
отверстие. При продолжительном давлении на поде печи из этого

Отверстия будет непрерывно выходить струя газов и паров, при нулевом давлении — периодически1, а при отрицательном вовсе не будет выходить. Б последнем случае надо сбавить тягу дымо­вых труб.

Рис. 26. Изменение температуры паров и газов в камерной пе­чи периодического действия при перест­аивании н охлажде­нии угля из еловых I и оерезовы. х 11 Дров. Кривые темпе­ра; ур: прерывистые— под сводом печи; сплошное—внизу пе­чи

Не реже одного раза в сутки надо очищать боровки от смолы и жижки и тщательно закрывать их крышками, иначе под конец жжения могут загореться дымовые трубы.

Даем две диаграммы температур в камерной печи полезной емкостью 70 м3 при- нормальном ходе (рис. 26): диаграмма / для сырых еловых дров, а диаграмма II — для сырых березовых дров.

По диаграмме / (дрова еловые) видно, что температура газов и парсв под сводом печи растет довольно быстро и к концу жже­ния повышается до 520°. Внизу печи, на высоте 300 мм от пода, на уровне выстила, температура быстро доходит до 100°, медленно повышается до 140°, через 70 часов от начала жжения начинает быстро повышаться и в конце жжения доходит до 340°. При охлаждении угля, общая продолжительность которого равна 67,1 часа, температура под сводом падает быстрее, чем у пода, н к концу охлаждения температура во всей печи равна 80°.

В данном случае продолжительность переугливания составила 94,8 часа при норме 92 часа; объемный выход угля был равен 84,6 %, содержание нелетучего углерода в абсолютно сухом угле — 67,32% (норма — не ниже 65%), механическая прочность (остаток в барабане) 51,17% (норма 47%).

По диаграмме II (дрова березовые) видно, что температура газов и паров под сводом печи сначала повышалась быстро, а за­тем — медленнее и в конце жжения дошла до 550°. Температура на высоте 300 мм от пода, на уровне выстила, через 20 часов после начала жжения поднялась до 100°, через 70 часов после начала жжения дошла до 140° и затем быстро, к 91 часу после начала жжения, поднялась до 350°. При охлаждении угля через 69 часов температура снизилась под сводом печи с 550° до 60°, а внизу — с 350° до 60°.

В данном случае продолжительность жжения составила 91 час (норма 96 часов), охлаждения — 69 часов (норма 72 часа); объемный выход угля оказался равным 64,05%, весовой выход нелетучего углерода — 26,90%; содержание нелетучего углерода в абсолютно сухом угле — 76,63% (норма — не менее 65%), ме­ханическая прочность (остаток в барабане) — 69,78% (норма не менее 65 % ).

Внешние признаки хода жжения таковы: вначале дым из ды­мовых труб выходит белым (от капелек воды), затем бурым (от капелек смолы) и, наконец, прозрачным, синеватым; смола, вы­текающая из боровков, сначала липкая, под конец не липкая и легко скатывается в шарик. В начале жжения брызги воды вски­пают лишь у верхнего края железной двери, а под конец жже­ния— по всей поверхности ее, вплоть до нижнего края.

Ускорение жжения возможно при применении тонко расколо­тых дров.

Когда жжение окончено, шуровку прекращают и печь герме­тически закрывают. Перед этим дымовые боровки очищают от смолы, дверки топки и зольника плотно закрывают, края их про­мазывают глиной, закрывают дымовые трубы, промазывают гли­ной края дверей (через сутки промазку повторяют). В это время давление в печи становится выше атмосферного и газы и пари' стремятся выйти наружу через щели в своде и стенках. Надо немедленно замазать их жидкой глиной.

Во все время охлаждения надо следить за сводом и стенами лечи и, если где-нибудь появится щель, тотчас заделать ее гли­ной. Печь охлаждается до температуры 60—70°. После этого ее вскрывают.

Если уголь в печи загорится, его тушат водой, а если потушить не удается, то печь зыкрвают, промазывают края дверей глиной и на другой день снова вскрывают.

Вначале открывают дверь в боковой стенке, против прогара. Если уголь не загорится, открывают загрузочные двери на кон­цах печи. Через 15—20 мин. проветривания печи начинают вы­гружать уголь. Сперва выгружают уголь у прогара через дверь г. боковой стенке, затем закрывают прогар железным листом и выгружают уголь через обе двери в концах печи.

Головни и копытник отсортировывают и оставляют в печи, а годный уголь складывают в корзины (коробушки), сплетенные из ивовых прутьев, с двумя деревянными ргчками; емкость корзины 0,6 м3 угля.

Каждую коробушку берут двое рабочих за ручки, выносят из печи и сваливают уголь в штабель недалеко от печи на пло­щадке, очищенной от мусора и снега. Уголь с пода печи подби­рают вилами.

Если штабель выше 1 м, на него всходят по доскам. Под печи очищается от угольной мелочи. Выстил и подкладки (головни), оставшиеся в печи, кладут вновь для следующей операции, если. загружают дрова той же породы, как подкладки и выстил.

Нормальный выход угля в камерных печах: для соснового угля — от 74 до 85% по объему, для елового—от 78 до 90%, для березового — от 60 до 65%. Предполагается, что переугли - вали дрова, которые имели в поленнице нормальную полнодре­весность (68%), а уголь содержит 65—75% нелетучего углерода в абсолютно сухом угле и куски его имеют размер от 40 мм до 250 мм.

В производственных условиях, где полнодревесность дров в поленницах обычно менее 68%, установлен объемный выход угля соснового и елового не менее 78%, лиственных пород — не ме­нее 60%, при содержании нелетучего углерода в абсолютно сухом угле не ниже 65%. Весовой: выход абсолютно сухого угля из абсо­лютно сухих дров: из хвойной древесины — 35%, лиственных по­род—30%ч

Расход топлива в процентах от объема обугливаемых дров при стандартных дровах, правильном ведении технологического про­цесса и нормальной продолжительности составляет: при сухих дровах — 12 и при сырых — 18.

Качество угля из камерных печен

Если процесс переугливания шел нормально, то уголь приоб­ретает черную бархатистую поверхность; на своде печи полу­чается сажистый налет, свисающий в виде нитей. Если были про­пуски шуровки, около прогара образуется воронка выгорания и на угле забойки наблюдается светлосерый налет и сеть мелких трещин. Это—пережженный (горелый) уголь (идет в отброс). Если печь закрыта слишком рано, нижние концы поленьев, стоя­щих на выстиле, оказываются недожженными и образуют отход: длиной больше 0,150 м — головни и длиной менее 0,150 м — ко- пытник. Если печь закрыта слишком поздно, выстил оказывается переугленным.

Уголь получается очень неравномерного состава, так как усло­вия переугливания (высота конечной температуры, скорость на­гревания и др.) вверху и внизу печи резко отличаются. Так, со­держание нелетучего углерода в угле из забойки — от 80 до 85% и выше, из верхней половины вертикально стоящих дров — от 70 до 75%, из нижней половины их — от 60 до 70%. Лишь после приведения угля в кондиционное состояние по величине кусков, после перегрузок и транспортировки, можно отобрать из разных частей партии угля более однородные пробы.