ТЕХНОЛОГИЯ ПИРОГЕНЕТИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ДРЕВЕСИНЫ

Печь системы В. Е. Грум-Гржимайло

Работа печи (рис. 28). Печь одноканальная и состоит из сле­дующих частей: входного тамбура 1, камеры сушки 2, камеры обугливания 3, камеры охлаждения угля 4, выходного тамбура 5. Вдоль всей печи проложен рельсовый путь нормальной колеи (1524 мм). С правой: стороны по движению вагонеток в печи, около выходного тамбура, имеется пристройка для лебедки. Ле­бедка служит для передвижения вагонеток с дровами и углем и для поднятия шиберов печи. Наружные двери печи — двуствор­чатые. деревянные. Внутренние двери, отделяющие камеры одну от другой — железные, с чугунными рамами. Оба шибера камеры обугливания между железными листами имеют набивку изоля­ционного материала. Шибера поднимаются кверху по чугунной раме, наклоненной п д углом 15° к вертикальной плоскости, при помощи двух цепей. Пени перекинуты через два блока на одной оси, находящейся на железной; ферме над сводом печи. На этой же оси имеется третий блок, на который надета цепь. Нижний. ко­нец цепи каждого из четырех шиберов 6, 7, 8 It 9 присоединен к жетезной штанге, расположенной слева у стены печи до при­стройки с двухбараоаннон лебедкой:. К штанге прикреплен трос от лебедки. При пуске в ход лебедки одновременно поднимаются или одновременно опускаются все - четыре шибера печи. Так как
вагонетки в печи сцеплены одна с другой, то для того чтобы шч - беры могли опуститься до пода печи1, посредине нижнего края каж­дого шибера сделаны вырезы против сцепки вагонеток.

Камера сушки 2 вмещает 15 вагонеток. Стены ее кирпичные, свод перекрыт плоскими' бетонными плитами. Внутренние раз­

Также кирпичная с кирпичным сводом; ее внутренние размеры: длина—16,4 м, ширина — 3,73 м и высота до замка свода — 3.6 м. Камера охлаждения угля рассчитана на 15 вагонеток; часть ее, ближайшая к камере обугливания на протяжении 10 м — кир­пичная, а остальная на протяжении 13 м — из листового железа. Внутренние размеры камеры охлаждения: длина — 53 м, ширина в кирпичной части — 3.73 м, железной — 2,5 м, высота в кир­пичной части — 3,6 м, в железной — 3,3 м.

Входной и выходной тамбуры — кирпичные, вмещающие по одной вагонетке.

Дрова длиной в! м и в 1,25 м загружают в вагонетки вруч­ную, вертикально, в два яруса. Печная вагонетка имеет шасси из швеллеров с четырьмя чугунным!! колесами. Продольные стен­ки вагонеток — съемные. Размеры вагонетки: длина — 2,9 м, ши­Рина— 1,778 м, высота — 2,423 м. Геометрическая емкость ва­гонетки— 10 м загрузочная — 8 скл. м3 дров. Для сцепления
вагонеток одной c. другой на переднем и заднем буферах посре­дине имеется по одному выступу с овальным (в направлении длины вагонетки) вертикальным отверстием. Когда вагонетки при­двинуты одна к другой, выступ одной из них находит на выступ другой; отверстия в обоих выступах совпадают и в них вклады­вают штырь. Таким образом, вагонетки оказываются сцеплен­ными.

Передвижка вагонеток в печи производится через два или Три часа. Для этого прежде всего отцепляют от всего состава вагонетку с готовых! углем, стоящую в выходном тамбуре 5, после чего ее вручную выводят наружу. Наружную дверь 11 вы­ходного тамбура закрывают, пускают в действие лебедку, кото­рая сначала поднимает одновременно все четыре шибера печи, а затем передвигает все вагонетки в печи на длину одной ваго­нетки. После этого опускают одновременно все шиберы печи, от­крывают дверь 10 входного тамбура, вкатывают в него вагонетку с сырыми дровами w сцепляют с вагонеткой, стоящей в камере сушки у входного шибера. Затем двери входного тамбура закры - ьают и этим заканчиваемся весь цикл передвижки вагонеток в печи.

В период сушки дроза нагреваются продуктами горения при непосредственном - соприкосновении с ними. Продукты горения по­ступают в камеру сушки, из двух шахтных полутазовых топок 12 И 13. расположенных с правой стороны печи. Топка 12 располо­жена на расстоянии одной трети длины камеры сушки 2 от конца ее, по ходу движения вагонеток; другая (13) —у выходного конца камеры сушки. В качестве топлива служат дрова длиной в 1 м и неконденсирующиеся газы, прошедшие конденсационную уста­новку.

Процесс горения топлива в топках происходит с избытком воз - д ха против теоретически необходимого не более, чем на 25%. Продукты горения из топки 12 через камеру сгорания 14 посту­пают в два боровка 15; один из них расположен вдоль правой, а другой — вдоль левой боковой стены камеры сушки. В сводах утих боровков, по всей длине их, имеются отверстия, через кото­рые продукты горения поступают отдельными струями в про­странство между вагонетками и стенками камеры сушки. Такая же шахтная топка 13 имеется справа у печи у выходного конца камеры сушки 2. Продукты горения уходят из топки 13 через ка­меру сгорания 16 по двум продольным боровкам 17; один из них расположен у лево!;, другой — у правой боковой стены камеры обугливания, по всей длине ее. В своде каждого боровка в камере обугливания—восемнадцать отверстий, с шамотной насадкой над каждыхг из ник. Над каждой насадкой установлен калори­фер 18 из листового железа в виде цилиндра диаметром 0,433 м, высотой 1,926 м. Сверху он закрыт, а нижние края заделаны в кирпичную кладку. Дымовые газы, выйдя из шамотной насадки, поднимаются по калориферу, спускаются у стенок его, отдавая им тепло, и затем уходят по наклонному боровку в общий дымоход, расположенный под подом камеры обугливания. Этот дымоход перед камерой сушки. разветвляется, соединяясь с двумя продоль­ными боровками 19, расположенными вдоль правой и левой сте­нок камеры сушки. Отработанные дымовые газы из продольных боровков 19 поступают в камеру сушки через ряд отверстий в своде этих боровков.

В камере сушки дымовые газы, поднимаясь в промежутке между вагонеткой и стенкой камеры, подсасывают более холод­ные газы и пары из-под вагонетки и с боков ее, создавая есте­ственную рециркуляцию конвекционных токов вокруг высушивае­мой древесины. Из-под свода, по промежуткам между дровами на вагонетке они спускаются к поду и идут по нему к выходному концу камеры сушки. Пары и газы отводятся отсюда через отвер­стия в поду через боровок 20 в сифон 21.

Сифон представляет собою железный газопровод диаметром 0,8 м, длиной 112 м, покоящийся на стойках на высоте 9,6 м над поверхностью земли, с правой стороны печи.

Отработанные дымовые газы поступают в сифон с температу­рой от 80 до 100°, а выходят из него с температу рой от 40 до 60 Благодаря разности геометрических напоров в начале и конце сифона, создается необходимая движущая сила. Продукты горе­ния из сифона поступают через боровок 22 в выходной конец ка­меры охлаждения угля. Пройдя вдоль нее и нагревшись за счет тепла угля и вагонеток, они входят из входного конца камеры охлаждения угля по железному газопроводу в дымовую трубу 23.

Конденсационная установка. Установка состоит из пылеуло­вителя, конденсатора и скруббера. Парогазовые продукты, обра­зующиеся при разложении древесины, в смеси с дымовыми газами и парами от сушки дров, поступающими в камеру обугливания из камеры сушки древесины и охлаждения угля, вследствие неплот­ности шиберов, а также при их поднятии и опускании, отводятся из печи сначала по газопроводу 24 в пылеуловитель 25.

Пылеуловитель — это железный закрытый сверху цилиндр диаметром 3 м, высотой 3,5 м, стоящий в поддоне-чаше, в которой скапливается угольная пыль, смола и1 небольшое количество жижки, образуя гидравлический затвор. Излишек смолы и жижки время от времени спускается в особый чан. Газопровод входит в пылеуловитель вверху, сбоку его, перед железной перегородкой!, которая доходит вертикально до нижней части пылеуловителя. Из пылеуловителя газы и пары отводятся по газопроводу 26 через крышку в медный водяной трубчатый конденсатор 27.

В конденсаторе парогазы идут по трубам сверху вниз, а охлаж­дающая вода идет в межтрубном пространстве снизу вверх.

Всего в конденсаторе 340 трубок длиной 3,5 м, диаметром 50/53 мм, с общей поверхностью охлаждения 192 м2. Конденсат (смола и жижка) стекает через приемник по трубке 28 в три от­стойника. Отстоявшуюся смолу и жижку увозят в цистернах на лесохимический завод для переработки.

Неконденсирующиеся газы из конденсатора по газопроводу 29 Поступают в скруббер 30 для извлечения из них путем промывки водой легколетучнх веществ. Скрубберная вода из скруббера сте­кает по трубке 31 в приемник 32, из которого насосом 33 ее по­дают в верх скруббера, а избыток спускают в бак-приемник. Промытые газы из скруббера отводят по газопроводу 35 в топки.

Технические показатели работы печи Грум-Гржимайло приве­дены в табл. 61.

Таблица 61

Показатели работы печи В. Е. Грум-Гржимайло

Сосна—25 Ель —65 '/0 Пихта—10" ,

Вес 1 м3 абсолютно сухих дров в кг Выход угля из 1 м3 дров:

По весу в кг

По объему

И по весу о: аосолт-тно сухих дров. .

Содержание нелетучего углерода в угле в % .

Вес 1 м3 угля в кг..........................................

Выход жижки из 1 м3 дров в кг........................

Содержание в жижке в ",ь:

Кислоты..................................................

Спиртов................................ ...............

Смолы растворимой и осадочной..............

Выход из 100 кг абсолютно сухих дров в кг:

Общих кислот в жижке..............................

Спиртов. ................................................

Смолы осадочной....................................

Смолы растворимой.................................

Выход из 1 м3дров в кг:

Общих кислот в жижке..............................

Спиртов..................................................

Смоли осадочной......................................

Смолы растворимой......................... . . .

Состав газов пиролиза в 0Д, по объему:

С02.........................................................

СО..........................................................

Сн4..........................................................

С, ь4.........................................................

0,07

(I 93

. . .25,23 СО . . • . . . 5,60 СН4........................... 3,02 N3 65,55

Недостатки печи Грум-Гржимайло. Вспомним, что в шиберах имеются вырезы и что при передвижке вагонеток приходится одновременно поднимать все шиберы. Эти два обстоятельства вы­зывают, с одной стороны, утечку парогазов из камеры обуглива­ния в камеры сушки и охлаждения угля и, с другой стороны, спо­собствуют чрезмерному разбавлению парогазовой смеси в камере обугливания продуктами горения и парами воды из камеры сушки и охлаждения угля.

Вследствие этого:

А) обесцениваются неконденсирующиеся газы как топливо для топок этой же печи;

Б) понижается концентрация кислот и спиртов в жижке за счет влаги дров, поступающей! с продуктами горения из камер сушки и охлаждения угля;

В) уменьшается удельный выход кислот и спиртов вследствие утечки парогазов в камеру сушки и охлаждения угля, а также с отходящими из конденсатора неконденсирующимися газами;

Г) ухудшается работа конденсационной установки, так как на охлаждение парогазов требуется больше воды и необходимо уве­личивать поверхность охлаждения конденсатора,

Кроме того, печь требует излишнего удельного расхода топ­лива как в период разогрева, так и в период работы печи, вслед­ствие больших конструктивных размеров печи и большой потер:! тепла с парогазами, отходящими из печи при относительно высо­кой температуре.

Отсутствует возможность легкою регулирования температур­ного режима в камере обугливания, вследствие чего процесс раз­
ложен и я протекает быстрее, чем следует. Быстрое же обугливание древесины вызывает уменьшение весового выхода угля, пониже­ние объемного его веса и ухудшение механической прочности, так как в угле образуются большие и малые трещины.

При всех описанных недостатках надо отметить, что в печи Грум-Гржимайло имеет место равномерное высушивание древе­сины от начального содержания в дровах влаги 35—40% до 0% в течение 30 часов, без сколько-нибудь заметного разложения дроЕ. Жижка получается с повышенным содержанием в ней кис­лот и спиртов.