СУХАЯ ПЕРЕГОНКА ДЕРЕВА ЛИСТВЕННЫХ И ХВОЙНЫХ ПОРОД

Сухая перегонка дерева лиственных пород

Мы уже видели, что сухая перегонка дерева лиственных пород или спирто-порошковое производство имеет целью получение, главным обра­зом, древесного спирта и древесного порошка (уксуснокислой извести); угокь и деготь при этом производстве являются побочными продук­тами, При сухой перегонке хвойных пород (смолокуренно-скиплдарное производство) древесный спирт и порошок не - имеют обыкновенно ни­какого значения, так как этих продуктов получается мало и вырабаты­вать их не представляется выгодным,—главным продуктом производ­ства здесь является смола и еще более ценный скипидар; хвойный уголь в смолокуренно-скипидарном производстве имеет меаыпее значе­ния, чем в сухой перегонке лиственных пород, так как по качеству он значительно уступает углю лиственных пород.

У нас в СССР при сухой перегонке хвойных пород подсмольная вода, содержащая древесный спирт и уксусную кислоту, выбрасывается вон, хотя при некоторых благоприятных условиях она могла бы быть утилизирована для выработки указанных продуктов; об этом мы будем говорить особо—в главе о сухой перегонке лесопильных отбросов.

Различием в характере получаемых продуктов обусловливается различие в устройстве оборудования спирто-порошковых и смолоку- ренио-скиппдарных заводов: в то время, как для выработки серого порошка (80—82% уксуснокислой извести) и очистки древесного спирта необходимо паровое хозяйство, сложные перегонные и ректи­фикационные аппараты при смолокурении, если оно ведется без ути­лизации древесного спирта и уксусной кислоты, обходятся обыкновенно простыми аппаратами в виде печей, котлов и т. д., работают голым огнем без помощи пара, и производство по большей части, особенно у нас в СССР, носит кустарный характер.

Снирто-порошковое производство распадается на две части: 1) собственно сухую перегонку лиственной древесины в ретортах и других аппаратах и получение при этом первичных продуктов в виде древесного уксуса (жижки), дегтя, газа и угля и 2) перера­ботку первичных продуктов (древесного уксуса и дегтя) на высшие, т. е. на древесный спирт, древесный порошок, креозот, гваякол, раз­ные смоляные масла и пек. Уголь дальнейшей переработке ие под­вергается и представляет, таким образом, конечный продукт, а дре­весный газ обыкновенно сжигается в топках и уменьшает количе­ство необходимого топлива.

Схема получения разных продуктов на спирто-порошковых за­водах представляется в следующем виде:

; • t

Уголь Деготь

I

Древесный

У ко ус

TOC o "1-3" h z i у i i

Пек Легкие Тяжелые Кислая воза

Масла МаСла f

I

I i

Древесный

7 порошок спирт

+ ' I

Креозот Гвмякол

Прежде чем перейти к описанию оборудования и работы на больших сп ирто-порошковых заводах, познакомимся С кустарным соирто-порошковым производством, которое у нас в СССР распростра­нено но р. Ветлуге в б. Макарьевском уезде и в б. Варвавинском уезде Нижегородской области.

Спнрто-норошковый завод Ветлужского кустаря состоит из двух - трех реторт, вмазанных в печь и соединенных с деревянными воз­душными холодильниками, отстойников, травочных чанов, железного перегонного куба с тарелками Писториуса, упарной коробки и сушилки.

На рисунке 31 в поперечном разрезе изображены. лее железные цилиндрические реторты, между которыми помещается сушильный шкаф с полками для просушиваемого порошка. Длина каждой реторты около а арш. (2,13 Jk), диаметр—около V/2 арш. [(1,06 ..«> И емкость около >/в куб. сажени (1,6 куб. л). Реторты лежат на то почиом своде и омываются горячими топочными газами, выходящими из без - колосниковой топки через отверстия в своде по ту и другую сто­рону реторты.

На том же рисунке в продольном разрезе показана реторта с холодильником, который представляет систему сосновых или осино­вых колод, известным образом соединенных между собой. Железные - патрубки реторт посредством коротких деревянных патрубков связы­ваются с одной из главных колод, проходящих параллельно задней

Стенке печн. Эта главная, колода соединяется посредством ряда боко­вых колод со второй главной колодой, расположенной несколько выше, которая таким же1, образом соединяется с третьей главной колодой, нижележащей и снабженной рядом боковых колод с закры­тыми свободными концами; из этих боковых колод сконденсировав­шаяся жидкость стекает в третью главную колоду. Все главные колоды расположены несколько наклонно в одну сторону и на этом понижен­ном конце имеют отверстие для выпуска жидкости в сборный чан, ■з которого отстоявшаяся от дегтя жидкость стекает по верхнему желобку в другой отстойник для окончательного отстаивания. Из этого отстойника жиянса поступает в травочные чаны для'нейтрали­зации ее известью. Для травки наши кустарй употребляют негашеную сухую известь, постепенно прибавляют ее в травочный чан и пере­мешивают веслом, известь входит в соединение с уксус­ной кислотой, обра­зуя водный раствор уксуснокислой из­вести, а разные не­растворимые в воде примеси осаждаются на дно. При нейтра­лизации жижка на­гревается, поэтому известь следует при­бавлять понемногу, чтобы предупредить улетучивание спирта при сильном разо - Рис. 31.

Гревании. О конце

Травки кустарь судит по окрашиванию жидкости и когда травка окончена, то дает жидкости отстояться, после чего переливает жид­кость сверху в другой чан для дальнейшего отстаивания, и отсюда отстоявшаяся жидкость поступает уже в перегонный куб.

Перегонные кубы (рис. 32) делаются из листового железа толщи­ной в Ve"—'и" (3—в мм). Емкость куба должна соответствовать коли­честву жижки, получаемой в сутки; при «том нужно иметь в виду, что куб не должен доливаться на •/* или '/4 его объема: в этом случае лучше и ровнее идет гонка спирта. Обыкновенно кубы дела­ются в форме перевернутого усеченного конуса с узкой нижней частью. На крышке такого куба должен быть люк для заливки жижки
ж для влезания в него для чистки. С нижмей части дна устраивается спускная труба, диаметром в з—I" (7,5—#> см), которая закрывается на выступающем конце крышкой с помощью скобки и болта. Пере­гонный куб ставится на свод топки, и вокруг него делаются дымо­ходы до Уэ н даже до половины высоты. Спускная труба куба про­ходит чрез кладку печи наружу и должна быть защищена кирпичом от непосредственного действия огня и топочных газов.

От середины верхней крышки куба идет труба, соединенная с двумя или тремя тарелками Писториуса, из которых последняя соединяется или с медным змеевиковым холодильником, или е мед­ным же холодильником—машинкою.

Каждая тарелка Писториуса (рис. 33) состоит из двух жестя­ных тарелок а, сложенных краями; внизу имеется входная труба 6,

Вверху выходная тру­ба в; внутри над вход­ным отверстием поло­жена опрокинутая та-

Релка <? меньшего диаметра сравнительно с первыми, которая заста­вляет пары нттп возле охлаждаемых поверхностей наружных тарелок. К краю тарелки Писториуса припаивается железный бортик, удер­живающий воду, наливаемую на верхнюю тарелку.

Пары, входящие в тарелку Писториуса, ударяются о внутрен­нюю тарелку, огибают ее и, прижимаясь к охлажденной поверхности, отчасти сгущаются в жидкость и стекают вниз; уходят вверх из тарелки только наиболее летучие части пара. Таким образом смесь паров воды и спирта, выходящая из перегонного куба, переходя из одной тарелки Писториуса в другую, все более обогащается спир­том и, пройдя змеевиковый холодильник, сгущается в жидкость, представляющую, смотря по охлаждению тарелок и скорости гонки* сырой древесный спирт, крепостью 30—40° Траллеса.

Травленая жижка поступает в перегонный куб, пускается на тарелки вода, разводится в топке огонь, и начинается отгонка, заклю­чающегося в жижке спирта. Сначала идет спирт крепкий, но посте­пенно крепость его уменьшается и доходит до 0°, тогда гонку прекра­щают. Иногда поступают так: сначала гонят спирт до 20—15°, чтобы в среднем спирт вышел в 35—40°, а потом ниже 15 до 0° собирают отдельно; этот слабый спирт, когда его достаточно наберется, снова загружают в перегонный аппарат и перегоняют; тогда из него полу­чается 40 градусный, а слабую конечную его часть собирают отдельно.

По отгонке спирта жидкость, оставшуюся в кубе, чрез выпуск­ную трубу переливают в упаривательные железные коробки, которые делаются в форме низких прямоугольных ящнков и нагреваются огнем из топки.

В упаривательной коробке жидкость упаривается, сгущается, и уксуснокислая известь осаждается на дно, откуда она вычерпывается железным ковшом в корзину, поставленную над коробкой. Жидкость из корзины стекает, а влажный порошок переносится в сушилку. Иногда при упаривании поступают следующим образом: сначала коробку наливают доверху, затем, упарив до половины, дополняют ее и упаривают до получения густого теста; при этом, как только начнет полудаться порошок, беспрерывно мешают его железным скребком, чтобы порошок не пригорел со дна, так как иначе получаются при­горелые корки почти негодного товара, да и самая коробка при такой работе может скоро прогореть. Если упариваемая жидкость слишком щелочная, то ее подкисляют соляной кислотой, отчего значительное количество смолы выделяется на поверхность в виде пленок и пены; ее собирают продырявленным железным ковшом и удаляют с жид­кости, благодаря чему качество порошка улучшается.

Сушка полученного влажного порошка кустарем производится в сушилке, устроенной между ретортами. С боков сушилка отделяется от дымовых ходов реторт тонкой кирпичной стенкой, сверху пере­крывается сводом, внизу снабжается топкой, расположенной под дру­гим нижним сводом. В сушилке находятся противни, сделанные из тонкого ластового железа; они помещаются на железных полосках, укрепленных поперек печи. Снаружи сушилка закрывается шарнир­ными железными дверцами. В задней части топочного свода находится отверстие, чрез которое топочные газы идут под нижним противнем вперед, к наружной дверце, затем они поднимаются вверх и напра­вляются назад под выше расположенным противнем, потом опять идут вперед и т. д. Порошок засыпается на верхний противень, откуда он, по мере высыхания, перегребается на следующий нижний, а на верхний насыпается свежий. С самого нижнего противня выгребается уже совершенно сухой норошок. Топка производится только во время остывания, выгрузки и. загрузки реторт; когда же они находятся в состоянии перегоикй, то теплоты, выделяемой нагретыми кирпич­ными стенками дымоходов, бывает достаточно для сушки порошка.

Сушка при действии сушильной топки производится очень осто­рожно в смысле нагрева, так как порошок при температуре около 200°С уже разлагается на углекислую известь и ацетон. Высушенный древесный порошок имеет вид темного землистого порошка, в кото­ром заключается 45—50% уксусной кислоты или около 60% чистой уксуснокислой извести. Такой черный порошок содержит в себе всю ту смолу, которая находилась в растворенном состоянии в жижке, вследствие чего употребляется обыкновенно лишь для переработки на техническую уксусную кислоту и расценивается на рынке значи­тельно дешевле сравнительно с серым 80-ти процентным порошком, вырабатываемым на больших заводах из перегнанной жижки.

Выхода продуктов у наших кустарей в среднем можно считать следующими:

Спирта сырца. 150аудоград.(2400хг/граЭ.) нз1куб. саж. (Э,7куб. дрои

Порошка черв.. 18 пудов (290 кг) „

Дегтя берез. - . 6 „ (96 кз) » „ .. „

УГля ................. 55 я (880 кг) „ „ „ , .

И. Штафинскяй в своей книжке „Кустарный порошковый завод* определяет стоимость кустарного спирто-порошкового завода на две реторты с загрузкой по 7е куб. саж. (1,6 куб. м) каждая около 650 довоенных рублей. На таком заводе производственная смета при переработке 50 куб. саж. (485 куб. м) березовых дров в течение 200 зимних рабочих дней представляется в следующем виде '):

Приход

900 пуд. (14700 кг) древесного порошка франко ж. д. станция

В 30 верстах от завода ио 85 к. пуд.................................................... 765 f.-к.

7 500 пудоградусов (122 800 кг/град) сырого спирта по 5 коп. за

Пудоградус.......................................................................................... 375 к.

400 иуд. (6 550 кг) березового дегтя по 30 коп............................................ J20 „— „

2 760 пуд. (46000 кг) угля по 30 коп. за пуд.........................................................................

Всего ... 2 р.—к.

Расход

Пошданые за 50 куб. саж. (485 м*) берез, дров на перегонку

И за 50 кус. сш. (485 -»») смеси на топку do 2 р. за куб.. 200 р

Лнлка в возка дров но 4 руб. ............................................................................... _

') Цены относятся к довоенному времени.

3*25 цуд. (5 200 извести по 20 кос. пуд.............................................. . 05 . — ..

Рабочая плата за 200 дней одному рабочему я подростку... 300 „ — „

Амортизация завода в 5 лет ......... ........................................... 130 „ — „.

1'емонт..................................................................... '............................ ; , 50 „ — „

Провоз:

325 пуд. извести по 5 цоп........................................................... 16 р. 25 к

900 пуд. порошка по 8 кол............................................................................ 72„ — „

300 пуд. спирта по 10 коп........................................................................................ зо, — ,

400 иуд. смолы по 5 коп................................................................................ 20,—»

2750 пуд. угля по 8 коп. .................................................................................... 220р. —к.

Тара:

225 мешков по 20 коп......................................................................................... 45 р. — к^

15 бочек для спирта по 2 р. 50 к.................................................................. ........ 37 „ М к.

16 бочек для смолы по 2 руб................................................................................ 32 « — к

1 250 кулей для угля по 20 коп.............................................................. . 250 р. — к

Весь расход. . .1867 р. 75 к.

Таким образом прибыль от производства составляла в довоен­ное время только около 217 руб. за зиму, но этой прибылью не опре­деляется весь заработок кустаря, так как в свободное зимнее время вся его семья занята работами, связанными с производством. На за­воде работают только двое—один взрослый и один подросток, а осталь­ные члены семьи заняты подвозкой дров к заводу я доставкой товара к месту сдачи. При учете всех работ общий заработок семьи кустаря составит за зиму около 900 рублей.

Благодаря острому недостатку древесного спирта и порошка цены на эти продукты стоят высокие; так, по сведениям И. В. Фи- липовича[8]), иены на спирт-сырец в 1924 году были в 3,8 раза выше, а цены на черный древесный порошок в 2,25 раза выше довоенной цены. Следовательно, в настоящее время при очень высоких пенах на продукты сухой перегонки дерева доходность кустарного епирто-иорошкового производства значительно повышена и предста­вляет очень благоприятные условия для развития этого производства.