СУХАЯ ПЕРЕГОНКА ДЕРЕВА ЛИСТВЕННЫХ И ХВОЙНЫХ ПОРОД

Сухая перегонка древесных опилок и разных мелких древесных* Отбросов

Древесные оиилки являются отбросами лесопильного производ­ства и составляют, как мы видели, около 10°/„ всей распиливаемой массы. В распиловку поступают главным образом хвойные породы (сосна, ель), поэтому и получающиеся из них опилки состоят из дре­весины, которая служит материалом для смолокурения. Но между сосновыми опилками и сосновой древесиной в кусках существует некоторая разница в отношении их состава. В то время как сосновая древесина в кусках всегда содержит известное количество скипи­дара, в сосновых опилках этот ценный продукт отсутствует, так как улетучивается из древесины, вследствие значительного нагревания при процессе распиловки. Опыты экстрагирования опилок эфиром показали в них только следы скипидара. Следующей особенностью опилок является их гигроскопичность, вследствие чего содержание В них влаги увеличивается и часто превышает 50%. На лесопильных заводах опилки обыкновенно употребляются для отопления котлов, но на больших заводах значительное их количество остается без употребления. Поэтому вполне понятны попытки использовать дре­весные опилки в качестве материала для cyxofi перегонки, но при этих попытках пришлось встретиться с большими затруднениями эко­номического и технического характера. Порошкообразный уголь, полу* чающийся при сухой перегонке древесных опилок, не находит себе никакого сбыта, а брикетирование его едва ли может получить рас­пространение, так как, во-первых, оно связано со значительными расходами, а во-вторых, спрос на древесно-угольные брикеты очень ограничен.

Далее, древесина хвойных пород дает древесного порошка и спирта вдвое меньше сравнительно с лиственными породами. Выра­ботка этих продуктов из опилок вследствие большой влажности по­следних обходится дорого. Скипидара из сосновых опплс-к, как мы уже говорили, совсем не получается.

Кроме того, сухая перегонка древесных опилок и т. п. отбросов обычным путем невозможна, потому что при нагревании их в реторте около ее стенок, подвергающихся наибольшему нагреву, образуется Изолирующий угольный слой, который крайне затрудняет распростра­нение тепла внутрь реторты. Плотно слежавшиеся и слиишиеся между собой опилки препятствуют циркуляции образующихся газов и паров внутри реторты и лишают их роли передатчиков тепла, так что обуг - ливанйе может происходить только за счет лучистой теплоты нагре- в»емых стенок, чго совершенно невозможно при большом диаметре перегонного аппарата.

Для сухой перегонки древесных опилок пробовали их предвари­тельно брикетировать, но брикетирование не принесло ожидаемых выгод: брикеты распадались на части уже во время процесса их обу­гливания или, в лучшем случае, после него и требовали очень высокой температуры, из-за чего реторты очень скоро прогорали, и получался трудносгораемыи графитообразный уголь.

В Америке был сделан опыт обугливания древесных брикетов под некоторым давлением, при чем оказалось, что достаточно незна­чительного давления, чтобы получить прочные нерассыпаю щиеся дре - весноугольные брикеты. Для этого опилки прессовались в цилиндриче­Ские брикеты, около 4" в диаметре, ц помещались в горизонтальные трубы, длиной 20' с диаметром немного больше 4". Серия таких трубок составляла реторту. Каждая из труб была снабжена поршнем, посред­ством которого можно было вызвать небольшое давление 8—10 англ, фун. на всю колонну брикетов, находящихся в трубе. Благодаря незначи­тельному диаметру труб, из которых каждая действовала как простая реторта, вся перегонка заканчивалась в три часа. Выхода продуктов
получались очень высокие. Этот опыт, был проделан в небольшом масштабе и пока еще не получил осуществления в большом завод­ском размере.

Более значительное распространение получили опыты и аппараты, в которых применялось перемешивание опилок или посредством особых мешалок в ретортах, или посредством вращения самих реторт. Первый шаг в этом направлении был сделан Галлидеем, который для сухой перегонки мелких древесных отбросов построил аппарат следующего устройства (рис. 84). Опилки или другие отбросы непрерывно посту­пают в воронку Б трубы С, в которой вращается вертикальный винт, подводящий материал в переднюю часть чугунной цилиндрической реторты А. Реторта снабжена также вращающимся винтом, который постепенно передвигает захваченный им материал с переднего конца в задний. Под ретортой на­ходится топка, которая на­гревает реторту. Вращение ретортного винта рассчитано таким образом, чтобы опилки, во время движения из одного конца реторты в другой, успе­вали обугливаться. Парооб­разные и газообразные про­дукты перегонки чрез трубку Е поступают в холодильник, а уголь падает через трубку F в яму в, наполненную водой.

Впоследствии аппарат Галл идея был улучшен Ekelund'OM Ir Knopf'ом. В этом улучшенном виде он представляет несколько цилиндрических реторт, лежащих друг над другом и соединенных между собой, при чем нижняя реторта нагревалась сильнее всего; меньше всего получала теплоты самая верхняя реторта, в которую непрерывно поступали свежие опилки. В верхней реторте опилки только высушивались, образовавшаяся при этом вода выводилась от­дельно. Затем высушенные опилки передвигались из одной реторты в другую и здесь подвергались сухой перегонке; из самой нижней реторты они выходили непрерывно уже в виде готового угля. Sau lman и Larsen вместо винтообразных мешалок для сухой перегонки опи­лок употребляли вращающиеся реторты. На том же принципе устроен аппарат Seaman'a (рис. 85), который употребляется в Америке для переработки разных мелких древесных отбросов. Он состоит из на­клонно поставленной цилиндрической реторты А 25' длиной и 3' в
Диаметре. Реторта вмазана в печь, с топкой В, со сводом С, сна­бженным отверстиями и с нагревательной камерой Д Топочные газы выходят через дымовую трубу Е. Реторта вращается посредством зуб­чатой передачи F. На верхнем конце ее находится отверстие, через которое перегоняемый материал поступает в реторту. Этот материал подаетея элеватором О, с которого он падает в питательную воронку Н, соединенную внизу с питательной трубкой, выступающей назад над основанием воронки. В выступающей части трубки ходит поршень Или ныряло, приводимый в движение эксцентриком J. Опилки или другой материал из воронки падают в питательную трубку и сильно сжинаются в ней поршнем. Воздух, освобожденный из опилок, бла­годаря сжатию удаляется через воронку, а спрессованные опилки

Представляют пробку, закрывающую выход газам н парам, образую­щимся в реторте. Реторта снабжена внутри особыми лопастями или крыльями, разбивающими опилки и содействующими их движению от верхнего конца реторты в нижний. Уголь выгружается из нижнего полого конца К в трубу L, поставленную под прямым углом к ре­торте; в трубе находится винтообразный элеватор, подающий уголь в воронку, из воронки уголь падает в трубу М, в которой он сжи­мается поршнем так же, как при загрузке опилок в реторту, и обра­зует пробку, заграждающую выход газов и паров из реторты. Из этой трубы уголь поступает в приемник. Газы и пары выходят из реторты через трубу N, соединенную с верхним гнездом реторты. Эта труба ведет пары через смолоотделитель Т в холодильник У, который снабжен гидравлическим затвором W, газовой трубкой О и измери­тельным цилиндром. Неконденсируемые газы проводятся в топку.

Такая реторта перерабатывает опилок, предварительно высушен­ных до содержания влажности около 101800—2500 англ. фун. в час, нлч 20—25 т в день. Материал ^остается в реторте около девяти мииут. Выхода уксусной кислоты и древесного спирта значительно выше, чем при перегонке обыкновенным ретортным способом.

Кроме описанных способов обращает на себя внимание обугли­вание разного мелкого материала в тонком слое. Для этого опилки или другие отбросы помещаются на пластинки в тонком слое, пластинки вставляются одна над другой в железную торая вдвигается в горизонтальную реторту^ или в вертикальную. Хотя, по мнению К л я р а, этот способ дает очень хо­рошие результаты, но загрузка требует много ручной работы и, кроме того, по причине периодического действия, производительность аппаратов неболь­шая. Непрерывно действующий по этому принципу аппарат для сухой перегонки мелкого материала изобра­жен на рис. 86. Он представляет железный или кирпичный цилиндр, внутри которого находится жалюзи - образная вставка, сделанная из чугун­ных конических колец, наложенных одно на другое. Между стенками ци­линдра и этой вставкой остается про­межуток 10—15 ем, который наполня­ется перерабатываемым материалом.

Топка находится у основания цилиндра; дымоходы идут вокруг ци­линдра по спирали. Материал загружается через отверстие с двойным затвором сверху и, опускаясь вниз между стенками цилиндра и зкалюзиобразной вставкой, попадает в зоны все более высокой темпе­ратуры. На своем пути сверху вниз отбросы проходят все стадии сухой перегонки и выходят через отверстие внизу, закрываемое двой­ным затвором.

Продукты перегонки улетучиваются через кольцеобразные отвер­стия между коническими кольцами вставки в отводную трубку, ко­торая от верхнего закрытого сверху конуса ведет в холодильник.

Другую форму приспособлений для сухой перегонки отбросов в тонком слое представляют аппараты, работающие в Англии, в ко­торых отбросы передвигаются на бесконечных лентах в камерах, обо­греваемых снаружи или посредством горячего генераторного газа.

Элеватор доставляет перегоняемый материал в воронку, снабженную двойным затвором, откуда он падает на первую бесконечную ленту. С первой ленты они переходят на вторую, со второй — на третью и т. д. Из нижней части аппарата уголь поступает в охлажденный и закрытый тушильник. Хотя этот аппарат обладает довольно сложным механизмом для приведения в движение бесконечной ленты, однако, система отопления аппарата—простая, и расход необходимой силы меньше, чем у аппаратов вышеописанного устройства.

В последнее время в Америке появился новый способ переугли­вания древесных отбросов, принадлежащий S t a f f о г d'y. Существенная черта этого способа состоит в том, что теплота, выделившаяся при экзотермической реакции, утилизируется для термического разло­жения новой загрузки. Материал предварительно высушивается, нагревается до температуры не выше 250°Ц и посредством винтового элеватора непрерывно вводится в верхнюю часть вертикальной обширной хорошо изолированной камеры, на дне которой образуется толстый слой угля. Уголь можно удалять из камеры непрерывно или периодически. Процесс Stafford'a исключает необходимость в на­ружном нагреве камеры и не требует добавочного тепла-, теплота, выделившаяся при разложении дерева, достаточна, чтобы вызвать разложение такого же количества сухого и нагретого дерева. Для ве­дения процесса не нужно никаких двигающих частей внутри камеры, п тепловой обмен между поступающей в камеру древесиной и горя­чими парами и горячим углем в камере происходит достаточно быстро, без каких-либо затруднений, В начале работы камера нагре­вается до температуры около 400° Д посредством небольшого огня, который разводится на дне камеры. Можно нагревание производить иначе, накладывая на дне камеры слой угля и нагревая его посред­ством электродов.

В настоящее время в Америке работают по способу Stafford'a два завода, из которых второй, недавно выстроенный завод ежедневно перерабатывает свыше 200 корд (около 718 и3) древесины.