ТЕХНОЛОГИЯ ПИРОГЕНЕТИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ДРЕВЕСИНЫ

Печь системы В. Н. Козлова

Для переработки лесосечных отходов и неликвидной дровяной древесины с целью получения смолы, древесноуксусного порошка и силового газа В. Н. Козлов и Г. Ф. Рыжков предложили уста­новку, состоящую из непрерывнодействующей печи (системы В. Н. Козлова) с химическим цехом для улавливания из парогазов смолы и кислоты, распылительной сушилки, древесноугольного газогенератора и двигателя внутреннего сгорания.

В зависимости от назначения получаемого угля в печи Коз­лова в качестве теплоносителя для нагрева древесины и прока­ливания угля могут быть применены как продукты горения дре - весноугольного генераторного газа или твердого топлива, так и циркуляционные парогазы, из которых предварительно выделе­ны смолистые вещества и кислоты. Эти парогазы нагреваются в отдельно вынесенных рекуператорах.

Печь с нагревом продуктами горения. Печь с прямым нагревом (рис. 54) состоит из входного тамбура /, камеры жжения II, сред­него тамбура III, камеры охлаждения IV, выходного тамбура V. Генераторный газ поступает по газопроводу VI в топку VII-, ды­мовые газы выходят из продольного канала через узкие щели в камеру жжения и вместе с парогазами, продуктами сушки и переугливания древесины, уходят через отверстие VIII по газо­ходу IX в конденсационную установку.

Печь имеет железные подъемные шиберы А, Б, В, Г, Д, Е И каретки а, б, в, г, д толкателя для вагонеток. Толкатели рабо­тают так же, как в циркуляционной печи системы В. Н. Козлова (см. стр. 215—216).

В печи прямого нагрева для переугливания древесины при­меняют продукты горения от сжигания генераторного газа, полу­чаемого из стационарного газогенератора древесноугольного пи­тания. Для сжигания газа в печи предусмотрена топка с газовой горелкой.

Для того чтобы избежать чрезмерного разбавления парогазов термического разложения древесины продуктами горения, послед­ние вводят в печь непосредственно, без разбавления их, для по­нижения температуры, холодными газами, прошедшими уста­новку для улавливания смол и кислот. Температура продуктов горения понижается за счет внутренней рециркуляции парогазов. С этой целью продукты горения подводят в печь отдельными струйками через ряд небольших отверстий в своде газохода вдоль печи под вагонетками на длине, равной длине четырех вагонеток в печи.

Конденсационная установка состоит из скруббера-смолоотде - лителя 1, солевого скруббера 2, водяного скруббера 3 и венти­лятора низкого давления 4 с электродвигателем.

>

Is

/—входной тамбур; 11 камер» жжения; III—средний тамбур-. IV— камера охлаждения; К—выходной тамбур; VI—Газопровод генераторного газа - VII топка; VIII-Выходное отверстие; IX—Газоход для парогазов, идущих из печи; Л, Б, В. Г. Д. Я—шиберы; а, б, а, г, д—Толкатели вагонеток' I—скрубЛер-смолоотделитель; 2 —солевой скрубоер; З - водяной скрубоер; 4 - вентилятор; 5—бак д;я смолы. 6—отстойники; 7—лоток дли нейтрали­зации раствор» древесноуксусного порошка; S—Баки П[ иемники чистого раствора арсвесноуксусного порошка; 9—Бак для слабого раствора ор­ганических легколегучих веществ; 10 -ящик для гашения извести; //—аппарат Русселя; /2—бак для известкового молока; 13--Ьт для перемеши­вания известкового молока; 14—Напорный бак; 15—Распылительная сушилка для древесноуксусного порошка; 16—Топка; 17— вагонетка; /<?—древесно -

Угольный газогенератор, 19— циклон '

Газы и пары, идущие из камеры жжения, поступают вниз скруббера-смолоотделителя 1. Все скрубберы имеют одинаковые размеры. Это железные цилиндры с крышкой и днищем, внутри имеют деревянную футеровку и в средней части — ходовую де­ревянную насадку. Вверху над насадкой поставлено распредели­тельное устройство для промывной жидкости, внизу — баки для каждой жидкости. В окруббере-смолоотделителе имеется цент­ральная вертикальная перегородка; она не доходят до крышки скруббера, а нижний край ее погружен в жидкость.

Парогазы, поступив в скруббер-смолоотделитель внизу, идут в первой половине его снизу вверх, затем во второй половине, сверху вниз и уходят внизу по газопроводу в низ солевого скруб­бера. Парогазы промываются горячей смолой. При скруббере стоит бак 5 для смолы с двумя отделениями. Из первого отделе­ния центробежный насос забирает смолу и подает ее в верхнее распределительное устройство скруббера /. В нем смола стекает вниз по насадке, захватывая капельки смолы из парогазов. Про­мывная и вновь захваченная смола скопляются внизу в скруб­бере и стекают отсюда в первое отделение бака 5 со смолой. В это время смолу из второго отделения откачивают вторым центро­бежным насосом в бак со смолой, стоящий в химическом отде­лении. Эта смола — товарная; ее разливают в тару (бочки) и отправляют потребителям. Первое и второе отделения бака 5 Работают попеременно.

Парогазы, почти освобожденные от смолы в скруббере-смо- лоотделителе /, проходят в солевом скруббере 2, не имеющем вертикальной перегородки, снизу вверх и уходят вверху по газо­проводу в верх водяного скруббера 3. В солевом скруббере 2 они промываются горячим нейтральным водным раствором древес­ноуксусного порошка, который подает центробежный насос из низа первого отстойника 6 в распределительное устройство в верху солевого скруббера 2 раствор стекает вниз по хордовой деревянной насадке в средней части скруббера 2, захватывая уксусную кислоту из парогазов. Кислый раствор древесноуксус­ного порошка скапливается внизу в скруббере и вытекает отсюда в лоток 7, в который подается известковое молоко. Полученный нейтральный водный раствор древесноуксусного порошка стека­ет в первый отстойник 6. Избыток этого раствора переходит ив верха первого отстойника в верх второго отстойника 6. Эти отстойники могут быть заменены один другим. Шлам со дна первого и второго отстойника периодически удаляется в отвал. С низа второго отстойника 11 чистый нейтральный раствор древес­ноуксусного порошка подается центробежным насосом в баки - приемники 8 при пульверизационной сушилке.

Парогазы, прошедшие через солевой скруббер 2 и освобож­денные в нем от уксусной кислоты, поступают в верх водяного скруббера 3. Он имеет центральную вертикальную прикреплен­ную к крышке перегородку, нижним концом не погруженную в жидкость. Парогазы идут в первой половине скруббера 3 сверху вниз, во второй половине — снизу вверх. Вверху они уходят в вентилятор низкого давления 4 с электродвигателем, который выбрасывает их наружу1. Из бака 9 горячая веда с примесью органических веществ, продуктов разложения древесины, по­дается центробежным насосом в распределительное устройство в верху первой половины скруббера 3, откуда, стекая вниз по деревянной хордовой насадке, захватывает пары органических веществ из парогазов, скапливается внизу скруббера и стекает отсюда в бак 9. Из этого бака избыток ее откачивается в первый отстойник при солевом скруббере 2, а в бак 9 добавляется све­жая холодная вода.

Известь гасят в известковом отделении в ящике 10. Получен­ное известковое молоко проходит через аппарат Русселя 11, в котором задерживаются крупные частицы и куски, в бак 12, от­куда центробежным насосом его подают в нижний бак 13 для перемешивания, а затем — в верхний напорный бак 14. Из него известковое молоко стекает в лоток 7 при солевом скруббере для нейтрализации кислого раствора древесноуксусного порошка.

Нейтральный чистый раствор древесноуксусного' порошка вы­паривают и сушат в распылительной сушилке 15. Это — кирпич­ная цилиндрическая шахта с куполообразным сводом. В пей — три горизонтальных пода, расположенных один над другим. К сушилке примыкает топка 16, в которой сжигают угольный му­сор и древесноугольный генераторный газ. Дымовые газы из топки идут по дымоходу вверх и поступают в шахту сушилки под свод ее. Раствор древесноуксусного порошка подают из прием­ников 8 центробежным насосом в верхнюю часть шахты через разбрызгивательные форсунки. Мелкие капельки раствора дре­весноуксусного порошка попадают в ток горячих дымовых газов; вода и 13 них испаряется, и полученные крупинки древесноуксус­ного порошка скапливаются на верхнем поду сушилки. По оси сушилки пропущена вертикальная ось, к которой вверху прикреп­лены скребки, очищающие стенки шахты, ниже — штанги со скребками, очищающими поды; под самым нижним подом на оси имеется зубчатая шестерня, сцепленная с редуктором, приводимым в движение электродвигателем.

Благодаря соответственному расположению скребков, древес­ноуксусный порошок, продолжая высушиваться, перемещается на,-ерхием поду от центра к краям, здесь попадает на средний под, по поду передвигается от цраев к центру, падает на нижний под,

' Если потребуется снизить слишком высокую температуру в шахте газо­генератора, часть парогазов можно направить в эту шахту вместе с 'воздушным дутьем.

Передвигается от центра к краю и падает в бункер. Из бункера сухой товарный древесноуксусный порошок периодически выгру­жают, после остывания упаковывают в мешки из крафт-бумаги И отправляют на передельный завод для переработки па уксусную кислоту и ацетатные растворители.

Дымовые газы, а также пары воды из раствора древесноук­сусного порошка идут сверху вниз так же, как и раствор древесно­уксусного порошка с нижнего пода в горизонтальный дымоход (где задерживаются унесенные ими мелкие частички древесноук­сусного порошка) и уходят через дымовую трубу наружу.

Древесина и уголь проходят через печь в железных вагонет­ках 17. Холодный древесный уголь идет в генератор 18 и гази­фицируется. Генераторный газ через циклон 19 уходит в газо­провод VI, идущий к топке VII печи.

Из описанного можно сделать следующие выводы.

Уменьшается соотношение между неконденсирующимися га­зами и парогазами термического разложения древесины, вслед­ствие чего выделение смол, кислот и других ценных веществ из парогазов облегчается.

Уменьшается расход топлива на процесс обугливания древе­сины, так как продукты горения генераторного газа поступают в печь без добавки к ним для понижения температуры холодных неконденсирующихся газов и уходят из печи при температуре 150—180°.

Уменьшаются поперечные размеры скрубберов, так как в единицу времени через них цроходит значительно (в два раза) меньшее количество парогазов, чем при нагреве древесины цир­куляционными парогазами, нагретыми в отдельно вынесенных рекуператорах.

Уменьшаются капитальные затраты, так как не нужен реку­ператор (и здание для него), а газопроводы требуются значи­тельно меньших размеров.

Но наряду с этими преимуществами имеются и недостатки. Возможно попадание в печь сажистого углерода, образующегося при цроцессе горения в избытке генераторного газа, или свобод­ного кислорода при горении газа с избытком воздуха против тео­ретически необходимого количества при недостаточно вниматель­ном наблюдении за работой топки.

Печь с нагревом циркуляционными парогазами. Конструкция печи с нагревом древесины циркуляционными парогазами, нагре­тыми в отдельно вынесенных рекуператорах, и конструкция уста­новки для извлечения из парогазов смол и кислот, а также работа На ней подобны описанной печи прямого нагрева. Разница лишь в методе напрева древесины. В циркуляционной печи принят ме­тод нагрева парогазовыми продуктами разложения древесины, из которых выделены смолы и кислоты.

Особенности переработки в печи Козлова

Характерной особенностью переработки отходов лесоразрабо­ток и неликвидной дровяной древесины в печах системы Козлова является то, что при получении смолы и древесного порошка со­вершенно не требуется пара, а вода нужна лишь для приготовле­ния известкового молока. В топке сушилки древесноуксусного порошка могут быть использованы разные мелкие отходы (опилки, щепа), а также отработанные дымовые газы от рекуператоров и от двигателей внутреннего сгорания.

Печь Козлова может быть производительностью в 16, 25, 50 и 100 тыс. скл. м3 в год.

Выход продуктов из 1 скл. м3 неликвидных березовых дров (в кг):

70%-ный древесноуксусный порошок Смола товарная влажностью 3—5% .

Древесный уголь............................

Флотационные масла......................

Древесный уголь будет подвергнут газификации в стационар­ном газогенераторе с целью получения силового газа, который может быть использован главным образом в двигателях внут­реннего сгорания и частично для обугливания древесины.

Избыточное количество угля, главным образом уголь из сучь­ев, можно использовать для газогенераторов автомобилей и тракторов. Уголь из сучьев и вершин по физико-химическим свой­ствам равноценен древесноугольным брикетам и поэтому он мо­жет быть весьма ценным топливом для передвижных газогене­раторов.