ТЕХНОЛОГИЯ ПИРОГЕНЕТИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ДРЕВЕСИНЫ

ПЕЧИ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ

Печи непрерывного действия имеют перед печами периодиче­ского действия следующие преимущества:

1) Меньший фактический расход топлива на процесс обугли­вания;

2) Возможность использовать парогазовые продукты и полу­чить больший удельный выход древесного угля, киСлот, спиртов и других ценных жидких продуктов;

3) Возможность получать древесный уголь, однородный по раз­мерам кусков, содержанию нелетучего углерода, механической прочности, при пониженной себестоимости;

4) Полная механизация трудоемких процессов и автоматиза­ция технологических процессов с значительным снижением за­траты рабочей силы на обслуживание при улучшенных гигиени­ческих условиях работы при печи.

Но эти преимущества свойственны только тем печам непрерыв­ного действия, которые по своей конструкции и. технологическому процессу отвечают полностью основным требованиям, предъявляе­мым к рациональному аппарату для пирогенетической перера­ботки древесины.

Непрерывнодействующие печи по конструкции, подразделяют с и на ретортные, шахтные w туннельные; независимо же от конструк­ции, они могут быть подразделены по признаку использования тепла продуктов горения для нагрева древесины на печи реторт­ные, регенеративные и рекуперативные.

Во всех этих печах способы нагрева древесины и прокаливания у гля резко отличаются один от другого.

Ретортные печи. Ретортные печи применяют для сухой пере­гонки древесины в тех случаях, когда основными продуктами про­изводства являются кислоты, спирты, смола и другие продукты, а древесный уголь является продуктом второстепенного значения.

Ретортные печи можно разделить на две группы: горизонталь­ные и вертикальные. Способ нагрева древесины и прокаливания угля в них может быть как за счет теплоты, передаваемой от про­дуктов горения через металлические стенки реторт (внешний на­грев), так и за счет теплоты, вносимой циркуляционными газами или парогазами, нагретыми в отдельно вынесенных рекуператорах (внутренний нагрев).

В ретортных печах небольшой емкости загруженная древесина опирается непосредственно на днище реторт, а в печах большой емкости она вводится в вагонетках. Загрузка дров в ретортные аппараты и выгрузка угля из них производятся периодически. Тем­пература в рабочем пространстве этих печей изменяется во вре­мени между моментами загрузки дров по закону обращенной параболы.

Шахтные печи. В шахтных печах рабочее пространство распо­ложено по вертикали. Горизонтальное сечение шахтной печи мо­жет быть круглым, квадратным и прямоугольным.

Если древесина поступает в обугливание в мелко разделанном состоянии, круглая форма сечения шахты является самой выгод­ной, так как при таком сечении отношение периметра к площади сечения наименьшее и, следовательно, потеря тепла через стенки наружу минимальная.

В шахтных печах, таких, как шведская печь, реторта Стаф­форда, печь Ламбиотта, дрова загружают сверху, а уголь выгру­жают снизу.

Способы нагрева древесины, а следовательно, и течение тех­нологических процессов в шахтных печах неодинаково. В швед­ских шахтных печах нагрев древесины производится за счет передачи тепла от продуктов горения через металлические стенки. Эти печи предназначались для получения металлургического дре­весного угля. В реторте Стаффорда, предназначенной для сухой перегонки древесины, главным образом в виде отходов твердых пород, разложение древесины происходит исключительно за счет тепла экзотермической реакции.

В печи Ламбиотта обугливание древесины производится в токе неконденсирующихся газов — продуктов разложения дре­весины.

Технологический процесс и технологические показатели, удель­ные выходы угля, кислот, спиртов и других ценных продуктов, а также качество древесного угля, расход топлива на процесс об­угливания и рабочей силы на обслуживание в печах туннельного и шахтного типов существенно различаются. Выбор того или иного типа печи зависит от того, предназначается ли она для получения древесного угля как главного продукта производства (при кото­ром все жидкие и газообразные продукты получаются как побоч­ные) , или для производства жидких продуктов (при котором древесный уголь и газы получаются как побочные продукты).

Основной агрегат пирогенетической переработки древесины должен удовлетворять требованиям современной организации со­циалистической промышленности. Он должен обеспечить полную автоматизацию и механизацию всех трудоемких процессов при его обслуживании, нормальные гигиенические условия работы при кем, полную утилизацию всех ценных продуктов (кислот, спир­тов н др.). наивысший их выход, наилучшее качестве продуктов, низкий расход топлива, электроэнергии, воды, рабочей силы, наи­меньшие расход на ремонт и амортизационные отчисления.

Для пирогенетической переработки древесины в условиях Урала можно признать наиболее выгодными только те утлевыжи - гательные аппараты, в которых обеспечено получение наивысших выходов древесного угля из единицы обугливаемой древесины, по­вышенная. механическая прочность угля, однородность его по со­ставу и размерам кусков, полный отъем побочных продуктов (кис­лот, спиртов и смол! и пониженная себестоимость угля.

Для получения одинаковых результатов обугливания в аппа­ратах разных систем как в смысле выхода, гак и качества угля, необходимо, чтобы процесс обугливания в них протекал с одина­ковой скоростью, т. е. с одинаковым временем пребывания дров в камере обугливания.

При одинаковой скорости обугливания в печах туннельного типа и печах шахтного типа размеры печей должны быть прибли­зительно одинаковы. По конструктивным и технологическим со­ображениям является наиболее выгодным увеличивать размеры углевыжигательного аппарата в горизонтальном направлении, ко не в вертикальном. Стоимость строительства и оборудование шахтной углевыжигательной печи, а также и стоимость эксплуа­тации ее при условии сохранения равенства размеров выше, чем горизонтальной печи.

На этом основании, если в шахтных печах, при определенной высоте их, процесс обугливания вести медленно, они дадут малую производительность (при большем времени пребывания дров в печи), если же вести быстро, то получится малый процентный вы­ход угля (при большей производительности печи).

Технологический процесс в шахтной печи не благоприятствует образованию качественного угля вследствие большого истирания его в самой шахте. Загрузка дров сверху и выгрузка угля снизу создают неблагоприятные условия для получения древесного угля требуемого качества. Уголь находится под давлением загружен­ных сверху дров, а поэтому подвергается значительному истира­нию с образованием отброса — мелочи.

Печи туннельного типа. В аппаратах — печах туннельного типа дрова во время сушки и обутливания передвигаются вдоль печи на вагонетках при помощи толкателя или лебедки. Поступая в пространство с наинизшей температурой, древесина постепенно, по мере продвижения по камере обугливания, нагревается, затем подвергается разложению, а образовавшийся уголь — прокали­ванию.

Печи туннельного типа должны быть горизонтальными. Наклон камеры обугливания, например, в печи Аминова, под углом 8°, значительно усложняет конструкцию и обслуживание печи и яв­ляется нежелательным как со строительной точки зрения, так и аэродинамической, так как вызывает значительную разность в давлении в начале и в конце печи, что способствует засасыванию воздуха в начале (внизу) печи и потере неконденсирующихся га­зов в конце печи (вверху).

В печах с принудительной циркуляцией нагрев циркуляцион­ных неконденсирующихся газов или парогазов — продуктов раз­ложения древесины — может быть осуществлен в кирпичных реге­нераторах или в металлических рекуператорах. Печи с регенера­торами имеют, по сравнению с печами с рекуператорами, следую­щие недостатки:

1) пониженный выход уксусной кислоты, метилового спирта и других легколетучих веществ вследствие частичной потери их в регенераторах и частичного окисления их за счет кислорода воз­духа, засасываемого в начале камеры обутливания и содержаще­гося в продуктах горения в регенераторе после перекидки кла­панов:

2) Разбавление неконденсирующихся газов или; парогазов про­дуктами: горения в регенераторе, вследствие чего теплотворная способность неконденсирующихся газов или парогазов резко падает и, следовательно, обесценивается значение газов как топлива *

3) Вследствие периодической работы регенераторов имеют место значительные колебания в температуре нагрева циркуля­ционных газов: в первый момент после перекидки клапанов тем­пература доходит до 650°, а перед перекидкой она равна 250°.