ТЕХНОЛОГИЯ ПИРОГЕНЕТИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ДРЕВЕСИНЫ

РАЗЛОЖЕНИЕ ДРЕВЕСИНЫ В ТОКЕ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ Размножение в печах периодического действия

Этот способ обугливания для получения доменного древесного угля весьма распространен на Урале.

Дымовые газы, получающиеся от сжигания топлива в отдель­ной топке, входят в камеру сушки и обугливания при высокой температуре. Здесь к ним. вследствие рециркуляции, примешива­ются пары и газы, образующиеся при обугливании древесины и прокаливании угля. В начале процесса обугливания к раскален­ным продуктам горения примешиваются пары воды, затем, по мере усиления процесса разложения древесины, к ним присоеди­няются пары и газы от обугливания, количество которых посте­пенно возрастает, достигая максимума при экзотермической ре­акции разложения древесины. При дальнейшем обугливании ко­личество парогазов падает и, если в зоне прокаливания угля под­держивается постоянная температура, практически прекращается выделение парогазов. Состав дымовых газов зависит от рода топ­лива, устройства топки и способа шуровки в ней.

В громадном большинстве случаев печи периодического дей­ствия имеют простую топку с горизонтальной колосниковой ре­шеткой для сжигания твердого топлива (дров, цепы, коры, уголь­ного мусора, иногда в смеси с густой древесной смолой).

Дымовые газы входят в печь через прогар посредине прямо­угольного пода печи, идут прямо под свод печи (так как над про­гаром дров не ставят), подсасывают с боксов газы и пары — про­дукты сушки и обугливания дров, затем идут под сводом до кон­цов печи; на всем этом пути они дают ответвления, идущие вниз По промежуткам между дровами, присоединяют к себе на этом Пути газы и пары — продукты сушки и обугливания древесины, уходят по поду в углы печи, а отсюда по боровкам — в дымовые трубы, а из них — наружу.

В топке с горизонтальными колосниками при ручной шуровке твердого топлива невозможно добиться постоянно, го состава ды­мовых газов. Тотчас после шуровки в дымовых газах не только нет свободного кислорода, но есть несгоревшие продукты разло­жения топлива. Перед новой шуровкой в дымовых газах всегда имеется свободный кислород, содержание которого в газах при неумелом ведении топки или опоздании с шуровкой, доходит до 10% объемных. Лишь опытные шуровщики могут поддерживать содержание свободного кислорода в дымовых газах низким. Тем­пература дымовых газов в прогаре 1000°, над ним, под сводом печи — от 500 до 600°, у пода в начале оборота печи - 90е, под конец оборота — от 200 до 250°.

При сушке древесина окружена водяными парами и темиера - ;ура ее не повышается выше 100°. По окончании сушки lexinepa - гура древесины быстро повышается и, если нагрев ведется смесью дымовых газов и воздуха, она легко может загореться. В печах периодического действия содержание свободного кислорода в ды­мовых газах значительно ниже, чем в смеси дымовых газов с воз­духом. Под сводом, в период экзотермической реакции разложе­ния древесины, к дымовым газам примешивается много газов и паров — продуктов этой реакции. Свободны!! кислород дымовых газов расходуется на сгорание парогазов, а также образующегося угля.

Хотя для гсрения газов требуется более высокая температура, чем для горения угля, и определенное парциальное давление кис­лорода в смеси газов и паров, все же, пока из древесины и угля выделяется много газов и паров, уголь не горит. Возможно, что свободный кистород сжигает в первую очередь лары органиче­ских веществ — продуктов разложения древесины. Когда темпе­ратура под сводом печи достигает максимума (450--500:') и даль­нейшего ее повышения не происходит, прекращается выделение сазов и паров из угля.

В этот период работы печи слой парогазов, защищающий уголь 1 о - окисления, постепенно асч'чяп. и во1 сиоботное upon панство в печи непрерывно заполняется дымовыми тазами. Пр^; наличии и них свободного кислорода уголь <-иссекается.^ и даже частично горит с наружной поверхности внутри пи поверхности пор. При -.-.иссечении" гля с-еики его утончаются и уголь становится хруп­ким. легко превращающимся в мусор. В худшем случае, когда не сделана во-время ип'ровка печи, па поверхности пережженного у I ля получается не только сет., мелких трепипюк. по и и той золы.

Углекислота и пары поды, входящие г. состпп дымовых газон, при высоких температурах способны действовать окислительно на уголь. Это действие ослабляется в присутствии окиси углерода, воды и других газообразных и парообразных веществ. Действие углекислоты и паров воды на уголь более сильно под сводом печи, где температура наиболее высокая, а примесь продуктов обугливания к дымовым газам — наименьшая; оно в особенности происходит под конец оборота печи, когда выделение газов и паров почти прекращается. Чем дольше уголь находится в таких условиях, тем сильнее сказывается на нем действие углекислоты и воды. В кучах он, вследствие перемещения зоны горения, остает­ся в слабом токе газов, не содержащих свободного кислорода. В печи периодического действия уголь под сводом долгое время (1,5 суток и более) находится в токе дымовых газов при высокой температуре. Вот почему кучной уголь, правильно выжженный, по механическим свойствам и по весу 1 мг' его, лучше угля из-под свода камерных печей.

В печах периодического действия одновременно идут разные V.'адин процесса; например, вверху — обугливание, внизу — сушка. Вся влага дров, все пары и газы — продукты обугливания и все дымовые газы выходят из печи вместе.

Соотношение этих трех составных частей парогазовой смеси при обугливании в этих печах, все время изменяется: в начале оборота, когда в печи идет лишь сушка, парогазовая смесь со­стоит лишь из дымовых газов с большой примесью водяного пара, вследствие чего такая смесь парогазов не горит. Под конец оборота она состоит из )азов и паров — продуктов переуглива - пия, с небольшой примесью дымовых газов, так как сушка уже закончена » вводить тепла в печь с дымовыми газами прихо­дится немного. В этот период работы печи парогазовая смесь, вследствие хорошей ее горючести, частично используется как топ­ливо в той же печи. Значительное содержание водяного пара, по­лучающегося за счет влаги дров, затрудняет конденсацию паров и приводит, при переугливаншт древесины в печах этого типа, к получению жижки с низким содержанием уксусной кислоты и метилового спирта.

Для того чтобы сжигать в топке периодически действующей камерной печ» горючие газы и пары — продукты обугливания древесины, и снижать таким образом расход твердого топлива, устраивают в печах газовики, представляющие два вертикальных кирпичных дымохода, устроенных у стенок печи. Эти дымоходы берут начало несколько ниже пяты свода печи, опускаются до пода и проходят под подом печи в топку.

В начале процесса, в течение приблизительно суток, парогазы негорючи или очень слабо горючи, поэтому в этот период обугли­вания их к топке не подводят. При дальнейшем переугливании Парогазовая смесь обладает большой горючестью и ее по газови­Кам подводят в топку. При помощи газовиков можно сэкономить около 20% твердого топлива.

Полугазовые топки для дров или суррогатов дров (щепы, коры, опилок, угольного мус ора, отходов древесины с лесосек) способны давать, при правильной шуровке, постоянный состав дымовых га­зов с малым процентом свободного кислорода. Это устраняет пе­режег угля под сводом печи и дает повышенный выход угля.

Шахтные. полугазовые топки для дров удобны в обслужива­нии. Печь, оборудованная такими топками, работает тем энер­гичнее, чем ниже под топки по сравнению с подом печи. Печи камерного типа часто бывают расположены в местах, где грун­товые воды находятся на небольшой глубине (2 м). При допу­стимом углублении топки на 1,5—1,75 м простые топки для дров работают вполне удовлетворительно. Шахтные топки для мелкого топлива требуют углубления на 2,5—3 м. В этом случае необхо­димо бетонное изолирование от почвенной воды, сильно удоро­жающее стоимость печи. Вот почему шахтные топки распростра­нены очень слабо, хотя лучшая работа печи и возможность исполь­зования в них отходов древесины говорят в их пользу.