ТЕХНОЛОГИЯ ПИРОГЕНЕТИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ДРЕВЕСИНЫ

Смолоскипидарные установки и работа на них

Известно, что смолокурение велось во многих районах и в одних районах независимо от других, и было выработано много типов смолоскипидарных установок — вологодская печь-кожухов - ка, вятский котел, минская реторта и др Объединение смолоку­рения в лесопромысловой кооперации привело с течением времени К уменьшению количества шпов смолоскипидарных установок. Малопроизводительные установки, как, например, марийский ка­зан, печь-сушилка и др. вышли нз употребления.

В настоящее время применяются Три основных типа устано­вок: минская реторта с камерой разложения осмола, выполненной
из мягкой стали, с загрузочной емкостью 8—25 м3, вятский котел с камерой из мягкой стали, с загрузочной емкостью 1,5—2,5 м'! и печь-кожуховка с кирпичной камерой, с загрузочной емкостью 2,5—8,0 м3 осмола.

Во всех этих установках были крупные недостатки: большая продолжительность оборота, большой расход топлива, плохие конденсационные установки.

В последние годы лесопромысловая кооперация, опираясь на работы ее Центральной научно-экспериментальной лаборатории Рослеспромсовета (ЦНЭЛ), существенно улучшила смолоскипи - дарные установки.

Минская реторта

Устройство. Реторта (рис. 37) сварная, из листового железа толщиной 5—б мм; форма — цилиндрическая, загрузочная емкость равна 20 скл. м3 мелкоразделанного осмола. Крышка реторты 1 соединена с нею наглухо и сделана из такой же стали, как и реторта, имеет коническую форму. Наверху крышки за­грузочный люк 2, закрываемый стальной съемной крышкой. Внизу реторты имеется разгрузочный люк 3, закрываемый сталь­ной крышкой, и против пего отверстие в стенке обмуровки. Фун­дамент 4 для реторты и ее кирпичной обмуровки 5 сложен из бутового камня на известковом растворе, в виде кольца.

Реторта внизу обложена снаружи двумя рядами кирпича. Дно реторты (под) выложено двумя рядами кирпича, положенного плашмя, с уклоном к центру, в котором имеется центральное от­верстие 6 для стока смолы. Размер отверстия 200 X 250 мм.

Топка 7 — выносная. Стенка реторты, обращенная к топке, футерована огнеупорным кирпичом, внизу — в полкирпича, вверху — в четверть кирпича. Дымоход 8 шириной внизу 200 мм, вверху—100 мм. На расстоянии 1000 мм до верхнего края ре­торты обмуровка прилегает к стенке реторты вплотную. С этой стороны к реторте примыкает канал-воздушник с входными от­верстиями, которые во время работы реторты закрыты крышками, а во время охлаждения ее открыты.

В обмуровке, несколько выше основания, сделано по четыре вентиляционных окна 9 с крышками; при охлаждении реторты - лги крышки убирают.

Со стороны реторты, противоположной юпке, стоит кирпичная дымовая труба 10 с двумя дымоходами. В ней, вшюу, имеются два шибера.

Дыхтовыо газы идуд из топки но дымоходу к верху реторты, затем вниз и у ходят е, дымовую трубу через два отверстия.

Крепление 11 обмуровки- обручи из полосовой мягкой стали, стягивающие полосы стали, расположенные вертикально

/—реторта: 2—загрузочный люк; Л—разгрузочный лю>.; 4 —фундамент:5—кирничная обмуровка: б—отверстие для стока смолы; 7—топка: S—Дымоход; 9—Вентиляцион­ные окна; it'—дымовая труба; 11 — крепление обмуровки

Для отвода парогазовой смеси и смолы в земле выкладывается кирпичный, почти горизонтальный канал (смоляной. ход).

Через отверстие в центре пода реторты (рис. 38) парогазы, пройдя по короткому вертикальному кирпичному газоходу, по­ступают в смоляной ход 1 и идут к наружному его концу.

У наружного конца смоляного хода стоит смоляной конденса­тор. Это кирпичный яшнк с деревянной крышкой. Па стенке ящика, противоположной смоляному ходу, имеется отверстие с крышкой:; через это отверсте можно прочитать смоляной ход скребком с д. щннои рчкояткой. Впиз смоляного конденсатора на -

Ходится другое отверстие, через которое смола стекает в прием­ник 2. Нижний конец входной трубки погружен, в нем в смолу (гидравлический затвор). От смоляного хода 1 отходит вбок, не­далеко от реторты, кирпичный боровок (скипидарный ход.9; вна­чале он идет в земле, с небольшим подъемом, затем — верти­кально вверх; вертикальная часть стоит в деревянном ящике и затрамбована глиной.

К этому вертикальному боровку 3 примыкает у верхнего конца -го медный патрубок 4, входящий другим концом в литровку о (закрытый деревянный чан).

Патрубок входит в литровку па половину ее высоты. Внизу литровки близ дна, в боковой ее поверхности, имеется отверстие для спуска смолы, по мере накопления ее, в бачек 6. Отверстие закрывается деревянной пробкой.

Литровка через штуцер в ее крышке и перекидную трубу со­единена со скипидарным конденсатором 7. В конденсаторе нахо­дится медный змеезик из шести витков. Для реторты загрузочной емкостью в 18—24 скл. хг осмола общая поверхность охлажде­ния змеевика должна быть не XieHee 15 xi2.

При чистке приходится распаивать и затем вновь запаивать соединения отдельных звеньев змеевика.

Конденсатор помещается в деревянном баке; в него подается охлаждающая вода.

Скипидар п вода из конденсатора стекают во флорентину 8, В которой одна сливная трубка служит для воды, а другая — для скипидара. Близ дна флорентины имеется плотно закрываю­щееся деревянной пробкой отверстие для полного ее опоражни­вания.

Устройство для подачи воды в реторту состоит из бачка, по­мещенного на ее крышке, у дымовой трубы.

Подготовка реторты к загрузке. Перед пуском тщательно осматривают реторту, а также конденсационную установку. Не­плотности в стыках частей конденсационной установки проконо­пачивают и промазывают глиной с песком; швы реторты промазы­вают глиной с песком, подскипидарной водой и поваренной солью. Эта смесь ложится ровным слоем и не трескается при высыхании. Очищают от угольной мелочи, пыли и: т. п. реторту, смоляной ход, боровки и трубки конденсационной установки, очищают и исправ­ляют топку, промывают водой скипидарный конденсатор.

Загрузка реторты. Загружается реторта через нижний разгру­зочный люк: один рабочий подает снаружи осмол, а другой ста­вит его куски внутри реторты возможно плотнее, вертикально, с небольшим наклоном от стенок к центру реторты, оставляя у. тюка небольшое свободное пространство — шахту. Через нижний люк реторту загружают на две трети ее высоты. Шахту и верхнюю треть реторты загружают через верхний (загрузочный) люк.

Самый крупный и наиболее смолистый осмол кладут вверху реторты, а остальной — ниже; крупный осмол размещают у сте­нок, а мелкий — в середине реторты.

Оба люка закрывают крышками, закрепляют клиньями, края промазывают глиной; закрывают и вентиляционные окна в об­муровке, затем разводят огонь в топке. Загрузка реторты длится 3,5 часа.

Разогрев реторты. Разогрев реторты до 160—180° вверху и До 100° внизу длится 8—10 часов. Первые полчаса-час нагрев ве­дут так, чтобы не повредить стенок реторты и кладку обмуровки. Затем температуру поднимают на 18—22°. Через 8 часов летом и через 10 часов зимой после начала разогрева из скипидарного конденсатора во флорентину начинает стекать дистиллят. Для разогрева реторты расходуется 3—4 скл. м3 смешанных дров.

Пары движутся в реторте у стенок — вверх, а в середине — вниз, так как температура у стенок выше, чем в середине реторты.

Отгонка скипидара и смолы. Отгонка длится 45—52 часа. Работу топки следует очень тщательно регулировать, так как от этого зависит быстрота отгонки скипидара и воды и качество скипидара. Вначале, когда в осмоле еще много влаги, можно шуровать топку интенсивно, подавая к реторте много тепла. Это тепло затрачивается на испарение воды и скипидара, но разло­жение древесины еще ни в какой части реторты не начинается. Когда в осмоле останется мало влаги, он начинает нагреваться значительно быстрее. Поэтому, чтобы избежать разложения дре­весины еще до отгонки возможно большего количества скипи­дара, шуровку топки надо вести очень осторожно.

Во время отгонки скипидара в смоляном ходе конденсируется вода, а из скипидарного конденсатора в флорентину (раздели­тель) стекает дистиллят — смесь скипидара и воды.

В флорентине скипидар отделяется и образует верхний слой, а подскипидарная вода составляет нижний слой.

Подскипидарная вода, если не используется для получения древесноуксусного порошка, направляется в сток.

1- Я фракция скипидара, с выходом 0,3—0,5 кг из 1 скл. м3 осмола, имеет темножелтый цвет от растворившихся в нем смоли­стых веществ, оставшихся в конденсационной системе от преды­дущей гонки. Подскипидарная вода в это время содержит 2,0— 2,5% уксусной кислоты, а также метиловый спирт и другие веще­ства, оставшиеся в конденсационной установке от предыдущей гонки.

Когда темная окраска скипидара исчезнет, а кислотность под - скипидарной воды понизится до 0,5°!,, начинают отбирать 2-ю фракцию скипидара.

2- Я фракция скипидара с выходом до 9 кг из 1 скл. м3 осмола, с удельным весом от 0,866 до 0,880, имеет лимо-нно-желтый цвет и идет в первый сорт товарного скипидара. В это время шуровку топки ведут слабо (два-три полена в топке), чтобы температура В верху реторты не превышала 240°.

Через 9—11 часов после появления дистиллята следует для устранения перегрева осмола вводить в реторту воду. Ее вводят при температуре в верху реторты 260° и потемнении скипидара в количестве 10—20 л. Окраска скипидара светлеет; если через некоторое время скипидар начнет темнеть, следует опять ввести в реторту 10—20 л воды.

Так поступают, пока идет слабо окрашенный скипидар с удель­ным весом до 0,880. Когда скипидара отогнано в количестве 70—75% общего выхода, прекращают ввод воды в реторту и да­лее ведут отгонку смолы.

Температуру в реторте повышают настолько, чтобы начина­лось экзотермическое разложение древесины. Когда из смоляного хода начнет вытекать смола, температуру в реторте поднимают до 360—380°.

Во время гонки смолы отгоняется скипидар из осмола, нахо­дящегося внизу реторты.

3- я фракция скипидара — красного цвета, удельный вес ее — от 0,880 до 0,890; эта фракция составляет второй сорт товарного скипидара.

4- я фракция скипидара с удельным весом от 0,890 до 0,925, а под конец отгонки — 0,960, хвостовая, имеет темный цвет, со­держит значительное количество терпеновых спиртов и фенолов. Кислотность подскипидарной воды при отгонке скипидара этой фракции составляет 3.5—4,0%, а под конец отгонки доходит до 7-10%.

Отгонку скипидара прекращают, когда из конденсатора нач­нут идти бурые газы с резким запахом, а наверху пробы дистил­лята только маслянистые пятна и нет сплошной пленки.

Отгонка скипидара всех фракций продолжается от 45 до 50 часов.

При отгонке скипидара охлаждающая вода должна вытекать из бака конденсатора с температурой не выше 15—20° зимой и 20—25° летом.

Смола, отгоняемая из реторты, стекает в приемник смолы 2 (рис. 38) и лишь небольшая часть ее по смоляному ходу входит в скипидарную литровку 5 и скипидарный конденсатор 7. В ски­пидарной лиггровке вода конденсируется. Смоляные масла в при­емнике всплывают и их счерпывают в бочки. Смоляные масла, конденсирующиеся в скипидарном конденсаторе, входят в состав скипидара.

Отгонка смолы кончается, когда из конденсатора 7 пойдут слабо окрашенные сизоватые газы или их выделение совсем пре­кратится; в это время температура в верху реторты доходит до 260—400°. Гонка смолы продолжается 18—20 часов.

Смола в смоляном приемнике 2 отделяется от воды отстаива­нием и сливается в бочки.

После окончания отгонки смолы из топки выгребают весь жар, смоляной 1 и скипидарный 9 ходы после прекращения выделения газов перекрывают задвижками и промазывают глиной.

Охлаждение и разгрузка реторты. Дверку топки и люки в об­муровке и в вентиляционном канале открывают. Реторту охлаж­дают до 40° (судя по температуре крышек загрузочного и разгру­зочного люка). Если в реторте загорится уголь, то промазывают глиной все люки, задвижки и заглушки.

По остывании реторты из нее через разгрузочный люк выгре­бают граблями уголь. На случай его загорания надо иметь запас воды; есл-f уголь загорится в самой реторте, надо закрыть люк, закрепить крышку клиньями и промазать ее глиной.

Выгруженный уголь относят в штабель, а головни отбирают и сжигают в топке реторты.

Для ускорения охлаждения реторты с углем в тот период, когда вверху температура ее будет 250—260°, в нее вливают 70—80 л воды, а когда температура снизится до 120—125°, — еще 50 л Пары воды выпускают через смоляной ход. Вместе с ними уходит и окись углерода.

Продолжительность оборота реторты. При загрузочной емко­сти реторты 20—24 скл. м3 осмола продолжительность одного оборота ее составляет 83—92 часа, причем отдельные операции занимают время (в часах'):

TOC o "1-3" h z Осмотр реторты перед загрузкой................................ 0,5

Загрузка реторты...................................................... 3,5

Прогрев реторты до появления дистиллята................... 8—10

Отгонка скипидара и смолы........................................ 45—52

Охлаждение реторты................................................... 24

Выгрузка угля - ....................................................... 2

Если принять, что продолжительность одного оборота реторты равна четырем суткам, то за 320 рабочих дней в году она сделает 80 оборотов и переработает 1600 скл. м3 осмола.

В реконструированных минских ретортах из 1 скл. м3 осмола средней! смолистости получается в среднем 16 кг скипидара, 45 кг смолы и масел.