ТЕХНОЛОГІЯ ПІРОЛІЗУ ДЕРЕВИНИ . Майстерня своєї справи

13.11.2015

ТЕХНОЛОГІЯ ПІРОЛІЗУ ДЕРЕВИНИ

ТЕХНОЛОГІЯ ПІРОЛІЗУ ДЕРЕВИНИ . Майстерня своєї справи
березень 2, 2013 ТЕХНОЛОГІЯ ПІРОЛІЗУ ДЕРЕВИНИ . Майстерня своєї справи
admin

Заводи сухої перегонки деревини в СРСР використовують в якості сировини спеціально заготовлювані дрова листяних порід найчастіше метрової довжини. На біржі сировини заводу дрова піддаються природному сушінню, після чого їх обробляють на швырок або тюльки (відрізки довжиною 200-300мм) і завантажують у сушила і реторти. Дрова на біржу заводу доставляють по залізниці або молевым сплавом.

Укладають дрова на біржі зазвичай у вигляді стосів шириною 2м, висотою 2,2 м і довжиною не більше 30м. Три дровітні, укладені з інтервалом 0,5м, утворюють штабеля, відстань між ними має бути 5м. Проходи між поленницами і штабелями бажано робити в напрямку панівних вітрів для кращого просушування дров. Між штабелями прокладають залізниці вузької колії, по яким дрова у вагонетках доставляються на розборку.

Перевантаження і перевезення дров вимагає великої затрати робочої сили. Найбільше число робітників на заводах сухої перегонки деревини падає на біржу. Тому в даний час важливо механізувати всі ці важкі і трудомісткі операції. Останнім часом рекомендується застосовувати на біржах кучевое зберігання дров, що дає можливість найбільш просто механізувати вантажно-розвантажувальні роботи порівняно зі зберіганням у штабелях.

Оскільки в купах дрова будуть сохнути повільніше, рекомендується влаштовувати купи невеликих розмірів (висотою не більше 8— 9м і шириною 25м) і для кращого провітрювання всередині робити проходи.

Величезною сировинною базою для заводів пирогенетической переробки деревини є відходи лісової і деревообробної промисловості. У зв’язку з новою прогресивною технологією лісозаготівель, з вивезенням з лісу дерев з кроною на нижніх складах ліспромгоспів накопичуються великі кількості деревних відходів в результаті оброблення деревини на товарні сортименти, а також при її первинної механічної переробки. І на деревообробних підприємствах також скупчується багато деревних відходів у вигляді тирси, рейок та ін

Заводи сухої перегонки вимагають високих капіталовкладень. В зв’язку з тим, що в деревообробній та лісозаготівельної промисловості є тисячі точок, де потрібно переробляти відходи, потрібно дуже багато таких заводів. Щоб вирішити завдання масового будівництва заводів сухої перегонки різної потужності, потрібно різко знизити високу вартість їх будівництва та підвищити економічну ефективність виробництва. Вартість будівництва заводів можна знизити завдяки максимальній уніфікації обладнання та будівель, що представляється як серійний випуск заводів, подібно виготовлення парових котлів, комбайнів та іншого обладнання.

Якщо монтаж обладнання вести одночасно з його виготовленням при серійному виготовленні в добре організованому потоці, то і монтажні роботи будуть коштувати значно дешевше. Але для цього розміри обладнання в зібраному вигляді, а також його окремі блоки не повинні перевищувати допустимий габарит залізничних перевезень і в змонтованому вигляді повинні відрізнятися достатньою транспортабельністю, щоб зручно було доставляти їх до місця роботи.

Для того щоб обладнання було малогабаритним, але високопродуктивним, технологічний процес повинен ґрунтуватися на найбільш інтенсивних методах виробництва.

При наявності малогабаритної апаратури можна відмовитися від дорогих будівель виробничих корпусів, замінивши їх розбірними дахами і стінами, входять до складу каркасної конструкції, в якій розташовується обладнання. При цьому можна відмовитися від звичайно прийнятого розташування апаратури, коли навколо кожного апарату залишаються великі проходи. Апарати можна розташувати впритул один до одного, але так, щоб кожен з них можна було отримати для ремонту і з достатніми зручностями обслужити технологічний процес від центрального пульта управління, забезпеченого контрольно-вимірювальними приладами дистанційного дії.

загальнозаводського обладнання найбільш громіздким і дорогим є парове господарство, тому в технології необхідно передбачати максимальне скорочення витрати пари.

Нарешті, можна досягти великої економії капіталовкладень, якщо орієнтуватися на деревні відходи, а не на спеціально заготовлювані технологічні дрова. У цьому випадку Деревне вугілля необхідно брикетувати, але зате значно скорочуються витрати на дослідження, проектування та освоєння. сировинної бази і пристрій біржі. Значно скорочуються, а в багатьох випадках зовсім відпадають витрати на культурне і житлове будівництво, так як відходи надходять від підприємства, вже забезпеченого упорядкованим селищем, а якщо і буде потрібно якийсь його розширення, то це коштує дешевше, ніж створення нового селища.

Для сухої перегонки найбільш придатними є лист -. ються породи, що дають великі виходи оцтової кислоти. і спиртових розчинників. Тому часто на заводських біржах. укладають окремо деревину технологічну, тобто йде в пирогенетическую переробку, і паливну, тобто використовується тільки як паливо в топках реторт, парових котлів та ін.

В деяких випадках доцільно паливну деревину. використовувати энергохимически, тобто газифікувати її, вловлюючи конденсати, і переробляти їх на заводі в товарні ‘ продукти. ‘

Шляхом влаштування центральної газогенераторної станції можна централізувати розподіл паливного газу і скоротити витрату робочої сили на обслуговування окремих дров’яних ‘ топок.

В багатьох випадках доцільно замість деревного палива для опалення реторт, печей і котельні використовувати привізне мінеральне паливо, а паливну деревину можна використовувати на виготовлення деревинно-стружкових плит та інших виробів.

Висока вологість деревини, яка піддається пирогенети — зації розкладанню, значно знижує ефективність процесу. На заводах при переробці сирих дров у періодичних апаратах перші погони дистиляту, що містять невелике. кількість кислот (до 2-3%), збирають окремо і в переробку не пускають або випускають у повітря у вигляді парів. Повністю відокремити гігроскопічну вологу в процесі сухий пере-. гонки дров у газовій середовищі дуже важко із-за нерівномірності нагріву. Навіть у малих шматках (тріска) при переугливании зовнішніх шарів всередині їх триває процес сушіння і волога неминуче потрапляє в дистилят.

В зв’язку з цим сирі дрова доцільно попередньо підсушувати до відносної вологості (14-20%). Штучній сушці повинна передувати природна, яку бажано доводити до рівноважної вологості.

Штучна сушка технологічної деревини до більш низької вологості або до абсолютно сухого стану пов’язана з великими труднощами, так як для видалення в газовому середовищі, останніх залишків вологи з деревини потрібна велика тривал — ‘ ність процесу, питома продуктивність сушила в цей час різко падає і в багатьох випадках виявляється більш економічним залишити цю вологу в деревині.

Загальна тривалість процесу піролізу в основному визначається періодом сушіння деревини та її нагрівання до початку екзотермічної реакції розкладання, коли швидкість піролізу стає дуже великою. Тому штучна сушка технологічної деревини є обов’язковою стадією сучасних апаратів для сухої перегонки дерева.

сушіння та нагрівання деревини йде велика частка часу всього обороту. Таким чином, підвищення продуктивності апаратів піролізу деревини багато в чому залежить від збільшення швидкості сушильного процесу.

На заводах сухої перегонки застосовується штучна сушка дров зазвичай теплом відхідних димових газів від котельні або від ретортних топок. Іноді для сушильної камери спалюють паливо в спеціальних топкових пристроях.

Конструкція сушила визначається розміром шматків технологічної деревини і прийнятим способом транспортування сировини в процесі його обробки. Так, у вагонних ретортах дрова переміщуються в гратчастих вагонетках, які і визначають тунельний (коридорний) тип сушила. Подрібнену деревину (як сипкий матеріал) доцільніше сушити в барабанних, шнекових, вертикальних стовпчикових і інших сушарках з перемішуванням матеріалу. Великі шматки деревини однорідних розмірів теж можна розглядати, як сипкий матеріал. Наприклад, круглі дрова, розпиляні на відрізки довжиною близько 200-300мм можна з успіхом сушити ст. вертикальних сушилах з переміщенням матеріалу під впливом власної ваги. Таким чином, для сушіння великих кускових матеріалів (дров і тюлек) і рівномірно подрібнених сипучих матеріалів (тріска, тирса, стружка) можна застосовувати загальновідомі сушила.

В тунельних сушарках теплоносій (нагріте повітря або гарячі димові гази) переміщається уздовж тунелю і нагріває і висушує його, стикаючись з высушиваемым матеріалом в основному по зовнішньої поверхні стінок решітчастих вагонетки. Всередині дров у вагонетці внаслідок випаровування вологи створюється кілька підвищений тиск, і димові гази, в невеликій мірі проникаючи в товщу дров, омивають вагонетку головним чином зовні, рухаючись по вільним проміжків між вагонеткою і стінами сушила у напрямку найменшого опору. В сушилах системи Грум-Гржимайло теплоносій проходить через дрова зверху вниз завдяки гідростатичному тиску гарячих газів над вагонеткою і спеціальної вертикальної укладання дров із значним вільним простором між окремими полінами для руху газів.

При перегонці сланців в тунельних сушарках застосовуються вагонетки з суцільними стінками і дном, у якому залишено отвір для продування вентилятором теплоносія через завантажені шматки сланцю.

Аналогічно влаштовані вагонетки на деяких заводах сухої перегонки деревини в Югославії. Там вагонетка має суцільні бічні стінки і гратчасте дно, через яке проходять димові гази і омивають всю поверхню дров.

При повільному русі теплоносія вздовж тунелю в звичайних сушарках відбувається певне розшарування газів, на що вказують виміри температур. Внаслідок цього у верхніх шарах вагонетки дрова висушуються швидше, стикаючись з більш гарячими та легкими газами, і, навпаки, внизу вагонетки вони сохнуть повільніше, оскільки там протікає більш холодна і тяжка частина теплоносія.

Для дров, розпиляних на тюльки, застосовуються вертикальні шахтні сушила, через які рівномірно простягається теплоносій, що омиває всю поверхню тюлек, що переміщаються по сушилу зверху вниз під впливом власної ваги. У цих сушилах сушка йде значно швидше, ніж в тунельних, так як в теплообміні між газами і деревиною бере участь значно більша поверхня дров, ніж у вагонетках.

Для рівномірно подрібненої деревини (тирса, тріска і інші відходи) застосовуються сушарки, в яких матеріал добре перемішується і його окремі частинки стикаються з теплоносієм. До таких сушарок відносяться барабанні, шнекові, шахтні та ін Часто застосовуються пневматичні сушарки.

В барабанних сушарках матеріал пересипається усередині барабана, утворюючи значну поверхню. Вільний перетин для проходу газів при цьому залишається великим, а швидкість газів і відповідно опір руху газів, а також витрата електроенергії на вентилятор відносно невеликі. Гази і матеріал можуть рухатися одне відносно одного як прямотоком, так і протитечією.

В шнекових сушарках матеріал пересипається по нерухомому барабану за допомогою обертового лопаткового шнека, а в той же час усередині барабана проходить теплоносій паралельно руху матеріалу або протитечією. Внаслідок вузького перетину для проходу газів швидкість їх може бути значною, що призводить до великих опорів і унесенню дрібного матеріалу з сушарки.

В шахтних стовпчикових сушилах для тирси та тріски влаштовується перехресне рух матеріалу і теплоносія. Тріска опускається зверху шаром невеликої товщини по похилим гратчастим стінок, через які продувається теплоносій перпендикулярно потоку тріски. При цьому можна створювати велику різницю температур і так само, як при прямотоці, досягати інтенсивної сушки. Для більш повного використання теплоносій можна кілька разів продувати через тріску, змушуючи його змінювати напрямок і обробляти вищерозміщені шари. В цьому випадку співвідношення потоку тріски і теплоносія виходить протівоточним з тією тільки різницею, що шлях теплоносія при цьому стає зигзагоподібним. Аналогічним чином можна сушити тріску, нерухомо лежить тонким шаром на горизонтальній гратчастої поверхні.

Пневматичні сушарки відрізняються високою питомою витратою енергії, так як в їх трубопроводах необхідно створювати великі швидкості транспортування тріски. Тому пневматичну сушіння застосовують тільки в тих випадках, коли неможливо застосувати інші, менш енергоємні транспортери і коли поєднують сушку з транспортуванням: наприклад, при спалюванні підсушеного гідролізного лігніну або при використанні пневматичного принципу в технології виробництва (сушіння стружки у виробництві плит).

Інтенсифікація сушильних процесів значною мірою визначається конструктивними особливостями сушила, але все ж в якості загальних методів інтенсифікації для всіх типів сушив можна вказати на наступні:

1. Підвищення температури теплоносія — найбільш потужний засіб інтенсифікації сушильного процесу. Але при цьому в якості теплоносія необхідно застосовувати безкисневі димові гази, так як при наявності кисню підвищення температури вище 150° призведе до займання деревного матеріалу.

Сушити при високих температурах можна очейь вологі матеріали при порівняно короткому часі взаємодії їх з теплоносієм. Деревина не встигає нагрітися до високих температур, коли починається її термічне розкладання.

Процес сушіння при високій температурі прискорюється завдяки збільшенню різниці температур між деревиною і теплоносієм, що збільшує кількість переданого тепла. Цьому сприяє також збільшення коефіцієнта тепловіддачі від газів до деревини зважаючи на зростання лучеиспускающей здатності газів. Сушка прискорюється також внаслідок зменшення в’язкості вологи при підвищенні температури, що сприяє прискоренню дифузії вологи через пори деревини.

2. Важливим фактором інтенсифікації сушіння є збільшення Поверхні контакту між теплоносієм і матеріалом. Цього можна досягти шляхом подрібнення матеріалу, що збільшує зовнішню поверхню і скорочує шляхи, по яких волога дифундує в процесі сушіння. Збільшити поверхню контакту можна ще шляхом кращого перемішування матеріалу, так як під поверхнею контакту розуміється не взагалі зовнішня поверхня матеріалу, а саме та частина поверхні, яка стикається з омиває теплоносієм. Наприклад, у тирси велика поверхня, але якщо їх не перемішувати, то при дуже малій теплопровідності тирси висушити їх буде важко навіть при дуже високій температурі теплоносія, так як тирса з боку теплоносія можуть обуглиться, залишаючись сирими в товщі шару. Тому конструкція сушарки буде тим краще, чим більше теплоносій стикається з поверхнею матеріалу.

3. При виборі методу сушіння варто вибрати і теплоносій, оскільки, крім звичайного газоподібного (повітря, димові гази), може бути використаний і рідкий теплоносій. У деревообробній промисловості СРСР отримав деяке поширення спосіб сушіння деталей в петролатуме. Це відходи мастил з нафти з температурою плавлення 55°. Дерев’яні деталі в петролатуме, нагрітому до температури 105-130°, сохнуть швидше в 5 разів, ніж при звичайній камерній сушці, а в деяких випадках навіть в 15 разів.

Петролатум проникає в пори дерев’яних деталей на дуже невелику глибину. Прискорення сушіння пояснюється головним чином збільшенням коефіцієнта теплопередачі до деревини від рідкої середовища порівняно з теплопередачею від газоподібного теплоносія, яка, як відомо, дуже мала.

У США проф. Андерсен пропонує сушити деревину у fреде ацетону з великою швидкістю при його мінімальних втратах, одночасно экстрагируя смолисті речовини.

Якщо рідкий теплоносій просочує шматочки деревини і, таким чином, теплообмін включається величезна внутрішня поверхня внутрішньоклітинних порожнин, то швидкість сушіння зростає в дуже великій мірі.

Сушка в рідкому теплоносії особливо доцільна, коли у цій ж середовищі проводиться попередній піроліз деревини (стор 36).

Для порівняння ефективності різних типів сушив на заводах сухої перегонки дерева наведемо приклади питомої продуктивності (кількість випаровуваної вологи в кілограмах на кубометр об’єму сушильної камери за 1 годину).

При сушінні дров в тунельних сушилах і вагонних ретортах ця цифра рідко перевищує 1кг! мъ годину. В тунельних сушарках печі проф. Ст. Н. Козлова при сушінні сирих тюлек питома продуктивність може дещо підвищитися завдяки рециркуляції газів (більш висока швидкість газів) і збільшення торцевої поверхні дров.

У печі Грум-Гржимайло при сушінні деревини з природною циркуляцією газів при більш високій температурі продуктивність збільшується до 2 кг/ж3час і більше.

При сушінні дров у калориферных ретортах завдяки високій температурі інтенсивність сушіння збільшується до 11кг! мъ годину.

В шахтних сушарках при сушінні тюлек димовими газами з температурою 150-200° волога видаляється зі швидкістю до 12-14кг в годину на 1м 3, а вологість дров знижується від 45 до 14%. При сушінні більш сухих дров інтенсивність зменшується.

Інтенсивність сушіння подрібненої деревини при хорошому перемішуванні і зіткненні її з теплоносієм сильно змінюється в залежності від кінцевої вологості тріски. При висушуванні сирої стружки до відносної вологості 25-30% інтенсивність сушіння димовими газами з температурою 200-300° може досягти 100кг/м3 годину. При висушуванні тріски до абсолютно сухого стану інтенсивність падає до 5-10кг[м3 год. При сушінні тріски до абсолютно сухого стану рідким теплоносієм в лабораторних умовах вдається довести інтенсивність сушіння до 500кг/м3 годину. У виробничих умовах інтенсивність обумовлена можливістю підведення тепла. У перших дослідних апаратах інтенсивність досягає 200— 250кг /м3 годину.

ТЕХНОЛОГІЯ ПІРОЛІЗУ ДЕРЕВИНИ . Майстерня своєї справи
Опубліковано у ХІМІЧНА ТЕХНОЛОГІЯ ДЕРЕВИНИ

Короткий опис статті: піроліз деревини Заводи сухої перегонки деревини в СРСР використовують в якості сировини спеціально заготовлювані дрова листяних порід найчастіше метрової довжини. На біржі сировини

Джерело: ТЕХНОЛОГІЯ ПІРОЛІЗУ ДЕРЕВИНИ | Майстерня своєї справи

Також ви можете прочитати