Алхимия леса

Древесный уголь

Широко простирает химия руки свои в дела человеческие.

Д. И. Менделеев

Высказывание, которое мы взяли в качестве эпиграфа к этой статье, было сделано в конце XIX века. И относится оно отнюдь не к современной химии и химической индустрии, а к их прародительнице, именуемой ныне лесохимией. Лесохимия занимает довольно скромное место в составе сегодняшней химии, но без нее невозможно представить практически ни одну область деятельности человека.

Интерес к пиролизным продуктам лесохимии (древесному углю, активным углям, жидким продуктам пиролиза) сейчас возрастает, поэтому хотелось бы напомнить о традиционных исконно русских лесохимических продуктах.

Углежжение (получение древесного угля) является старейшим русским производством, возникшим еще в XIV веке и всегда игравшим значительную роль в экономике России. Производству древесного угля и улучшению его качественных показателей всегда уделялось особое внимание. За годы Советской власти углежжение развилось в отдельную мощную ветвь пирогенетической переработки (пиролиз) древесины в лесохимической промышленности. Если в 30-40-е годы большинство работающих производств (периодически действующие с большим количеством ручного труда) обладали низкой производительностью, то в середине ХХ века были разработаны и внедрены уже непрерывно действующие установки по производству древесного угля. В СССР до 1990 года действовало 8 крупных заводов по производству древесного угля, но, что немаловажно, работало значительное количество передвижных углевыжигательных печей различной конструкции. Суммарный объем произведенного угля составлял 150 000 тонн угля в год, причем древесного угля катастрофически не хватало. Постоянным спросом пользовался только крупнокусковой уголь, а образующаяся при производстве угольная мелочь не находила сбыта и скапливалась в отвалах. В последние годы ХХ века промышленное производство древесного угля в России резко сократилось, поскольку снизился спрос на готовый уголь, остановились малорентабельные производства.

В настоящее время объем производства древесного угля в России составляет примерно 80 000 тонн в год. Около 30% выпускаемого в стране угля вырабатывается в условиях промышленного производства (Амзинский ЛК, Ашинский ЛХЗ, ОАО «Карбохим» (Сявский и Моломский лесохимические заводы)), оснащенного вертикальными непрерывно действующими ретортами с полным сжиганием парогазов и высокой степенью механизации. До сих пор работают введенные в строй в середине прошлого века периодически действующие промышленные пиролизные печи, требующие большого количества тяжелого ручного труда. Они вырабатывают 23% древесного угля. Остальная часть угля производится на установках малой мощности различной конструкции (УВП, УПП, «Эколон», «Парма» и другие).

В зависимости от применяемой техники и технологии древесный уголь получается различного качества. 93% древесного угля, вырабатываемого в вертикальных непрерывно действующих ретортах, соответствует высшему или первому сорту в зависимости от вида перерабатываемой древесины. В печах и мелких установках получается уголь первого и второго сорта.

Применение древесного угля в промышленности основывается, главным образом, на использовании его химических и структурных свойств. Основные потребители древесного угля — предприятия металлургической, химической и лесохимической промышленности.

Таблица. Физико-химические показатели древесного угля 
(ГОСТ 7657–84)

Качество древесного угля напрямую зависит от перерабатываемого сырья и применяемой технологии. Наибольшим спросом пользуется древесный уголь марок, А и Б высшего и первого сорта. Физико-химические показатели древесного угля представлены в табл. 1.

Часть произведенного на лесохимических предприятиях готового древесного угля идет на дальнейшую переработку. Из угля-сырца после его переработки получаются активные и окисленные угли. Активные угли марок БАУ и ДАК используются в различных промышленных процессах, связанных с сорбцией и очисткой растворов, газов от примесей и органических веществ. Окисленные древесные угли ОУ применяются при получении особо чистых веществ, глубокой очистке реактивов, в производстве жиров, инверсии сахаров, в качестве катализаторов.

Снижение выпуска древесного угля, на наш взгляд, обусловлено следующими причинами. Во-первых, сократилось промышленное потребление угля-сырца для выпуска активных углей. Во-вторых, сократилось потребление древесного угля для получения низкомолекулярных химических продуктов (сероуглерода, карбидов металлов).

Следует также отметить, что во времена Советского Союза цена угля-сырца, выпускаемого промышленностью, была очень низка, а в настоящее время из-за высокой стоимости исходного сырья возрастает и цена готового угля. Самый дорогой уголь получается на крупных предприятиях (перерабатывающих большое количество древесины), а себестоимость готового угля, выпускаемого на установках небольшой мощности, намного ниже, тем не менее стоимость угля на рынке примерно одинакова. В условиях рыночной экономики производство древесного угля на крупных российских предприятиях сделалось нерентабельным. Поскольку сырье вблизи предприятий было выработано, возникла необходимость завозить его издалека, и возросшие транспортные расходы сделали сырье дорогим. Высокая цена отечественного угля (до 20 000 рублей за тонну) провоцирует появление на нашем рынке более дешевого импортного (украинского, китайского) угля.

Продолжение следует.

Виктор РЫЖОВ, Елена РЫЖОВА, Леонид ЕФИМОВ, ООО Нижегородская научно-производственная фирма «АМиСК»