Углевыжигательные печи малой мощности снова актуальны
Производство древесного угля в России имеет давние традиции. За несколько веков создано и построено около сотни типов стационарных и передвижных печей и реторт для переугливания древесного сырья. Многие из этих аппаратов продолжают эксплуатироваться и сейчас.
Сотрудники ЦНИЛХИ с 1932 г. занимались проблемами пиролиза древесины. Совместно с проектными организациями сконструированы, построены и пущены в эксплуатацию большинство пиролизных производств бывшего СССР. Самым прогрессивным аппаратом для получения древесного угля до сих пор считается вертикальная непрерывнодействующая реторта, оснащенная линиями подготовки древесного сырья, утилизации и переработки жидких продуктов пиролиза.
В конце ХХ века в России резко снизилось промышленное потребление древесного угля, смоляные продукты пиролиза вообще перестали находить применение, что вместе с удаленностью сырьевой базы сделало производства угля убыточным. Крупные пиролизные предприятия продолжают работать, однако себестоимость произведенного древесного угля высока.
В настоящее время около половины производимого в России древесного угля получают на установках малой мощности различных конструкций. Как правило, это тяжелые металлоемкие стационарные аппараты, лишенные маневренности, эксплуатация которых наносит вред окружающей среде.
Долгие годы единственным аппаратом малой мощности, выпускаемым серийно, была углевыжигательная печь УВП-5 различных модификаций, которая хорошо себя зарекомендовала в эксплуатации. К ее недостаткам можно отнести как трудоемкость загрузки древесины и выгрузки готового угля из печи, так и тяжеловесность (6 тонн), что затрудняет перемещение печи к источнику древесного сырья.
Результатом обобщения мирового и отечественного опыта эксплуатации портативных углевыжигательных печей явилась сконструированная в 2000 г. печь ППУ (производительность 50 т древесного угля в год), состоящая из нескольких разъемных элементов небольшого веса. Конструкция печи позволяет производить все операции вручную, а также использовать частичную механизацию технологического процесса. Температурный режим поддерживается путем сжигания части технологической древесины непосредственно в самом аппарате.
Особенностью данной печи является реверсивное движение теплоносителя, при котором через определенное время меняется направление движения газов. В результате этого образующиеся парогазовые продукты разложения древесины, прежде чем выйти в атмосферу, проходят через слой раскаленного угля и сгорают внутри печи до оксида углерода (II).
Испытания печи ППУ, проведенные в течение 2000−2002 гг., подтвердили правильность конструкторских и технологических идей: относительная простота эксплуатации, легкая управляемость процессом. Однако были выявлены некоторые недостатки: плохая теплоизоляция и невысокий выход угля (поскольку часть технологических дров и угля идет на поддержание температурного режима).
Проанализировав и устранив недостатки конструкции, на базе печи ППУ создана модифицированная печь ППУ-М (производительностью 80 т древесного угля в год). В настоящее время несколько предприятий России на базе ППУ-М выпускают печи: УПП-2 М − ООО ННПФ «АМиСК» (Нижний Новгород), «СОЛЗА» − ФГУП «Северный рейд» (г. Северодвинск), ПУМ-6 − ООО «ЭКОКАРБОН» (г. Москва).
малой мощности
Таблица 2. Качество древесного угля, полученного в передвижных
печах
Технические характеристики печей представлены в табл. 1.
Выход древесного угля зависит от способа заполнения аппарата древесиной: чем плотнее укладка, тем больше выход. Однако процесс укладки сырья трудоемок и увеличивает продолжительность всего цикла.
Анализ полученного древесного угля проводился в испытательном центре ФГУП «ЦНИЛХИ» по стандартным методикам.
Уголь, полученный в передвижных печах при соблюдении требований и параметров технологического процесса, соответствует марке, А первого сорта (ГОСТ 7657−84).
К основным достоинствам печей, выпускаемых на базе ППУ-М, по мнению авторов, можно отнести:
- хорошую маневренность печей (общая масса печи не более 2,6 т, а масса самого тяжелого узла 0,5 т), легкость сборки и установки, возможность использования на лесосеках и нижних складах леспромхозов;
- наличие металлического днища позволяет эксплуатировать печи в условиях различных грунтов, в том числе и на торфяниках;
- возможность переработки древесных отходов;
- возможность получения крупнокускового угля, пользующегося повышенным спросом;
- сведение к минимуму объема газовых выбросов в атмосферу за счет их дожигания.
Широкое внедрение легких передвижных печей малой мощности (к которым относятся печи, выпускаемые по документации ЦНИЛХИ), установленных в непосредственной близости от источников сырья, позволит решить проблемы лесопользователей, лесозаготовителей и лесопереработчиков по использованию несортовой бросовой древесины и крупнокусковых отходов, а также улучшит экологическую ситуацию лесоперерабатывающих предприятий.
Список литературы
1. ГОСТ 7657−84 «Уголь древесный. Технические условия».
2. ГОСТ 24260−80 «Сырье древесное для пиролиза и углежжения. Технические условия».
3. Печь углевыжигательная мобильная ПУМ-6. Паспорт. ООО «ЭКОКАРБОН», 2001.
4. Углевыжигательная передвижная печь УПП-2 М. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. ООО ННПФ «АМиСК», 2003.
5. Печь углевыжигательная УВП-5Б. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Минлесбумпром СССР, 1985.
А. РЫЖОВ, А. И. ГОЛОВИН, Л. В. БАКУЛИН, Е. С. РЫЖОВА
ЮФГУП «ЦНИЛХИ», г. Нижний Новгород
