Комплексная химическая переработка древесины - Ковернинский И.Н.
ISBN 5-261-00054-3
Скачать (прямая ссылка):
Часть горячих газов, образующихся в топочной зоне, поступает в сушильную часть реторты для подсушки древесины от 25... 35 %-ной влажности до абсолютно сухого состояния и выбрасывае тся через трубу в атмосферу. Эта смесь парогазов и паров воды сушки еще достаточно горюча и горит в виде факела, благодаря чему исключается попадание в ат
207
мосферу вредных по составу парогазов: выбрасываемые продукты их горения не содержат, кроме углекислоты, вредных примесей.
Образующийся в процессе пиролиза древесный уголь поступает из зоны пиролиза в зону охлаждения. Охлаждение угля осуществляется за счет ввода в нижнюю часть реторты охлажденных инертных газов, циркулирующих в этой зоне. Циркуляция инертных газов производится следующим образом. При достаточно высокой температуре инертные газы, выходящие из зоны охлаждения угля, концентрируются под конусным сужением, расположенным между зонами пиролиза и охлаждения угля, и направляются в небольшой циклон, откуда попадают в конденсатор-холодильник (скруббер), орошаемый охлажденной водой. Далее холодные газы вентилятором вдуваются в нижнюю часть реторты. Некоторый избыток воды, образующийся в процессе конденсации парогазов, попадающих в замкнутую систему охлаждения инертного газа, сливается в условно чистые воды.
Весь процесс пиролиза и последующая транспортировка угля, начиная от загрузки древесины в реторту и кончая загрузкой угля в бункера, автоматизированы. Первоначальный запуск реторты производят за счет сжигания в топочной зоне топлива при заполненной углем нижней части реторты и древесиной сушильной ее части. После нагрева реторта начинает работать за счет сжигания собственно парогазов, имеющих достаточно высокую теплотворную способность.
Время процесса, включая сушку, пиролиз и охлаждение угля, составляет 14 ч при начальной температуре процесса 500 °С. Установка рассчитана на переработку 8000 т в год воздушно-сухой древесины, что соответствует объему 10 350 пл. м3 березовой или 12 230 пл. м3 сосновой древесины с получением 2000 т древесного угля влажностью не более 4 % и массовой долей нелетучего углерода 85...90 % (в зависимости от температуры прокалки угля). Выход угля в пересчете на березовую древесину достигает 193 кг/м3, сосновую - 163 кг/м3. Фирмой «Ламбиот» разработаны установки производительностью 6000 т угля в год. Установки с использованием жидких продуктов пиролиза в настоящее время фирмой не выпускаются из-за отсутствия потребности в них.
3.1.5. Древесный уголь, его характеристика
В зависимости от групп перерабатываемой древесины, предназначенной для пиролиза и углежжения,по ГОСТ 24260-80 древесный уголь вырабатывают трех марок: А - уголь, получаемый при пиролизе древесины
208
твердолиственных пород и березы; Б - уголь, получаемый при пиролизе смеси древесины твердолиственных и мягко лиственных пород; В -уголь, получаемый при пиролизе древесины мягколиственных и хвойных пород.
Древесный уголь с размером частиц более 12 мм применяют в производстве кристаллического кремния, активных углей и сероуглерода. В указанных производствах уголь используется в процессах, осуществляемых при высоких температурах (выше 800 0C) в слое самого угля или шихты. В соответствии с назначением к углю предъявляются определенные технические требования по гранулометрическому составу, зольности и влажности. Так, для обеспечения нормальной гидродинамики процесса в слое при получении сероуглерода, кристаллического кремния и активного угля необходимо, чтобы уголь имел определенный размер кусков. Крупный уголь потребитель измельчает и мелочь отсеивает. Поэтому массовая доля в товарном древесном угле частиц размером менее 12 мм ограничивается.
Во всех вышеупомянутых процессах при нагреве угля до рабочих температур из него удаляется некоторое количество летучих веществ (газов и смол). Эти вещества, по меньшей мере, являются балластом, а иногда затрудняют ведение технологического процесса, конденсируясь в газопроводах и загрязняя отходящие газы и продукты. Поэтому желательно, чтобы древесный уголь содержал как можно больше неулетучивающегося при нагревании углеродного остатка. Эта технологическая характеристика товарного древесного угля оценивается массовой долей так называемого нелетучего углерода - остатка (за вычетом золы) от прокалки угля при температуре 860 0C в течение 7 мин. Чем выше конечная температура пиролиза, тем качественнее уголь по этому показателю.
В древесном угле содержание золы регламентируется. Зола в угле -нежелательная примесь,потому что при переработке угля она или переходит в товарные продукты и загрязняет их, затрудняя очистку, или переходит в шлак и создает технологические трудности, уменьшая период работы . оборудования между чистками. Беззольный уголь получить при пиролизе древесины невозможно, так как неорганические соли входят в клеточный срк и при испарении влаги при сушке остаются в древесине.
Регламентируется и массовая доля в угле воды, являющейся балластом. В отдельных случаях, например при получении сероуглерода, вода -вредная примесь, которая, взаимодействуя с серой, образует побочные продукты - сероводород и тиооксид углерода (S = С = О), увеличивая тем самым ее расход и затрудняя очистку сероуглерода. На испарение влаги