Ресурсозберігальна технологія переробки деревних відходів

У всьому світі визнано, що одним з основних напрямків підвищення ефективності виробництва є поліпшення використання сировинних ресурсів.

Одним з оптимальних видів переробки деревних відходів є піроліз. Простота апаратурного оформлення, різноманітність отримуваних продуктів, легкість регулювання режимних параметрів роблять цей метод найбільш перспективним.

При переробці деревних відходів методом піролізу отримують деревне вугілля, Жижу - продукт конденсації парової суміші та неконденсовні гази які можна використовувати як для проведення самого процесу піролізу, так і для отримання дешевої енергії при його спалюванні.

Однак  технології які  існують по проведенню процесу піролізу не відповідають технічним вимогам, таким як, якість деревного вугілля, тривалість процесу, улов газоподібних продуктів, забруднення навколишнього середовища і розраховані в основному на експлуатацію на великих деревообробних підприємствах.

Установка, розроблена співробітниками кафедри переробки деревних матеріалів КДТУ, забезпечує переробку довго-мірних і коротко-мірних відходів лісозаготівель і деревообробки в деревне вугілля.

Передбачена можливість регулювання режимних параметрів і зміни кількості, складу одержуваних продуктів і підтримки оптимальних умов термічного розкладання деревини, що не тільки скорочує тривалість процесу і знижує витрати на його проведення, але і забезпечує високу якість деревного вугілля за рахунок раціонального розподілу тепла усередині камери піролізу. Надлишки тепла, що утворюються при роботі установки, йдуть на підсушування сировини для піролізу в сушильну камеру. Установка являє собою послідовно з'єднані модулі: вутле-випалювальну піч, що складається з камери піролізу 1 і контейнера 2, топку, виконану у вигляді послідовно з'єднаних газогенератора 3 і камери згоряння 4, систему конденсації і охолодження паро-газової суміші, що складається з конденсатора 5, збірника конденсату 6, і повітродувки 7, а також камеру сушки 8, використовуваної для підсушування піролізної сировини (див. рис. 1).

Рисунок 1 - Установка для пірогенетичної переробки деревних відходів

Корпуси камер піролізу і сушки постачені теплоізоляцією 9 для запобігання теплових втрат. Перфоровані колектора 10, закріплені до нижньої частини контейнера, з'єднаного за допомогою ущільнювального вузла, з газоходом топки 11 обладнаним шиберною засувкою. Камера піролізу і камера сушки закриваються зверху кришками через ущільнювальні вузли. Газогенератор забезпечений шнековим живильником 12 з електроприводом, бункером відходів і стрічковим конвеєром. Газогенератор трубопроводом з'єднаний з камерою згоряння. До газогенераторів і камері згоряння нагнітати трубопроводами, приєднана повітродувка.

Камера піролізу у верхній частині трубопроводом повідомляється з системою конденсації, що включає охолоджувач парогазової суміші і збірник конденсату. Трубопровід, з'єднаний з камерою згоряння газоходом і через засувку з атмосферою. Між трубний простір охолоджувача трубопроводами з теплоізоляцією з'єднане з калориферами камери сушіння.

Камера піролізу має ряд технологічних отворів для установки термопар, і металевого щупа, для контролю готовності вугілля. У неробочому стані отвори закривають різьбовими пробками.

Камера сушки являє собою конструкцію, аналогічну камері піролізу, додатково забезпечену калориферами 13, повітродувкою і люком для осушення повітря.

Контейнер з попередньо підсушеної деревиною завантажують в камеру піролізу і закривають кришкою. Інший контейнер з сирої деревиною поміщають в камеру сушіння.

Неліквідні відходи деревообробки, завантажуються в бункер стрічковим конвеєром і шнековим живильником подаються в газогенератор. Включається повітродувка, запускається газогенератор і починається процес газогенерації. Генераторний газ, надходить в камеру згоряння і здійснюється підпалив основного пальника камери згоряння.

Топкові гази, проходячи через газохід і перфоровані колектори, розподіляються по всій площі камери піролізу, рівномірно обігріваючи Піролізну сировину, і охолоджуючи, викидаються в атмосферу, неконденсовні гази подаються на допал в камеру згоряння.

Хід процесу перевуглювання контролюється по температурі в верхній і нижній частинах камери піролізу, вимірюваної термопарами.

Готовність вугілля визначається промацуванням продуктів перевуглювання в камері металевим щупом через отвори в нижній частині корпусу камери.

У перебігу всіх стадій процесу перевуглювання деревини суміш парів конденсується в кожухо трубчасті теплообмінників і збирається в збірник. Теплоносій з сорочки теплообмінника за допомогою насоса подається в калорифери сушильної камери або відводитися споживачеві.

Після закінчення процесу піролізу починається процес охолодження деревного вугілля. Пірогази, проходячи через кожухо трубчасті теплообмінників, охолоджуються і подаються по трубопроводу в газохід топки, де розсіюючись через перфоровані колектори, піднімаються вгору, і, проходячи через шар готового вугілля, інтенсивно охолоджують його до 50 С0.

По закінченні процесу охолодження тельфером відкривається кришка і здійснюється вивантаження контейнера і установка в камеру піролізу контейнера з підсушеним сировиною, а в камеру сушіння - контейнера з підготовленим для сушіння сировиною.

Завдяки використанню контейнера з перфорованими колекторами, забезпечується раціональна структура руху топкового газу всередині камери піролізу і рівномірний нагрів усього об'єму деревини, що дозволяє забезпечити стабільну якість продукту. Крім того, в установці здійснюється збір рідких і утилізація газоподібних продуктів піролізу.

Використання тепла піролізу в суміжній сушильній камері сприяє зменшенню часу витраченого на сушку, забезпечується безперервність процесу (піроліз-сушка); інтенсифікація процесу охолодження з використанням конденсатора дозволяє значно скоротити час витрачений на охолодження вугілля, що в значній мірі дозволяє скоротити тривалість технологічного процесу в цілому.

Топковий газ, одержуваний з генераторного газу, що виробляється в газогенераторі, містить мінімальну кількість шкідливих речовин, і значно зменшує викиди в атмосферу. Використання газогенератора дозволяє переробляти неліквідну сировину від деревообробки та лісопиляння, а також дерево-вугільну дрібницю, неминуче утворюється в процесі одержання деревного вугілля.

Всі блоки є пересувними і можуть перевозитися залізничним і автомобільним транспортом до місця експлуатації.