печі вуглевипалювальні
Для отримання якісного вугілля листяні породи переугліваются окремо від хвойних.
Вихід вугілля з деревини хвойних порід трохи вище, ніж з листяних, але якість вугілля з листяних порід вище.
Технологія процесу вуглевипалювання
У найзагальнішому вигляді процес вуглевипалювання в камерній печі періодичної дії з внутрішнім обігрівом деревини гарячими димовими газами відбувається наступним чином.
При нагріванні в печі деревини теплом, що підводиться ззовні, внутрішня енергія молекул речовин, що входять до її складу, збільшується до тих пір, поки температура не досягне 280 ... 300 ° C. Після досягнення цієї температури тепло, повідомлене деревині, перетворюється в хімічну роботу, що супроводжується значним виділенням тепла (екзотермічна).
Кількість тепла, потрібного для процесу обвуглювання деревини в різних стадіях процесу, неоднаково. У перший період потрібно підведення тепла для видалення міститься в деревині (процес сушіння) і для підвищення температури до початку екзотермічної реакції. У період екзотермічної реакції (тобто власне піролізу) не вимагається підведення тепла для нагрівання деревини, так як цей період, як уже було сказано вище, характеризується великим позитивним тепловим ефектом.
Тому при раціонально поставленому процесі пірогепаціі деревини необхідні такі умови, при яких була б виключена можливість підвищення температури в період екзотермічної реакції розкладання деревини.
Такими умовами є:
Ваговій же вихід деревного вугілля і його фізико-хімічні властивості, крім перерахованих вище умов, залежить також і від:
- породи і якості обвуглюватися деревини
- величини окремих полін дров
- кінцевої температури обвуглювання і темпів її підвищення, особливо (як було сказано вище) в період екзотермічної реакції
Зміна хоча б однієї із зазначених умов викликає зміна вагового виходу вугілля і його механічної міцності.
Після закінчення випалу вугілля повинен бути охолоджений до температури, при якій він, при виході з печі назовні, не загорівся б (тобто нижче температури самозаймання). При природному (як в нашому випадку) охолодженні деревне вугілля витримується в камері піролізної до тих пір, поки його температура, як показує практика, не буде перевищувати 40 ° C (при цій і нижче температурі вугілля, як правило, не возгарается, якщо випалений з здорової деревини, якщо ж в камері була присутня підгнила деревина, то вугілля, отриманий з неї, може самовозгореться і при більш низькій температурі).
Використання піролізних газів в процесі вуглевипалювання
Протягом всього процесу вуглевипалювання деревної сировини в камері печі вугіллевипалювал з нього виділяються гази різного складу.
У найзагальнішому вигляді для камерних печей періодичної дії з внутрішнім нагрівом цей процес виглядає наступним чином.
Димові гази (від згоряння в топці вугіллевипалювал печі) входять усередину камери піролізної через димогарний (або, як в нашому випадку, жаровую) трубу, йдуть прямо під склепіння камери печі (в верхню її частину), підсмоктують з боків гази і пари - продукти сушки і обвуглювання дров, потім йдуть під склепінням до кінців печі; на цьому шляху вони дають відгалуження, що йдуть вниз по проміжків між дровами, приєднують до себе на цьому шляху гази і пари - продукти сушки і обвуглювання деревини, йдуть по нижній частині камери (в нашому випадку під трапами) в задню частину печі, а звідси по Борова (у нас - кожуха димаря) - в димову трубу, а з неї - назовні.
В періодично діючої печі камерного типу, де одночасно йдуть суш-ка і обвуглювання в різних частинах печі (як правило, коли у верхній частині камери в слідстві малої теплопровідності деревини і неоднаковості її в різних напрямках шматка, а також нерівномірності руху димових газів в просторі камери , вже починається обвуглювання, то в нижній її частині ще відбувається сушка), суміш газів і парів, продуктів обвуглювання деревини і димових газів в перший період (протягом приблизно доби) роботи печі, внаслідок надмірного розведення парогаза парами води від сушки деревини, не може бути використана в якості додаткового палива.
При подальшому процесі обвуглювання, коли значна частина деревини висохне і обвуглювання охопить більшу масу деревини, парогаза можуть бути цілком використані, як пальне в топках цих же (або поруч стоять, що може бути більш ефективно) печей.
Тому для того, щоб спалювати в топці періодично діючої камерної печі горючі гази і пари - продукти обвуглювання деревини, і знижувати таким чином витрата твердого палива, застосовують різної конструкції пристрою для дожига цих газів (так звані вузли газифікації, як в нашому випадку), при допомоги яких можна заощадити близько 20% твердого палива.
Зауваження щодо завантаження сировини в піч для переугліванія
Одночасно в піч для випалювання можуть закладатися дрова або однієї породи, або в наступному поєднанні порід:
- береза, бук, ясен, граб, ільм, в'яз, клен, дуб
- сосна, ялина, кедр, ялиця, модрина
- осика, вільха, липа, тополя, верба
Сировина, завантажувати в піч для переугліванія, повинно мати певні розміри і якість.
Розміри дров. Кругляк товщиною 3 ... 14 см не розколюється; товщиною 15 ... 25 см розколюється на дві частини і товщиною 40 см розколюється на стільки частин, щоб найбільша лінія розколу не перевищувала 20 см.
Дрова для вуглевипалювання можуть бути заготовлені з зростаючого лісу, сухостою, бурелому, хмизу, дерев, пошкоджених вогнем і комахами. Гнила деревина не допускається (через підвищену схильність до самозаймання).
При завантаженні печі дрова треба укладати щільно, одне поліно до іншого, не завантажувати в піч гнилих дров. Дрова повинні бути розсортовані по породам.
Деревне вугілля
Деревне вугілля має вельми широке застосування в доменному виробництві, в ковальській справі, при виплавці кольорових металів, в медицині як протиотруту при отруєнні солями металів, при виробництві фармацевтичних препаратів як каталізатор в контактних процесах і як сировину для виробництва активного вугілля.
Ваговій вихід деревного вугілля і його основні фізико-хімічні властивості залежать (як уже було сказано вище):
- від породи і якості обвуглюватися деревини
- від величини окремих полін
- від способу обвуглювання і типу вугіллевипалювал апарату
- від кінцевої температури обвуглювання і темпів її підвищення, особливо в період екзотермічної реакції
Зміна хоча б однієї із зазначених умов викликає зміна вагового виходу вугілля і його механічної міцності.
Вихід деревного вугілля за вагою в% при температурі випалу вугілля в ° C:
Власне «вугіллям» вважається лише вугілля, отриманий при температурах, починаючи з 300 ° C (хоча теоретично вважається температурою початку піролізу деревини 280 ° C).
Найбільш підходяща температура випалу вугілля в печах періодичної дії дорівнює 350 ° C (найбільш оптимальна). Зокрема, вугілля, випалений при такій температурі, має найбільш оптимальні:
Теплотворна здатність деревного вугілля залежить від температури випалу вугілля і від вмісту в ньому сухої органічної маси. Чим вище температура випалу вугілля, тим вище теплотворна здатність 1 кг деревного вугілля.
Зі збільшенням в деревному вугіллі вологості зменшується теплотворна здатність його.
Температура випалу вугілля, ° C
Вихід вугілля за вагою,%
Пористість і питома вага деревного вугілля залежать від породи і якості обвуглюватися деревини, від швидкості обвуглювання і кінцевої температури прожарювання.
Питома вага деревного вугілля, отриманого при одній і тій же температурі обвуглювання, для різних порід буває різний і коливається близько наступних величин:
- березового вугілля - 0,38
- соснового вугілля - 0,30
- ялинового вугілля - 0,26
Вага 1 м 3 (складський заходи) сухого деревного вугілля в середньому (в кг):
- для березового - 160. 170
- для ялинового - 110. 120
- для соснового - 130. 140
Основні технічні дані печі вугіллевипалювал «Клен-Е»
Підприємство ТОВ «ЛОЗМЕТАКОН» виробляє металоконструкції прогресивної вугіллевипалювал печі «Клен-Е» з робочим об'ємом 10, 12 і 15 м 3. Причому базової в цьому ряду є піч з об'ємом 15 м 3. як найбільш оптимальна практично за всіма основними параметрами.
Конструкція печі являє собою горизонтально розташовану, циліндричну металеву «бочку» на двох опорах (з споконвічно закладеним кутом ухилу близько 3 °), зовнішнім діаметром (по обшивці) дві тисячі сто шістьдесят два мм і довжиною 4500 мм, з вбудованою в її передню нижню частину, топкою.
Між корпусом камери піролізної і зовнішньої обшивкою прокладений спеціальний екранує термоізоляційний матеріал ( «КNAUF», Німеччина) для зниження тепловтрат через стінки в навколишнє середовище що дозволяє значно зменшити тривалість робочого циклу.
Стінки топки печі зсередини викладені вогнетривкою цеглою.
За бажанням Замовника углевижігательная піч «Клен-Е» комплектується вузлом газифікації (УГ), призначеному для дожига суміші піролізних газів, що виділяються в результаті процесу піролізу деревини всередині камери печі. Це дозволяє не тільки знизити рівень шкідливого впливу виділяються чадних газів на екологію навколишнього середовища, але і, спалюючи за допомогою спеціальної инжекционной пальника в топці печі відходять піролізних газів, знизити витрату твердого палива (економія, в загальному випадку, може скласти до 20% топкових дров .