Лесопромышленность в Российской Федерации

Как отмечено выше, оптимальной относительной влажностью сырья для пиролиза является 13-20%. Поэтому сырьё предварительно необходимо сушить. Обычно это делается в сушилках, принцип действия которых основан на продувание сырья горячими дымовыми газами с выбросом их и испаренной влаги в атмосферу. В системе "свободного движения газов" при горизонтальном размещении последовательных колпаков прогрев в каждом горизонтальном сечении системы неравномерен, а так же, первый колпак воспринимает больше энергии горячих газов, чем последующий. На Fig. 5, показана схема предварительной сушки сырья. В левой части схемы размещена энергоустановка, показанная на Fig. 2. В правой части в колпаке размещается исходное сырьё для сушки. Условно холодные, отработанные в энергоустановке (Fig. 2) газы, поступают за счет дутья-тяги в правый колпак, где прогревают и сушат сырьё. Размещение колпаков возможно так же в вертикальном направлении, один над другим. В качестве примера может служить сушилка каскадно-лоткового типа с беспровальными колосниками в качестве лотков, системы В.В. Померанцева. Это оригинальное и технически высокоэффективное решение разработано авторами и доведено до уровня нормативной документации. Сущность его состоит в том, что лоткам-колосникам придается форма, обеспечивающая угол стекания материала, немного превышающий угол естественного откоса. Частицы материала движутся не перемещаясь друг относительно друга. При переходе с одного лотка на другой меняются местами верхняя и нижняя поверхности в слое материала. В результате все частицы обрабатываются горячим теплоносителем, подводимым под колосники практически одинаково.

Пиролизуемым топливом может быть гранулированное древесное топливо (энергопеллеты), брикетированное биотопливо, торф, отходы лесопереработки, дрова и т. п. Каждый вид топлива имеет свои свойства, и это требуется учитывать при конструировании любых элементов энергоустановки. На Fig. 6, показана схема загрузки топлива, условная (для каждого топлива своя технология подготовки и схема загрузки). Общим для всех схем загрузки топлива, при непрерывном сжигании топлива, условием является необходимость предотвращения прорыва газов через загрузочное отверстие и обеспечение условия, когда добавка его не влияет существенно на процесс горения.

Назначение энергоустановки и способы её использования могут быть различными, как и её конструктивное исполнение. Она может использоваться для сжигания одноразовой закладки топлива, то есть быть теплонакопительной, или для непрерывно сжигаемого топлива; для местного отопления квартиры, дома или группы объектов. Может быть различен способ передачи тепла потребителю. В качестве теплоносителя могут быть использованы:

       Воздух, при калориферном отоплении (с теплообменником внутри печи; с размещением самой печи в вентиляционной камере; с размещением печи, с теплообменником внутри печи, в вентиляционной камере.);

       Вода, при водяном отоплении;

       Теплоотдача может происходить непосредственно через поверхность энергоустановки и складывается из теплового излучения и конвективного тепла от большой поверхности.

5.5. Производство жидкого дыма

До сих пор мы сталкиваемся с тем, что многие профессиональные технологи и уж тем более домашние кулинары не имеют никакого представления о том, как "дым заталкивается в воду". Приходится слушать много удивительных версий этого процесса. Очень многие считают, что жидкий дым - это химия, не имеющая ничего общего с натуральным копчением. А ведь все очень просто. Древесина размалывается в опилки, которые укладываются в печи и сжигаются. Параллельно с этим вода доводится до определенной температуры и ее пары поступают в те же ёмкости, в которые поступает и дым от сгорающих опилок. Там и начинается процесс смешивания дыма и воды. Продукт, который получается на выходе, и является "жидким дымом". Как видим, никакой химии. Добавим к этому, что канцерогены и смолы - несгораемые вещества, которые находятся в дыме, не смешиваются и не растворяются в воде, а это значит, что жидкий дым более экологичен чем дым костра. Именно по причине экологичности в некоторых странах запрещено копчение традиционным способом, так как при промышленном копчении идут большие выбросы канцерогенов и смол в атмосферу. Поэтому в этих странах единственно возможный метод копчения - только жидким дымом.

Принципиальная схема процесса

6. Современное оборудование для утилизации отходов переработки древесины

В настоящее время на предприятиях лесопромышленного комплекса России образующиеся древесные отходы не находят должного применения и в большинстве случаев вывозятся на свалки, что требует значительных затрат на транспортировку отходов и содержание свалок. При этом загрязняется окружающая среда.

Существуют различные технологии утилизации отходов переработки древесины, основными из которых являются:

        производство топливных гранул (пеллет) из древесных отходов;

        брикетирование опилок;

        создание композитных материалов на основе поливинилхлоридного пластика и древесных опилок.

6.1. Производство топливных гранул (пеллет) из древесных отходов Сущность гранулирования заключается в последовательной обработке влагой, температурой и давлением сухого сыпучего мелкодисперсного сырья путем продавливания в отверстия кольцевой матрицы пресс - гранулятора. В результате обработки получается твердое топливо в виде цилиндрических кусочков (диаметр гранул не более 16 мм, длина - не более 40 мм). Гранулы из древесных отходов - дешевый высококалорийный вид топлива для использования в отопительных агрегатах котельных и при обогреве жилья. Основные преимущества использования гранул (пеллет):

        высокая теплотворная способность (18 - 21 МДж/кг, для сравнения - у угля - 16 - 18 МДж/кг);

        экологическая чистота (не применяются связывающие вещества, сокращается объем древесных отходов, вывозимых на полигон);

        отсутствие коксообразования, низкая зольность (0,4 - 0,7 %) и как следствие, увеличение срока службы оборудования котельных;

        экономичность хранения и транспортировки (занимает в 10 раз меньше места, чем опилки), негидроскопичность;

        дешевизна применения (легкость дозирования и автоматизация процесса подачи топлива);

        отсутствие экологической опасности при перевозке водным и другими видами транспорта и ухудшения характеристик при длительном хранении в нормальных условиях;

        относительно низкая и стабильная себестоимость производства;

        усиливающиеся мировые тенденции применения данного вида топлива.

В Европе достаточно развита инфраструктура промышленного потребления гранул. По отчетам Комиссии по нетрадиционным видам топлива Европейского Союза, потребление гранулированного древесного топлива растет на 30 % в год и в 2003 году составит 18 % от всех используемых источников энергии. Спрос стран ЕЭС составляет 7 - 8 млн. тонн гранул в год, что значительно превышает предложение. Так, например, завод в Иломантси (45000 тонн гранул в год), работающий почти полностью на сырье из Карелии (очистка лесопилок, опилки и кора) по относительно невысоким ценам, половину продукции (25000 тонн в год) экспортирует за пределы Финляндии. В настоящее время Российская сторона имеет запросы на поставку в Данию - 6500 тонн в месяц, Швецию - 2000 тонн в месяц, в Германию - 3500 тонн в месяц, и это без проведения рекламной компании.

Для производства гранул (пеллет) используется набор оборудования, необходимый для выполнения следующих технологических операций: предварительная сушка, дробление (для получения мелкодисперсных частиц равного размера), окончательная сушка (для достижения равномерной влажности), прессование, упаковка. Однако объём капиталовложений в подобное производство доступен не каждому предприятию - от 300 тысяч долларов. В качестве альтернативы можно рассматривать схожий метод утилизации - брикетирование. Объём инвестиций в оборудование для брикетирования на порядок ниже.

6.2. Брикетирование опилок. Брикетирование отходов деревообрабатывающих производств позволяет получить хороший источник энергии без загрязнения окружающей среды, а отходы от их сжигания - прекрасный "энергетический" источник для жизни и роста окружающих нас растений. Полученные брикеты можно сжигать так же, как и обычные дрова, они не требуют дорогостоящих печей с шнековой подачей предварительным прогревом и наддувом, необходимых для сжигания опилок в их первозданном виде. Брикеты из древесных отходов по уровню зольности (0,9 - 1,5 %) превосходят уголь (7 - 25 %), брикеты из бурого угля (4 - 10 %) и брикеты из древесной коры (1 - 3 %), а по количество теплоты при сгорании 1 м3 всего на 1,5 ГДж меньше чем у брикетов из бурого угля (см. табл. 3).

Таблица 3

Для брикетирования опилок могут использоваться как небольшие модели простых установок (гидравлические пресса производительностью 30 - 350 кг/час), так и промышленные комплексы (роторные машины производительностью 2200 кг/час). Основные технические характеристики самого маленького представителя семейства станков для утилизации древесных отходов - гидравлического пресса JUNIOR приведены в табл. 4

Таблица 4