Один из основных факторов, влияющих на
производительность предприятий пиролиза древесины и себестоимость
получаемой продукции,— влажность перерабатываемого сырья. Чем суше
древесина, тем быстрее проходит процесс пиролиза, повышается кислотность
жижки и, следовательно, снижаются тепловые затраты на ее переработку и
утилизацию сточных вод. Поэтому интенсификация процесса сушки является
первостепенной задачей повышения эффективности работы предприятий
пиролиза древесины.
Однако при глубокой сушке древесины растут материальные затраты,
требуются сушилки больших объемов, поскольку их удельная
производительность при низкой влажности древесины уменьшается в
несколько раз. Принято считать, что наиболее экономичен пиролиз
древесины влажностью 15—25%; но практически влажность высушенной
древесины колеблется в более широких пределах.
Сушка технологической древесины осуществляется за счет тепла продуктов
сгорания жидкого, твердого или газообразного топлива. Свежесрубленная
древесина имеет 80—100% абсолютной влажности, но при длительной
естественной сушке влажность может быть снижена до 25 %. В последнее
десятилетие все лесохимические предприятия перешли на кучевое хранение
древесного сырья, но вопросы естественной сушки древесины в кучах
изучены недостаточно. Известно, что за 11 мес при высоте кучи 10 м и
основании 18X18 м влажность древесины уменьшилась с 69 до 33%. В
настоящее время склады сырья лесохимических предприятий не приспособлены
для проведения естественной сушки древесины и, что самое главное,
отсутствуют необходимые запасы древесины, а в сушилки поступает
древесина с влажностью 70—90 %
Искусственная сушка древесины в горизонтальных сушилках производится при
начальной температуре сушильного агента 180—300 °С и массовой доле
кислорода в нем 12—14%; в вертикальных непрерывнодействующих сушилках
температура сушильного агента 160—360 °С и массовая доля кислорода в
газе 3—17%. Отработанный сушильный агент с испаренной влагой при
температуре 80—160 °С сбрасывается в атмосферу.
Конечная влажность древесины после сушки в сушилках, помимо
исключительно важного влияния на технологические процессы пиролиза
(производительность аппаратов, качество угля и жидких продуктов
пиролиза, объем сточных вод и др.), заметно влияет на расход тепловой
энергии при пиролизе древесины. Анализ показывает, что за счет
естественной сушки древесины расход тепла на искусственную сушку может
быть уменьшен в 3—4 раза.
На многих предприятиях температура отработанного теплоносителя,
сбрасываемого в атмосферу, 160 °С. Сбрасывать агент сушки в атмосферу
температурой ниже 100 °С при использовании специальной топки
нецелесообразно из-за конденсации влаги в дымовой трубе и ухудшения
качества сушки. Охлаждением отработанного агента в специальном аппарате
до температуры 50—60 °С только за счет конденсации влаги можно получить
низкотемпературный теплоноситель с тепловой энергией 1,2—1,5 ГДж/т
абсолютно сухой древесины, или около 60% от затраченного на сушку тепла.
Однако прежде чем решить вопрос утилизации низкотемпературного
теплоносителя, необходимо найти пути его использования.
Другие резервы экономии тепла: повышение температуры в топке сушилки,
снижение подсосов воздуха в сушильный агент, хорошая теплоизоляция
сушилок и трубопроводов.
Математическая модель процесса сушки древесины.
Для описания процесса сушки технологической древесины в прямоточной
непрерывнодействующей сушилке со сравнительно равномерным распределением
теплоносителя по всему объему древесины можно использовать
математическую модель в виде линейных уравнений регрессии для следующих
показателей: