Пути повышения единичной мощности
непрерывнодействующих реторт
На новых и реконструируемых заводах
сооружаются только вертикальные непрерывнодействующие реторты, поэтому в
последние годы значительная часть работ выполнена по их
усовершенствованию с целью повышения единичной мощности реторт. В этих
аппаратах получается древесный уголь с массовой долей нелетучего
углерода не менее 88 % и зональностью не более 2,5 %,. Единичная
мощность по углю отечественных вертикальных реторт достигает 1100 кг/ч.
Проблема повышения их мощности имеет важное народнохозяйственное
значение. Совместными работами ЦНИЛХИ и ЛТА методом моделирования
процесса пиролиза древесины получены необходимые данные для
проектирования таких реторт удвоенной мощности, которые заложены в
проекте реконструкции Сявского лесохимического завода. Они обеспечивают
также повышение производительности труда.
Однако проблема повышения единичной мощности вертикальных реторт этим не
исчерпывается. Необходимо повысить единичную мощность и существующих
вертикальных реторт. На некоторых заводах объем реторт увеличен путем
установки в верхней части реторт дополнительной царги вместимостью 17—18
м3, что позволило повысить единичную мощность реторты на 10—12 %,.
Открылась возможность повысить единичную мощность вертикальной
непрерывнодействующей реторты и за счет перехода на новый, более
интенсивный способ охлаждения и стабилизации древесного угля,
разработанный ЦНИЛХИ.
Суть способа заключается в том, что горячий уголь в виде отдельных
кусков или в тонком слое охлаждают непосредственно воздухом, причем
начальная температура угля должна быть ниже критической для данных
условий. Охлаждение угля до этого уровня должно осуществляться
известными приемами (инертными газами или через стенку).
В результате охлаждения указанным способом уголь становится малоактивным
по отношению к кислороду и отпадает необходимость в специальной его
стабилизации с целью исключения самовозгорания. Установлено (рис. 59),
что средняя температура угля в точке, лежащей на 1 м ниже уровня выхода
охлаждающего газа, составляет 70 °С. Таким образом, при работе реторты
по новому режиму для охлаждения угля достаточен тушильник высотой 1 м
(дальнейшее снижение температуры угля происходит на конвейере).
Высвобождается около 15 м3 объема реторты, который может быть
использован для увеличения высоты зоны пиролиза на 2,5 м после переноса
штуцеров выхода из реторты газа, охлаждающего уголь, ввода теплоносителя
в реторту и соответствующего повышения мощности вспомогательного
оборудования. Реторта с уменьшенной зоной охлаждения древесного угля
запроектирована для Моломского лесохимического завода.
Значительные успехи в повышении единичной мощности
вертикальных реторт были достигнуты интенсификацией процесса пиролиза
древесины путем повышения температуры. Новый режим имеет один
существенный недостаток — закоксовывание трубопровода, отводящего из
реторты парогазы, из-за чего 2— 3 раза в месяц приходится останавливать
реторту для чистки. Причиной интенсивного закоксовывания трубопровода
парогазов реторт является высокая температура парогазов на выходе из
реторты (150—200 °С). Явление закоксовывания можно объяснить тем, что
древесная смола содержит значительное количество свободных радикалов, а
также веществ, которые приводят к многочисленным химическим превращениям
смолы. В результате реакций конденсации, полимеризации и рекомбинации,
протекающих с заметной скоростью при высоких температурах, увеличивается
молекулярная масса смолы с образованием твердого кокса.
Для снижения степени закоксовывания трубопровода, отводящего из реторты
парогазы, без уменьшения интенсивности пиролиза древесины необходимо
охлаждать парогазы в верхней части реторты до температуры 100—130 °С,
например, путем охлаждения верха корпуса реторты воздухом или водой,
подачей в верхнюю часть реторты холодных некондесирующихся газов
пиролиза, жижки и др. На Ашинском лесохимическом заводе парогазы в
верхней части реторты охлаждаются жижкой. За счет сокращения простоев
оборудования из-за чистки можно увеличить выработку древесного угля в
одной реторте на 3 %.