содержание   ..   110  111  112  113  114  115  116  117  118  119  .. 

Расход тепла при пиролизе древесины

 Производство древесного угля требует больших затрат тепловой энергии, которые зависят от влажности загружаемой в аппарат древесины. Удельный расход условного топлива непосредственно в производстве угля составляет 300—600 кг/т (9—18 ГДж/т), кроме того, на переработку жидких продуктов пиролиза расходуется технологический пар с удельным расходом энергии 8—16 ГДж/т.

Процесс пиролиза древесины (образование угля) не нуждается в подводе тепла извне, так как выделяется тепло экзотермической реакции (5—8 %,) от теплоты сгорания древесины. По существу все топливо расходуется на сушку древесины и не зависит от того, происходит ли сушка в специальной сушилке или

в самом аппарате для пиролиза древесины. Приближенно удельный расход топлива можно принять пропорциональным влажности исходной древесины, при этом расход топлива в периодически действующем производстве примерно в 2 раза выше, чем в непрерывнодействующем. Для расчета примем наиболее совершенную схему цеха вертикальных непрерывнодействующих реторт Ашинского лесохимического завода.

Расход тепла на пиролиз можно определить по формуле

Для пиролиза древесины в вертикальных ретортах этот расход равен приблизительно 5580 МДж/т.
Тепло, выделяющееся при пиролизе древесины в результате экзотермической реакции, является для вышеуказанных условий постоянным и достаточно стабильным источником энергии. Оно полностью расходуется на разложение древесины и нагрев продуктов пиролиза и для вертикальной реторты составляет 4—5 %, от теплотворной способности древесины, т. е. около 3,6 ГДж на 1 т древесного угля. Для процесса пиролиза этой энергии недостаточно, еслй влажность древесины, поступающей в реторту, более 3—5 %,.

Кроме тепла экзотермической реакции, при пиролизе древесины выделяются газы пиролиза — источник экономии тепловой энергии. При производстве 1 т угля таких газов выделяется около 540 м3 с теплотой сгорания 7800 МДж/т. Этой химической энергии обычно с избытком хватает для проведения процесса пиролиза, однако избыток неконденсирующихся газов на многих предприятиях выбрасывается в атмосферу. На Ашинском заводе значительная часть газов пиролиза направляется в топки сушилок, что позволяет экономить до 30 %, жидкого топлива, расходуемого на сушку древесины, т. е. около 2610 МДж/т.

Древесный уголь в реторте охлаждается неконденсирующимися газами с температурой 40—60 °С, которые направляются в нижнюю часть реторты противотоком к углю. Газы, нагретые углем до температуры 150—250 °С, выводятся через штуцер в средней части реторты и направляются в топку для формирования теплоносителя, образуя второй контур. Древесный уголь, прокаленный при 550 °С, содержит 660 МДж/т физического тепла, которое в основном расходуется на нагрев охлаждающих его газов, поэтому тепло это утилизируется на 70—90%- Скоростная стабилизация древесного угля, которая требует температуры угля при выгрузке на реторты 60—80 °С, практически не влияет на общую массу утилизируемой энергии. Конденсация жидких продуктов происходит при прохождении парогазов через конденсационную систему реторт. Тепло конденсации и. охлаждения парогазов в системе отводится с охлаждающей водой и в настоящее время не утилизируется.

На всех лесохимических предприятиях, оснащенных вертикальными непрерывнодействующими ретортами, имеются значительные резервы экономии тепла и топлива. Помимо более полного использования газов пиролиза, это — глубокая сушка древесины до 10—15 %-ной влажности, изоляция сушилок, реторт и газоходов, снижение температуры отработанного сушильного агента до 100 °С и температуры парогазов на выходе из реторты со 150—200 до 100—130 °С.