Углевыжигательные печи различаются способом перемещения, подводом тепла и организацией производственного цикла. Одни установки выпускают только древесный уголь, другие позволяют собирать жидкие продукты пиролиза и использовать выделяющееся тепло. Ниже — основные конструкции и особенности их работы.
Передвижные печи работают рядом с сырьём
Мобильные углевыжигательные печи используют лесозаготовители и переработчики древесины. Установку перемещают к месту заготовки или переработки леса, где накапливаются отходы. Остатки древесины служат и сырьём для углежжения, и топливом для нагрева печи.
Такое размещение сокращает затраты на перевозку: выход древесного угля составляет около 20–25% массы древесины, поэтому перевозить готовую продукцию легче, чем весь объём сырья. Передвижное оборудование особенно удобно там, где место образования отходов меняется по мере работы.
Стационарные установки рассчитаны на постоянную площадку
Стационарные печи размещают у действующего деревообрабатывающего производства. Они обычно крупнее передвижных и могут использовать разные виды топлива. Для предприятия производство древесного угля становится дополнительным направлением: позволяет перерабатывать остатки древесины и получать товарную продукцию.
При выборе площадки учитывают способ отвода и использования продуктов пиролиза. Для постоянного производства особенно важны дожиг парогазов, организация топки и соблюдение требований к выбросам. Эти решения зависят от конструкции углевыжигательной установки.
Способ нагрева определяет устройство печи
Самая простая конструкция использует тепло от горения части заложенной древесины. Пример — металлическая бочка с небольшим отверстием для выхода парогазов. Древесину внутри поджигают, и переугливание идёт за счёт собственного тепла без отдельного источника нагрева. Такая установка проста, но выход угля невелик — порядка 10–15% или меньше, качество нестабильно, а продукты разложения уходят в воздух.
В печах с косвенным нагревом сырьё находится в отдельной камере. Топочные газы обогревают её стенки или тепловые каналы, а древесина получает лучистое тепло без контакта с дымом. Такой принцип применяется в печах «Огненный Дракон».
Другой вариант — прямой проход горячих газов через древесину. Он встречается и в простых аппаратах, и в промышленных установках. Непосредственный контакт с теплоносителем помогает равномернее прогревать сырьё. У этих схем разные требования к отводу парогазовой смеси и использованию побочных продуктов.
В вертикальной реторте стадии идут одновременно
В непрерывно действующей вертикальной реторте древесина постепенно опускается по мере готовности угля. В верхней части аппарата она сушится, в средней проходит пиролиз, ниже уголь прокаливается и остывает. Теплоноситель поступает из нижних слоёв и проходит через древесную массу.
Сушка, термический распад, прокаливание и охлаждение здесь разделены по высоте, а не по времени. Постепенное движение сырья и контакт с теплоносителем обеспечивают более плавный переход между стадиями. При этом парогазы несут продукты разложения древесины, поэтому оборудование дополняют устройствами для их конденсации, очистки и полезного использования. Небольшие количества побочных продуктов направляют на сжигание.
Сменные реторты позволяют совмещать несколько циклов
Реторта — отдельная ёмкость, в которой древесина проходит пиролиз. В установке со сменными ретортами или контейнерами каждая партия обрабатывается независимо от остальных. Пока в одной ёмкости идёт переугливание, другие могут находиться на иной стадии цикла.
Образующиеся парогазы отводят в топку. Она может располагаться отдельно от блока реторт или сменных пиролизных камер. Тепло от предыдущих закладок используют для нагрева новых партий древесины: это позволяет поддерживать работу установки и использовать энергию самого процесса пиролиза.
Периодические и смешанные схемы различаются загрузкой
В печи периодического действия одна партия проходит весь цикл в одной камере — от загрузки до остывания. Сначала закладывают сырьё, затем переугливают древесину, охлаждают и выгружают готовый уголь. После этого операции повторяют с новой партией.
В установках смешанного действия загрузка сырья и выгрузка угля также происходят периодически. Но работу нескольких камер организуют так, чтобы одна из партий всё время находилась в стадии пиролиза. Благодаря этому отбор парогазов и их подача на нагрев могут продолжаться без перерыва на смену каждой отдельной закладки.
Металл и теплоизоляция удерживают тепло в камере
Реторты и пиролизные камеры делают преимущественно из металла. Наружные стенки печей могут быть кирпичными или металлическими; тепловую рубашку изолируют, чтобы уменьшить потери энергии. Внутри камеры древесина последовательно проходит стадии сухой перегонки — так называемого «варения угля».
Из камеры отводят парогазовую смесь. При охлаждении часть её конденсируется в пиролизную жидкость, а другая остаётся газообразной. Если производство рассчитано только на древесный уголь, установка не нуждается в отдельной линии сбора и переработки жижки. Для промышленной линии получение жидких продуктов и тепловой энергии может быть самостоятельной задачей.
Парогазы и пиролизную жидкость можно направлять в топку, получая дополнительное тепло и уменьшая выбросы продуктов разложения древесины. Модульная схема помогает организовать непрерывное производство: тепло одной стадии поддерживает другую, и значительная часть энергии для пиролиза вырабатывается самой установкой.
Сравнивайте печи по условиям вашего производства
При сравнении моделей учитывайте запас сырья, топливо, способ загрузки и требуемый выпуск угля. Объём камеры не равен объёму закладки: внутри находятся тепловые каналы и другие элементы конструкции. Поэтому вместе с объёмом полезно сравнивать производительность и полный цикл работы.
Посмотрите комплектации печей «Огненный Дракон» и цены на bmpa.ru. Позвоните в отдел продаж — подберём оборудование под ваше сырьё.