ПЕЧИ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ
Печи непрерывного действия имеют перед печами периодического действия следующие преимущества:
1) Меньший фактический расход топлива на процесс обугливания;
2) Возможность использовать парогазовые продукты и получить больший удельный выход древесного угля, киСлот, спиртов и других ценных жидких продуктов;
3) Возможность получать древесный уголь, однородный по размерам кусков, содержанию нелетучего углерода, механической прочности, при пониженной себестоимости;
4) Полная механизация трудоемких процессов и автоматизация технологических процессов с значительным снижением затраты рабочей силы на обслуживание при улучшенных гигиенических условиях работы при печи.
Но эти преимущества свойственны только тем печам непрерывного действия, которые по своей конструкции и. технологическому процессу отвечают полностью основным требованиям, предъявляемым к рациональному аппарату для пирогенетической переработки древесины.
Непрерывнодействующие печи по конструкции, подразделяют с и на ретортные, шахтные w туннельные; независимо же от конструкции, они могут быть подразделены по признаку использования тепла продуктов горения для нагрева древесины на печи ретортные, регенеративные и рекуперативные.
Во всех этих печах способы нагрева древесины и прокаливания у гля резко отличаются один от другого.
Ретортные печи. Ретортные печи применяют для сухой перегонки древесины в тех случаях, когда основными продуктами производства являются кислоты, спирты, смола и другие продукты, а древесный уголь является продуктом второстепенного значения.
Ретортные печи можно разделить на две группы: горизонтальные и вертикальные. Способ нагрева древесины и прокаливания угля в них может быть как за счет теплоты, передаваемой от продуктов горения через металлические стенки реторт (внешний нагрев), так и за счет теплоты, вносимой циркуляционными газами или парогазами, нагретыми в отдельно вынесенных рекуператорах (внутренний нагрев).
В ретортных печах небольшой емкости загруженная древесина опирается непосредственно на днище реторт, а в печах большой емкости она вводится в вагонетках. Загрузка дров в ретортные аппараты и выгрузка угля из них производятся периодически. Температура в рабочем пространстве этих печей изменяется во времени между моментами загрузки дров по закону обращенной параболы.
Шахтные печи. В шахтных печах рабочее пространство расположено по вертикали. Горизонтальное сечение шахтной печи может быть круглым, квадратным и прямоугольным.
Если древесина поступает в обугливание в мелко разделанном состоянии, круглая форма сечения шахты является самой выгодной, так как при таком сечении отношение периметра к площади сечения наименьшее и, следовательно, потеря тепла через стенки наружу минимальная.
В шахтных печах, таких, как шведская печь, реторта Стаффорда, печь Ламбиотта, дрова загружают сверху, а уголь выгружают снизу.
Способы нагрева древесины, а следовательно, и течение технологических процессов в шахтных печах неодинаково. В шведских шахтных печах нагрев древесины производится за счет передачи тепла от продуктов горения через металлические стенки. Эти печи предназначались для получения металлургического древесного угля. В реторте Стаффорда, предназначенной для сухой перегонки древесины, главным образом в виде отходов твердых пород, разложение древесины происходит исключительно за счет тепла экзотермической реакции.
В печи Ламбиотта обугливание древесины производится в токе неконденсирующихся газов — продуктов разложения древесины.
Технологический процесс и технологические показатели, удельные выходы угля, кислот, спиртов и других ценных продуктов, а также качество древесного угля, расход топлива на процесс обугливания и рабочей силы на обслуживание в печах туннельного и шахтного типов существенно различаются. Выбор того или иного типа печи зависит от того, предназначается ли она для получения древесного угля как главного продукта производства (при котором все жидкие и газообразные продукты получаются как побочные) , или для производства жидких продуктов (при котором древесный уголь и газы получаются как побочные продукты).
Основной агрегат пирогенетической переработки древесины должен удовлетворять требованиям современной организации социалистической промышленности. Он должен обеспечить полную автоматизацию и механизацию всех трудоемких процессов при его обслуживании, нормальные гигиенические условия работы при кем, полную утилизацию всех ценных продуктов (кислот, спиртов н др.). наивысший их выход, наилучшее качестве продуктов, низкий расход топлива, электроэнергии, воды, рабочей силы, наименьшие расход на ремонт и амортизационные отчисления.
Для пирогенетической переработки древесины в условиях Урала можно признать наиболее выгодными только те утлевыжи - гательные аппараты, в которых обеспечено получение наивысших выходов древесного угля из единицы обугливаемой древесины, повышенная. механическая прочность угля, однородность его по составу и размерам кусков, полный отъем побочных продуктов (кислот, спиртов и смол! и пониженная себестоимость угля.
Для получения одинаковых результатов обугливания в аппаратах разных систем как в смысле выхода, гак и качества угля, необходимо, чтобы процесс обугливания в них протекал с одинаковой скоростью, т. е. с одинаковым временем пребывания дров в камере обугливания.
При одинаковой скорости обугливания в печах туннельного типа и печах шахтного типа размеры печей должны быть приблизительно одинаковы. По конструктивным и технологическим соображениям является наиболее выгодным увеличивать размеры углевыжигательного аппарата в горизонтальном направлении, ко не в вертикальном. Стоимость строительства и оборудование шахтной углевыжигательной печи, а также и стоимость эксплуатации ее при условии сохранения равенства размеров выше, чем горизонтальной печи.
На этом основании, если в шахтных печах, при определенной высоте их, процесс обугливания вести медленно, они дадут малую производительность (при большем времени пребывания дров в печи), если же вести быстро, то получится малый процентный выход угля (при большей производительности печи).
Технологический процесс в шахтной печи не благоприятствует образованию качественного угля вследствие большого истирания его в самой шахте. Загрузка дров сверху и выгрузка угля снизу создают неблагоприятные условия для получения древесного угля требуемого качества. Уголь находится под давлением загруженных сверху дров, а поэтому подвергается значительному истиранию с образованием отброса — мелочи.
Печи туннельного типа. В аппаратах — печах туннельного типа дрова во время сушки и обутливания передвигаются вдоль печи на вагонетках при помощи толкателя или лебедки. Поступая в пространство с наинизшей температурой, древесина постепенно, по мере продвижения по камере обугливания, нагревается, затем подвергается разложению, а образовавшийся уголь — прокаливанию.
Печи туннельного типа должны быть горизонтальными. Наклон камеры обугливания, например, в печи Аминова, под углом 8°, значительно усложняет конструкцию и обслуживание печи и является нежелательным как со строительной точки зрения, так и аэродинамической, так как вызывает значительную разность в давлении в начале и в конце печи, что способствует засасыванию воздуха в начале (внизу) печи и потере неконденсирующихся газов в конце печи (вверху).
В печах с принудительной циркуляцией нагрев циркуляционных неконденсирующихся газов или парогазов — продуктов разложения древесины — может быть осуществлен в кирпичных регенераторах или в металлических рекуператорах. Печи с регенераторами имеют, по сравнению с печами с рекуператорами, следующие недостатки:
1) пониженный выход уксусной кислоты, метилового спирта и других легколетучих веществ вследствие частичной потери их в регенераторах и частичного окисления их за счет кислорода воздуха, засасываемого в начале камеры обутливания и содержащегося в продуктах горения в регенераторе после перекидки клапанов:
2) Разбавление неконденсирующихся газов или; парогазов продуктами: горения в регенераторе, вследствие чего теплотворная способность неконденсирующихся газов или парогазов резко падает и, следовательно, обесценивается значение газов как топлива *
3) Вследствие периодической работы регенераторов имеют место значительные колебания в температуре нагрева циркуляционных газов: в первый момент после перекидки клапанов температура доходит до 650°, а перед перекидкой она равна 250°.