К печам с естественной циркуляцией относятся: реторты не­большой емкости, вагонные реторты, непрерывнодействуюшие печи с калориферами, расположенными внутри камеры обуглива­ния. шахтные печи ретортного типа и др.

В печах этого типа древесина нагревается: а) парогазовыми продуктами разложения древесины, нагревающимися возле ме­таллических стенок реторт или калориферов, расположенных внутри камеры жжения; б) продуктами горения твердого или газообразного - топлива, непосредственно соприкасающимися с об­угливаемой древесиноч! и прокаливаемым утлем; в: смесью про­дуктов горения генераторного газа с неконденсирующимися га­ками термического разложения древесины.

Достаточная скорость движения конвекционных токов в печах е естественной циркуляцией достигается путем нагревания до бо - ч е высокой температуры стенок, через которые передается теп­лота обугливаемой древесине. Поэтому температура циркуляци­онных конвекционных токов внутри печи в. тоне нагрева древе - I ины до начала экзотермической реакции и в зоне прокаливания yiля всегда значительно выше температуры древесины и образую­щегося из нее угля, находящегося в центре печи. Вследствие этого т( мпература древесины и угля из пес. полученного на разном рас­стоянии их от тепловых элементов, неодинакова.

Те слои древесины и угля, которые ближе к тепловым элемен­там, нагреваются за счет лучисто!! теплоты до более высоко:": температуры, чем расположенные вдали. По мере обугливания древесины способность ее к восприятию теплоты лучеиспускания раскаленных парогазов и металлических стенок возрастает, а следовательно, возрастает и разница температуры между обугливаемой древесиной, находящейся на различном расстоянии от тепловых элементов; при этом древесина, находящаяся вдали от тепловых элементов, нагревается, главных! образом щ счет конвекции.

Передача теплоты обугливаемой древесине на практике зат руд­няется вследствие плохой теплопроводности древесины и образо­вания вокруг нее. в период сушки и обугливания, пленки паро­газов. Даже в условиях лабораторных исследований, при обугли­вании небольших количеств древесины, очень трудно обеспечить равномерность ее нагревания. Чем больше масса обугливаемых дров и чем дальше находятся отдельные поленья дров от стенок тепловых элементов, через которые передается теплота, тем боль­ше будет разница в температуре и медленнее будет протекать процесс разложения древесины.

Поэтому для обеспечения хорошей производительности угле - выжигательного аппарата для термического разложения древе­сины необходимо создать в нем хорошую и равномерную цирку­ляцию нагревающих рабочих газов.

В печах промышленного типа для разложения древесины и прокаливания угля, находящихся в центре печи, рабочие газы дол­жны пройти через всю толщу загруженных в печь дров и передать и-'м определенное количество теплоты.

Вследствие того, что обугливание древесины в большинстве аппаратов происходит при низких температурах, передача тепла от рабочих газов происходит главным образом за счет конвекции. Обеспечение хорошей теплопередачи путем конвекции возможно за счет увеличения скорости движения циркуляционных газов во всей массе загруженной в печь древесины.

Скорость движения циркуляционных рабочих газов и, следо­вательно, производительность углевыжигателыюго аппарата с на­гревом древесины через стенки реторт или калориферов, распо­ложенных в камере жжения, является функцией разности темпе­ратур между верхом (сводом) и низом (подом) печи. В такой же мере скорость движения газов обусловлена разностью температур в обугливаемой древесине и стенок реторт или калориферов, че­рез которые передается тепло. При этом чем больше разность температур, тем больше скорость естественной циркуляции про­дуктов термического разложения древесины внутри печи.

Для равномерного нагревания древесины и получения одно­родного угля необходимо равномерное распределение температур В печи по вертикали. Однако при равномерном распределении температуры уменьшается скорость естественных конвекционных токов, что неизбежно вызывает снижение производительности печи. Поэтому достаточную производительность печей с естествен­ной циркуляцией можно получить только при условии создания большой разницы температур между отдельными частями обугли­ваемой древесины и между нагретыми стенками и парогазовой смесью.

Повышение производительности печи за счет увеличения раз­ности температур между раскаленными стенками аппарата и па­рогазовой смесью должно вызвать:

1) Увеличение расхода топлива, так как в этом случае про­дукты горения и парогазовые продукты должны уходить из печи при более высокой температуре;

2) Уменьшение выхода органических продуктов, вследствие частичного их распада при соприкосновении с раскаленным древес­ным углем и металлическими стенками;

3) Уменьшение выхода и ухудшение качества угля вследствие: а) прокаливания угля в атмосфере парогазов, содержащих боль­шое количество паров воды и углекислоты; б) неравномерности нагревания древесины в одной и той же вагонетке, вызывающей значительное внутреннее напряжение между волокнами в обугли­ваемой древесине, так как внешние слои древесины, обугливаясь, уменьшаются в размерах, внутренние же в этот момент очень мало изменяются и в результате создаются тангенциальные и ра­диальные разрывы между волокнами, значительно понижающие механическую прочность древесного угля.

В печах с естественной циркуляцией парогазовые продукты, находящиеся вдали от тепловых элементов, проходят через зоны раскаленного древесного угля, являющегося активным катализа­тором, благодаря чему возможно частично химическое взаимо­действие органических веществ и паров воды с углем. Это взаимо­действие вредно как для угля, который подвергается газификации, вследствие чего уменьшается его выход и улучшается его каче­ство, так и для органических веществ, которые претерпевают раз­ложение.

Поэтому, чтобы уменьшить указанное вредное взаимодействие, необходимо, чтобы температура стенок, возле которых парогазо­вые продукты нагреваются, и древесного угля, была не выше 450—500° (для ретортных и калориферных печей).