Технология переработки древесины в древесно-угольный брикеты на «Шелеховском ДОЗе» позволяет предприятию высокорентабельно использовать древесное сырье на 100%.
Компания «Шелеховский ДОЗ» находится в Иркутской области, в процессе заготовки и переработки 100 000 куб. м древесины в год образуется большое количество лесосечных отходов и отходов лесопиления. Со временем, эксплуатируя лесосырьевую базу, класс товарности отводимых лесосек становился ниже, соответственно отходов становилось больше. Для увеличения использования низкосортной древесины была построена линия производства домов из клееного бруса, в результате уменьшилось количество лесосечных отходов и увеличилось количество отходов лесопиления за счет распиловки низкосортного пиловочника.
Лесопильный завод находится в 250 км от ближайшей железнодорожной станции, и, по нашим расчетам, никак не получалось окупить затраты на изготовление и транспортировку топливных гранул или брикетов. Производить пеллеты и брикеты оказалось нерентабельно. Тогда мы решили производить брикеты с помощью экструдерной технологии и переугливать их. Первый вопрос, который у нас возник в процессе подготовки сырья к экструдерному прессованию, – необходимость сушки древесных отходов, т. к. большинство сырья довольно сырое. Второй вопрос – качественное измельчение. Для превращения горбыля и порубочных остатков в щепу мы приобрели рубительную машину Bruks мощностью 500 кВт. Она изготавливает микрощепу длинной 2–4 мм.
Для достижения необходимых технологических параметров по подготовке сырья к прессованию мы разработали и построили кольцевую аэродинамическую сушилку производительностью 3 т/ч сухого материала.
В процессе подготови сырья происходят следующие процессы:
- сушка опилок до влажности 0–2%,
- истирание опилок при влажности 0–2% в турбулентном потоке,
- паровая обработка измельченных опилок во взвешенном слое,
- термообработка опилок процессом высокой температуры (до 1 100 0С) короткое время,
- кондиционирование опилок до влажности 3–4%.
Энергопотребление сушки-подготовки сырья составляет 80 кВт на 3 тонны сухого сырья (включая вибросита, шнековые конвейеры, шлюзовые затворы, вентиляторы).
Такая подготовка сырья позволяет производить сполимеризованный брикет.
Прессование осуществляется на двух экструдерах, производительность одного пресса 1,5 т/час. Энергопотребление прессования 40 кВт*час/т. За счет подготовки сырья уходят такие затруднения шнекового прессования, как нестабильная работа, быстрый износ шнеков и фильер.
Плотность брикета – 1,26–1,3, влажность – 1–2%, низшая теплота сгорания – 19 МДж/кг. Высокая степень полимеризации брикета – брикет может находится в воде несколько часов, не превращаясь в опилки. Только из высоко сполимеризованного брикета получается качественный древесно-угольный брикет.
Следующий передел – карбонизация брикета. Разработана, построена и эксплуатируется печь карбонизации, опеспечивающая термостабилизированный пиролиз. В печи карбонизации, брикеты переугливаются и получаются древесно-угольные брикеты. Образующиеся пиролизные газы сжигаются, а полученная тепловая энергия используется для сушки опилок. Печь карбонизации работает только за счет тепла экзотермической реакции термораспада древесины, сжигание пиролизных газов для работы печи карбонизации отсутствует.
В печи осуществлена мощная принудительная циркуляция пиролизных газов, обеспечивающая: термостабилизированный пиролиз брикетов, повышенный выход угля, низкое содержание смолы в пиролизных газах, высокую интенсивность работы. Печь переугливает 5 тонн брикета за 4 часа. Процесс термостабилизированной карбонизации позволяет получать выход угольного брикета до 40% от массы опилочного брикета с содержанием углерода 85% и калорийностью 7 500 кКал/кг, высокий выход угольного брикета достигается за счет того, что при термостабилизированном пиролизе смолы в пиролизные газы почти не выделяется, и пиролизные газы горят синим огнем, легко управлять процессом пиролиза по цвету пламени.
Качественный древесно-угольный брикет продается по цене 900 $/тонну в портах Японии и Кореи и используется как топливо для BBQ и других целях. Древесноугольный брикет может транспортироваться в 40-футовых контейнерах с загрузкой 26 тонн. Технология переработки древесины в древесно-угольный брикет позволяет высокорентабельно использовать древесное сырье на 100%.
