Углевыжигательные печи: проверено временем, улучшено наукой

Дешевые синтетические нефтепродукты всё активнее вытесняют проверенный временем древесный уголь. Однако, по статистике спрос на него совсем не падает, а стабильно растет. Благодаря технологии углежжения или по-научному пиролизу получают уксусную кислоту, ацетатные растворители, формалин и, конечно же, сам уголь, который используется в качестве топлива, а также в производстве сероуглерода, кристаллического кремния, активного угля, электроугольных изделий и т. д.

Процесс пиролиза был изучен ещё в 19 веке. В 20-м он был поставлен на широкую ногу, тогда же стали известны и основные проблемы, связанные с ним: не самый высокий процент выхода готового продукта и, плюс к этому, загрязнение окружающей среды. Однако в начале нового тысячелетия ученым не только удалось добиться максимального выхода древесного угля, но и сделать углевыжигание более экологичным.

Виды и устройство углевыжигательных печей

Половину производимого в России угля получают с помощью специальных печей. Как правило, это маломощные стационарные установки, устаревшей конструкции. Тем не менее, даже на них научились производить уголь первого и высшего сортов, имеющий продолжительное горение и ровный, высокий жар.

И всё же современное производство вынуждает углежогов переходить на более производительные, а главное – мобильные установки. Первые – вертикальные реторты непрерывного действия считаются наиболее прогрессивными и обычно дополнительно оснащаются линиями подготовки древесного сырья, а также утилизации и переработки жидких продуктов пиролиза. Вторые не отличаются производительностью, но их основное преимущество в возможности перемещения печи к месту хранения сырья. Да и начинающему, неопытному углежогу лучше осваивать данный бизнес, имея небольшую установку. Кстати, перевозить их можно на прицепе легкового автомобиля, либо в кузове небольшого грузовичка (типа ГАЗель).

Стационарные углевыжигательные печи по своей конструкции могут быть однокамерные и трехкамерные. Однокамерный аппарат – это вариант для углежога, решившего начать с малого и пока не задумывающегося о перспективе. Трехкамерные печи дороже, но экономичнее и долговечнее. Во-первых, тратят на 40% меньше дров, т. к. в каждой камере идет своя стадия углежжения: пиролиз-сушка-остывание. Во-вторых, снижается пиковая нагрузка на печь, да и работа обслуживающего персонала распределяется равномернее.

Производственный процесс пиролиза

В процессе пиролиза обычно используют древесину лиственных пород, реже – хвойных. При 15-процентной влажности сырья на выходе получается 25% готового древесного угля, жидких продуктов – 55%, остальное – газы. Лучше использовать большие древесные куски для улучшения качества угля. Но важно не переборщить, т. к. при усадке происходит растрескивание и образование мелких частиц. Их объем может достигать 20% от готового продукта. Качественным считается уголь, размер фракции которого не менее 12 мм.

При переработке жидких пиролизных остатков получают до 10% древесной смолы, а также различные её компоненты: 6-9% уксусной кислоты, до 4,5% метанола и 5-6 процентов прочих соединений (альдегидов, кетонов, эфиров и др.).

Обзор установок

Наибольшее распространение на российском рынке получили печи на базе ППУ (печь передвижная углевыжигательная). Так в Нижнем Новгороде выпускается модель УПП-2 М, в Северодвинске – «СОЛЗА», в Москве – ПУМ-6. Все установки похожи друг на друга: вес каждой – около 2,5 тонн; все узлы легкоразборны; производительность – порядка 80 тонн в год.

Общей особенностью моделей является реверсивное движение теплоносителя, что обеспечивает практически полное сжигание продуктов разложения древесины внутри печи до оксида углерода (II). Днище из толстого металла позволяет эксплуатировать установки практически на любом грунте, даже на торфяниках. Печи просты в эксплуатации и легко управляются. Есть, правда, и недостатки. К основным можно отнести: слабую теплоизоляцию и невысокий выход готового угля.

Кстати, аналогичную по производительности установку, но в мобильном исполнении выпускают на Украине. Углевыжигательная печь «Грильбон» способна выпускать до 6 тонн древесного угля ежемесячно. Один цикл пиролиза длится 3 суток. Весит установка всего 1800 кг, а обслуживают её три человека. Главным её достоинством является возможность получения угля ресторанного качества. 

Теперь о мощных печах. Имеет смысл обратить внимание на серию российских установок «Поликор». Производительность – 400-2000 тонн/год, в сутки – до 5,2 тонн. Эти стационарные модели дешевы в строительстве и просты в обслуживании.

Однако для тех, кто думает о будущем, лучше сразу брать новейшую установку из семейства «Эколон». Отличает её суперэкологичность (0% выбросов), высокое энергосбережение и способность производить хороший уголь из древесины любой породы и даже древесных отходов. Доказательством этому является тот факт, что печь «Эколон» умеет изготавливать мечту владельцев каминов – «угольные поленья», полностью сохраняющие форму дров.

Аналогичную, но менее мощную углевыжигательную печь (выход – 1,5 т/сутки) выпускают в Вологде. Имя у неё фантастическое – «Фантастика». Комплекс оборудован системой дожига газов, системой удаления влаги. Процесс пиролиза идет всего 6 часов, благодаря быстрому прогреву сырья в камерах и удалению (а не стандартному выпариванию) влаги.

А вот пример того, что Кулибины никогда не переведутся в нашей стране. Энтузиастами разработана простейшая углевыжигательная печь с забавным названием «Кузнечик». Печурку можно собрать буквально «на коленке» из подручных материалов. Абсолютно экологичная, производительность для такого малыша отменная – 50 тонн угля в год. Обслуживать её может один человек. Разработчики, правда, советуют использовать при сборке не самый тонкий металл, иначе через год ваш «кузнечик» просто сгорит и ему потребуется капитальный ремонт. Всю информацию по установке вы можете найти по ссылке (http://bioenergy-spb.narod.ru/kuznechik.html). Она находится в открытом доступе и никакими авторскими правами не ограничивается.

Владислав Пермин, специально для Equipnet.ru