Брикетування тирси – перспективний напрям використання м’яких деревинних відходів

Світовий досвід господарювання свідчить про широке використання деревини як відновлювального джерела енергії. При цьому по прогнозах експертів попит на деревину для отримання енергії в майбутньому збережеться і, що особливо важливо, на енергетичні цілі можуть використовуватися відходи деревини, які для іншого використання в основному непридатні. До них належать м’які деревинні відходи в вигляді тирси, стружки.

Значна кількість цих відходів не знаходить застосування і вивозиться у відвали, при цьому підприємства несуть значні збитки по їх транспортуванню. Крім того створюється екологічна небезпека для навколишнього середовища.

Для ефективного використання м’яких деревинних відходів у вигляді палива, покращення транспортабельності їх доцільно спресувати в брикети.

Одним із відомих способів виготовлення брикетів є їх пресування з використанням нагріву.

Для реалізації цього способу використовуються шнекові преси безперервної дії.

На них виготовляються в основному брикети квадратного січення зі стороною квадрату (50-70) мм і довжиною (250-300) мм. Дані брикети характеризуються досить високою міцністю і вологостійкістю. Вони руйнуються тільки при прямому попаданні вологи.

На даних пресах можна брикетувати відходи вологістю до 10%. При вологості більш ніж 10% обов’язковою умовою для використання шнекових пресів є сушіння м’яких деревинних відходів в спеціальних сушильних агрегатах.

В Івано-Франківському ПКТІ з використанням передового світового досвіду (фірми „Новобалт” Фінляндія, „Піні-Кай” Австрія та інш.) було розроблено і створено шнекову установку для брикетування, рис. 1.

Схема установки для брикетування тирси

1- бункер; 2- сортувальник; 3- подаючий шнек; 4- поперечний шнек; 5- пресуючи головка; 6- нагрівачі; 7- розділювач; 8- шнек конічний; 9- вал головний; 10- корпус.

Основними складовими частинами цієї установки є корпус, в якому в підшипникових вузлах обертається вал з робочим органом на кінці в вигляді конічного шнека. З метою підвищення стійкості робочого органу, який інтенсивно зношується, на його останній виток і хвостовик наплавляється шар твердого сплаву.

Привод вала здійснюється від електродвигуна через клинопасову передачу.

М’які відходи конічним шнеком продавлюються через робочу зону в вигляді набору конічних і прямокутних втулок, де і формується брикет.

Робоча зона електронагрівачами нагрівається до температури (320-350) °С. Це приводить до розплавлення лігніну (складова деревини), що зменшує силу тертя між брикетами і формуючими втулками, а також сприяє кращому зчепленню частинок між собою, а значить і підвищенню міцності брикетів.

З метою покращення експлуатаційних характеристик в склад розробленої шнекової установки входять сортувальник, бункер та відсмоктуючий зонт.

Технічна характеристика шнекової установки для брикетування приведена в таблиці 1.

Таблиця 1

Найменування параметру | Одиниця виміру | Величина параметру

Продуктивність | кг/год | 300-350

Вологість відходів, найб. | % | 10

Встановлена потужність | кВт | 53

Температура нагріву робочої зони | °С | 320-350

Розміри брикетів :

січення

довжина | мм | 50ґ50

300

Довжина частинок подрібненої маси вздовж волокон, найб. | мм | 8

Густина брикету, найм. | т/м3 | 1,1

Теплотворна здатність | кКал/кг | 3500-4500

Ємність бункера | м3 | 1,5

Частота обертання робочого органа (шнека) | хв-1 | 600

Маса | кг | 1350

Шнекові установки для брикетування до початку 90-х років експлуатувалися в Вигодському ЛК, Берегометському ЛК, Кам’янко-Буському ЛПК та інш., при цьому в Вигодському і Берегометському ЛК для брикетування використовувалась тирса від лісопилення, яка сушилася до 8 % вологості в паровій сушилці РБ-1,8.

В Кам’янко-Буському ЛПК брикети пресувалися із відходів паркетного виробництва без сушіння.

Враховуючи існуючий попит і потребу на дослідному виробництві ВАТ „УкрПКТІліспром” почато виготовлення шнекових установок для брикетування.

В загальному їх впровадження може здійснюватися по двох технологічних схемах.

1. Брикетування м’яких відходів вологістю до 10%, які утворюються в меблевому, столярному, паркетному виробництві, рис. 2.

1 – циклон, 2 – бункер-сортувальник, 3 – прес шнековий, 4 – зонд, 5 – колесо ділильне, 6 – брикет, 7 – скліз, 8 - конвеєр

2. Брикетування м’яких відходів вологістю більш як 10%, рис.3, з сушильним агрегатом.

Найбільш раціонально для сушіння відходів використовувати сушильні агрегати в комплекті з топкою на деревинних відходах, які розроблені і виготовляються за кордоном.

ВАТ „УкрПКТІліспром” разом з суміжниками проводить роботи по створенню таких сушильних агрегатів, їх впровадження дозволить розширити область застосування шнекових установок для брикетування.

Попередні розрахунки показують, що собівартість виготовлення брикетів складає біля 130 грн. за

Утилізація відходів деревини з отриманням тепла

В останні роки поряд зі значним підвищенням цін на газ, електроенергію, нафтопродукти зросло значення деревини у якості джерела енергії.

У загальному обсязі енергозабезпечення європейських країн кількість енергії, що отримується з деревини, сягає 5%, у деяких країнах (Фінляндії, Швеції, Португалії) –16%, у країнах бувшого СРСР-0,8%. В Україні отримання тепла з деревини не отримало належного розвитку бо, навіть, на деревообробних підприємствах основним джерелом тепла залишається природний газ.

На будь-якому деревообробному чи меблевому виробництві утворюється певна кількість деревних відходів у вигляді тирси, стружки, кускових відходів.

Наприклад, при розпилі колод утворюється 35% відходів від об’єму переробки деревини, при виробництві дверних та віконних блоків – 31%, при виробництві паркету - 30%, при виробництві меблів – 54%, в ремонтно-експлуатаційних роботах на будовах і спорудах - 33%.

За найбільш доцільне вважається спалювання деревних відходів з метою отримання тепла, що значно скорочує витрати на закупівлю енергоносіїв. Адже теплотворна здатність деревини рівноцінна теплотворній здатності бурого вугілля.

Цю задачу оптимально вирішує енергетичний комплекс автоматичного спалювання деревних відходів. Він складається з автоматичної системи спалювання тирси та стружки (скорочено: система спалювання - СС) і відповідного водяного або парового котла.

Комплект СС складається з бункера, куди засипаються відходи, шнекового механізму, керованого автоматикою,