АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ СПОСОБЫ УТИЛИЗАЦИИ ДРЕВЕСНЫХ ОТХОДОВ



В статье рассмотрены основные и альтернативные способы утилизации древесных отходов. Приведены основные типы газогенераторов, их недостатки и пути устранения этих недостатков.

Ключевые слова:  опилки, горбыль, газогенератор.

Существует ошибочное мнение, что вреда от горбыля и опилок для природы и для человека совсем немного.

Однако это далеко не так, поскольку гниющие древесные отходы с течением времени превращаются в целый набор ядовитых соединений от муравьиной кислоты и фенолов до бензопирена - сильнейшего канцерогена, опасного для всего живого. Кроме того, достаточно небрежно брошенной спички или окурка, чтобы в сухую и жаркую погоду начался пожар.[1,с.96]

Отходами производства называются остатки сырья, материалов и полуфабрикатов, образующиеся в процессе производства основной продукции и утратившие частично или полностью потребительскую стоимость исходного сырья и материалов.

Отходы при производстве пиломатериалов делятся на: кусковые и мягкие,  к кусковым относятся обапол, горбыль, выход которых составляет от 2 до 25% соответственно, к мягким относятся опилки, их выход может достигать 14%.

Рассмотрим основные способы утилизации

Опилки – древесные частицы, образующиеся как отходы пиления, разновидность измельчённой древесины. Длина частиц опилок зависит от типа и технологических параметров режущего инструмента, в результате работы которого они образованы.

Одним из способ утилизации опилок , служит получение пеллетов.

Пеллеты - это цилиндрические спрессованные опилки от лесопиления и деревообработки.

Технология производства довольно проста. Оборудование для комплексов по производству пеллет  является довольно мобильным, его легко развернуть практически в любом месте с минимальными издержками. Опилки (или другие отходы) загружаются на подвижную линию и поступают в дробилку. Здесь крупные щепы перемалываются до состояния однородной массы. Следующим этапом является сушка. После того, как достигается необходимая влажность фракции, она подается в бункер, из которого поступает в аппарат для прессования. На выходе получаются готовые пеллеты или брикеты, в зависимости от типа установленной линии. Они, как правило, бывают диаметром 6—8 мм и длиной менее 50 мм.[3,с.34]

Древесные гранулы высокого качества, (белые и серые) являются экологичным видом топлива, используются для отопления жилых домов путём сжигания в котлах, печах и каминах.

Еще один способ утилизации опилок, применение их в строительстве.

Арболитовые блоки – это материал, который активно используется в малоэтажном строительстве. Если говорить о его составе, то он состоит из опилок (деревянной стружки) и цементного раствора обычно серии М-200, М-400.  Арболитовые блоки целесообразно применять в малоэтажном строительстве или  например при возведении дома на ленточном фундаменте.

В состав арболитовых блоков входит цемент, отходы деревообработки (в основном щепа), модифицирующие ингредиенты ускоряющие процесс отвердения и обеспечивают защиту материала от гниения и размножения бактерий.

Построенные дома из арболита не требуют отделки стен утеплителями, так как обладают низкой теплопроводностью. Арболит экологически чистый, не поддающийся гниению материал, обладает звукоизоляционными и противопожарными свойствами. Обычно арболитовые панели применяют в качестве утеплителя ограждающих конструкций. У данного материала есть недостаток – это высокое водопоглощение. По этой причине фасады построек требуют дополнительной отделки облицовочными материалами.[2,с.71]

Древесноволокнистые и древесностружечные плиты – материал, формируемый из волокнистой массы с последующей тепловой обработкой. Исходным сырьем служат неделовая древесина и отходы лесопильного и деревообрабатывающего производств. Плиты можно получать из волокон лубяных растений и из другого волокнистого сырья, обладающего достаточной прочностью и гибкостью.

Также  что стоит отметить переработку горбыль.

Горбыль – боковая часть бревна, имеющая одну пропиленную, а другую непропиленную или пропиленную не на всю длину поверхность, с  не нормируемой толщиной и шириной тонкого конца.

Кроме прямого сжигания, горбыль подвергается измельчению, что повышает технологичность его применения, как в отопительных печах, так и для дальнейшей его переработки.

Измельчение проводиться на дробильных  машинах (стационарного или передвижного типа). После этих машин получается технологическая щепа, которая  сама по себе является объектом производства и может быть использована в различных отраслях промышленности

Получение тепловой энергии из отходов деревообработки

Котлы длительного горения – новая разновидность надежных отопительных устройств, при эксплуатации которых используется твердое топливо.

Принцип работы котлов заключается в том, что дрова или торф тлеют в топке. Процесс этот максимально замедлен в силу ограниченной подачи кислорода. По сравнению с обычным горением, в котлах длительного горения тление происходит в гораздо большем объеме и в бункере образуется газ высокой теплотворной способности, который дожигается в камере сгорания.

В котле длительного горения сгорает все, а в трубу уходит нетоксичный, негорючий дым. В качестве топлива чаще всего используют дрова, торф, уголь.

Мощность котла может достигать 40-50 кВт, а время работы на одной загрузке определяется качеством топлива и может достигать 72 часов.

К минусам котлов длительного горения можно отнести довольно жесткие требования по влажности топлива – не более 20%.

Получение альтернативной энергии из отходов деревообработки

Растущая цена на энергоносители заставляет более пристально обратить внимание на отходы лесопереработки, как на источник альтернативной энергии.

Получение которой возможно с помощью газогенератора.

Газогенератор – устройство для преобразования твёрдого или жидкого топлива в газообразную форму. Наиболее распространены газогенераторы, работающие на дровах, древесном угле и тд.

Получаемые в газогенераторе газы называются генераторными. Горение твёрдого топлива в газогенераторе в отличие от любой топки осуществляется в большом слое и характеризуется поступлением количества воздуха, недостаточного для полного сжигания топлива (например, при работе на паровоздушном дутье в газогенераторе подаётся 33–35% воздуха от теоретически необходимого). Образующиеся в газогенераторе газы содержат продукты полного горения топлива (углекислый газ, вода) и продукты их восстановления, неполного горения и пирогенетического разложения топлива (угарный газ, водород, метан, углерод).

В генераторные газы переходит также азот воздуха. Процесс, происходящий в газогенераторе, называется газификацией топлива. Если в обычных твердотопливных котлах управлять процессом горения практически невозможно, то в газогенераторах производительность регулируется от 30 до 100%. Обеспечивается более полное сгорание отходов деревообработки и сельскохозяйственной продукции (опилки, лузга семечек и т. д.), использование газогенератора позволяет сократить выбросы в атмосферу.

Газогенератор позволяет газифицировать твёрдое топливо, что делает его использование более удобным и эффективным, будь-то отопительный котёл, двигатель внутреннего сгорания.

Существуют три основных типа газогенераторного процесса: прямого, обращённого и горизонтального. Также известны и газогенераторы двухзонного процесса, которые представляют собой комбинацию прямого и обратного процессов.

Преимущество прямого процесса — простота исполнения. Недостаток — большое содержание влаги и смол. Данный недостаток можно устранить, используя очищенное топливо: древесный уголь или кокс.

Обратный процесс имеет самое меньшее содержание смол потому, что газ разложения топлива проходит самую высокотемпературную зону «окисления», что приводит его к практически полному разложению. На практике исполняется немного сложнее, чем прямой.

Горизонтальный процесс имеет умеренное количество смол. Газ разложения проходит зону восстановления, но часть его не полностью разлагается, Преимущество — простая конструкция.

Водяной пар подается отдельно от газа обдува, предварительно разогретым , в зону восстановления. Генераторный газ при этом имеет большую калорийность  но общая тепловая мощность установки падает, поэтому в тепловых котлах подача пара не используется.

Газогенераторы различаются системой загрузки топлива и отбора золы. Беспрерывная система подачи и отбора более технологична, часто используется в промышленности (в основном на лесопилках)

Применение газогенератора совместно с электростанцией, позволит обеспечить производство дешевой электроэнергией.

Газогенераторы имеют ряд технологических недостатков, устранение которых позволит повысить эффективность их работы и расширить сферу применения

К ним относятся:

Обеспечение устойчивой работы двигателя электростанции на переходных режимах, при увеличении  нагрузки.

Реализация возможности управления процессом газификации

Возможность утилизации сыпучих отходов

Пути устранения этих недостатков

Использования принципа параметрического регулирования рабочего процесса в плоскости фурменного пояса.Газогенератор данного типа отличается от традиционных  газогенераторов  наличием  индивидуального подвода воздуха к каждой дутьевой фурме, это позволяет не только повысить эффективность процесса газификации в газогенераторе за счет подогрева воздуха, подаваемого в реакционную зону через фурмы, но и при помощи системы электромагнитных клапанов изменять число задействованных фурм, поддерживая постоянной скорость истечения воздушного факела из фурмы при различных режимах работы газогенератора .[5,с.6]