ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Стендовые исследования и наладка комплексной установки для древесных отходов из "Слоевые методы энергохимического использования топлива" Создание первой промышленной энергохимической установки основывалось на длительном изучении процесса термического разложения древесины. Исследования проводились как в лабораторных условиях, так и на полупромышленных стендах. Особый интерес представляют результаты стендовых опытов, которые доказали возможность энергохимического комбинирования на базе скоростной топки с выработкой химических продуктов и последующим сжиганием коксового остатка, а также позволили накопить данные для расчета промышленных агрегатов. Существенную роль стендовые опыты сыграли в определении состава продуктов термического разложения древесины, получающихся в условиях топки-генератора. [c.52] Исследования процесса термического разложения древесины в топке-генераторе ЦКТИ были проведены на специальном стенде (рис. 16), сооруженном в котельной Ленинградского политехнического института. Стенд воспроизводил процесс в скоростной топке, отличаясь от промышленного устройства только размером в свету, который был равен 700 мм. Установка была рассчитана на расход топлива до 500 кг/ч. Загрузка топлива осуществлялась в верхнюю часть шахты при помощи шлюзового затвора, обеспечивавшего герметичность установки. Воздух в область горения подавался через две дутьевые зоны, расположенные на фронтовой стенке топки. [c.52] Вторая стендовая установка (рис. 17) принципиально не отличалась от первой и была рассчитана на производительность (по топливу) 7 кг/ч. Опыты на этой установке имели целью получение более четких значений выходов химических продуктов и выявление возможных соотношений в расходе топлива между химической и энергетической частями комплекса. Основной же задачей опытов являлось получение конденсатов в количестве, достаточном для исследования состава получаемых химических продуктов, и определение путей их переработки. В связи с тем, что первую промышленную установку было решено соорудить на канифольноэкстракционном заводе Вахтан , топливом для проведения опытов служила щепа проэкстрагированного пневого осмола, доставленная с этого завода. Загрузка топлива производилась периодически. После розжига в топке устанавливался определенный расход воздуха, соответствующий желаемому режиму горения. [c.54] Опыты на стенде проводились на разных режимах. Количество полученных химических продуктов и их выход в сильной мере зависели от количества теплоносителя, приходящегося на 1 кг топлива. С ростом отбора швельгаза при прочих равных условиях количество и выход химических продуктов возрастали. Значения выходов при различных режимах менялись (табл. 7) для кислоты в пересчете на абсолютно сухую массу древесины 1—4% и для смолы 6—27%. Такое различие в выходах было связано с изменением полноты разложения древесины при разных режимах опытов. [c.55] Результаты исследований показали, что из древесного топлива, сжигаемого в топке-генераторе, можно извлечь лесохимические продукты в количествах, практически не уступающих выходу, получающемуся при других способах термической переработки топлива. Даже при форсированной работе топки, т. е. при относительно малом времени пребывания топлива в шахте, обеспечивалось достаточно полное разложение древесины. Состав выделяющихся лесохимикатов несколько отличался от состава продуктов, получающихся при других методах термической переработки древесины (см. гл. 3). Полученные характеристики еще раз подтвердили возможность организации на этом принципе промышленной установки для энергохимического использования древесины. [c.55] Основные результаты опытов на стендовых установках приведены в табл. 6 и 7. [c.55] Для проверки схемы улавливания химических продуктов в Ленинградской лесотехнической академии была смонтирована еще одна полупромышленная установка с усовершенствованной аппаратурой для улавливания конденсата из газа. Исследования, проведенные на этой установке, явились завершающим этапом на пути создания первого промышленного энергохимического агрегата. На этой установке был выполнен ряд длительных опытов и получены химические продукты (смола, кислота) в количествах, достаточных для накопления первых производственных данных по извлечению лесохимикатов из паро-газовой смеси. [c.55] Учитывая неизбежность изменения влажности исходного топлива, а также изменения режима работы агрегата, следует предусмотреть возможность широкой регулировки количества газов, отбираемых из швельшахты. Для этой цели в газоочистном отделении должен быть установлен специальный газосос. [c.58] Во время работы агрегата в швельшахте, как правило, поддерживается некоторое избыточное давление во избежание подсоса воздуха. Это приводит к частичному перетоку горючих газов из швельшахты в топливный бункер, что вызывает необходимость создания надежного затвора, препятствующего этому перетоку шлюзовой или какой-либо иной механический затвор в эксплуатации себя не оправдал. Как отмечалось выше, газовый затвор можно осуществить при установке непосредственно над шахтой сушилки, работающей под давлением на отходящих дымовых газах котла. [c.58] Объектом для сооружения первого энергохимического комплекса был выбран канифольно-экстракционный завод Вахтан . Выбор этого завода обусловлен наличием на нем сухого топлива (проэкстрагированной щепы пневого осмола с влажностью около 11%), которое обеспечивало потребность предприятия примерно на 60—70% годового расхода. Топка-генератор была установлена под котлом НЗ Л-300, ранее работавшим с шахтно-ступенчатой топкой при паропроизводительности 8—10 т1ч. Установка топки-генератора позволила, помимо организации комбинированного процесса, значительно повысить паросъем с котла. В связи с этим выявилась необходимость в дополнительном топливе, в качестве которого употреблялись рубленые сырые дрова с влажностью 35—45%. [c.58] Общая компоновка котлоагрегата и вспомогательного оборудования в котельной завода Вахтан на первом этапе освоения комплекса представлена на рис. 18. На этом рисунке топка-генератор изображена без сушилки, ибо первое время агрегат работал как энергетический, поскольку газоочистное отделение не было готово. Подача топлива производилась от общего скребкового транспортера котельной отдельным ковшевым элеватором. Для отключения газоочистной системы от швельшахты на газопроводе, соединяющем швельшахту с газоочисткой, были установлены два тарельчатых клапана. При открытии первого клапана газ подавался в газоочистку. Второй клапан предусматривал сброс сырого газа через свечу в атмосферу. [c.58] Швельгаз из шахты удалялся через четыре ходка, расположенных на уровне верхней части наклонной фронтовой стены. Ходки соединялись общим газоотборным каналом, проходящим горизонтально по всему фронту шахты и примыкавшим к стояку, выводящему газ в газоочистку. Слой топлива в зоне горения кокса был ограничен с одной стороны зажимающей решеткой, а с другой — наклонной ступенью, выложенной на охлаждаемой водой трубе. [c.61] Общий вид топки-генератора после реконструкции изображен на рис. 20. Для ликвидации систематического забивания колосников сушилки на стороне выхода сушильного агента было решено перенести сушилку в топливный бункер, направив движение газов снизу вверх с выходом на поверхности рассыпания щепы в бункере. Для уменьшения уноса пыли была значительно увеличена поверхность свободного рассыпания щепы в шахте. С этой целью разделительный колодец был выполнен на охлаждаемых водой балках, пропущенных через всю ширину шахты. При этом рассыпание щепы и отбор газа происходили по кольцевому пространству. [c.61] После описанной реконструкции энергохимический комплекс эксплуатировался длительное время, выдав значительное количество продукции. В течение этого периода выяснилось, что проведенная реконструкция устранила не все дефекты установки. Мощность сушилки оставалась недостаточной для обеспечения необходимой степени подсушки топлива. Количество теплоносителя, подаваемого в швельшахту, было также недостаточно, что приводило к неполному термолизу. Кроме того, был выявлен серьезный недостаток конструкции — постепенное коксование шахты, что вызывало частые (раз в семь-десять дней) остановки котла для выжига накопившегося в шахте кокса. [c.62] Для выявления влияния количества отбираемого из шахты газа на величину выхода химических продуктов были проведены специальные опыты в широком диапазоне изменения количества отбираемого газа. Увеличение отбора газа приводило к росту подачи теплоносителя в швельшахту, в связи с чем повьппалась степень термического разложения топлива и увеличивался выход химических продуктов. Опытами было установлено, что при обеспечении подачи достаточного количества теплоносителя (которое, как указывалось, в общем зависит от влажности топлива, поступающего в швельшахту) выход химических продуктов соответствовал процессу полного термического разложения и составил по кислоте 2,5— 3,0%, а по смоле 15—20% в расчете на сухую массу древесины. Увеличение отбора газа сопровождалось повышением его температуры на выходе из шахты от 50—60 до 90—100° С, что должно было уменьшить ее коксование. [c.63] С целью увеличения количества паро-газовой смеси, отбираемой из шахты (при тех же тягодутьевых средствах), было решено понизить высоту слоя топлива в шахте. Для определения оптимальной высоты слоя и изыскания конструктивного оформления газоотбора был проведен ряд исследований. Для условий, имеющих место на заводе Вахтан , была найдена геометрическая конфигурация шахты, которая обеспечивала удовлетворительную работу установки. Эта конструкция (см. рис. 8) находится в эксплуатации до настоящего времени. Принцип ее работы и описание приведены в первой главе. [c.63] Как видно из рис. 8, конфигурация тракта для схода топлива по всей высоте топки-генератора от бункера до активной зоны горения оказалась довольно сложной. Такая конфигурация могла вызывать опасения, что топливо будет зависать, и поэтому требовала предварительной проверки. Сход топлива исследовался на холодных моделях, представлявших собой отдельные элементы топки-генератора, выполненные в половину натуральной величины. Окончательно выбранная конструкция была осуществлена в металле в 1952 г. и работает в этом исполнении до настоящего времени, обеспечивая бесперебойный сход топлива, типичного для экстракционных заводов. [c.64] В 1960 г. проведена реконструкция ясей котельной завода Вахтан с сооружением второго энергохимического агрегата на базе котла типа ДКВ-10-18. Оба котла оборудованы открытыми бункерами, топливо в которые поступает с транспортера вновь сооруженной топливоподачи. [c.64] Вернуться к основной статье