IV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2012

Утилизация древесных отходов всегда была большой проблемой руководителей лесозаготовительных и перерабатывающих предприятий. В настоящее время известно множество способов утилизации древесных отходов. В данной статье остановимся на некоторых путях использования дровяной древесины и древесных отходов, наиболее экономически целесообразных для большинства регионов России.

При заготовке древесины только в лесу остается до 25% биомассы. При дальнейшей переработке круглого леса также неизбежно образуются отходы в виде опилок, стружки, срезок, горбылей. Следовательно, при переработке такого ценнейшего природного сырья как древесина, половина от ее объема используется не квалифицированно. Одним из самых распространенных направлений переработки древесных отходов является их использование в качестве топлива (сжигание) с целью получения тепловой энергии. Однако, как правило, древесные отходы в виде опилок, мелкой щепы, стружки и коры неудобны для транспортировки, складирования и хранения. Высокая влажность древесных отходов не позволяет эффективно использовать их в качестве топлива без дополнительной подготовки. Далее будут представлены несколько направлений квалифицированного использования крупнокусковых и мелких древесных отходов.

Производство древесного угля

Получения древесного угля-сырца является самым лучшим способом утилизации древесины, образующейся на лесосеке при вырубке деловой древесины. Во-первых, перерабатываются отходы от вырубки, и происходит зачистка леса. Во-вторых, утилизируется бросовая мягколиственная древесина.

Традиционно древесный уголь получают пиролизом (разложением древесины без доступа воздуха) в специальных аппаратах. В соответствии с требованиями ГОСТ, древесный уголь может вырабатываться нескольких марок: - марки А (получаемый при пиролизе твердолиственной древесины); - марки Б (получаемый при пиролизе смеси твердо- и мягколиственной древесины); - марки В (получаемый при пиролизе смеси твердо- мягколиственной и хвойной древесины). Применение готового древесного угля напрямую зависит от породы перерабатываемой древесины. Повышенным спросом пользуется только уголь марки А, который применяется для производства активных углей, электроугольных изделий, кристаллического кремния, а также в качестве восстановителя в черной и цветной металлургии, угли марок Б и В - как бытовое топливо для каминов и жаровен. Возможно более квалифицированное применение низкосортного угля - в качестве сырья для древесно-угольных брикетов.

Производство древесноугольных брекетов

На предприятиях, занимающихся изготовлением древесного угля, скапливается большой объем мелочи, которая не находит сбыта и может быть переработана в брикеты. Древесноугольные брикеты представляют собой высококачественное топливо. Брикеты обладают большой механической прочностью, повышенной плотностью, высокой теплотворной способностью. Брикетирование древесноугольной мелочи производится с применением связующих веществ. В качестве связующего вещества применяют каменноугольные и древесные смолы и их пеки, продукты нефтепереработки, продукты переработки растительных материалов и прочие связующие вещества.

Брикетирование мелких древесных отходов

Одним из эффективных способов подготовки древесных отходов к утилизации является их брикетирование без использования связующего. Брикеты бывают двух видов: топливные и технологические (гранулы). Топливные брикеты могут использоваться для отопления в домашних печах и каминах, а также в заводских котельных и ТЭЦ. При сгорании теплотворная способность древесных брикетов составляет 4000 - 5000 ккал/кг. Прессование древесных отходов, с одной стороны, позволяет очистить территории предприятий, а с другой - решить ряд экологических проблем. Брикеты из древесных отходов и коры практически не содержат серы, поэтому в продуктах их сгорания отсутствуют SO2 и SO3, а содержание CO минимально. Кроме того, зола, образующаяся при сжигании брикетов, обладает свойствами эффективного калийного удобрения. В России квалифицированное использование гранул (пеллет) в промышленных масштабах пока невозможно. Существующие энергетические установки, работающие на традиционном виде топлива (уголь, газ, мазут), не могут "перейти" на гранулы, требуется замена или реконструкция оборудования. Вопросами создания производств по брикетированию древесных частиц сейчас занимаются многие, но все это сводится к покупке импортного пресса и его "привязки" к отечественному вспомогательному оборудованию, что очень удручает, так как в России имеется неплохой опыт по разработке технологии брикетирования и созданию брикетного оборудования.

Газификация

Газификация - это процесс превращения твердого топлива (древесины) в газ. Разработка техники и технологии газификации кусковой древесины, отходов ее переработки и отходов лесозаготовки с целью получения энергетического газа для котельных и дизелей очень интенсивно проводились в нашей стране в 50-60 годы прошлого столетия. Однако вследствие обеспечения леспромхозов и поселков дешевой электроэнергией до настоящего времени не получила должного развития. Сейчас остро встает вопрос о получении собственной электроэнергии. Промышленностью уже выпускаются дизельагрегаты, работающие на низкокалорийном газе и вырабатывающие электричество. В России разработан новый способ газификации древесины с получением генераторного газа с теплотворной способностью до 12 кДж/нм3, что в 2,5 раза выше по сравнению с известными в мире способами газификации древесины. Получаемый газ предполагается использовать в дизельэлектрических агрегатах, с целью обеспечения электрической и тепловой энергией лесных предприятий и поселков. В связи с необходимостью охлаждения газа для подачи его в дизель до температуры не выше 60оС вырабатывается тепло. Предполагается производить газогенераторные установки блочного типа в зависимости от нужд потребителя электроэнергии. Получаемый газ можно использовать для сжигания в бытовых и промышленных тепловых установках.

В заключение следует отметить, что для каждого этапа заготовки и переработки древесного сырья имеется свой оптимальный путь утилизации отходов. Изготовление топливных древесных и древесноугольных брикетов является наиболее перспективным направлением для использования древесной и угольной мелочи. Древесные брикеты по теплотворной способности не уступают бурому углю и могут его частично или полностью заменить при сжигании в котельных. Угольные брикеты могут заменить часть крупнокускового древесного угля, применяемого в промышленности, и каменноугольного кокса, используемого в металлургии при выплавке чугуна. Использование на предприятиях лесопромышленного комплекса установок по брикетированию и газификации позволит решить проблему использования нетоварной древесины и древесных отходов, сократить объемы древесных отходов, скапливающихся в отвалах деревоперерабатывающих предприятий, наносящих экологический вред близлежащим водоемам, обеспечить деревообрабатывающие предприятия и лесные поселки дешевой электрической и тепловой энергией, улучшить экологическую обстановку в России. К сожалению, предприятия не спешит внедрять новые технологии, позволяющие не только получить эффективное топливо, но и утилизировать древесные отходы. Это обусловлено как высокой стоимостью разработок, так и большими затратами на переоборудование и реконструкцию существующих производств.

 

Библиографический список

1. Ларичев, Л. Н. Основные проблемы природопользования в России XXI века [Текст] / Л. Н. Ларичев, Р. Г. Погребняк, А. П. Грудев. - М.: Налоговый вестник. - 2009.
2. Писаренко, А.И. О лесной политике России [Текст] / А.И. Писаренко, В.В. Страхов. - М.: Издателькое объединение «ЮНИТИ». - 2010.
3. Зиновьева, И.С. Современные пути устойчивого развития лесного сектора в России [Текст] / И.С. Зиновьева // Современные направления теоретических и прикладных исследований - 2008 : сборник научных трудов по материалам международной научно-практической конференции. Том 10. Экономика. - Одесса: Черноморье, 2008. - С. 73 - 75.

Код для цитирования: Скопировать