Брикетирование некондиционного древесного угля Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

УДК 662.8

О.С. Пономарев, И.К. Гиндулин, Ю.Л. Юрьев

Уральский государственный лесотехнический университет

Пономарев Олег Сергеевич родился в 1986 г., в 2009 году закончил УГЛТУ, аспирант кафедры Химической технологии древесины УГЛТУ, 3 печатных работы, область научных исследований - термохимическая переработка древесины. E-mail: o [email protected]

Гиндулин Ильдар Касимович родился в 1982 г., в 2004 году закончил УГЛТУ, кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры Химической технологии древесины УГЛТУ, более 20 печатных работ, область научных исследований - термохимическая переработка древесины. E-mail: [email protected]

Юрьев Юрий Леонидович родился в 1950 г., окончил в 1972 г. Архангельский лесотехнический институт, кандидат технических наук, профессор, заведующий кафедрой химической технологии древесины Уральского государственного лесотехнического университета. Имеет более 60 печатных работ, область научных исследований - термохимическая переработка древесины. E-mail: [email protected]

БРИКЕТИРОВАНИЕ НЕКОНДИЦИОННОГО ДРЕВЕСНОГО УГЛЯ

В статье показана разработанная технология производства бытовых древесноугольных брикетов с минимальным расходом крахмала в качестве связующего материала, а также условия ее экономической эффективности.

Ключевые слова: древесноугольные брикеты, биотопливо.

На сегодняшний день при производстве древесного угля (ДУ) существуют несколько проблем:

- проблема утилизации отходов, таких как древесноугольная пыль и мелкая фракция угля (менее 12 мм);

- низкая плотность ДУ, которая в свою очередь является причиной низкой удельной теплотворной способности угля на единицу объема и высоких транспортных затрат на единицу массы угля. Хотя теплотворная способность единицы веса брикетов и угля почти одинакова (около 7000 ккал/кг), теплотворная способность единицы объема брикетов в 2-4 раза больше, чем у исходного угля [1];

- низкая прочность ДУ ограничивает область экономически эффективной транспортировки угля.

Эти проблемы решаются организацией производства древесноугольных брикетов (ДУБ).

Изменение удельных транспортных затрат при перевозке ДУБ и кускового ДУ при существующих тарифах на автотранспорте показано на рис. 1. Из графика видно, что перевозка ДУБ обходится примерно в 2 раза дешевле, чем перевозка кускового ДУ. Для обеспечения безубыточных продаж при существующих оптовых ценах внутреннего рынка расходы на транспортировку не должны превышать в среднем 4 руб./кг.

© Пономарев О.С., Гиндулин И.К., Юрьев Ю.Л., 2012

ISSN 0536-1036. И ВУЗ. «Лесной журнал». 2012. № 2

зо

о

200 600 800 1300 2000 3000 3600

Расстояние, км

•^Древесный уголь ^-Древесноугольные брикеты Рис I Расходы на транспортировку ДУ

На рис. 2 показан район безубыточных продаж в зависимости от места расположения производства ДУ или ДУБ. В качестве примера выбраны четыре точки производства: Санкт-Петербург, Краснодар, Екатеринбург и Хабаровск. Как видно из рисунка, производимые в Санкт-Петербурге брикеты, можно экспортировать в Норвегию. Швецию. Данию. Германию, Венгрию; производимые в Краснодаре брикеты - в Грецию, Италию, Словакию, Австрию, Кипр, Ливию, Египет, Израиль, Сирию, Турцию и Иран. Из Екатеринбурга можно экспортировать брикеты в Казахстан, из Хабаровска - в Китай. Южную Корею и Японию. Организация брикетирования ДУ дает возможность в четыре раза увеличить территорию безубыточных продаж, по сравнению с углем.

Нами предложена технология производства ДУБ. которая была внедрена на предприятии ООО «Нико» (г. Тавда, Свердловской области). ООО «Нико» является производителем древесного угля. В качестве связующего материала использовался крахмал. Прессование шихты осуществляли валковым прессом.

Сырье, в виде древесноугольной пыли и мелкого некондиционного угля, подается в измельчитель I. Далее измельченный уголь поступает в смеситель III. Крахмал, разведенный в небольшом количестве холодной воды подается в реактор 11. Далее в реактор поступает горячая вода и перемешивается с крахмалом с образованием клейстера. Полученный клейстер подают в смеситель III с измельчен-

Рис. 2. Район безубыточных продаж: / - граница безубыточных продаж ДУ. 2 - граница бсзубы

точных продаж ДУБ

104

ISSN 0536 - 1036. ИВУЗ. «Лесной журнал». 2012. № 2

IV

Ill

ным углем. Затем шихта поступает на прессование на валковый пресс.

Полученные таким образом брикеты имеют высокое качество и соответствуют ТУ 2455-00331235731-06. Кажущаяся плотность составляет 900 кг/м5. Брикеты выдерживают испытание на механическую прочность на сбрасывание с высоты 0,8 м [ 1 ].

Издержки производства ДУБ складываются из уровня цен на сырье и связующие материалы, затрат Рис. 3. Технологическая схема производства бри- на приготовление шихты и затрат кетов на ООО «Нико»: I - измельчитель. II - реак- на проведение брикетирования, тер-тор, III - смеситель, IV - валковый пресс, 1 - сырье, мообработку охлаждение и фасов-2 - раствор крахмала. 3 - горячая вода. 4 - клейстер, , т

5 - шихта ^ Основным фактором конкурен-

тоспособности ДУБ относительно конкурентоспособности кускового ДУ является низкий уровень издержек на сырье и связующие материалы [2]. ООО «Нико» производит 960 тонн ДУ в год. При этом образуется около 180 тонн отходов, в виде древесноугольной пыли и мелкого некондиционного угля, Капитальные затраты на линию брикетирования составили 1 млн. рублей. Чистая прибыль - 940 тыс. рублей за год. Окупаемость примерно I год.

Предлагаемая нами технология имеет следующие преимущества:

* возможность безотходной термохимической переработки неликвидной лиственной древесины;

* снижение себестоимости ДУБ за счет сокращения расходов на покупку связующего и сушку брикетов избыточным теплом печи для производства древесного угля.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Цейтлин Л.И. Древесноугольные брикеты / Л.И. Цейтлин. М.-Л.: Гослесбумиздат, 1960. 66 с.

2. ЮрьевЮ.Л. Древесный уголь. Справочник / Ю.Л. Юрьев. Екатеринбург: Сократ, 2007. 184 с.

Поступила 08.09.10

O.S. Ponomaryov, I.K. Gindulin, Y.L. Yuriev

Ural State Forestry University

Efficiency of charcoal briquets production

This article presents the engineered technology of the fuel charcoal briquets with minimized content of starch as a binding material. Economical feasibility of the developed technology has been assessed.

Key words: fuel briquette, charcoal, starch, energy, binder material, heating capacity, transportation costs.