Как происходит пиролиз древесины?

Оборудование для переработки и измельчения древесины

Для получения конечного продукта из сырья древесного происхождения используется оборудование различных видов, включая:

• Тихоходные измельчители, использующиеся для производства щепы с размерами от 8 до 10 мм.
• Шредеры, служат для измельчения отходов древесины различного размера. В качестве основного элемента в них используются специальные режущие ножи.
• Горизонтальные шредеры. Обрабатывают длинномерные и короткие отходы.
• Брикетировочные прессы. Используются для изготовления брикетов, предназначенных для отопления.
• Силосы. Предназначаются для хранения, перевозки и разгрузки.

Так выглядит стандартный станок, предназначенный для измельчения древесины в щепу

Измельчители

Измельчители древесины представляют собой устройства, основным назначением которых является переработка древесины с дефектами и ее отходов типа горбыля, рейки, а также срезов и веток в щепу технологического назначения.

По типу строения рабочего органа данные агрегаты разделяют на следующие группы:

• Барабанные измельчители. (Включает машины ножевого, резцового и молоткового типа).
• Дисковые.
• Роторные.

По типу загрузки:

• Машины с горизонтальной
• и наклонной загрузкой.

По типу выгрузки:

• С верхней
• и нижней выгрузкой.

По характеру использования:

• Мобильные
• стационарные.

Молотковые дробилки

Молотковой дробилкой называется механическая машина дробильного типа, служащая для разрушения исходного древесного сырья посредством ударов молотков, зафиксированных на роторе, вращающемся с высокой скоростью или разрушения ткани дерева за счет ударов его кусков о плиту корпуса устройства.

Данный агрегат отличается множеством положительных характеристик, включая:

• Универсальность (может работать с отходами любого типа).
• Мощность. (возможна переработка сучьев с диаметром до 46 см).
• Безотходность.

Дробильные машины

Дробильными машинами для древесины принято называть специальное оборудование, использующееся для дробления и измельчения древесины и древесных отходов. Результатом такой переработки является щепа – древесные частицы небольших размеров, использующиеся по различному назначению.

Различают дробилки стационарного и мобильного типа, использующиеся в деревообрабатывающих цехах или на вывозе. Они могут иметь различную мощность, позволяющую этим агрегатам производить конечный продукт различного состава и фракций. Далее щепа используется в качестве топлива или для изготовления других продуктов.

На видео показана работа измельчителя древесины в щепу:

Закупаем оборудование

Один из наиболее перспективных и прибыльных способов переработки древесины – производство топливных брикетов или гранул).  После решения вопросов с регистрацией бизнеса, поиском земельного участка и помещения под производство и склады, необходимо приступить к закупке оборудования.

На рынке в большом ассортименте продаются станки иностранного и отечественного производства. Российское оборудование дает вполне качественную продукцию, но при этом его стоимость немного ниже.

Для производства пеллет (топливных гранул) понадобятся:

1. Щепорез (измельчитель) – цены колеблются от 180 тысяч до 2,3 млн. рублей.
2. Гранулятор (формирует гранулы из щепы и опилок) – стоит от 50 тысяч до 2 млн. рублей.
3. Сушилка – можно приобрести за 150 тысяч или 2,5 млн. рублей.
4. Упаковочный станок (гранулы продаются в стандартных упаковках) – стоимость от 80 тысяч до 2,5 млн. рублей.

Разумеется, выбор оборудования зависит от бюджета предпринимателя и предполагаемого объема производства. Чтобы не подгонять друг к другу разные станки и добиться большей производительности, рекомендуется приобрести готовую линию оборудования.

Расценки на промышленные линии таковы:

• стоимость линии мощностью 300 кг гранул в час – около 1 млн. рублей;
• линия мощностью 1 тонна/час обойдется в 8,5 млн. рублей;
• при мощности 4,5 тонны/час придется выложить 25 млн. рублей.

Для начинающего предпринимателя, который еще не наладил сбыт продукции, подойдет первый вариант. Если у бизнесмена имеется земельный участок и транспорт для самовывоза сырья, то практически все его вложения пойдут только на закупку оборудования.

Обработка древесины

Требования к древесным измельчителям

Чтобы установка отвечала желаниям владельца, при выборе нужно обратить внимание на следующие параметры:

• уровень мощности и производительности;
• степень шумности;
• эксплуатационное назначение;
• вес оборудования;
• конструкция рабочих элементов;
• габариты отверстия для загрузки сырья.

На небольшом участке, где не нужны профессиональные измельчители для деревьев, используют бытовую установку. Если обрабатываются площади, где растут взрослые растения, тогда оправдано использование прибора с большой мощностью.

Размеры оборудования связаны с мощностью. Чем мощнее, тем более громоздким будет агрегат.

Разнообразие видов дает возможность выбрать установку. Учитывая все параметры, можно найти агрегат для переработки тонких веток или толстых бревен в щепу, опилки или стружку.

Используя измельчитель для древесины, удастся избежать потери ценного сырья, необходимого для вторичного использования в виде бумаги, картона или мебельных плит.

Всё о садовом измельчителе Зубр — принцип работы, как пользоваться

Всё о садовых измельчителях — разновидности шредеров для веток и травы

Прием древесины и деревьев — способы переработки и использование

Садовый бензиновый измельчитель для веток — что это, как работает

Makita UD2500 — параметры и описание измельчителя веток для сада

Как сделать измельчитель травы и веток для дачи своими руками

О пиролизных котлах

Эта группа твердотопливных агрегатов отличается от традиционных котлов прямого горения наличием двух камер вместо одной. По задумке, в первичной камере сжигания идет процесс газификации твердого топлива при подаче недостаточного количества кислорода, а во второй – дожигание выделяющихся пиролизных газов при добавлении вторичного воздуха. Но так ли это происходит технология сжигания на самом деле? Чтобы это понять, надо рассмотреть конструкцию теплогенератора.

На данный момент существует 2 вида пиролизных котлов, разберем устройство каждого подробнее. Самая популярная конструкция – когда первичная топка находится над вторичной. Между ними имеется форсунка прямоугольного сечения, сделанная из огнеупорного кирпича

А теперь внимание: воздух в главную топку нагнетается с помощью вентилятора, частично попадая и в нижнюю камеру для дожигания газов. То есть, принцип пиролиза нарушен изначально, так как вместо ограничения по кислороду вентилятор создает его избыток

Что это дает? Полное и эффективное сжигание дров, так что и золы не остается. Но этому есть объяснение: сухое дерево не оставляет после себя золы, а только легкий пепел, половина которого просто выдувается вентилятором через форсунку в дымоход. По всем признакам данной конструкции можно присвоить название «котел верхнего дутья», поскольку вентилятор нагнетает воздух в верхнюю камеру. За счет этого возрастает температура горения, увеличивается выход газа, но он тут же сгорает, проходя через форсунку. Подобный алгоритм работы имеет мало общего с химической реакцией пиролиза.

Необходимость утилизации древесных отходов

Многие экологические объединения и неравнодушные граждане обеспокоены чрезмерной вырубкой лесов. Иногда рубка превращается в сплошную. Смена лесного ландшафта пустырем приводит к изменению климата и уровня грунтовых вод, гибнут лесные животные и птицы.

На пилорамах от 20 до 50% леса превращается в отходы. Остается неделовая древесина и после лесозаготовок. Часть мусора сжигают на месте, создавая опасность пожара, часть обрезков оставляют или вывозят на полигоны. Независимо от того, гниют древесные отходы на свалке или в месте образования, этот процесс расходует атмосферный кислород, создает беспорядок и не приносит пользы.

Благодаря переработке древесных остатков можно получить разную полезную продукцию, не вырубая деревья. Вывоз веток с мест лесозаготовки бережет лес от пожаров и размножения вредителей.

Собственный бизнес по переработке древесины

Открытие бизнеса по переработке древесины актуально в России в связи с ввод закона об обязательно обработке древесных отходов. Предприятия обязаны находить полезное применение для образующихся остатков, которые могут составлять до половины всего объема поступающего сырья. В случае невозможности самостоятельной обработки организации вынуждены обращаться к другим предприятиям для переработки отходов.

Несмотря на значительный объем образующихся отходов, технологии позволяют добиться 100% переработки. Бизнес по переработке может включать производственные участки, как по отдельному направлению, так и производить все виды обработки отходов. Возможные риски связаны с двумя группами факторов:

• слаборазвитая отрасль деревообработки в России. Большая часть сырья импортируется с минимальным уровнем обработки.
• нелегальные вырубки. Незаконные действия предприятий по деревообработке ограничивают легальные каналы поступления сырья.

Необходимое помещение и его расположение

Для снижения логистических затрат расположение производственной территории должно быть в радиусе 100 километров от мест вырубки или других источников поступления сырья.

Минимальный набор оборудования

Стандартный набор оборудования, позволяющий выполнять большинство операций по переработке, состоит из следующих элементов:

• дробилки;
• пресс;
• сушилка;
• упаковочная линия.

Минимальные затраты на обеспечение оборудованием составят примерно 1 миллион рублей за линию производительностью 54 тонны в месяц. Для такой линии потребуется 4-5 рабочих, способных обеспечивать работоспособность оборудования и необходимую выработку.

Каналы поступления сырья

Источниками поступления сырья выступают деревообрабатывающие предприятия – они способны обеспечить наибольший объем поступления сырья. Такая схема позволит сократить затраты на транспортировку из труднодоступных мест вала леса – эти расходы частично возьмет на себя поставщик вторсырья. Такой способ выгоден и тем, что дерево уже было подвергнуто некоторой обработке и сортировке, что упростит передачу сырья на этап переработки.

Сбыт вторичной продукции

Каналы сбыта зависят от характеристик и особенностей производимого продукта. Древесные плиты поставляются на мебельные фабрики или же из них сразу же изготавливается мебель, которая продается самостоятельно или через посредников. То же касается и поставок твердого топлива: угля и брикетов. Сжигание древесных отходов с выработкой тепла может обеспечивать не только производственную территорию, но и окружающую местность.

Переработка древесины состоит из многих ступеней, поэтому часть предприятий может закупать промежуточные продукты: опилки, щепу, кору. Эти продукты затем пойдут на изготовление конечных товаров для потребительской продажи.

Затраты на бизнес и возможная прибыль

Открытие бизнеса по переработке состоит из следующих этапов:

• регистрация;
• подготовка производственного помещения;
• сертификация продукции.

Также оплачиваются регулярные расходы, связанные с закупкой сырья, зарплатой рабочих, коммуникациями. Первоначальные затраты составят не менее 1,5-2,5 миллионов рублей. Бизнес по обработке дерева имеет короткий минимальный срок окупаемости – 6 месяцев.

Преимущества и недостатки

Мы создали таблицу, в которую включили наиболее популярные виды бизнеса по переработке отходов распиловки древесины, а также их преимущества и недостатки:

Вид бизнеса	Необходимое оборудование	Преимущества	Недостатки
Производство блоков из арболита и опилкобетона	Вибростанок и бетономешалка	Маленькие затраты и быстрый запуск	Продукция востребована лишь там, где строят бюджетное жилье и затруднен подвоз кирпича и блоков из других материалов
Производство ДСП, ДВП, Оргалита	Линия полного цикла	Все виды материала очень востребованы	Необходимы очень большие финансовые вложения
Производство топливных пеллет и брикетов	Гранулятор или пресс	Маленькие затраты и быстрый запуск	Сложно найти покупателей на готовую продукцию
Прессованные опилки для кошачьих и собачьих туалетов	Пресс	Маленькие затраты и быстрый запуск	Покупатели есть лишь в крупных городах
Получение пиролизного газа	Пиролизная установка	Готовый продукт можно использовать для нужд предприятия	Сложно найти покупателей на готовую продукцию
Получение биотоплива	Линия полного цикла	Готовый продукт можно использовать для нужд предприятия	Для продажи необходима очень дорогая лицензия
Выращивание грибов	Мешки и парогенератор	Минимальные затраты, востребованность по всей стране, а также возможность продать использованный материал как хорошее удобрение	Необходимы большие помещения с хорошей вентиляцией и стабильной температурой
Изготовление органического утеплителя	Линия полного цикла	Экологически безопасный материал	Очень дорогая линия, сложности с поиском покупателей
Фасовка по мешкам	Мешки	Не требует финансовых вложений	Почти нет прибыли

Как проверить качество спирта в домашних условиях?

Получив спирт у себя дома, можно проверить его на наличие примесей, проведя пробу Ланга. Нужны:

• 3 фракции одного спирта – головы, тело и хвосты;
• 3 колбы (сойдут и чистые баночки);
• крепкий раствор марганцовки (на 50 мл дистиллированный воды – 0,1 г перманганата калия);
• градуированная пипетка (шприц).

Делается это так:

1. В каждую из трех баночек добавляют по 0,4 мл марганцовки и доливают по 20 мл спиртовых фракций: в первую баночку – голов, во вторую – тела, в третью – хвостовых фракций.
2. Буквально в течение минуты происходят реакции: головы становятся светло желтыми, тело остается розовым, хвосты – коричневые.
3. Сразу по разведению засекают время и следят, через какое время образец с «телом» приобретет цвет семги:

• 10 минут – спирт первого сорта, не слишком качественный;
• 15 минут – высшего сорта;
• 20 – «Базис»;
• 22 – «Люкс».

Если же спирт приобрел цвет семги ранее чем через 10 минут, употреблять его внутрь опасно для здоровья.

Самый простой способ – капнуть на руку и растереть. Неприятный резкий запах свидетельствует о том, что спирт для употребления внутрь непригоден.

Что можно сделать из отходов древесины?

В быту, промышленности и сельском хозяйстве применяется огромный спектр продукции из древесины. Значительная часть товаров не потеряет в качестве, если производить ее не из первичной древесины, а из отходов деревообработки.

Строительные материалы из отходов деревопереработки

Щепа, стружка, опилки, мелкодисперсные частицы применяют для производства строительных плит с разными показателями прочности и водостойкости.

1. Из тонких стружек изготавливают ДСП – древесно-стружечные плиты. Их отличает прочность, простота обработки и низкая цена. С декоративным ламинированным покрытием получается ЛДСП – главныйматериал для производства корпусной мебели.
2. Тонкая широкая щепа идет на производство ОСП – ориентированно-стружечной плиты. Щепу укладывают в несколько взаимно-перпендикулярных слоев и проклеивают, благодаря чему достигается высокая прочность на изгиб. ОСП отличается долговечностью и относительно высокой влагостойкостью, применяется как для черновых, так и для чистовых строительных работ.
3. Мелкие опилки после переработки превращаются в ДВП – древесно-волокнистую плиту. ДВП применяют в строительстве и мебельном производстве.
4. Самые мелкие щепки прессуют в МДФ, которую применяют для производства мебельных щитов, стеновых панелей, корпусов акустических систем.

Плиты, спрессованные из измельченной древесины, и изделия из них, встречаются в каждом жилище. Из древесных отходов делают опилкобетон и арболитовые блоки. В частных домах опилками для утепления устилают полы чердаков и подвалов.

Производство древесного угля

Методом пиролиза производят топливо с высоким коэффициентом теплоотдачи – древесный уголь. По калорийности он приближен к каменному углю. Древесный уголь применяют в бытовых и промышленных котлах, медицине, металлургии, в садоводстве и фильтрах для воды. При горении он выделяет мало дыма и пара. Горит древесный уголь при температуре свыше 11000C.

Хвойный экстракт

При варке сосновой и кедровой коры, древесной зелени на дне емкости образуется осадок, который называют кубовым остатком. Его перерабатывают на хвойный концентрат. Полученный продукт богат биологически активными веществами, что делает его ценной пищевой добавкой в животноводстве. Ванны с хвойным экстрактом снимают усталость, повышают иммунитет. Пасечники применяют хвойный концентрат для лечения пчел.

Кормовая мука

После вываривания экстракта из хвои и коры остается 90% сырья. Его сушат и перемалывают в муку. Добавленная в корм в нужной пропорции, кормовая мука улучшает пищеварение животных. Еще древесная мука – отличный субстрат для грибов, грунт для рассады.

Удобрения

Сфера применения опилок в сельском хозяйстве довольно широка. Щепками отсыпают садовые дорожки, мелкие стружки хороши для мульчирования. После перекопки или вспахивания почвы с мульчей опилки облегчают структуру грунта. Перегнивая, они улучшают плодородие почвы.

Для получения качественного удобрения опилки засыпают в компостные траншеи или ящики вперемешку с землей или птичьим пометом. Содержащийся в добавках азот стимулирует активность бактерий, которые расщепляют древесную целлюлозу на питательные вещества. Вместо опилок для перегноя или мульчи можно взять измельченную кору. Получившийся компост повышает качество сильноминерализованных и суглинистых почв.

Применение в быту

На бытовом уровне пиролиз помогает решить следующие задачи:

• очистка духовки либо жаровни от липких жировых отложений, не поддающихся удалению механическим способом;
• получение древесного угля;
• отопление частного дома с помощью пиролизного твердотопливного котла.

Лучший метод вычистить сковороду – поместить ее в духовой шкаф, установить температуру 200…250 °C и выдержать в течение получаса. Без доступа кислорода произойдет деструкция отложений, останется лишь пепел, а пиролизные газы заберет кухонная вытяжка.

Древесные угли применяются для жарки барбекю, кузнечного дела и более экзотичных целей – заправки автомобильного газогенератора (как он работает, читаем в отдельном материале). Способ получения – выжигание древесных отходов внутри закрытой емкости, то есть, медленный пиролиз.

Целесообразность покупки и эксплуатации пиролизных котлов – вопрос довольно спорный. Что настораживает: даже продавцы, представляющие отопительное газогенераторное оборудование на известной выставке «Акватерм», неспособны толком разъяснить, что же такое пиролиз. Не верите – посмотрите видео:

Предлагаем подробно разобрать проблемы, связанные с пиролизными дровяными теплогенераторами.

Производство брикетов

Бизнес по переработке отходов можно ориентировать исходя из сфер применения остатков древесины. Как уже говорилось, это могут быть строительные материалы: кирпич, плиты, гипсовые листы. Но наиболее перспективным направлением считается изготовление брикетов для топлива. Дело в том, что их теплопроводность приближается к теплопроводности угля. Например, если при сгорании каменного угля выделяется тепла на 22 МДж/кг, то при сгорании древесных брикетов – 19 МДж/кг. Для сравнения, привычные дрова дают 10 МДж/кг. К тому же после сжигания брикетов остается минимальное количество золы и газа СО2.

Оборудование для такого производства потребует инвестиций примерно в 1 млн руб. как минимум. В этом случае бизнес-план включает в себя закупку такого оборудования:

• складское;
• упаковочное;
• формовочный пресс;
• агрегаты для измельчения, подсушивания отходов.

Как показывает практика, именно производство древесных брикетов помогает быстрее вывести этот бизнес на окупаемость. Дополнительно отходы можно сбывать в другие направления. Например, сельское хозяйство – активный потребитель древесных опилок.

Плюсы и минусы сжигания

Пиролиз мусора — процедура обезвреживания отходов путем высокотемпературного воздействия на них. Она подразумевает сжигание опасных объектов с помощью специализированных установок.

dina.ykt

energolesprom

waste.recyclung

ivgrun_cg

energolesprom

Для осуществления данной задачи требуется соблюдение некоторых условий: ограничение доступа кислорода в герметичную камеру, а также создание высокотемпературного режима внутри. Во время этого процесса продукты распадаются на молекулярном уровне. В результате получаются более простые соединения, которые полностью безопасны для природы.

Достоинства и недостатки технологии:

• продукты распада не выделяются в окружающую среду, что позволяет избежать распространения вредных веществ;
• полная безопасность для человеческого здоровья;
• сырье доступно для каждого и стоит недорого, его можно найти практически в любом месте, где проживают люди;
• на свалках имеется большое количество ресурсов для сжигания;
• есть возможность перерабатывать те типы мусорных отложений, которые не поддаются другим способам уничтожения;
• в процессе распада не образуются опасные вещества;
• продукты пиролиза можно захоронить без вреда для природы;
• уменьшение объема перерабатываемого материала в несколько раз;
• тяжелые и опасные металлы полностью превращаются в золу, что позволяет исключить вероятность их дальнейшего распространения.

• высокая стоимость оборудования и монтажных работ;
• сложность управления системой;
• требуется большое количество сотрудников, которые будут контролировать процесс.

Все недостатки пиролиза связаны с необходимыми для его осуществления ресурсами. Требуются большие расходы для обеспечения непрерывной утилизации, что могут позволить себе не все предприятия.

К каким материалам применима утилизация деревьев

Под понятие «утилизация деревьев» попадают такие категории древесных отходов:

• ветки кустарников и молодых деревьев, остающиеся после стрижки живых изгородей, формирования крон плодовых деревьев в пределах населенных пунктов и садоводств;
• древесина нетвердых пород, которая остается после санитарной обрезки деревьев и рубки леса, не подходящая для промышленного использования;
• мелкие отходы лесозаготовки: ветки, корни, сучья;
• отходы пилорам: горбыль, короткомер, стружка, щепа;
• древесные отходы с химической пропиткой: шпалы, столбы, строительные плиты из шпона и опилок;
• отслужившая деревянная тара: ящики, коробки, поддоны.

С необходимостью утилизировать древесные отходы сталкиваются не только коммунальные службы и деревообрабатывающие предприятия. Эта задача стоит перед любыми организациями, использующими фанеру или деревянную тару.

Утилизация древесного спила

Нередко приходится очищать двор или участок городской среды от ненужных деревьев. Старые растения угрожают ближайшим домам, машинам и прохожим: при порывах ветра крупная ветка или дерево целиком падает и наносит повреждения.

Больные и сухостойные деревья не выполняют озеленительную функцию, их нужно заменить на молодые посадки. Разросшиеся деревья могут создавать угрозу ЛЭП, нарушать нормы освещения помещений или мешать реконструкции участка. В таких случаях возникает необходимость утилизации спила деревьев.

Ещё до спиливания оценивают объем древесины и качество стволов, чтобы рассчитать более выгодный способ утилизации. Пригодные для изготовления досок бревна увозят на пилораму. Пиломатериал из таких деревьев идет на строительство сараев, из мелких досок делают колышки для подвязки саженцев.

Вам будет интересно!  Что относится и способы утилизации сельскохозяйственных отходов

Вывоз порубочных остатков с участка осуществляют в контейнерах. Для плотного размещения в таре стволы пилят на части. 2 средних дерева вмещаются в контейнер объемом 8 кубометров. Крупные бункеры объемом 20-36 м3 позволяют единовременно вывезти десятки деревьев. При объемах свыше 3-4 контейнеров привозят измельчитель и перерабатывают спил в щепки. Измельчение помогает вместить в контейнеры больший объем отходов.

Утилизация веток

Зачастую деревья спиливают не полностью: вырезают больные ветки, освобождают ЛЭП, проводят кронирование и декоративную стрижку посадок. Кусты и мелкие деревья стригут 3-6 раз за сезон для поддержания опрятного вида аллей. В процессе стрижки и обрезки образуются тонны веток. Измельченные срезанные части ложатся в контейнере плотнее, чем крупные ветви, и в емкость того же объема вмещается большая масса веток.

Когда срезанных веток много, их дробят в измельчающей машине. Полученную щепу применяют в садово-парковых работах:

• как мульчу, предохраняющую почву от пересыхания и разрастания сорняков;
• как удобрение и облегчение текстуры почвы;
• как декоративную посыпку грунта.