Энергия из коры: как правильно утилизировать древесную кору

На российских лесопильных и деревообрабатывающих предприятиях выход готовой продукции из круглого леса в среднем составляет от 40 до 45%, при использовании высокотехнологичного оборудования этот показатель можно довести до 50% или чуть выше. Остальную долю составляют отходы — горбыль, щепа, опилки, кора.

Не одно десятилетие лесопромышленники бьются над тем, чтобы найти способы их максимально эффективной утилизации, выгодной с экономической точки зрения и полезной с позиции экологии. На сегодняшний день наиболее популярное направление — производство биотоплива из древесных отходов. Но для изготовления топливных пеллет и брикетов в основном используют щепу и опилки, а вот процент применения коры низкий.

В зависимости от породы, возраста, участка ствола и других факторов кора составляет от 8 до 15% объёма древесины. Соответственно, на производстве её доля в отходах составляет в среднем 10–15%. Достаточно много, чтобы просто отмахнуться от этого сырья и вывезти в отвалы, где оно будет гнить, а может и стать причиной пожара — возгорания на свалках древесных отходов не редкость.

Сжигаем кору с умом

Самый очевидный вариант утилизации коры — сжечь её в котельной предприятия. Но и здесь не всё так просто. Кора в отличие от древесины обладает некоторыми специфическими свойствами, которые отражаются на процессе её горения.

В первую очередь, это высокая влажность — до 65%, а то и выше, особенно если лес был доставлен на предприятие методом речного сплава. Чтобы сжечь такое сырьё, его предварительно нужно высушить, а это означает дополнительные затраты на оснащение котельной.

Для обезвоживания коры используют механический способ — короотжимные прессы, или тепловой — кору высушивают на специальных сушильных установках. Обезвоживание в прессах имеет существенные недостатки: во-первых, удаление воды в них происходит только из лубяной части, и в зимний период с промерзшей корой такая процедура невозможна.

Кроме того, перед отжимом сырьё нужно предварительно рассортировать, чтобы в пресс не попали крупные куски и недревесные компоненты. Не идеален метод и с точки зрения экологии — вода, полученная после прессования, зачастую не соответствует санитарным нормам, и сбрасывать её можно только после очистки. Тепловой способ удаления влаги более энергозатратный, но зато после подсушки повышается теплота сгорания коры.

Это важно, поскольку такое сырьё обладает низкой теплотворной способностью (около 1,5–2,5 кВт/кг — почти в два раза ниже, чем у щепы) и низкой температурой горения — в районе 1000 °С (у щепы — около 1100–1200 °С). Плотность волокон в коре гораздо меньше, чем в древесине, и при том же объёме она содержит меньше веществ, которые при сгорании выделяют тепло. К тому же структура коры неоднородная, поэтому влажность распределяется неодинаково, в связи с этим и интенсивность горения невысокая.

Ещё один важный момент — перед сушкой кору необходимо измельчить, ведь изначально она очень неоднородна по фракционному составу. Использование измельчённой коры способствует её надёжному и устойчивому сжиганию. Кроме того, однородный фракционный состав коры удобен при перевозке пневмотранспортными установками.

Да и сушка такого сырья происходит равномернее. По опыту лесопромышленников, наименьшая степень измельчения коры требуется при сжигании в слоях — достаточно, чтобы размер кусков не превышал 100 мм. Если же сжигание происходит во взвешенном состоянии, то фракция должна быть более равномерной.

Много золы, мало тепла

К тому же при прямом сжигании коры обычно образуется много шлака. Причина — высокая зольность этого вида древесных отходов. В производственных условиях она составляет не менее 5% (у щепы обычно в пределах 3%). Проблема решается применением котлов, оснащённых подвижной колосниковой решёткой и автоматической системой золоудаления.

«На протяжении четырёх лет эксплуатирую котлы австрийской фирмы, подвижные колосники, автоматическая система золоудаления, подачи топлива и ещё целая куча всяких автоматических приблуд. Так вот, пробовали жечь кору еловую. Летом после окорочного станка она переплетается и превращается в один огромный шар, который очень проблематично разорвать и подать в топку.

Лиственничная кора горит нормально, подаётся без проблем, но в ней всегда есть камешки и прочая грязь, которая во время горения плавится и слепляется в огромный булыжник. Он пористый и не очень тяжёлый, но в систему золоудаления попасть не может. И вообще, кора — это практически одна зола и минимум тепла, котлы пашут на полную, а КПД минимальный, для сушильных камер очень плохо», — делится впечатлениями один из пользователей отраслевого интернет-форума.

Древесная кора действительно достаточно грязный продукт — в ней всегда содержится то или иное количество песка, грязи, глины и мелких камешков, которые налипают на кору ещё на лесосеке, а на производственной площадке, как правило, добавляется ещё некоторое количество мусора. Он плавится внутри топочного устройства, и этот шлак налипает на колосниковые решётки и стены топки. Из-за этого оборудование приходится регулярно чистить, а иногда и менять отдельные элементы, вышедшие из строя.

В современных котлах есть технологические хитрости и для решения этой проблемы. Производители обеспечивают понижение температуры в топочном устройстве, за счёт чего колосниковая решётка нагревается меньше, и её температура становится ниже температуры плавления загрязняющих частиц.

Отправить в переработку

Как видно, все проблемы решаемы, но это стоит определённых затрат. Поэтому в чистом виде кору на предприятиях сжигают всё-таки крайне редко, обычно её подмешивают к другим видам древесных отходов, а остальное направляют в переработку на производство топливных пеллет или брикетов.

Это одновременно позволяет повысить насыпную плотность материала и обеспечить сохранность продукции при транспортировке. Ведь для хранения пеллет нужно гораздо меньше места, чем для хранения коры, щепы и опилок, да и перевозить их намного проще, удобнее и экономически выгоднее.

Впрочем, и при переработке коры в пеллеты производители сталкиваются с теми же проблемами — чем больше коры и посторонних включений попадает в топливные гранулы, тем выше их зольность и шлакообразование, а следовательно, ниже качество. Поэтому важно найти оптимальный баланс, при котором процент содержания коры в готовой продукции не отразится слишком существенно на её свойствах.

Для производства пеллет кору также необходимо измельчить, и здесь требования к фракции строже, чем при прямом сжигании, — для успешного гранулирования подходит материал с размером частиц до 3 мм в длину и толщиной до 1–2 мм.

Текст: Мария Кармакова