Способ получения древесного топлива и способ его хранения

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДРЕВЕСНОГО ТОПЛИВА И СПОСОБ ЕГО ХРАНЕНИЯ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет(72) Авторы Федоренчик Александр Семенович Завойских Григорий Илларионович Леонов Евгений Анатольевич Ледницкий Андрей Викентьевич Протас Павел Александрович(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет(57) 1. Способ получения древесного топлива, включающий влажностную атмосферную подготовку древесного сырья в виде бревен-долготья путем складирования в штабеля с учетом их качественных показателей, распиловку бревен-долготья на коротье с раскалыванием толстомерного коротья на дрова, укладывание дров в контейнеры и получение топливной щепы путем рубки бревен-долготья или дров высокопроизводительными передвижными 12169 1 2009.08.30 рубительными машинами, отличающийся тем, что создают резервный запас топливной щепы в буртах определенной формы и размеров с обеспечением стабильности ее качественных показателей и частичной подсушки, а основную массу топливной щепы производят перед ее отгрузкой, причем создают резервный запас топливной щепы в буртах и производят основную массу топливной щепы с учетом их качественных показателей раздельно, при этом влажностную атмосферную подготовку древесного сырья в виде бревендолготья и частичную подсушку резервного запаса топливной щепы осуществляют путем сезонной территориальной смены мест штабелей для бревен-долготья с площадками под бурты щепы. 2. Способ хранения древесного топлива, полученного способом по п. 1, при котором осуществляют сезонную территориальную смену мест штабелей для бревен-долготья с площадками под бурты щепы. Изобретение относится к производству, временному хранению и поставке потребителю древесного топлива в виде щепы, пиленых и колотых дров и дровяного долготья и может быть использовано предприятиями лесного комплекса, государственными и частными фирмами, занятыми лесозаготовками, деревообработкой, производством и реализацией древесного топлива, биржами (цехами) подготовки топлива энергетических установок,электростанций и крупных котельных и др. Здесь под понятием топливная щепа имеется в виду измельченное в специальных рубительных машинах древесное сырье (низкокачественная стволовая древесина, тонкомерные деревья от рубок ухода, дрова и дровяное долготье, пни и корневая древесина, отходы лесозаготовок, лесопиления и деревообработки, кора и т.п.), удовлетворяющее установленным требованиям под понятием дрова топливная кусковая древесина, соответствующая 1 под понятием дровяное долготье неразделанные на стандартные длины дровяные отрезки стволов деревьев, кратные последним и подпадающие под определение сортиментное долготье (как правило, 3, 4, 5 и 6 м). Следует принять во внимание, что из всех вышеназванных трех разновидностей древесного топлива по форме предпочтение отдается топливной щепе, причем в перспективе ее удельный вес в общем объеме производимого древесного топлива превысит 90 . Известны способы получения и хранения древесного топлива в виде дровяного долготья и пилено-колотых короткомерных поленьев на нижних складах лесозаготовительных предприятий при вывозке заготовленного леса из лесосек в хлыстах, деревьях или сортиментах 2. При этом дровяное долготье (бревна длиной 3-6 м) получается в процессе раскряжевки хлыстов одновременно с производством деловых сортиментов в основном потоке выполнения лесоскладских работ и подвергается штабелевочно-погрузочным работам наряду с основной продукцией. Пилено-колотые короткомерные стандартные дрова вырабатываются в дополнительных (побочных) цехах переработки основной продукции(дровяном, тарно-дровяном, дрово-балансовом) и являются продукцией перерабатывающих потоков, подчиненных основному потоку лесного склада. Известны аналогичные лесные склады, на которых в группе побочных перерабатывающих производств второго уровня (в перечне дополнительных цехов переработки основной продукции) имеются цехи по производству технологической и топливной щепы 3-5, сырьем для которых являются короткомерные дрова и кусковые отходы лесоскладского производства. Во всех вышеназванных случаях основным оборудованием для выпиловки дровяного долготья является раскряжевочная установка (или пила) основного потока, формирование пачки для погрузки-перемещения осуществляет главное сортировочное устройство, штабелевку, погрузку для отправки потребителю или подачу на дальнейшую переработку - штабелевочно-погрузочный механизм, находящийся в основном лесоскладском потоке (консольно-козловой или башенный кран). 2 12169 1 2009.08.30 Дополнительные цехи переработки, в которых вырабатываются пилено-колотые короткомерные дрова, технологическая и топливная щепа (в том числе и балансы, тарные пиломатериалы, продукция ширпотреба и др.), являясь самостоятельными производственными потоками, имеют собственные системы машин, отличные от основного потока. Недостатком названных способов является территориальная и технологическая ограниченность производственных потоков по выработке древесного топлива, обусловленная второстепенной значимостью их по сравнению с основным производственным процессом лесного склада, имеющего главной целью обеспечение выработки, хранения и отгрузки потребителю высококачественных деловых сортиментов. Территориальная ограниченность, как правило, вынуждает размещать склады сырья и готовой продукции цехов по выработке древесного топлива на небольших стесненных участках, вмещающих по объему 2-5-сменный запас сырья и 10-20-суточный объем готовой продукции, что практически не позволяет соблюдать требуемый режим влажности сырья и щепы и способствует ухудшению качества топлива, а следовательно, и снижению стоимости реализуемой продукции. Наиболее близким решением к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения и хранения древесного топлива по технологической схеме лесного нижнего склада фирмы(Германия) 6, заключающийся в переработке низкокачественной стволовой древесины, полученной после раскряжевки на сортименты доставленных из лесосек хлыстов и образующихся на складе кусковых древесных отходов в дополнительном перерабатывающем цехе по производству технологической (топливной) щепы. Кроме основного потока по производству круглых лесоматериалов и цеха щепы, на складе имеются дополнительные перерабатывающие цехи лесопильный и дрово-балансовый. Недостатками этого способа являются территориальная ограниченность, не позволяющая сконцентрировать достаточное количество сырья и готовой продукции для обеспечения естественной просушки, невозможность раздельного складирования сырья и готовой продукции с учетом качественных показателей, большая разбросанность разных источников сырья по лесному складу в целом и соответственно повышенная трудоемкость сбора и доставки сырья к цехам производства древесного топлива, затрудненные условия использования современных передвижных рубительных машин, позволяющих измельчать в щепу дровяное долготье без предварительной разделки по длине, что, в конечном счете,приводит к увеличению трудоемкости изготовления продукции в пересчете на 1 м 3 и удорожанию себестоимости выработанного топлива. Задачей изобретения является получение древесного топлива и его хранение в едином территориально сконцентрированном технологическом потоке, обеспечивающем накопление максимального объема резервного древесного топлива (включая полуфабрикаты) на ограниченной площади, складирование сырья и продукции в штабелях и буртах требуемых форм, объемов и размеров, позволяющих осуществить естественную подсушку и улучшение (или сохранение) качественных параметров сырья и продукции, упрощение технологических связей между участками потока, выполняющими отдельные операции технологического процесса, использование современных высокопроизводительных передвижных рубительных машин, создание условий для взаимной смены мест размещения складов сырья и готовой продукции. Задача достигается путем осуществления способа получения древесного топлива,включающего влажностную атмосферную подготовку древесного сырья в виде бревендолготья путем складирования в штабеля с учетом их качественных показателей, распиловку бревен-долготья на коротье с раскалыванием толстомерного коротья на дрова, укладывание дров в контейнеры и получение топливной щепы путем рубки бревен-долготья или дров высокопроизводительными передвижными рубительными машинами, при котором создают резервный запас топливной щепы в буртах определенной формы и размеров 3 12169 1 2009.08.30 с обеспечением стабильности ее качественных показателей и частичной подсушки, а основную массу топливной щепы производят перед ее отгрузкой, причем создают резервный запас топливной щепы в буртах и производят основную массу топливной щепы с учетом их качественных показателей раздельно, при этом влажностную атмосферную подготовку древесного сырья в виде бревен-долготья и частичную подсушку резервного запаса топливной щепы осуществляют путем сезонной территориальной смены мест штабелей для бревен-долготья с площадками под бурты щепы. Задача достигается также путем осуществления способа хранения древесного топлива, при котором осуществляют сезонную территориальную смену мест штабелей для бревен-долготья с площадками под бурты щепы. Изобретение поясняется чертежом. Фигура. Технологическая схема лесного склада. На чертеже обозначены 1 - автодорога 2 - штабели дровяного долготья 3 - штабель деловых сортиментов, предназначенный для отгрузки по железной дороге 4 - подштабельные места для складирования и подсушки лесосечных отходов, кусковых отходов лесопиления и деревообработки перед рубкой в шепу 5 - бурт для складирования, хранения и подсушки резервного запаса щепы перед отгрузкой потребителю 6 - консольнокозловой кран 7 - приемная площадка участка по производству дров-коротья и щепы 8 пила для разделки дровяного долготья на коротье 9 - колун (гидравлический или механический) 10 - транспортер для выноса готовых дров на контейнерный склад 11 - контейнеры(контейнеры-обрешетки) для складирования и транспортировки дров 12 - железнодорожный вагон для отгрузки лесопродукции 13 - продольный транспортер для подачи дров и дровяного долготья в рубительную машину 14 - поперечный транспортер для подачи дровяного долготья в рубительную машину 15 - стационарная рубительная машина 16 высокопроизводительная передвижная рубительная машина 17 - автощеповоз 18 - колесный ковшовый погрузчик 19 - специализированный (или комбинированный) лесоперерабатывающий цех 20 - автомобиль-сортиментовоз с гидроманипулятором для самозагрузки и выгрузки. Способ получения древесного топлива и способ его хранения осуществляется следующим образом. Древесное сырье для производства топлива (низкокачественная стволовая древесина дровяное долготье, древесина от рубок ухода, лесосечные отходы, кусковые отходы лесопиления и деревообработки и др.), деловые круглые лесоматериалы для реализации потребителю и переработки и топливная щепа, изготовленная за пределами склада и предназначенная для хранения на складе, доставляются по автодороге 1 и соответственно укладываются в дровяные 2 и сортиментные 3 штабели, подштабельные места для отходов 4 и бурт для щепы 5. Принимая во внимание, что менее 10 топлива будет востребована потребителем в виде дров-коротья, а остальное отгружается в виде щепы, большая часть лесоскладской площади, предназначенной для укладки и хранения топлива, отводится под щепу и дровяное долготье. С учетом же известного факта, что стволовая древесина в состоянии естественной плотности занимает приблизительно в 2,5 раза меньший объем по сравнению с насыпной щепой, резервный запас древесного топлива большей частью создается в виде неизмельченного полуфабриката, для чего штабели круглого леса и кусковые отходы размещаются ориентировочно на 2/3 части отведенной площади. Разделение основной складской площади приблизительно на 3 равные участка -2 из них под штабели сырья, 1 - под бурт щепы создает благоприятные условия для регулирования влажностных режимов неизмельченной и измельченной древесины и древесных веществ,а также позволит осуществить замену участка складирования щепы на соседний - при наличии в щепе значительной доли зеленой фракции (при рубке в щепу свежесрубленных лесосечных отходов, содержащих много листьев, хвои, неодревесневших побегов, моло 4 12169 1 2009.08.30 дой коры) может возникнуть потребность регулировки температурного режима в бурте для предотвращения перегрева, что эффективно выполняется путем пересыпки щепы из одного бурта в другой (на фигуре - с левого крайнего участка на средний). Производство пилено-колотых дров-коротья осуществляется в зоне обслуживания консольно-козлового крана 6 путем подачи краном дровяного долготья из штабелей 2,расположенных между подкрановыми путями, на приемную площадку 7 участка по производству колотых дров и щепы, разделки на коротье циркульной пилой 8, раскалывания поленьев, требующих расколку, на колуне 9, подачи транспортером 10 готовых дров к контейнерам 11 и укладки в контейнеры для временного хранения и отправки потребителю погрузкой краном в вагоны 12 или автотранспорт. При необходимости производства топливной щепы из дровяного долготья, размещенного в штабелях 2 между подкрановыми путями краном 6 долготье подается на поперечный транспортер 14 и далее по продольному транспортеру 13 в рубительную машину 15. Для измельчения в щепу дрова из контейнеров 11 краном 6 выгружаются на поперечный транспортер 14 или непосредственно от колуна подаются на продольный транспортер 13 и направляются в рубительную машину 15. При наличии резерва мощности вместо стационарной рубительной машины 15 может быть применена имеющаяся передвижная 16. Основная масса топлива в виде щепы вырабатывается путем измельчения выдержанного (высушенного) до требуемых физических параметров дровяного долготья в штабелях 2 и древесных отходов на подштабельных местах 4 высокопроиводительной передвижной рубительной машиной 16, способной выработать за сутки количество топливной щепы,соизмеримое с максимальным объемом среднесуточной отгрузки (количество работающих рубительных машин определяется расчетом). В процессе работы передвижная рубительная машина 16, перемещаясь по проезжей части или свободному пространству между буртом щепы 5 и штабелями сырья 2, 4, разбирает штабели гидроманипулятором, подает бревна в режущий механизм и образующуюся щепу центробежным выгрузочным механизмом выбрасывает в бурт. При наличии щеповозного транспорта измельченная древесинаиз рубительной машины непосредственно грузится в емкость щеповоза. При складировании и хранении топливной щепы в буртах по определенной технологии можно добиться изменения температурно-влажностных параметров топлива в желаемую сторону. Для погрузки щепы из бурта в щеповоз 17, производства необходимых перемещений щепы по складу, придания нужной формы и размеров бурту в систему лесоскладских машин включается колесный ковшовый погрузчик 18. При необходимости более интенсивно осуществлять воздействие на температурновлажностные параметры сырья и готовой продукции с целью изменения качества топлива в положительную сторону часть склада от атмосферных осадков может быть защищена навесом или применено снимаемое пленочное покрытие. Переработка деловых сортиментов (лесопиление и др.) может быть организована в специализированном лесоперерабатывающем цеху 19. Доставка сырья и лесоматериалов из лесосек осуществляется сортиментовозами 20, оборудованными гидроманипуляторами для самозагрузки и выгрузки. Внутрискладские транспортно-переместительные операции дополнительно могут быть выполнены колесным погрузчиком 18 со сменными грузозахватными приспособлениями, а также сортиментовозами 20. Изобретение может быть применимо лесозаготовительными, лесохозяйственными предприятиями, специализированными фирмами, занимающимися заготовкой и реализацией древесного топлива, цехами подготовки твердого топлива крупных энергетических установок или группы котельных. Положительный эффект использования изобретения в перспективе может быть многократно усилен в результате реализации государственной программы замены импортных видов топливо-энергетических ресурсов на местные виды биотоплива, более 80 которых занимает древесное топливо. 5 12169 1 2009.08.30 Источники информации 1. Дрова. Технические условия СТБ 1510 - 2004. Введ. 01.07.2005. - Минск Белгипролес, 2005. - 14 с. 2. Редькин А.К. и др. Технологические процессы нижних складов и лесоперерабатывающих цехов. Альбом технологических схем Нижние склады Учеб. пособие. - М., 1980.- 77 с. 3. Коперин Ф.И. и др. Производство технологической щепы в леспромхозах / Под общ. ред. Ф.И. Коперина. - М Лесная промышленность, 1971. - 272 с. 4. Меньшиков Б.Е. Малые нижние лесопромышленные склады Учеб. пособие. - Екатеринбург Уральский гос. лесотех. ун-т, 2004. - 78 с. 5. Залегаллер Б.Г., Ласточкин П.В., Бойков С.П. Технология и оборудование лесных складов. - М. Лесная промышленность, 1984. - 352 с. 6. Редькин А.К. и др. Технология и проектирование лесных складов Учеб. пособие. М. Экология, 1991. - С. 124. (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 6