СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ЛЕСОСЕЧНЫХ ОТХОДОВ Российский патент 2008 года по МПК A01G23/00 A01G23/02 

Изобретение относится к области утилизации отходов, в частности к утилизации древесных отходов на лесосеке, и может найти широкое применение в лесозаготовительном производстве деловой древесины, при прокладке железных и автомобильных дорог, нефте- и газопроводов, высоковольтных линий электропередач через тайгу.

Общеизвестен простейший способ утилизации древесных отходов путем сжигания их в кострах и печах в зависимости от условий и места их накопления: в помещениях, подворье, на садовом участке, улице, в парке.

Способ имеет ряд недостатков:

- пожароопасен при разведении пожаров в ветреную погоду и в больших количествах отходов;

- неэкономичен при сжигании в кострах, тепловая энергия сжигания не используется;

- неудобен при сжигании в печах: мелкие отходы при загрузке в виде опилок, щепы и стружек рассыпаются и засоряют помещение, крупногабаритные отходы в виде палок, обрезков досок требуют их измельчения с помощью пилы или топора;

- непригоден для утилизации на лесосеках из-за неэкономичности и пожароопасности открытого огня.

Известен способ непрерывного получения брикетов топлива, предусматривающий заготовку исходного горючего сырья в виде опилок и связующего в виде парафина. Последний нагревают до плавления и смешивают с опилками в смесителе, полученную смесь охлаждают в холодильнике до температуры окружающей среды, при этом горячую смесь подают в холодильник непрерывным потоком и туда же подают воздух, температура которого ниже горячей смеси, воздух вступает в плотный контакт со смесью, принимая выделяемое ею тепло, нагретый воздух выводят из холодильника, а охлажденную смесь подвергают формированию с получением горючих брикетов (Патент США №4042349, кл. C10L, публикация от 16 августа 1977 г.).

Преимуществами способа перед общеизвестным являются возможность хранения брикетов в специальных условиях, полное использование тепла при сжигании, при аккуратном обращении не образует сора, удобен при сжигании брикетов в печах и каминах.

Недостатки способа заключаются в следующем:

- для хранения брикетов требуются специальные температурные условия;

- при сжигании брикетов в печи их запас необходимо держать как можно дальше от огня, чтобы не плавились;

- на руках при загрузке брикетов остаются следы парафина, что создает определенные неудобства;

- ненадежность транспортировки и перегрузки;

- необходимость постороннего связующего;

- непригодность для использования на лесосеке из-за необходимости доставки связующего на лесосеку и необходимости наличия мелких древесных отходов в виде опилок.

Известен способ утилизации древесных отходов, включающий их подбор, обрезку сучьев, раскряжевку крупногабаритной древесины, дробления ее и превращения в щепу, сортировку, газогенерацию для получения газа, питающего двигатель внутреннего сгорания самоходного шасси (Патент РФ №2097964, кл. 6 A01G, с приоритетом от 19.12.95 г.).

Способ имеет преимущества перед предыдущим, заключающиеся в использовании лесосечных отходов, в подготовке сырья для дальнейшей утилизации, в высоком технологическом уровне утилизации.

Однако способ обладает рядом недостатков:

- ограниченное использование отходов, находящихся только на поверхности почвы;

- неполный объем очистки лесосеки от древесных отходов;

- получаемый при утилизации продукции, например, газ непригоден для вывоза с лесосеки из-за его малой плотности;

- малый объем утилизируемых отходов;

- ограниченность применения получаемого при утилизации продукта;

- неполный объем очистки лесосеки от древесных отходов, с лесосеки убирается только то, что находится на поверхности почвы.

Несмотря на приведенные недостатки, указанное техническое решение, как наиболее близкий аналог, может быть принято в качестве прототипа.

Задачей предлагаемого изобретения является создание способа, обеспечивающего получение технического результата, состоящего в:

- полной очистке лесосеки от древесных отходов: корней, пней, вершин и ветвей вырубленных деревьев;

- подготовке почвы к лесовосстановлению и посеву семян пород деревьев, вырубленных при лесозаготовке, или других пород;

- полном цикле переработки древесных отходов с получением широкого спектра полезной продукции для различных отраслей хозяйства;

- получении продуктов, экономически выгодных для их вывоза из удаленных регионов от промышленных и жилых центров: топливных элементов (брикетов), древесного спирта, уксуса, канифоли и других;

- производительности, обеспечивающей окупаемость первоначальных затрат на оборудование по утилизации отходов.

Этот технический результат согласно предлагаемой заявке на изобретение достигается тем, что непосредственно на месте получения лесосечных отходов при заготовке деловой древесины удаляют все пни и корни срубленных деревьев из почвы, производят раскряжевку пней на части, сбор раскряжеванных пней, корней, ветвей и вершин срубленных деревьев и их измельчение, сортировку измельченной массы с отделением от основной массы частиц величиной, равной или более 10 мм, осуществляют сушку основной измельченной массы до влажности 8-10% и подают ее на прессование, производят прессование основной измельченной массы до температуры плавления древесной смолы для формирования древесных брикетов за счет собственной смолы, при этом часть измельченной массы, отделенной от основной, направляют на сухую перегонку для получения продуктов перегонки, причем полученную в процессе сухой перегонки тепловую энергию используют для сушки основной массы перед прессованием, а газ направляют в двигатели внутреннего сгорания для привода агрегатов комплекса утилизации лесосечных отходов.

Таким образом, предложенный способ позволяет непосредственно на лесосеке осуществлять полный цикл переработки древесных отходов с получением широкого спектра полезной продукции, используемой в различных отраслях хозяйства, и производить компактный и рентабельный вывоз с лесосеки произведенных продуктов: топливных брикетов, древесного спирта, уксуса, канифоли, дубящих веществ и др. Кроме того, весь цикл утилизации можно осуществлять за счет использования энергии, получаемой путем газификации тех же лесных отходов.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

На лесосеку выводят специализированный комплекс, состоящий из отдельных технологических агрегатов, установленных на самоходные шасси, например, с гусеничными движителями, который выстраивают в строго определенной последовательности технологического цикла по сбору лесосечных отходов, по подготовке сырья для брикетирования, прессования и формования древесных брикетов, сухой перегонки древесины. В процессе сбора лесосечных отходов, подготовки сырья, брикетирования, сухой перегонки, вспашки и посева комплекс перемещается по лесосеке, подбирая вершины и ветви деревьев, выкорчевывая пни и корни. Выкорчеванные пни предварительно подвергают раскряжевке на несколько крупных частей. Вершины деревьев обрабатывают, срезая с них ветви (сучья), стволы вершин деревьев вместе с раскряжеванными пнями и корнями перерабатывают в щепу, которую вместе с ветвями деревьев измельчают до величины частиц не более 10 мм. Поскольку по разным причинам при измельчении щепы и ветвей деревьев получаются частицы величиной, равной или большей 10 мм, древесную массу, состоящую из частиц древесины, подвергают сортировке, отделяя от основной массы частицы величиной, равной или большей 10 мм. Основную массу древесины высушивают до влажности 8-10%, например, аэрофонтанным способом. Высушенную древесную массу подают на прессование. В процессе прессования древесная масса нагревается в результате трения частиц между собой до температуры плавления древесной смолы. Древесная смола под действием давления выжимается из клеток древесных частиц и связывает их между собой. Древесная масса, перемешанная со смолой, формируется в брикеты. Остывшие на воздухе брикеты приобретают необходимую для транспортировки прочность и твердость. Плотность полученных брикетов обеспечивает экономическую целесообразность вывоза древесных отходов с лесосеки.

Измельченную древесину в процессе подготовки древесного сырья к брикетированию частично направляют на сухую перегонку древесины и, прежде всего, ту ее часть, которую отделяют при сортировке от основной массы древесины. Полученную в результате сухой перегонки тепловую энергию используют для сушки древесной массы перед прессованием, а газ частично используют для получения механической энергии с помощью двигателей внутреннего сгорания для привода пресса, агрегатов подготовки древесины к прессованию и получения электрической энергии, обеспечивающей комфортные условия работы и быта обслуживающего персонала. В результате сухой перегонки древесины помимо газа также получают полезные продукты: древесный спирт, уксус, канифоль и целый ряд других. Эти продукты и топливные брикеты пакуют, заливают в емкости и отправляют потребителям. Поскольку плотность получаемых продуктов выше, чем исходных древесных отходов, вывоз их с лесосеки экономически выгоднее, чем вывоз отходов в виде пней, корней, ветвей или щепы, полученной из них.

После удаления из почвы пней и корней и очистки почвы от завалов ветвей и вершин вырубленных деревьев землю вспахивают и специальным агрегатом засевают семенами вырубленных пород деревьев или других пород деревьев.

Таким образом, предлагаемый способ утилизации позволяет полностью освободить лесосеку от древесных отходов, непосредственно на лесосеке производить их прессование и получать топливные брикеты, а также продукты сухой перегонки и осуществлять их компактный вывоз с лесосек, что существенно снижает себестоимость работ по утилизации лесосечных отходов.

Способ предназначен для утилизации лесосечных отходов непосредственно на месте их получения при заготовке деловой древесины. Способ включает удаление пней и корней срубленных деревьев из почвы, раскряжевку пней на части, сбор раскряжеванных пней, корней, ветвей и вершин срубленных деревьев и их измельчение. Затем осуществляют сортировку измельченной массы с отделением от основной массы частиц величиной, равной или более 10 мм. Основную измельченную массу сушат до влажности 8-10% и прессуют до температуры плавления древесной смолы для формирования древесных брикетов за счет собственной смолы. Часть измельченной массы, отделенной от основной, направляют на сухую перегонку для получения продуктов перегонки. Полученную в процессе сухой перегонки тепловую энергию используют для сушки основной измельченной массы перед прессованием, а газ направляют в двигатели внутреннего сгорания для привода агрегатов комплекса утилизации лесосечных отходов. Предложенный способ обеспечивает полный цикл переработки древесных отходов с получением широкого спектра полезной продукции для различных отраслей хозяйства, полную очистку лесосеки от древесных отходов и подготовку почвы к лесовосстановлению.

Способ утилизации лесосечных отходов непосредственно на месте их получения при заготовке деловой древесины, включающий удаление пней и корней срубленных деревьев из почвы, раскряжевку пней на части, сбор раскряжеванных пней, корней, ветвей и вершин срубленных деревьев и их измельчение, сортировку измельченной массы с отделением от основной массы частиц величиной, равной или более 10 мм, сушку основной измельченной массы до влажности 8-10% и подачу ее на прессование, прессование основной измельченной массы до температуры плавления древесной смолы для формирования древесных брикетов за счет собственной смолы, при этом часть измельченной массы, отделенной от основной, направляют на сухую перегонку для получения продуктов перегонки, причем полученную в процессе сухой перегонки тепловую энергию используют для сушки основной измельченной массы перед прессованием, а газ направляют в двигатели внутреннего сгорания для привода агрегатов комплекса утилизации лесосечных отходов.