Вы вошли как ГостьПриветствую Вас, Гость
Главная » 2013 » Ноябрь » 20 » Основы переработки древесины пиролизом.
20:44
Основы переработки древесины пиролизом.

Как известно, все сложные органические вещества при нагревании без доступа воздуха подвергаются сложным деструктивным превращениям, в ходе которых образуются продукты с низкой молекулярной массой. Пиролиз древесины является наиболее древним из этих процессов, использованных человеком.

Нагревание древесины без доступа воздуха производится в больших металлических емкостях – ретортах. При разложении получается три основные фракции: древесный уголь (древесный пек), жидкие продукты пиролиза (жижка) и газообразные продукты. Последние два выделяются при пиролизе в виде смеси газов и паров, которые разделяют конденсацией в разделительной емкости. Газообразные продукты представлены в основном оксидами углерода и низшими углеводородами.

Древесный уголь низкотемпературного пиролиза получают при нагревании древесины до 450оС, при этом выход угля от массы древесины достигает 37-39% в зависимости от породы и качества древесины. В таком угле содержится: углерода 80-82%, водорода около 4%, кислорода и азота вместе 14-16%. При повышении температуры пиролиза всего до 500оС содержание углерода возрастает до 89%, при 600оС углерода уже 92%, и при температуре пиролиза в 1000оС углерода содержится 97% (1,5-2% остатка составляют минеральные соли и оксиды металлов).

Качество древесного угля определяется не только составом, но и плотностью упаковки структуры. При этом, 1 кубометр древесного угля должен иметь массу для березового угля нормальной влажности не менее 175 кг, осиновый уголь – 140 кг, сосновый уголь – 135 кг, еловый уголь – 120 кг. Меньшая плотность упаковки материала говорит о большом разрыхляющем влиянии пиролиза на материал, что приведет к крошению элементов в мелкую крошку и пыль при хранении и транспортировке.

Древесный уголь используется в различных отраслях промышленности. Основным потребителем древесного угля (до 30% по массе) является производство адсорбентов. Около 25% древесного угля расходуется на изготовление сероуглерода – ядовитого, но ценного растворителя. Еще около 25% угля потребляет металлургия для получения ферросплавов (ферромарганец, феррохром, ферросилициум и др.) которые необходимы для производства дешевых низколегированных сталей. Значительное количество угля расходуется на восстановление кремния, являющегося исходным сырьем для микроэлектронной и полупроводниковой техники.

Высокое содержание летучих продуктов пиролиза (уголь низкотемпературной обработки) способствует низкой адсорбционной способности угля и его склонности к самовозгоранию. Уголь низкотемпературной обработки используется в основном в качестве топлива для мангалов и для добавления в некоторые пиротехнические составы и другие энергонасыщенные соединения. Для угля, полученного при температуре 450оС, теплота сгорания равна примерно 30 МДж/кг. Высокое содержание летучих примесей (до 25-30% по массе) несколько роднит его по свойствам с торфом (в прессованном виде) и облегчает его розжиг.

Из других ценных продуктов пиролиза древесины можно назвать уксусную кислоту, большое количество которой используется для получения ацетатных групп в полимерах и для производства растворителей (самый знаменитый из которых этилацетат). Пиролизная уксусная кислота – основной источник уксусной эссенции для нужд консервной промышленности. Так же, уксусная кислота в больших количествах расходуется для получения многих видов продукции химической промышленности и применяется в очищенном и концентрированном виде в лабораторной практике для научной работы и химического анализа.

В пиролизной жижке содержится некоторое количество пирогенных смол. Пирогенные смолы подразделяют на растворимые в воде и отстойные. Первые представлены в основном соединениями фенольного и полифенольного ряда. Из них получают некоторые химические реактивы и производные фенолов (например, краски и фенолоформальдегидные смолы). Отстойные смолы представлены соединениями терпенового и ароматического ряда, для которых характерна высокая степень сопряженности ароматических циклов. Такие соединения отличаются высокой термической устойчивостью и плотной упаковкой разветвленной части молекул. Это делает их ценными антиоксидантами и ингибиторами многих процессов (кислотная коррозия металлов, полимеризация, низкотемпературное окисление бензинов и энергонасыщенных соединений и пр.), так как, они являются ловушками активных радикалов.

Легколетучие жидкости представлены в основном спиртами (метилового спирта до 85-90%). Так же, есть примесь альдегидов, кетонов, простых и сложных эфиров и пр. Газообразные продукты, как правило, не имеют промышленного значения и сжигаются в качестве топлива, давая тепло для котельной (технологический пар) и для проведения самого процесса пиролиза. Масса газообразных продуктов обычно составляет 15-20% массы а. с. д.

Категория: Древесина и деревопереработка | Просмотров: 2102 | Добавил: Chemadm | Теги: термолиз древесины, химия древесины, ЦБП, пиролиз | Рейтинг: 4.8/26
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]