Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Ковернинский И.Н. -> "Комплексная химическая переработка древесины" -> 74

Комплексная химическая переработка древесины - Ковернинский И.Н.

Ковернинский И.Н., В.И. Комаров, СИ. Третьяков, Н.И. Богданович, О.М. Соколов, H.A. Кутакова, Л.И. Селянина Комплексная химическая переработка древесины: Учебник — Архангельск: Изд-во Арханг. гос. техн. ун-та, 2002. — 347 c.
ISBN 5-261-00054-3
Скачать (прямая ссылка): khp_drevesini.pdf
Предыдущая << 1 .. 68 69 70 71 72 73 < 74 > 75 76 77 78 79 80 .. 134 >> Следующая

Древесный уголь. Это твердый продукт пиролиза древесины -хрупкое, пористое вещество блестящего черного цвета с синеватым отливом в изломе, сохранившее в известной мере микро- (клеточные пустоты, поры) и макроструктуру (годичные кольца, сердцевинные лучи) исходной древесины.
Органическая масса угля состоит из углерода, кислорода и водорода, массовая доля которых в угле зависит от конечной температуры пиролиза. При повышении температуры пиролиза доля углерода возрастает, а кислорода и водорода падает. В угле содержится до 3 % минеральных примесей, главным образом оксидов и карбонатов калия, натрия, кальция; для него характерным является низкое содержание фосфора и серы.
Древесный уголь — высокопористое тело, общий объем пор достигает 75 % объема угля. Подавляющим видом пор являются макропоры (поры с эффективным радиусом более 100 нм), объем переходных пор и мик-ропор (пор с эффективным радиусом менее 1,5нм) невелик.
В связи с развитой пористостью истинная плотность угля (без пор) и кажущаяся (с порами) сильно различаются. Так, истинная плотность промышленных углей равна 1350... 1450 кг/м3, а кажущаяся в несколько раз ниже и зависит от породы древесины (например, для угля из березы равна примерно 350 кг/м3).
Химическая структура угля изучена слабо. Можно лишь сказать, что упомянутые выше изменения в элементном составе при повышении температуры пиролиза ведут к накоплению в угле углерода с sp2- и sp-гибридизацией, т. е. с двойными и тройными связями, и конденсированных ароматических структур. Несмотря на это древесный уголь относится к труднографитируемым материалам. Угли, полученные при 400...500 0C, рентгеноаморфны.
Древесный уголь - диэлектрик, удельное сопротивление угля, полученного при температуре пиролиза 400 °С, составляет около 109 Ом/м. При
189

повышении температуры пиролиза, по мере обогащения угля углеродом, электрическая проводимость увеличивается, сопротивление уменьшается.
Древесный уголь обладает парамагнитными свойствами, т. е. способностью будучи помещенным в магнитное поле поглощать электромагнитное излучение. Парамагнетизм обусловлен наличием в угле свободных радикалов, стабилизированных в твердой полимерной матрице угля, и парамагнитными свойствами полисопряженных систем, природа которых недостаточно изучена. Парамагнетизм — важное физическое свойство угля, так как наличием свободных радикалов и их реакциями определяется высокая реакционная способность древесного угля к низкотемпературному взаимодействию с кислородом и склонность к самовозгоранию. Концентрация парамагнитных центров в угле, полученном при 450 0C, составляет около 4•1O19 спин/г, или, другими словами, один парамагнитный центр приходится примерно на 1200 углеродных атомов.
3.1.2. Технологическая схема пиролиза древесины
На рис. 3', 1 приведена принципиальная схема производства на заводе пиролиза древесины. Количество получающихся продуктов по материальному балансу дается округленно. Масса 1 скл. м3 высушенных дров твердых лиственных пород при относительной влажности 20 % принята равной 450 кг, т. е. абсолютно сухой древесины в 1 скл. м3 содержится 360 кг. После пиролиза в реторте при обычной температуре 400...450 0C из этих дров получают 250 кг суммарного конденсата с содержанием кислот 22,5 кг (кислотность 9 %). Конденсация паров и охлаждение газов происходит в конденсаторе. Выход суммарного конденсата складывается из гигроскопической воды в количестве 90 кг и 160 кг дистиллята (44 % от а. с. д.), в который входит реакционная вода, кислоты и другие жидкие продукты пиролиза древесины. Выход угля из дров лиственных пород получается обычно в пределах 90...125 кг/скл. м3 (25...35 % от а.с.д.). При этом товарного угля получается обычно 80... ПО кг/скл. м3. Выход неконденсируе-мых газов составляет 20... 25 % от а. с. д., или 70...9O кг/скл. м3. Принимают 90 кг/скл. м3. Выход газов по объему колеблется обычно в пределах 60 ^/скл. м3 дров. Жижку. отстаивают в отстойнике. При отстаивании жижки плотностью 1,025 ... 1,035 г/см3 из нее выделяется слой отстойной смолы плотностью 1,05 ... 1,07 г/см3, не растворимой в воде.
190

360 кг adc. сухой древесины
Уголь 110 кг
/ ^ Неконденсирова иные
Суммарный
газы 60 м
конденсат 250 кг
Жижка 230 кг
t—?-1 »
Спирт-сырец
15 кг
-SS*
Отстойная смола
215 кг
Сточная вода 180 кг
Кислота 15 кг
Экстракционная ' смола 5 кг
:лаявода Щ JJ 15 кг
Растворимая смола
Рис. 3.1. Общая схема пиролиза древесины:
1 - реторта; 2 - конденсатор; 3 - отстойник; 4 - ректификационная колонна; 5 - испарители; б - узел выделения кислоты
Выход отстойной смолы может сильно колебаться в зависимости от условий пиролиза и обычно составляет 4...6 % от а. с. д. или 6...8 % от жижки в ретортах с внешним обогревом или до 30 кг/скл. м3 в вертикальных циркуляционных ретортах. В балансе выход отстойной смолы принят 20 кг/скл. м3. Если от отстоявшейся жижки отогнать в колонне спиртовую фракцию и в испарителях кислую воду, то в остатке получится растворимая (кубовая) смола в количестве 3...6 % от а. с. д., или 10 ... 20 кг/скл. м3. В балансе принято 15 кг/скл. м3. Больший выход отмечен в реторте с внутренним циркуляционным нагревом, в которой перерабатывают более сухие дрова, а выход смолы резко увеличивается при уменьшении влажности сырья и ускорении выноса парогазов из реторты.
Предыдущая << 1 .. 68 69 70 71 72 73 < 74 > 75 76 77 78 79 80 .. 134 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed