Комплексная химическая переработка древесины - Ковернинский И.Н.
ISBN 5-261-00054-3
Скачать (прямая ссылка):
214
При использовании одного технического углерода при температуре более 900 0C цементация идет очень медленно. Для ускорения процесса используются катализаторы - карбонаты щелочных и щелочно-земельных металлов, хлориды и цианаты этих металлов, а также некоторые органические соединения.
Лесохимической промышленностью выпускается карбюризатор дре-весно-угольный, представляющий собой зерна светло-серого цвета, состоящие из частиц угля с нанесенной на их поверхность смесью углекислого бария и крахмала или тапиокового декстрина.
Технологический процесс производства карбюризатора (рис. 3.12) состоит из следующих стадий: дробления и сортировки угля-сырца, обмазки угля углекислым барием, сушки и охлаждения сырого карбюризатора. Уголь-сырец измельчают на дробильных валках в три ступени, с промежуточным рассевом, сначала на куски размером 25...35 мм, затем до 15 мм и окончательно 3,5...10 мм.
Рис. 3. 12. Схема производства карбюризатора:
1 - бункер; 2 - опрокидыватель; 3 - транспортер; 4 - дробилки (I ступени, II ступени, III ступени, IV - доизмельчение); 5 - элеваторы; -б сортировка; 7 - бункер; 8-мерник; 9 - обмазочный аппарат; 10-барабанное сито; 11, 12-бачки; 13 - дозатор; 14 - смеситель; 15 - бункер; 16 - конвейер; 17 - топка; 18 - барабанная сушилка; 19 - конвейер-стабилизатор; 20 -~ приемник; 21 - весы; 22 - упаковочная машина; 23-циклон; 24 — труба
215
После отсева от мелочи, пыли и охлаждения уголь поступает в обмазочный аппарат типа бетономешалки. Для обмазки готовят суспензию углекислого бария в водном растворе крахмала. Затем карбюризатор сушат в горизонтальных вращающихся барабанах с помощью дымовых газов, температуру которых на входе в барабаны поддерживают в пределах 600... 700 0C Готовый карбюризатор аналогично древесному углю охлаждают воздухом в тонком слое на конвейере, что стабилизирует продукт и предотвращает его самовозгорание.
Расход крахмала на 1 т карбюризатора равен 10 кг, углекислого бария-215 кг. Углекислый барий - вещество 1-го класса опасности, ПДК его аэрозоля в воздухе рабочей зоны 0,5 мг/м3.
Согласно ГОСТ 2407-83 карбюризатор должен содержать, %: углекислого бария 20 ± 2, углекислого кальция не более 2, общей серы до 0,04, диоксида кремния до 0,2, летучих веществ не более 8 и влаги 4. Не менее 92 % карбюризатора должно при рассеве оставаться между ситами № 35 и № 100, масса крупных частиц не должна превышать 2 %, а мелочи на поддоне 6 %.
Предложен также древесно-утольный мелкозернистый карбюризатор, который представляет собой смесь древесного березового угля с размером частиц до 2 мм и массовой долей нелетучего углерода не менее 78 %, углекислого калия и активаторов процесса насыщения. По эффективности действия мелкозернистый карбюризатор полностью заменяет импортный карбюризатор типа «Park № 20» и обеспечивает скорость цементации 0,3 мм/ч. В отличие от карбюризатора, в состав которого входит углекислый барий, он не содержит ядовитых веществ. Производство такого карбюризатора в соответствии с ТУ 13-4000177-199-85 налажено на Сявском лесохимическом заводе.
Имеется карбюризатор, состоящий из 90 % древесного угля и 10 %, карбоната натрия. Недостаток этого карбюризатора - низкая скорость цементации, составляющая при температуре 900 0C около 0,1 мм/ч. С целью повышения скорости цементации в состав такого карбюризатора предложено вводить 5...25 % порошкообразного наводороженного железа или 3... 6 % карбамида в виде порошка или заменить обычный древесный уголь активированным углем.
3.1.7. Жидкие продукты пиролиза древесины, их получение и классификация
В настоящее время принято считать, что первичные процессы термораспада отдельных компонентов древесины в основе своей аналогичны
216
процессам термораспада их в изолированном виде. Существенного взаимного влияния компонентов древесины на процессы термического разложения, на выход и состав продуктов пиролиза не обнаружено.
Роль отдельных компонентов древесины в образовании жидких продуктов. Выход и состав жидких продуктов из отдельных компонентов, а следовательно, и из самой древесины неодинаков и зависит от их химического строения.
Гемицеллюлоз ы- один из трех основных компонентов стенки древесины, содержание их в древесине достигает 43 %. Гемицеллюлозы древесины лиственных пород по составу являются 4-о-ме-тилглюкуроноксиланами. Глюкуроноксиланы - это линейные полимеры из остатков 1-4-ангидроксилопиранозы, связанных ?-глюкозидной связью, к которым в положении C2 а-глюкозидной связью присоединены остатки 4-о-метилглюкуроновой кислоты и в положении Сг и Сз ацетильные группы. При пиролизе выделенного из тополя в атмосфере инертного газа кси-лана (температура 500 0C) в составе жидких продуктов обнаружены, % от массы ксилана: уксусная кислота - 10,3; фурфурол - 2,2; фуран - 2,2; ацетон и пропаналь - 1,4; метанол - 1,0; ацетальдегид - 1,0; оксиацетон - 0,5; З-оксобутанон-2 - 0,6; фенолы - более 1. Обработка ксилана минеральными соединениями, в т.ч. входящими в состав древесины, существенно изменяет выход жидких продуктов. Гемицеллюлозы древесины хвойных пород более термически устойчивы, чем лиственных. Однако и в том и в другом случае гемицеллюлозы наименее термически устойчивы и начинают разрушаться при температуре 175 0C Принято считать, что уксусная кислота образуется из ацетильных групп гемицеллюлоз, метанол - преимущественно из метоксильных групп. Содержание ксилана в древесине определяет выход фурфурола.
