<<Предыдущая
Режимные факторы процесса пиролиза
Переходя
к режимным факторам, мы рассмотрим зависимость процесса от скорости
обугливания, давления в аппарате, конечной температуры и среды,
окружающей элемент древесины. Скорость. На
основании лабораторных опытов можно сделать вывод, что скорость
процесса оказывает заметное влияние в основном на стадию распада,
проходящую в интервале температур 260-290 С. Интенсивная подача тепла в
это время при измельченной древесине ведет к повышению выхода смолы и
снижению выхода угля при практически не меняющихся выходах
низкомолеклярных продуктов: кислоты, метанола, альдегидов. Можно
предположить, что при медленном нагреве часть смолы коксуется на
поверхности угля, увеличивая его выход, и одновременно кислород,
находящийся в древесине, ассимилируется с водородом, давая воду, и с
углеродом - СО2. При быстрой гонке резко увеличивается выход газов и уменьшается выход угля и жидких дистиллятов. Большое влияние на выходы оказывает повышенное давление, образующееся при интенсивном нагреве внутри аппарата. Еще
сильнее влияет в этом случае скорость вывода продуктов пиролиза из
сферы реакции. Чем быстрее выводится смола, тем больше ее выход. Давление в аппарате.
Оно оказывает большое влияние на ход процесса термического распада.
Например, при изменении давления от 200 атм до 5 мм рт.ст выходы (на
абсолютно сухую лиственную древесину) угля и метанола падают от 34 до
20 % и от 3,1 до 1,2 % соответственно, но возрастает выход уксусной
кислоты и смолы. Одновременно при вакууме резко изменяется состав
жижки: в ней появляется большое количество редуцирующих веществ о
совершенно отсутствует осадочная смола. Эти зависимости в аппаратах
промышленного типа не используются, так как экономический эффект от их
осуществления не окупит технические осложнения, возникающие при
организации высокотемпературного процесса в металлических аппаратах в
условиях давления или вакуума. Конечная температура процесса.
Продукты, выделяющиеся при пиролизе древесины, образуются в широком
диапазоне температур. Каждый из продуктов имеет определенную
температуру начала образования, свой максимум и конец образования.
Максимумы подавляющего числа продуктов термического распада древесины
относятся к температурному интервалу, соответствующему экзотермической
реакции (выделение избыточного тепла). При этом существуют важные
температурные точки: 260 С, когда древесина становится бурой,
отдав конституционную и некоторое количество реакционной влаги, СО2,
муравьиной и уксусной кислот. 400 С, когда отделение основной массы жидких продуктов уже закончено. Дальнейшее
повышение темпратуры процесса (прокалка) приводит к отделению
небольшого количества (1,5-2%) тяжелых смол, значительно увеличивает
выход неконденсируемых газов и дает уголь с повышенным содержанием
углерода - до 90-95 %. Среда. Ход и результаты
пиролиза в значительной степени зависят от среды, в которой находится
нагреваемая древесина. Обычной, наиболее часто встречающейся на
практике средой является газовая, или точнее парогазовая. в реторте
древесина подвергается пирогенному распаду в слабом токе благодаря
естественной конвекции продуктов ее же распада. В установках типа
УВП-5 (распространенных у малого предпринимательства), древесина
нагревается дымовыми газами, содержание кислорода в которых сильно
понижено, газы проходя через толщу древесины отдают тепло до начала
экзотермической реакции, после чего важным критерием является
недопущение кислорода в пиролизную камеру во избежании перегрева и
разрушения печи. Несколько обособленно стоят процессы пиролиза,
протекающие в среде перегретого водяного пара, водной и высококипящих
нейтральных жидкостей. Разложение древесины в токе перегретого водяного
пара приводит к отщеплению метоксильных групп, резкому повышению выхода
летучих кислот и альдегидов, появлению в дистилляте веществ углеводного
характера, снижению выхода угля и полному отсутствию осадочной смолы.
Такие технологии используются преимущественно для изучения химических
процессов. Информация взята с сайта: http://www.uglezhog.com.ua/technologies
|