Что такое пиролиз древесины

Пиролиз древесины

Что такое пиролиз древесины. Смотреть фото Что такое пиролиз древесины. Смотреть картинку Что такое пиролиз древесины. Картинка про Что такое пиролиз древесины. Фото Что такое пиролиз древесины

Пиролиз древесины еще называют сухой перегонкой. Этот процесс представляет собой разложение древесины в условиях высокой температуры в пределах 450 °C без доступа кислорода. Вследствие такого процесса получаются газообразные и жидкие (в том числе древесная смола) продукты, а также твердый материал — древесный уголь.

Технология пиролиза древесины

Пиролиз является одним из первых технологических химических процессов, которые известны человечеству. Еще в середине XII века этой технологией активно пользовались для получения сосновой смолы, которую применяли для пропитки канатов и просмолки деревянных кораблей. Этот процесс тогда называли смолокурением.

С началом развития металлургической отрасли, возник иной промысел, основанный на сухом пиролизе лесоматериалов, — углежжение. В этом процессе конечным материалом являлся древесный уголь. Началом распространения промышленного использования пиролиза дерева можно называть XIX век. Основным продуктом пиролиза в те времена была уксусная кислота. Сырьем служили лишь лесоматериалы лиственных сортов.

Процесс пиролиза основывается на разных свободно-радикальных реакциях термодеструкции целлюлозы, лигнина и гемицеллюлоз. Эти реакции происходят в условиях температур от 200 до 400°C. Пиролиз древесины является экзотермическим процессом, в ходе которого получается большой объем тепла (примерно 1150кДж/кг).

Технологическая схема пиролиза лесоматериалов состоит из таких этапов:

Наиболее длительной и энергозатратной стадией можно назвать сушку древесины до уровня влажности 15%. Сушка осуществляется в условиях температуры 130-155°C при помощи подвода внешнего тепла. При этом из лесоматериалов удаляется вода, а также меняются некоторые компоненты древесины.

Что такое пиролиз древесины. Смотреть фото Что такое пиролиз древесины. Смотреть картинку Что такое пиролиз древесины. Картинка про Что такое пиролиз древесины. Фото Что такое пиролиз древесиныПосле этого древесина уже начинает разлагаться. Происходит это в пределах температуры от 155 до 280°С. На этой стадии распадаются наименее стойкие ее составные части. При этом выделяются углекислый газ, окись углерода, уксусная кислота.

Далее температура поднимается до отметки 280-455°С. В этих условиях начинается испарение и образование основного объема продуктов разложения лесоматериалов. При этом происходит активное высвобождение тепла (экзотермический процесс) с выделением большого количества CO2, СО, CH4, эфиров, карбонильных соединений, углеводородов, уксусной кислоты, ее гомологов и метанола. В самом конце удаляется смола.

Затем начинается прокаливание древесного остатка. Температура поднимается более 500°С. Во время этого процесса выделяется и удаляется тяжелая смола, а также СО2, Н2, СО и углеводороды. Это и есть окончание пиролиза, а полученный остаток является древесным углем.

Объем полученных продуктов пиролиза древесины очень различается, все зависит от размера кусков лесоматериалов, температуры процесса, его длительности, а также уровня влажности сырья.

Устройства для осуществления пиролиза

Этот процесс протекает в ретортах. Реторта – это цельносварной металлический сосуд цилиндрической формы. Внутри он имеет диаметр от 2,5 до 2,9 м, а толщина стенок составляет 15 мм. Вверху аппарата есть загрузочное устройство для сырья, а снизу располагается конусная часть и выгрузочное устройство для угля. Реторта имеет высоту около 25 м. Реторта оборудована четырьмя патрубками. Через верхний патрубок выводится парогазовая смесь, через второй вводится теплоноситель, третий отводит нагретые газы из области охлаждения угля, а по четвертому, самому нижнему, вводятся холодные газы, которые охлаждают уголь.

Кроме этого по принципу обогрева бывают:

Что такое пиролиз древесины. Смотреть фото Что такое пиролиз древесины. Смотреть картинку Что такое пиролиз древесины. Картинка про Что такое пиролиз древесины. Фото Что такое пиролиз древесиныСамыми распространенными являются устройства полунепрерывного действия. В них древесина загружается периодически, малыми количествами через равные отрезки времени. Парогазовая смесь отбирается непрерывно, а выгрузка угля происходит периодически, порционно.

В устройствах непрерывного действия все стадии процесса происходят одновременно: в верхней части происходит сушка, далее — лесоматериалы прогреваются до температуры разложения, в средней части древесина разлагается, а в нижней — прокаливается и охлаждается уголь.

Быстрый пиролиз древесины

Довольно распространенной разновидностью пиролиза можно назвать быстрый пиролиз, в ходе которого тепловая энергия подводится к исходной смеси на высокой скорости. Весь процесс протекает без доступа кислорода.

Главные особенности быстрого пиролиза лесоматериалов:

Продукты пиролиза древесины

Сегодня для реализации процесса пиролиза лесоматериалов чаще всего используют лиственные сорта, однако иногда, в ходе комплексной переработки сырья, применяется и древесина хвойных сортов. Конечные продукты пиролиза и их количество зависит от вида древесины. К примеру, из березы можно получить:

Чем крупнее куски лесоматериалов, тем больше получается твердого остатка.

В ходе переработки жижки, осуществляется отстаивание древесной смолы, ее около 7-10%. В это же время происходят разнообразные превращения компонентов. Из смолы выделяют большое количество ценных продуктов. Чаще всего, это уксусная кислота. Ее получают методом экстракции, с дальнейшей ректификацией и тщательной химической очисткой. После этих действий получается пищевой продукт.

Среди газообразных продуктов пиролиза:

Технологии пиролиза древесины довольно разнообразны. Тем не менее, большая часть применяемых в мировой практике аппаратов полностью устарела и не отвечает всем современным требованиям. Помимо этого, необходимость в пиролизе лесоматериалов все время снижается, потому что уничтожать столь экологичное сырье довольно расточительно. В тоже время сегодня набирает популярность технология пиролиза опилок.

Источник

Пиролиз в бытовых твердотопливных котлах – мифы и реальность

Что такое пиролиз древесины. Смотреть фото Что такое пиролиз древесины. Смотреть картинку Что такое пиролиз древесины. Картинка про Что такое пиролиз древесины. Фото Что такое пиролиз древесины

Явление пиролиза всегда сопровождает горение твердого топлива в отопительных печах и котлах. Масштаб процесса зависит от двух факторов – режима сжигания и конструкции домашней теплосиловой установки. Предлагаем детально рассмотреть пиролиз древесины либо каменного угля, варианты его применения в промышленных и бытовых условиях. Цель — развеять мифы, придуманные продавцами и кустарными изготовителями дорогостоящего «пиролизного» оборудования, предназначенного для обогрева частных домов.

Что такое пиролиз — описание процесса

Теоретически можно сжечь любое вещество, включающее соединения углерода с водородом, например:

На выходе получите определенное количество тепловой энергии, зависящее от первоначальной влажности сжигаемой массы. Для описания процессов воспользуемся химической формулой:

Что такое пиролиз древесины. Смотреть фото Что такое пиролиз древесины. Смотреть картинку Что такое пиролиз древесины. Картинка про Что такое пиролиз древесины. Фото Что такое пиролиз древесины

Горение – это реакция быстрого окисления. В идеальных условиях каждый атом углерода соединяется с двумя частицами кислорода, а 2 атома водорода взаимодействует с 1 частицей кислорода. В результате образуются безвредные соединения – углекислый газ СО2 и вода. Последняя испаряется при нагреве, отнимая часть выделяющейся теплоты.

Важный момент. В реальных условиях далеко не все атомы водорода и углерода находят себе пару из-за недостатка молекул кислорода. Поэтому в состав продуктов горения входит небольшая доля вредных горючих соединений – угарный газ (СО), свободный водород (Н2) и углерод в виде сажи.

Пиролиз — это реакция разложения вещества, протекающая при нагреве и нехватке свободного кислорода. Указанный принцип используется в газогенераторных установках:

Справка. В условиях производства полученный синтез-газ направляется на подогрев той же емкости газогенератора.

Горение и пиролиз – 2 разных процесса, могущих протекать одновременно. Пример: во время интенсивного сжигания дров в топке котла образуется малый объем угарного газа, безвредного СО2 значительно больше. И наоборот, в режиме тления дрова выделяют много водорода и угара, часть которого успевает превратиться в СО2 — окислиться. То есть, все зависит от количества участвующего в реакции кислорода.

Влияние повышенной влажности

Большое содержание влаги в исходном материале одинаково пагубно влияет на реакции горения и пиролиза. Рассмотрим процессы на примере сжигания древесины:

Лучший показатель влажности для плодотворного сжигания либо разложения древесины в газогенераторе – 8…15%. В домашних условиях нереально добиться таких показателей, длительная сушка дров под навесом позволяет достичь 20—25% влагосодержания.

Справка. При изготовлении топливных пеллет и брикетов на заводе древесные опилки высушиваются до показателя 8—10%. Максимальная влажность готовых гранул – 15%.

Для чего используют термическое разложение

Сфера применения пиролитических процессов довольно широка:

Что такое пиролиз древесины. Смотреть фото Что такое пиролиз древесины. Смотреть картинку Что такое пиролиз древесины. Картинка про Что такое пиролиз древесины. Фото Что такое пиролиз древесины

Примечание. Здесь перечислены самые известные способы применения пиролитических реакций. В действительности вариантов использования гораздо больше. Википедия утверждает — процессы пиролиза до конца не изучены, многие проекты находятся на стадии разработки.

Для термического разложения в промышленности используются пиролизные печи и разнообразные реакторы. Выше на схеме показана газогенераторная установка, перерабатывающая деревянные отходы и опил в газообразное топливо. Главную роль здесь играет реактор прямого процесса сухой перегонки, где подготовленное сырье перерабатывается в синтез-газ путем медленного сжигания.

Важный нюанс. Перед загрузкой в пиролизную печку или газогенератор древесина всегда измельчается и просушивается до влажности 10% и менее.

В промышленной химии также используется технология быстрого пиролиза, когда реактор разогревается до температуры 700…900 °C в течение малого промежутка времени. Цель – увеличение производительности оборудования и ускорение переработки.

Применение в быту

На бытовом уровне пиролиз помогает решить следующие задачи:

Лучший метод вычистить сковороду – поместить ее в духовой шкаф, установить температуру 200…250 °C и выдержать в течение получаса. Без доступа кислорода произойдет деструкция отложений, останется лишь пепел, а пиролизные газы заберет кухонная вытяжка.

Справка. Существуют модели духовых шкафов со встроенной функцией пиролитической очистки. По окончании «прожарки» остается лишь протереть внутренние поверхности и выбросить образовавшуюся золу.

Что такое пиролиз древесины. Смотреть фото Что такое пиролиз древесины. Смотреть картинку Что такое пиролиз древесины. Картинка про Что такое пиролиз древесины. Фото Что такое пиролиз древесины

Древесные угли применяются для жарки барбекю, кузнечного дела и более экзотичных целей – заправки автомобильного газогенератора (как он работает, читаем в отдельном материале). Способ получения – выжигание древесных отходов внутри закрытой емкости, то есть, медленный пиролиз.

Целесообразность покупки и эксплуатации пиролизных котлов – вопрос довольно спорный. Что настораживает: даже продавцы, представляющие отопительное газогенераторное оборудование на известной выставке «Акватерм», неспособны толком разъяснить, что же такое пиролиз. Не верите – посмотрите видео:

Предлагаем подробно разобрать проблемы, связанные с пиролизными дровяными теплогенераторами.

Мифы о пиролизных ТТ-котлах

Главное конструктивное отличие газогенераторного отопителя от традиционного котла прямого горения – 2 камеры вместо одной. Между обеими топками устроена керамическая форсунка, воздух принудительно нагнетается вентилятором. Металлические стенки пиролизного агрегата защищены футеровкой из огнеупорного кирпича. Как он работает:

В действительности, образовавшийся синтез-газ начинает гореть еще в первичной топке, поскольку вентилятор подает избыточный воздух. Во вторую камеру направлен лишь факел пламени…и все. Дальше продукты горения движутся по жаровым трубам теплообменника, нагревают теплоноситель и улетают в дымоход.

Дополнение. Есть другая конструкция отопителей – без вентилятора, вторичная камера расположена вверху. С точки зрения пиролиза концепция неработоспособна, агрегат функционирует как обычный водогрейный котел на дровах, хотя стоит вдвое дороже классических аналогов.

Сторонники пиролизных теплогенераторов (к таковым относятся производители данного оборудования, продавцы и домашние мастера-умельцы) приписывают своим ТТ-котлам следующие преимущества:

Попытаемся разобраться в правдивости перечисленных утверждений. Момент первый: если топливник загружать сухими дровами (такие требуются согласно инструкции по эксплуатации отопителя), то после сжигания останется мелкий пепел. Создаваемый вентилятором и ускоряющийся в форсунке воздушный поток попросту выдует легкий остаток в дымоход.

Что такое пиролиз древесины. Смотреть фото Что такое пиролиз древесины. Смотреть картинку Что такое пиролиз древесины. Картинка про Что такое пиролиз древесины. Фото Что такое пиролиз древесиныИз-за принудительного нагнетания газов со стороны топки во вторичной камере остается лишь крупная фракция золы

Результат – практически пустой зольник, иллюзия полноты сгорания. Если заложить сухую древесину в классический ТТ-котел с турбонаддувом, получите аналогичный остаток – немного пепла на дне. То есть, полнота сжигания зависит от качества топлива, а не конструкции теплогенератора.

Замечание. Закладка сырых дров влажностью свыше 50% даст негативный результат в любом котле. Рассматривать подобные варианты бессмысленно.

Кратко дадим ответы на оставшиеся утверждения:

Вывод. Приобретение газогенераторной модели твердотопливного котла – затея весьма сомнительная. Агрегат втрое дороже обычных версий и вдвое тяжелее из-за футеровки. Самодельные теплогенераторы, как правило, надежнее и дешевле заводских, но чересчур громоздкие. По экономичности и другим характеристикам они не выигрывают у классических ТТ-котлов с турбиной либо цепным регулятором тяги.

Наше мнение подтвердит известный эксперт–практик в своем видеоролике:

Заключение

В целом пиролиз – явление довольно полезное, широко применяемое в промышленной химии. На бытовом же уровне пиролитические процессы используются нечасто, хотя генерация горючих газов происходит в любой дровяной печи или котле. Так что покупать дорогущие пиролизные модели бессмысленно.

Источник

Пиролиз древесины

Итак, друзья, сегодня хочется продолжить тему, которая была изложена в прошлой статье. Дело в том, что она заслуживает внимания. Пиролиз древесины имеет перспективу, и за рубежом ему уделен повышенный интерес. У нас же в стране, это довольно шаткое и медлительное внедрение, как в производство, так и в бизнес.

Что такое пиролиз древесины. Смотреть фото Что такое пиролиз древесины. Смотреть картинку Что такое пиролиз древесины. Картинка про Что такое пиролиз древесины. Фото Что такое пиролиз древесины

Знаю, что большинству лесорубов не понятен пиролиз и нет желания вникать в данную тему. Но, планы Бориса, по внедрению уникальных установок посредством утилизации порубочных остатков на лесосеках, заслуживают уважения, одобрения, внимания и целесообразности для лесного хозяйства и лесной промышленности. Представьте, например, сколько можно было бы сэкономить на очистке лесосек трудозатрат! Это самое не благодарное и нелюбимое занятие лесорубов! А лесное хозяйство? Проблема с лесными пожарами была бы значительно решена и с экологией, кстати, тоже.

Мне и самому было неинтересно и непонятно, да и технического образования у меня нет. Однако я понимаю, насколько внедрение пиролиза древесины в нашу лесную деятельность актуальна. В общем, читаем, анализируем и делимся своими доводами. Основную информацию взял из всемирной сети.

Пиролиз древесины

Процесс переработки древесины на всех стадиях сопровождается образованием огромной доли отходов. Во время сруба, очистки, подготовки к транспортировке образуются отходы в виде сучьев, корней, коры и щепы. Общий объем отходов в данном процессе составляет примерно 20% массы древесины. Переработка лесоматериала сопровождается более высоким уровнем потерь растительного сырья. В виде срезов, опилок, и других не используемых частей, древесина теряет еще 30-40% своей исходной массы. Основным видом утилизации отходов является сжигание или захоронение на свалке. В то время при применении различных химических и механических процессов из отходов можно извлечь ценное сырье для производства материалов, используемых в энергетической, металлургической, химической, строительной и других промышленностях.

Одним из эффективных методов утилизации древесных отходов является физико-химический процесс – пиролиз древесины. Технология заключается в воздействии на древесный материал высоких температур без доступа воздуха. Для осуществления пиролиза древесины не требуется сложное дорогостоящее оборудование и больших энергетических затрат. Что дает большой экономический потенциал коммертизации данного процесса.

История развития технологического процесса

Сам процесс пиролиза известен уже много тысяч лет своей простотой исполнения. Наскальные рисунки медного века из пещеры «Шове», возрастом около 7000 лет говорят о производстве древесного угля, используемого для выплавки металла. Документальные доказательства показывают, что с началом Бронзового века 5500 тысяч лет назад в Южной Европе и на Ближнем Востоке началось широкое распространение пиролиза для получения древесного угля, температура горения которого позволяла сплавить олово и медь с образованием более твердого металла – бронзы.

Пиролиз древесины, также известен как сухая перегонка древесины – процесс разложения древесного материала путем нагревания до 450-550 градусов цельсия в бескислородной среде, с образованием летучих низкоуглеродных соединений, жижки (древесной смолы) и древесного угля. Существует утверждение, что первое применение пиролиза древесины в промышленных масштабах началось в 16 веке в Швеции. Получаемую в результате процесса древесную смолу использовали для пропитки корабельных досок. Более высокая температура горения древесного угля в сравнении с каменным углем, его структурные особенности подтолкнули развитие металлургии.

В дальнейшем технология пиролиза нашла применение в нефтеперерабатывающей промышленности. В частности, импульсом к развитию послужили исследования российского химика А.А. Летнего. Его работы по изучению воздействия высоких температур на углеводород содержащие вещества заслужили всемирную признательность, а сама технология стала использоваться во многих областях промышленности. В военно-промышленном комплексе с помощью пиролиза добывали высокомолекулярное соединение толуол, используемый для изготовления тротила.

Процессуальные стадии пиролиза

Процесс пиролиза древесины подразумевает собой комплекс следующих мероприятий:

Из всех процессов наиболее ресурсозатратным предприятием является сушка. Обычно этот процесс при условии естественного осушения сырья занимает около одного года.

Физико-химический процесс пиролиза древесины

В настоящее время пиролиз представляет собой постоянно развивающийся крупномасштабный процесс переработки различного углеводородного сырья, на котором основывается весь органический и нефтехимический синтез.

Сам процесс пиролиза органических веществ до сих пор до конца не изучен и подвергается различным спорам в научной среде.

Данные кинетической энергии и ее компонентов при пиролизе древесины, найденные разными исследователями, так же претерпевают разногласия. Процесс пиролиза древесины можно разделить на три последовательные стадии:

Различные химические добавки позволяют снизить температуру активации пиролиза, тем самым уменьшают расход топлива для осуществления процесса. Так, при пропитке древесины двухпроцентным раствором серной кислоты с небольшим добавлением перекиси водорода температура начала реакции снижается с 250 до 150 ℃, а потребляемая энергия со 160 до 40 кДж/моль. С уменьшением энергоемкости процесса увеличивается рентабельность производства и качество древесного угля.

Промышленное оборудование для сухой перегонки древесины

Для осуществления процесса пиролиз древесины применяется специальное оборудование – реторта – цилиндрический сосуд, изготовленный из листового металла толщиной 1,5-2 см. В зависимости от масштабов производства различаются габариты реторты. Загрузка сырья происходит сверху через специальный загрузочный механизм. Снизу комплекса располагается устройство для вывода древесного угля. Термоподача и вывод газов осуществляется через 4 линии трубопровода. Через первый вводится теплоноситель, второй осуществляет вывод паров воды и углекислых соединений. Посредством третьего трубопровода отводятся нагретые газы. Последний применяют для охлаждения полученного древесного угля.

Что такое пиролиз древесины. Смотреть фото Что такое пиролиз древесины. Смотреть картинку Что такое пиролиз древесины. Картинка про Что такое пиролиз древесины. Фото Что такое пиролиз древесины

Реторты бывают трех типов действия: непрерывного, периодического и смешанного типов. Наиболее распространенный тип устройства – полунепрерывный. В таких агрегатах процесс отличается периодичностью загрузки сырья и выгрузки угля во времени, а газы выводятся непрерывно. В ретортах непрерывного действия все процессы пиролиза древесины проходят одновременно.

Существует также различие реторт по принципу подогрева. В одних тепло подается непосредственно вовнутрь камеры с сырьем, а в других используются специальные карманы корпуса реторты, куда подводится трубопровод с теплоносителем. В случае с первым принципом пиролиз проходит мягче, но выход продуктов реакции в 8-9 раз меньше.

Сырье в промышленном пиролизе древесины

В качестве сырья для пиролиза используется в основном специально заготовленная техническая древесина и образующиеся отходы. В зависимости от размеров сырья, вида растений, влажности и других особенностей различается выход готового продукта. Так, для производства высококачественного каменного угля используют крупные куски древесины.

По общепринятым в России стандартам вся древесина, предназначенная для промышленного производства древесного угля посредством пиролиза, разделяется на 2 группы:

IДуб, ясень, бук, береза, ильм, граб, клен
IIИва, тополь, ольха, липа, осина

Данный ГОСТ действует и поныне. Но данные, по которым принимают данную классификацию в настоящее время стали устаревшими и не поддерживаются современными требованиями.

Нынешние условия экономики требуют акцентироваться не на подборе сырья под технологию производства продуктов пиролиза, а совершенствовать методы процесса и находить технологии, позволяющие совершенствовать производство. Иначе высокие производственные издержки приведут к неконкурентной себестоимости древесного угля по отношению к другим видам промышленных восстановителей или импорту. Примечательно, что Бразилия, являющаяся лидером по производству древесного угля, перерабатывает деревья эвкалипта, выращиваемые на специальных плантациях

Оптимальный уровень влажности древесины должен находиться в диапазоне 15-20%. С увеличением коэффициента влажности увеличивается расход топлива, снижается выход и прочность угля. Поэтому перед переработкой древесину подвергают принудительной сушке в специальных заготовительных помещениях, с регулируемыми атмосферными условиями.

Подготовка сырья

В промышленности для переработки древесины путем пиролиза используют специально заготовленную технологическую древесину.

На заводы сырье поступает посредством железнодорожного или автомобильного транспорта. В зависимости от требований технологии и оборудования древесина разделывается на куски определенного размера. Отрезки бывают до 3-х метров.

Сбор и хранение сырья организуют в хорошо освещенных и благоустроенных помещениях, оборудованных системой регуляции температуры и влажности. Необходимым атрибутом подобных площадей является соблюдение правил противопожарной безопасности и наличие соответствующего оборудования. Хранят древесину в кучах объемом до 50 000 кубометров.

В древесине постоянно содержится влага. По содержанию воды она разделяется на три группы:

По опыту видно, что для древесины лиственных пород наиболее подходящий способ хранения в расколотом виде. Под кучи устраивают соответствующие приспособления и основания для проветривания. В случае отсутствия циркуляции воздуха древесина может подвергнуться гниению и разложению. Береза и осина с возрастом более подвержена гниению, и при не соответствующем хранении процесс гниения увеличивается. В результате древесина теряет массу в объеме и снижается коэффициент выхода готовой продукции. Более того древесный уголь в итоге получается мелким и не прочным.

Еще одним наиболее важным циклом в подготовке сырья является процесс распиловки и расколки бревен, с целью получения чурок определенного размера, соответствующего требованиям технологического оборудования. Для распиловки используют так называемые слешеры – многопильные станки, позволяющие производить распил нескольких бревен одновременно. Станки такого типа являются необходимым оборудованием для лесохимического предприятия. В целях максимизации производства слешеры оборудованы устройством сбора опилок и стружек, так же используемых в виде сырья на производстве.

Чурки диаметром более 14см и длиной 1м подлежат расколке с помощью гидравлического станка, состоящего из станины и дров колющего механизма.

Готовая продукция пиролиза древесины.

Основной задачей промышленного пиролиза древесины является добыча древесного угля. Помимо этого, в ходе процесса образуются не менее востребованные в различных отраслях мира вещества и химические соединения. В зависимости от природы древесины, физических свойств сырья и условий проведения пиролиза усредненные данные выглядят следующим образом:

Выход продуктов пиролиза древесины

Порода древесиныДревесный угольСмолаНизкомолекулярные соединенияГазыВода
Ель37,9%15,3%6,4%18,2%22,3%
Сосна38%16,7%6,2%17,721,4
Береза33,6%14,3%12,3%17%22,8%
Осина33%16%7,3%20,4%23,3%

Из приведенной таблицы видно, что наибольший процент выхода продукции занимает древесный уголь. В промышленности этот ценный ресурс применяется в качестве топлива, восстановительного реагента в металлургической отрасли, для производства кремния, сероуглеродов, применяемых в качестве катализатора в изготовлении каучука, в качестве сорбента в различных фильтрах для очистки газов, жидкостей, в фармацевтике для очистки лекарств и других областях экономики мира.

От вида древесины, используемой в производстве угля, зависят качественные и количественные свойства готового продукта. Так из древесины лиственных пород уголь получается более высокого качества, но в меньшем количестве, чем уголь, полученный от перегонки хвойных пород древесины. Образование уксусной кислоты так же зависит от разновидности пород древесины. У лиственных пород выход больше, чем у хвойных, и где-то посередине у мягколиственных. Кстати говоря, продукт пиролиза из коры деревьев обладает высокой зольностью, и было бы целесообразно добавлять ее к древесине. Однако в производственной практике окорку основного сырья не применяют.

Смола, также образующаяся как продукт пиролиза, представляет собой эмульсию из пироконденсатов полимерных органических соединений. По сути, это водный раствор малорастворимых высокомолекулярных углеводородов. Суммарно в жижке, как еще называют получившуюся смесь, содержатся следующие вещества:

Полезные соединения отделяются от общей массы путем последующей переработки жижки., посредством фракционного отбора компонентов и прочих химико-технологических процессов Наибольший полезный эффект дают лиственные породы деревьев. Так, вы­ход ук­сус­ной ки­сло­ты при пи­ро­ли­зе ли­ст­вен­ной дре­ве­си­ны со­став­ля­ет 4–7%, вы­ход ме­та­но­ла 1–2% от мас­сы су­хо­го сы­рья. При пи­ро­ли­зе хвой­ной дре­ве­си­ны вы­ход этих со­еди­не­ний в два раза ни­же.

Метан, выделяемый в процессе пиролиза, используется как возобновляемый источник энергии в производстве древесного угля.

Применение вторичных продуктов пиролиза

Помимо основного стратегического продукта пиролиза древесины – древесного угля, в процессе реакции получают ряд побочных веществ, нашедшие не меньшую потребность в промышленности. Из множества можно выделить следующие соединения:

Помимо описанных продуктов пиролиза древесины на выходе продуктов реакции присутствует масса других полезных органических и минеральных соединений, находящие широкое применение в непрерывно развивающихся отраслях промышленности.

Пиролиз древесины в домашних условиях

Многие «умные» домохозяйства используют технологию пиролиза для уменьшения затрат на энергетические ресурсы, одновременно решая проблемы утилизации мусора. В действительности же процессу пиролиза можно подвергать любые материалы и отходы различного происхождения. И получать полезные продукты в виде газа, смазочных материалов и конечно угля и углесодержащих компонентов. Те, кто дома отапливает посредством сжигания дров, могут сократить расход топлива, используя метод сухой перегонки древесины. За счет увеличения коэффициента полезного действия в виде вырабатываемых горючих газов и угля, сокращается расход заготовленного энергетического материала. В качестве сырья подойдут любые отходы, получаемые от деревообработки. Стружка, опилки, срезы древесины, все это является отличной основой для получения полезных продуктов. Далее мы разберем, как организовать процесс пиролиза древесных материалов у себя дома.

Умелые ручки при Пиролизе древесины

В домашних условиях в качестве оборудования для пиролиз древесины подойдут различные приспособления, имеющиеся под рукой. В качестве емкости подойдет обыкновенная железная бочка с крышкой или металлический шкаф. Главное условие, чтобы емкость была чистая от каких-либо химических соединений. Вокруг заранее вырытой ямы выкладываем кирпичи, образуя небольшой котел с поддувалом для огня. Сверху ставим емкость с прорезями для выхода сопутствующих газов. В случае необходимости сбора попутных газов придется соорудить специальный газоприемник с подключением к самодельной реторте, компрессору и емкости, выдерживающей высокие давления. Безопаснее всего, из-за взрывоопасности попутных газов распада при пиролизе, заказать подобное оборудование и специалистов, занимающихся профессиональной сборкой газоконденсирующего оборудования.

Далее в емкость загружаем сырье и поджигаем котел. После прекращения выделения газа оставляем емкость на 2-3 часа остывать. В итоге внутри емкости получаем древесный уголь или в случае перегонки опилок песок, которые можно использовать в хозяйственных нуждах. А также сажу, используемую в качестве углеродсодержащего удобрения в огороде.

В заключении о пиролизе древесины

Друзья, комментируйте, добавляйте свои замечания, предложения, соображения на тему пиролиза древесины.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *