Химическая переработка древесины
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
т. е. безостаточное (если не считать золы) разложение древесины в газогенераторах. Процесс газификации- прямой. При прямом процессе поток газов направлен снизу вверх, воздух вводится ниже колосниковой решетки (на которой располагается древесное сырье - поленья, чурки или щепа), а образовавшийся генераторный газ отводится сверху. При прямом процессе (рис. 1.)
Рис.1 Схема прямого процесса газификации древесины:
1 -зона подсушки: 2 - зона пиролиза; 3 - зона горения; 4 - зона восстановления; 5 - зольник
движение газов происходит сверху вниз, воздух подводится немного выше колосниковой решетки, а генераторный газ отводится снизу.[4,20]
Воздух подается в газогенератор в ограниченном количестве, иначе уголь полностью сгорит до С. Вместе с воздухом можно вводить водяной пар; он реагирует с раскаленным углем, образуя окись углерода и водород, что повышает калорийность газа.
Сырой газ, получаемый при прямом процессе, содержит древесную смолу и уксусную кислоту, которые могут быть выделены в процессе очистки газа. При обращенном процессе в газе очень мало лесохимических продуктов, очищенный газ ранее применялся взамен бензина в лесовозных автомобилях, для чего на них устанавливали небольшие газогенераторы с упрощенной системой очистки газа.
.3 Дубильные вещества
Многие древесные растения содержат дубильные вещества в древесине или в коре; из них на дубильно-экстрактовых заводах получают водные вытяжки - дубильные экстракты. К основным дубильным веществам относятся: танин - ; маклурин или моринодубильная кислота - ; морин - ; кинодубильная кислота - ; эллагогендубильная кислота - и т.д.
Древесина дуба содержит 4-6 % дубильных веществ (таннидов), кора дуба и ивы 8-14, ели 7-12, лиственницы 8- 16 % - Кроме таннидов, в воде растворяются и недубильные вещества (нетанниды). Содержание таннидов в экстракте, выраженное в процентах от массы сухого экстракта, называют его доброкачественностью. Доброкачественность дубового и лиственничного экстракта равна 60-70 /о, ивового и елового 50-60 %.
Для получения дубильных экстрактов сырье измельчают и экстрагируют горячей водой в батарее диффузоров (экстракторов) по принципу противотока. Полученный разбавленный сок очищают и упаривают под разрежением. Дубильные экстракты могут выпускаться трех видов - жидкие, тестообразные и твердые. Их используют в кожевенном производстве для превращения необработанной шкуры животного в кожу, т. е. для придания ей гибкости, мягкости, стойкости против загнивания и против набухания в воде.
При экстракции дубовой древесины остается одубина с влажностью около 60%; ее используют для производства фурфурола или для переработки на картон. Еще более высокую влажность имеет проэкстрагированная кора. На ряде заводов ее отжимают на прессах и используют в качестве топлива.
.4 Аппаратура для процесса пиролиза
Пиролиз древесины осуществляют в ретортах. Реторта представляет собой цельносварной стальной цилиндр с внутренним диаметром 2,5-2,9 м и толщиной стенок 15 мм; имеет вверху загрузочное устройство для древесины и внизу конусную часть и выгрузочное устройство для угля. Общая высота реторты 25 м. Реторта оснащена четырьмя патрубками: первый, верхний, для вывода парогазовой смеси, второй для ввода теплоносителей, третий для отвода нагретых газов из зоны охлаждения угля, четвертый, нижний, для ввода холодных газов, охлаждающих уголь. Для обеспечения равномерного распределения теплоносителя по сечению реторты, а также для равномерного охлаждения угля в реторте установлены два изготовленных из листовой стали усеченных конуса: один - в зоне подвода теплоносителя, другой - в зоне отвода нагретых газов, прошедших слой угля
Применяемые для пиролиза древесины аппараты подразделяются по принципу действия - непрерывного, периодического, полунепрерывного действия и по принципу обогрева - аппараты с внутренним и наружным обогревом.
Наибольшее распространение в промышленности получили аппараты полунепрерывного действия, в которые древесину загружают периодически, небольшими порциями через определенные промежутки времени. Отбор парогазовой смеси осуществляют непрерывно, а выгрузку угля - периодически, порциями. В промышленной практике такие аппараты называют непрерывно-действующими. Аппараты с наружным обогревом. Подвод тепла к древесине осуществляется через железные стенки реторт, обогреваемые горячими дымовыми газами. Тепло к древесине от стенок внутри аппарата передается лучистым тепловым потоком.
Аппараты с внутренним обогревом. В этих аппаратах, получивших наибольшее распространение, тепло передается к древесине от теплоносителя при непосредственном контакте. Теплоноситель (горячие топочные газы) принудительно подается внутрь аппарата. При данном методе обогрева пиролиз древесины протекает в более мягких условиях, продукты разложения быстрее уносятся током теплоносителя из аппарата и лучше сохраняются от дальнейшего разрушения, однако концентрация продуктов разложения в парогазовой смеси в 7-10 раз меньше чем в аппаратах с наружным обогревом. Это обстоятельство является одним из основных недостатков в их работе. В аппаратах непрерывного действия все 4 стадии процесса пиролиза древесины протекают в одно и то же время: в верхней зоне аппарата - сушка, ниже - прогрев древесины до температуры разложения, в средней - разложение древесины, в нижней - прокаливание и охлаждение угля.
Пиролиз древесины в вертикальных непрерывно-де