Пиролиз Древесины

(сухая перегонка древесины), разложение древесины при нагр. До 450 0C без доступа воздуха с образованием газообразных и жидких (в т. Ч. древесной смолы )продуктов, а также твердого остатка -древесного угля. Сухая перегонка древесины - один из первых процессов хим. Технологии. Начиная с 12 в. Ее широко использовали в России для выработки сосновой смолы (служит для просмолки деревянных судов и пропитки канатов). Этот промысел носил назв. Смолокурение. С развитием металлургии возник другой промысел, также основанный на сухой перегонке древесины, - углежжение с получением древесного угля. Начало пром. Применения П. Д. Относится к 19 в. Сырьем являлась только древесина лиственных пород, гл. Продуктом - уксусная к-та. Для осуществления процесса в настоящее время обычно применяют древесину лиственных пород (напр., березы), реже (гл.

Обр. При комплексной переработке сырья)-древесину хвойных пород. При пиролизе древесины березы (влажность 10-15%) получают 24-25% древесного угля, 50-55% жидких (т. Наз. Жижка) и 22-23% газообразных продуктов. Чем больше размер кусков древесины, взятой для пиролиза, тем крупнее твердый остаток, хотя в результате неравномерной усадки сырья и бурного выделения летучих продуктов происходит растрескивание обугливающегося материала и образуется до 20% мелкого угля с размером частиц менее 12 мм. Полученный древесный уголь после сортировки по размеру кусков направляют непосредственно потребителю или на переработку. При хранении и переработке жижки отстаивается древесная смола (7-10%) и одновременно протекают многочисл.

Превращения ее компонентов. Из смолы выделяют широкий ассортимент ценных продуктов. Отстоявшаяся жижка имеет плотн. 1,025-1,050 г/см 3 и содержит 6-9% по массе уксусной к-ты и ее гомологов, 2,5-4,5% метанола, 5-6% соед. Разных классов (альдегидов, кетонов, сложных эфиров и т. Д.), 4,5-14% р-римой древесной смолы и 67-81% воды. Уксусную к-ту извлекают из жижки чаще всего экстракцией и путем ректификации и хим. Очистки перерабатывают в пищ. Продукт. Газообразные продукты (неконденсирующиеся газы) включают диоксид (45-55% по объему) и оксид (28-32%) углерода, водород (1-2%), метан (8-21%) и др. Углеводороды (1,5-3,0%). Состав неконденсирующихся газов зависит от конечной т-ры пиролиза, скорости и способа нагрева (с внутр.

Или наружной циркуляцией теплоносителя - обычно топочных газов, получаемых при сжигании топлива и неконденсирующихся газов). Теплота их сгорания колеблется от 3,05 до 15,2 МДж/м 3. Перечисл. Факторы, а также порода, качество и влажность древесины определяют выход продуктов ее пиролиза. С повышением т-ры возрастают выходы древесной смолы и неконденсирующихся газов, но снижаются выходы древесного угля, уксусной к-ты и спиртовых продуктов. Уголь образуется с более высоким содержанием углерода. Средний выход осн. Продуктов П. Д. Составляет (в расчете на сухую древесину). Уксусная к-та 5-7%, древесная смола 10-14%, древесный уголь (в расчете на нелетучий углерод) 23-24%. В основе П. Д. Лежат свободнорадикальные р-ции термодеструкции гемицеллюлоз, целлюлозы и лигнина, протекающие соотв.

При 200-260, 240-350 и 250-400 0C. Соотношение констант скоростей при 320 0C составляет 10:1:0,25. Кине-тич. Характеристики пиролиза древесины и ее компонентов, найденные разными авторами, заметно различаются. Р-ции распада древесины, гемицеллюлоз, целлюлозы и лигнина имеют первый порядок, а энергии активации этих р-ций изменяются в значит. Пределах. Для упомянутых компонентов древесины соотв. 70-80, 135-210 и 55-110 кДж/моль. Константа скорости П. Д. Выше, чем у целлюлозы, и, напр., при 350 0C для разл. Пород находится в диапазоне (2,8-8,3).