Дерево

Пиролиз древесины в домашних условиях

пиролиз древесины в домашних условиях

Сухая перегонка — дерево

Cтраница 1

Сухая перегонка дерева — сложный химический процесс, протекающий при нагревании древесины без доступа воздуха. При этом получаются газы, жидкие и твердые продукты. Жидкими продуктами являются древесный деготь и водный слой.

Применяем пиролиз опилок в домашних условиях для получения топлива

В верхнем водном слое содержатся в растворенном состоянии метиловый спирт, ацетон, уксусная кислота и другие соединения.  

Сухая перегонка дерева, так же как и процесс полукоксования и все другие процессы пиролиза, представляет собой сложный гетерогенный высокотемпературный процесс.  

Сухая перегонка дерева проводится в промышленности под атмосферным давлением. Это является следствием того, что многие вторичные реакции не успевают протечь в вакууме вследствие быстрого удаления образующихся летучих продуктов. Повышение давления с 1 до 10 ат существенно не отражается на течении процесса сухой перегонки и выходах продуктов.  

Сухая перегонка дерева дает довольно большие количества уксусной кислоты.  

Сухая перегонка дерева производится в печах с наружным и внутренним обогревом.  

Сухую перегонку дерева производят или в кучах, сложенных из дров, которые обкладываются дерном и засыпаются землей, или же в особых аппаратах. В последнем случае, кроме угля, используют и другие продукты сухой перегонки.  

Сухую перегонку дерева проводят без доступа воздуха при 400 — 450 С, при этом получают древесный уголь, древесную смолу, водный конденсат и газы.  

Сухую перегонку дерева осуществляют для получения уксусной кислоты, метилового спирта и других химических продуктов. Уголь в данном производстве рассматривается как продукт второстепенного значения.  

Практически сухую перегонку дерева проводят при 450 — 500 С, так как дальнейшее повышение температуры почти не увеличивает выход жидких продуктов.  

Сухой перегонкой дерева называется сложный химический процесс, протекающий при нагревании древесины без доступа воздуха. Выделяющиеся при этом процессе газы и пары при охлаждении сгущаются D жидкость, состоящую из двух несмешивающихся слоев. В верхнем, водном слое содержится в растворенном состоянии ряд органических веществ: метиловый спирт, ацетон, уксусная кислота и др. В нижнем слое, так называемом древесном дегте, со-держатся органические вещества в основном ароматического ряда.  

Сухой перегонкой дерева называется сложный химический процесс, протекающий при нагревании древесины без доступа воздуха. Выделяющиеся при этом процессе газы и пары при охлаждении сгущаются в жидкость, состоящую из двух несмешивающихся слоев. В верхнем, водном слое содержится в растворенном состоянии ряд органических веществ: метиловый спирт, ацетон, уксусная кислота и др. В нижнем слое, так называемом древесном дегте, содержатся органические вещества в основном ароматического ряда.  

Сухой перегонкой дерева называется его разложение при температуре 400 — 500 С без доступа воздуха.  

Сухой перегонкой дерева называется сложный химический процесс, протекающий при нагревании древесины без доступа воздуха. Выделяющиеся при этом процессе газы и пары при охлаждении сгущаются в жидкость, состоящую из двух несмешивающихся слоев. В верхнем водном слое содержится в растворенном состоянии ряд органических веществ: метиловый спирт, ацетон, уксусная кислота и др. В нижнем слое, так называемом древесном дегте, содержатся органические вещества в основном ароматического ряда.  

Страницы:      1    2    3    4

Пиролиз древесины

Пиролиз целлюлозы при нормальном давлении дает примерно такую картину распада исходного вещества: начало явно заметного процесса разложения около 250°; прн 275° наступает экзотермическая реакция; отделение жидких продуктов заканчивается при 450—475°. Угля получается около 35—40%, воды 30—35%, смолы осадочной 5—10%.

Горение целлюлозы происходит в результате воспламенения или тления. Источниками обоих процессов являются открытое пламя или горячая поверхность (выше 300 °С). При термическом разложении целлюлозы при горении образуются газы, смолы, жидкие и твердые вещества. Часть некоторых летучих фракций, образовавшейся жидкости и смолы во время горения улетучивается, в то время как другая часть продуктов горения превращается в карбонизованный остаток, горение которого происходит значительно труднее. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не останется только карбонизованный остаток, после чего начинается вторая стадия процесса — тление. Летучие органические соединения, газы и пары воды образуются в результате деструктивной перегонки некоторого количества левоглюкозана. Большое число карбонилсодержащих органических соединений обнаружено в смоле и летучих фракциях — продуктах пиролиза целлюлозы при температуре 420 °С .

Показано, что при пиролизе целлюлозы образуются свободные радикалы. Свободные радикалы неожиданно оказались устойчивыми, линии в ЭПР-спектре не изменялись при выдерживании образца в кислороде.

Определенное количество летучих продуктов, образующихся при пиролизе целлюлозы, выделяется при разложении левоглюко-зана и аналогичных промежуточных соединений, однако большая часть летучих является продуктами разложения твердого остатка .

Характеристика летучих продуктов. Летучие продукты, выделяющиеся при пиролизе целлюлозы, состоят из ряда соединений — от простейших газообразных (водород, метан, двуокись углерода), низкомолекулярных углеводородов, спиртов и карбонилсодержащих соединений до левоглюкозана и других ангидридов сахаров, соответствующих по весу элементарному звену макромолекулы целлюлозы. Выделено и идентифицировано более 50 соединений, включая различные соединения углерода, водорода и кислорода.

Характер и количество простейших летучих продуктов, образующихся при пиролизе целлюлозы и ее производных, в значительной степени определяется природой функциональных групп. Образование таких продуктов при термодеструкции производных целлюлозы представляется более понятным, чем при пиролизе самой целлюлозы. Например, при деструкции карбанилатов целлюлозы выделяются изоцианаты , при деструкции сложных эфиров — кислоты и т. д. Образующиеся одновременно непредельные полимерные соединения в дальнейшем разлагаются па летучие продукты и кокс. Изучению этой последней стадии термической деструкции пока уделялось крайне незначительное внимание. Исключение составляет только термодеструкция самой целлюлозы и ее нитрата, так как исследование состава простейших веществ, выделяющихся при пиролизе нитрата целлюлозы, имеет большое практическое значение.

С тех пор как левоглюкозан был впервые выделен из смолообразных продуктов пиролиза целлюлозы, с помощью усовершенствованных методов анализа удалось обнаружить в составе летучих продуктов и другие соединения. Разнообразие этих продуктов позволило предположить, что при пиролизе протекает несколько реакций. Однако во многих ранее проведенных работах по исследованию влияния состава модифицированных целлюлозных препаратов на их горючесть только делались попытки идентификации летучих продуктов. Для нескольких основных продуктов исследовали кинетику их образования.

Статический ТГА также использовали при исследовании процесса термодеструкции эфиров целлюлозы, таких, как ацетат и особенно нитрат целлюлозы. Гизики определил потери веса нитрата целлюлозы при 100°С. Введение в нитрат целлюлозы дифениламина и других ингибиторов свободнорадикальных процессов замедляет скорость выделения летучих продуктов, но не оказывает влияния на интенсивность снижения степени полимеризации (вязкости). В этих условиях реакция близка к процессу первого порядка. При более высокой температуре образующееся промежуточное соединение разлагается с выделением неконденсирую-щихся газов, причем скорость образования газов возрастает с увеличением продолжительности прогрева. При термодеструкции в интервале температур от 175 до 250 °С образуется остаток вещества, не разлагающийся при дальнейшем повышении температуры . Если же исследуемый образец сразу нагревать при 300 °С остается небольшой остаток; а при пиролизе целлюлозы при 500 °С нелетучего остатка практически не остается.

Результаты исследовании, описанные в литературе, вкратце сводятся к следующему: при термической деструкции целлюлозы в интервале температур от 150 до 250 °С образуются промежуточные соединения, которые отличаются от целлюлозы по дальнейшему поведению при повышенных температурах и дают при нагревании больше кокса и меньше (или совсем не дают) левоглюкозана . Нагревание при различных температурах приводит к различным соотношениям летучих продуктов и разным отношениям ангидросахаров к остатку (обычно при изменении температуры изменяется лишь скорость реакции).

Пиролиз древесины: понятие и продукты

Кроме того, различные значения скорости и энергии активации используют при исследовании процесса термического разложения при различных температурах и стадиях деструкции . Наконец результаты исследований термодеструкции модельных соединений, таких, как глюкоза и левоглюкозан , показывают, что эти вещества не являются единственными промежуточными соединениями, образующимися при пиролизе целлюлозы.

При таком низком содержании антипирена ткань обладает очень высокой устойчивостью к тлению, в то время как устойчивость к воспламенению невысокая. При содержании антипирена в целлюлозном материале 10% и выше достигается полная его невоспламеняемость. Количество угля, образовавшегося при пиролизе целлюлозы, содержащей такое количество антипнрена, приближается к максимально возможному. Поэтому содержание углерода в продуктах пиролиза — более важная характеристика при исследовании возможности придания целлюлозе огнезащитных свойств, чем факт наличия или отсутствия левоглюкозана в продуктах пиролиза.

Образование метилового спирта с хорошими выходами протекает только в присутствии катализаторов, при повышенном давлении (до 180 атм) и при температуре около 300—400°. Но так как парогазовая смесь, даже во время интенсивного разложения древесины в период экзотермической реакции, образуется обычно при незначительном давлении, то создаются условия, более благоприятные для термического разложения метилового спирта, чем для его образования из окиси углерода и водорода. Эти соображения подтверждаются данными пиролиза целлюлозы, из которой метиловый спирт вовсе не образуется, несмотря на наличие окиси углерода и водорода в парогазовых продуктах.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *