Радиолиз древесины – РАДИОЛИЗ ДРЕВЕСИНЫ: НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКОГО ТОПЛИВА

Содержание

Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Радиолиз

Cтраница 2

Радиолиз циклогексана в паровой фазе [20] ( см. табл. 9.3) очень сильно отличается от радиолиза жидкого циклогексана. В парах увеличиваются выходы продуктов, образующихся при разрыве углерод-углеродной связи, как это было показано Дьюхерстом [9] при радиолизе н-гексана. Такое различие объясняется отсутствием эффекта Франка — Рабиновича в газах, а также реакциями с участием ионов или возбужденных молекул, которые имеют большое значение в газовых системах, а в жидкостях энергия возбуждения быстро рассеивается при соударениях молекул. [16]

Радиолиз неопентана и циклогексана при действии Y-лучей кобальта-60. [17]

Радиолиз алкилгалогенидов принадлежит к числу наиболее подробно изученных органических радиационно-химических реакций; он исследовался в газовой, жидкой и твердой фазах. [18]

Радиолиз алкилгалогенидов в твердых ( замороженных) растворах рассматривается в гл. [19]

Радиолиз галоидалкилов принадлежит к числу наиболее подробно изученных органических радиационно-химических реакций; он исследовался в газовой, жидкой и твердой фазах. [20]

Радиолиз целлюлозы, так же как и других полисахаридов, приводит к образованию газов как продуктов глубокой деструкции. [22]

Радиолиз целлюлозы и древесины приводит также и к образованию кислых продуктов. В последнем случае содержание карбоксильных групп в древесине увеличивается с 0 32 % для необлученного образца до 4 77 % для образца, облученного 500 Мфэр. Около 50 % кислых продуктов растворяется в воде, понижая до 3 15 рН водного экстракта образца, облученного 300 Мфэр. В то же время отмечается63, что при облучении — лучами мерсеризованного хлопка и вискозного волокна во влажном состоянии их прочность снижается значительно больше, чем при облучении сухих образцов. С другой стороны, из табл. 10 следует, что кислород усиливает деструкцию полисахаридов и не влияет на содержание карбоксильных групп. [23]

Радиолиз масел сопровождается некоторым окислением. Следует отметить, что прекращение подачи кислорода ( при облучении) приводило к почти полной остановке радиолиза масла. [25]

Радиолиз хлороформа [70-73] приводит к образованию хлористого водорода и более высоко кипящих, чем хлороформ, соединений, а также небольших количеств хлористого метилена и четыреххлористого углерода. [26]

Радиолиз сульфокатионита является, как это видно из приведенных данных, сложным процессом, не все конечные продукты которого в настоящее время количественно определены. Мы ограничимся поэтому рассмотрением только потери емкости по сильнокислотным группам, считая, что этот процесс идет двумя путями: через отщепление сульфогрупп с образованием сульфата и через превращение сульфогрупп в сульфоны. [28]

Радиолиз UFe при воздействии сиизлучения происходит с G ( — UFe) 1 7 и приводит к образованию свободного фтора и неидентифицированного твердого фторида урана. [29]

Радиолиз смеси азота и кислорода — очень сложный процесс, ход которого зависит от образования конечных продуктов. [30]

Страницы: 1 2 3 4

www.ngpedia.ru

Топливо из древесины и виды

Отходы деревообрабатывающей отрасли, к примеру, опилки, щепа, являются прекрасным материалом для изготовления экологичного прессованного топлива. Популярность таких видов топлива на протяжении последнего десятилетия увеличилась в несколько раз.

Щепа древесины

Древесная щепа представляет собой остатки вырубки и обработки пиломатериалов. В прошлом веке их не использовали и тратили много денег на утилизацию. Сегодня щепа довольно популярна как горючее для котлов. Невозможно подсчитать, сколько же щепок остается каждый день, потому что вырубка лесных массивов и производство разных деревянных предметов, происходит круглый год каждую минуту. Кроме топлива древесная щепа используется для изготовления строительных материалов, предметов мебели, бумаги, и даже как удобрение в сельскохозяйственной отрасли. Для того, чтобы сделать из щепы топливо, прежде всего, ее сортируют по видам дерева. После этого она подвергается механической обработке, перемалыванию в особых аппаратах. Следующий этап — обработка паром, для удаления вредных соединений, которые могут быть в составе. Далее полученное сырье высушивают и прессуют. В результате таких мероприятий получаются плиты и брикеты, которые более удобны в использовании в различных сферах жизни. Созданные брикеты отличаются более высокой теплотворностью, чем простые пиломатериалы.

Почему для сжигания более популярно прессованное топливо, а не обычная щепа? Это происходит по таким причинам:

малая теплотворность. К примеру, во время сгорания 1 килограмма щепы мягких сортов пиломатериалов удельная теплота достигает примерно 2500, а твердыхсортов – 2700 ккал. А во время перегорания прессованных материалов тепла образуется на 35-40% больше
неудобное применение. Даже при расфасовке древесных остатков в мешки, в условиях неправильного хранения, они будут занимать большую площадь, а при малейшем увеличении влажности активно поглощают ее

быстрое сгорание и необходимость регулярно подсыпать щепу.

В строительной отрасли древесные щепки применяют на производстве ДСП – древесно-строительных плит, из которых делают различные предметы мебели. Из таких плит мебель получается более бюджетная, чем из массива дерева. Кроме того, ДСП подходит для создания перегородок, напольного покрытия, балконов и подоконников. Этим же материалом обшивают стены и потолки. Изготовление ДСП включает такие этапы:

прессование в условиях повышенной температуры
склеивание особым клеевым составом.

Древесная щепа применяется и для создания цементно-стружечных плит (ЦСП), которые популярны в строительной отрасли для реализации технологии «сухого монтажа». ЦСП делают из цемента и древесной щепы с добавлением незначительной части химических веществ. Из этих плит сооружают модульные здания, отличающиеся повышенной стойкостью к влажности, плесени, возгоранию, жукам и атмосферным явлениям. Эту технологию придумали канадские специалисты.

Еще одной областью использования древесной щепы является бумажно-картонное производство. В сельском хозяйстве остатки древесины применяют как удобрение почвы, в работах, которые связаны с садовым строительством. Именно это сырье помогает осуществить лесовозобновление покрова в местах вырубки древесины.

Вследствие незначительной стоимости древесная щепа столь популярна и с каждым годом привлекает все больше потенциальных покупателей.

Целлюлоза древесина

В составе лесоматериала 99 % органических соединений. Элементный химический состав сырья различных видов практически не отличается. Полностью высушенная древесина на 49% состоит из углерода, на 44% — из кислорода, на 6% — из водорода, а также содержит 0,1-0,3% азота. После сгорания дерева остается его неорганическая часть — зола, которая содержит много кальция, калия, натрия, магния.

Самыми важными составляющими древесины являются такие органические соединения:

целлюлоза
лигнин
гемицеллюлоза.

Целлюлоза — это натуральный полимер, полисахарид в виде длинной цепочной молекулы. Данное соединение очень стойкое, оно не растворяется в воде и стандартных орграстворителях, к примеру, спирте, или эфире. Сплетения ее макромолекул – сверхтонкие волокна – микрофибриллы, из которых образован целлюлозный каркас клеточной стенки. Микрофибриллы расположены вдоль длинной оси клетки, промежутки заполнены лигнином, гемицеллюлозой, водой. Благодаря этому соединению происходит отвердевание клеточной стенки. Гемицеллюлоза — полисахариды, имеющие недлинные цепочки молекул и низкую стойкость в отличие от целлюлозы.

Помимо важных органических соединений, в лесоматериалах имеется незначительный объем экстрактивных веществ, к примеру, танин, смола, камедь.

В целлюлозно-бумажной отрасли получают целлюлозу для производства бумаги, картона, а также древесноволокнистых плит. Целлюлозу получают следующими методами:

кислотный
щёлочной
нейтральный.

Стружка древесины

Древесную стружку делают из дробленой коры деревьев, к примеру, дуба, сосны, кедра и целого ряда мягких и твердых пород. Этот материал является отличным вариантом мульчи для плодово-ягодных насаждений. Питательные соединения, входящие в состав коры попадают в землю и помогают питать другие деревья и цветы. Древесная стружка имеет большое значение в садоводстве. К тому же она довольно дешевая и для ее применения не нужно оборудование или специальный опыт.

Купить этот материал можно в каждом магазине товаров для садоводства. Кроме этого, ее можно произвести собственноручно, купив аппарат – стружечный станок. Однако цена этого оборудования довольно высока, и покупать его целесообразно лишь тогда, когда вам нужно строгать большой объем.

Древесная стружка применяется разными методами. Зачастую ее рассыпают на участках под кустами и деревьями, где нельзя высадить газон. Такая процедура поможет избавиться от сорняков, уменьшит испарение жидкости. Ухоженного внешнего вида можно добиться, высыпав под деревьями стружку.

Сосновая стружка является прекрасным материалом для укладки и хранения овощей и фруктов.

Дровяная древесина

Дровяная древесина – это сырье низкого качества, которое подходит по размеру и качеству для изготовления древесных плит, стружки. Также ее используют в гидролизном производстве и создании различной тары.

Такая древесина остается после изготовления заготовок для поддонов соответствующих европейским нормам, а также европоддонов, европалет и поддонов СР. Она может быть разных сортов дерева, к примеру, кедр, береза, осина. После сортировки предприятия предлагают дровяные материалы разного качества и стоимости.

Характеристики дровяной древесины:

толщина более 10 см на узком конце
длина 2,5 м или 1,25 м;
без мягкой гнили.

Топливная древесина

Древесина — это наиболее старый тип горючего. Но, в процессе эволюции значение ее как топлива снижалось. Уменьшение удельного объема древесного топлива в топливном балансе государства можно объяснить несколькими причинами, основная из них – огромные нужды в топливе, в значительной степени превышающие возможности воспроизводства в лесных угодьях государства.

Топливную древесину добывает в лесных угодьях при помощи оборудования, которое имеет низкий показатель выбросов и потребляет мало энергии.

С помощью обработки сразу двух и более стволов можно существенно увеличить эффективность манипулятора. Все зависит от плотности и размера древесного материала. Так как настройки машины не позволяют осуществить замеры во время работы с двумя и более стволами, древесину измеряют по массе. Все обработанные стволы считаются в автоматическом режиме.

Топливо из древесины

Ученые РАН продемонстрировали, как при помощи радиолиза с высокой температурой из опилок выделяют высококачественное жидкое горючее. Они рассказали, что раствор, которую они получили из берёзовых опилок, по параметрам совпадает с горючим, октановое число которого выше 90.

Ученые получили топливо из лигнина и целлюлозы, которые являются важными составляющими древесины. Авторы разработки осуществили две стадии этого процесса:

сухая перегонка лесоматериалов в вакууме. В специальном аппарате нагревают сухие опилки до температуры 400—450С. Происходит распад лигнина и целлюлозы под действием энергии ионизирующего излучения

парообразные выработки радиолиза необходимо охладить и конденсировать в жидкостном холодильнике при 15С.

Состав конечного раствора зависит от сорта лесоматериалов, к примеру, при использовании сосновых опилок, массовый объем толуола составляет 10%. Но этот раствор отличается нестабильностью, и из него нужно получить стабильное топливо. Для преобразования необходима метановая или пропан-бутановая атмосфера.

Выход составляющих жидкого горючего регулируется, при помощи условий сухой перегонки, а также изменением соотношения паров и газовой смеси во время процесса стабилизации. Авторы проекта заявили, что могут получить горючее даже для реактивных двигателей.

wood-prom.ru

Радиолиз растительного сырья

При облучении целлюлозы дозой порядка 5∙10⁸-5∙10⁹ рад в ней значительно возрастает содержание легкогидролизуемой фракции. При облучении хлопковой целлюлозы дозой 6∙10⁸ рад она на 98% растворяется в холодной воде.

При радиолизе древесины дозой 6х10⁸ рад растворимость древесины в 10%-ном растворе серной кислоты при t=100^оС увеличивается с 22% до 67%, а выход редуцирующих веществ (РВ) – с 18 до 42%. Эти результаты возрастают с увеличением температуры процесса.

Однако экономичность процесса радиолиза зависит от стоимости электроэнергии, затрачиваемой на облучение. Указанные дозы облучения увеличивают затраты на гидролиз древесины, и в настоящее время данный способ не имеет промышленного применения. Кроме того, при существующем уровне техники используемое оборудование громоздко.

Совмещение процессов радиолиза и обработки материала в парах углекислого газа позволило получить целлобиозу и глюкозу. Глубокий распад целлюлозы объясняют действием продуктов диссоциации углекислого газа.

Данный процесс можно проводить в присутствии целлюлолитических ферментов, то есть сочетать физико-химическую обработку с энзиматическим катализом. Возможно использование также лигниназ.

3.1.3. Действие ультразвука на растительное сырьё[38]

Ультразвук (УЗ) − это упругие колебания и волны в диапазоне частот 10⁴-10⁹ Гц. Ультразвук – эффективное физическое средство для воздействия на физико-химические свойства материалов. Ультразвуковая обработка материалов используется в различных технологических процессах (растворение, очистка, обезжиривание, обезгаживание, крашение, измельчение, пропитка, эмульгирование, экстрагирование, кристаллизация, полимеризация, предотвращение образования накипи, гомогенизация, эрозия, биохимические процессы, химические и электрохимические реакции и др.) с целью их ускорения (в 10-1000 раз), увеличения выхода продукта и повышения его качества. Метод перспективен при использовании в пищевой, фармацевтической, парфюмерной, биотехнологической и других отраслях промышленности.

При распространении УЗ-колебаний в среде возникает чередование волн сжатия и разрежения, соответствующее частоте колебаний УЗ волны. Это явление называется ультразвуковым давлением. Под действием УЗ-колебаний частицы среды колеблются относительно положения их равновесия, а также смещаются. Это явление называется ультразвуковым ветром. При достаточно больших градиентах звукового давления происходит турбулизация течений в пограничном диффузионном слое. При распространении интенсивных УЗ-колебаний (1-2 Вт/см²) в жидкости образуются разрывы, в которые устремляются растворённые в жидкости газы и пар. Эти мельчайшие пузырьки называются кавитационными. Кавитационные пузырьки совершают пульсационные колебания, вокруг них образуются сильные микропотоки, приводящие к активной локальной турбулизации среды. Возникающие интенсивные микро- и макропотоки приводят к перемешиванию компонентов среды, к экстрагированию растворимых компонентов из растительного сырья и материалов, образованию стойких эмульсий и др. Таким образом, воздействие УЗ-колебаний на различные среды обусловлено эффектами кавитации, ультразвукового ветра и ультразвукового давления. Максимальное их воздействие вызвано ультразвуковой кавитацией.

Оборудование для ультразвуковой обработки материалов условно подразделяют на две группы в зависимости от способа получения ультразвука. К первой группе относятся установки с гидродинамическими излучателями. Колебания в них возникают при взаимодействии потока жидкости с твёрдой излучающей системой (препятствием). Они используются в случаях, когда требуется низкая интенсивность излучения (до 40 кГц).

УЗ-колебательная система излучателей второго типа состоит из преобразователя, согласующего элемента и рабочего инструмента (излучателя). УЗ-колебания возникают за счёт преобразования электрической энергии в механическую с помощью магнитострикционных и пьезоэлектрических преобразователей. Для питания УЗ преобразователей колебательных систем используют в качестве источников электроэнергии генераторы, обеспечивающие преобразование энергии промышленной частоты (50 Гц) в энергию электрических колебаний УЗ частоты. Рабочий элемент создаёт ультразвуковое поле в обрабатываемом объекте или непосредственно воздействует на него.

В отдельных случаях применяют электроискровые излучатели, генерирующие в жидкости ударную волну.

Известны излучатели новой конструкции фирмы «Афалина». Эти излучатели позволяют получать поля с частотами в диапазоне от 22 до 44 кГц и регулировать плотность энергии от 0 до 5 кВт/м³.

Чаще всего ультразвуковую обработку растительных материалов используют в фармацевтической, парфюмерной и пищевой отраслях промышленности. В основном ультразвуковой обработке подвергается крахмалсодержащее и лекарственное сырьё, ягоды, фрукты, измельчённые до размера частиц 0,5-1,5 мм. Установлено, что в диапазоне частот 19 кГц-1 мГц при температуре 30-60^оС возможно извлечь практически все известные вещества, продуцируемые растениями. Для получения соков рекомендуют озвучивание при частоте 19-22 кГц и мощности 2-10 кВт в течение 15-30 мин.

Дата добавления: 2015-10-02; просмотров: 129 | Нарушение авторских прав

Сахарсодержащее сырьё | Классификация методов конверсии растительного сырья | Механизм и кинетика гидролиза полисахаридов растительного сырья в слабокислой среде | Механизм и кинетика распада моносахаридов и реальный выход сахара | Активность и субстратная специфичность ферментов как катализаторов | Механизм и кинетика ферментативного гидролиза полисахаридов растительного сырья; уравнение Михаэлиса-Ментен | Гемицеллюлазные ферментные препараты и механизм их действия | Классификация процессов ферментации микроорганизмов | Фазы роста микроорганизмов | Кинетика роста микроорганизмов и биосинтеза продуктов метаболизма |

mybiblioteka.su — 2015-2019 год. (0.007 сек.)

mybiblioteka.su

Красители радиолиз — Справочник химика 21

В отличие от радиолиза многих красителей, радиолитическое превращение индигокармина не происходит в инертной атмосфере, а протекает лишь в присутствии кислорода [154, 155]. По-видимому, при радиолитическом окис- [c.222]

Установлено, что водный раствор метиленового голубого, защищенный от действия восстановительных продуктов радиолиза воды (атомов водорода) введением избытка ионов Fe +, необратимо обесцвечивается в результате окисления свободными гидроксилами. При этом на окисление одной молекулы красителя затрачивается два радикала ОН. [c.90]

Показано, что кислород, находящийся в растворе красителя, при облучении на воздухе играет роль защитного вещества, связывающего восстановительную часть продуктов радиолиза воды. Образующиеся при этом радикалы НО2 реагируют с частью свободных гидроксилов, из-за чего снижается выход окисления красителя. [c.90]

Особенно заметные изменения действие излучений вызывает в растворах красителей радиационно-химические исследования их ведутся непрерывно начиная с 1930 г., причем основное внимание обращают на изменение окраски. Последнее может быть обусловлено в основном двумя видами процессов обратимым окислительно-восстановительным превращением красителя и необратимым окислением его, подобным тому, которое наблюдается при облучении простых ароматических соединений (стр. 167). Кроме того, изменение окраски может быть вызвано действием кислоты, возникающей при радиолизе хлорированных растворителей. Однако в этом случае оно в сущности служит проявлением поведения растворителя и потому рассмотрено выше в соответствующем разделе (стр. 126 и сл.). С момента появления первых работ по радиационной химии красителей наблюдается неослабевающий интерес к использованию систем, содержащих красители, для дозиметрических целей. Тем не менее выдающихся успехов в этом направлении достигнуть не удалось. Другая причина повышенного интереса к радиационной химии красителей кроется в том, что окисление и восстановление некоторых из них являются наглядной иллюстрацией свойств сопряженных окислительно-восстановительных систем, а также представляют собой аналогию процессов, протекающих в системах, играющих важную роль в биологии. [c.204]

Сольватированные электроны можно получать различными методами. Кроме радиолиза, о котором говорилось выше, фотоионизация приводит к аналогичным результатам. Работы Льюиса [169, 170] показывают, что электроны можно выбить из некоторых фенолов, аминов и красителей при облучении их растворов в стеклообразном состоянии ультрафиолетовым или видимым светом при низких температурах. При изучении таких облученных стеклообразных растворов обнаружены положительные ион-радикалы, однако сольватированные электроны обнаружить не удалось. Их наличие было установлено при исследованиях фотолиза металлического лития, а также М-литий-карбазольных растворов в метиламине в стеклообразном состоянии [167]. Характеристические полосы сольватированных электронов лежат в близкой ИК-области спектра и исчезают при размягчении стекла, что указывает, по-видимому, на рекомбинацию электронов и положительных ионов. Интересно также заметить, что спектр соль- [c.350]

Метод радиационного окисления может быть использован для очистки сточных вод от фенолов, цианидов, красителей, инсектеци-дов, лигнина, а также ПАВ. Очистка сточных вод осуществляется при воздействии на них излучения высоких энергий, в качестве источников которых используются радиоактивный кобальт и цезий, ТВЭЛы, радиационные контуры, ускорители электронов. Загрязняющие воду вещества вступают в реакцию с продуктами радиолиза воды ОН, НО2 (в присутствии кислорода), Н2О2 — перечисленные вещества являются окислителями, а также Н» и е гидр, (гидратированный электрон). [c.124]

Атом Н, представляющий собой первичный продукт радиолиза спиртов, также быстро реагирует со спиртом, превращаясь в СН(К)ОН. Очевидно, атомный водород, как и КСНгО, может участвовать в радиолитических превращениях растворенных веществ при их достаточно высоких концентрациях. Например, при импульсном радиолизе 10 М раствора родамина 6Ж в этаноле возникает только электронейтральный радикал красителя — продукт присоединения или передачи электрона (исходная молекула родамина 6Ж — катион) [163]. Возникает он в двух процессах. Первый процесс быстрый — реакция родамина 6Ж с е к=7 10 л/(моль с)]. Второй процесс значительно более медленный — реакция красителя с СН(СНз)ОН [ = 5-10 л/(лМ0ль-с)]. Эти эффекты иллюстрирует рис. 4,2, на котором показан сигнал оптического поглощения рассматриваемого радикала при Лмакс = = 410 нм. [c.136]

Применение загустителей, содержащих металлы, в условиях воздействия нейтронов нежелательно. Радиоактивация металлов создает источник радиации, находящийся в непосредственном контакте с консистентной смазкой. Этот фактор был рассмотрен для натрия-24 (испускание бета-и гамма-лучей) и для лития-8 (бета-лучи, обладающие энергией 13 Мэв). При дозе облучения в реакторе, эквивалентной 15-10 рсд, вычисленная доля наведенной радиоактивности металла составляет около 5%. Несмотря на сравнительную незначительность этого увеличения, в качестве загустителей при изготовлении консистентных смазок предпочтительно применять кремнезем, органические красители и неметаллические соли. Загустители этого типа химически более стабильны и радиационная стойкость их дополнительно увеличивается вследствие неволокнистой структуры. Имеются данные, указывающие на то, что подобные загустители, цапример арилмочевина и органические красители, в известной мере защищают базовые жидкости от радиолиза [63]. [c.93]

Была исследована кинетика радиолитического обесцвечивания водных растворов хлорфенолового красного 1157], уранина S [158], эриоглуцина [159] и ряда других красителей. Для процессов радиолиза всех красителей характерен типичный свободно-радикальный механизм. Краситель по существу [c.223]

Изучено влияние различных видов ионизирующего облучения на процесс сшивания полимера и на процесс обесцвечивания красителя 1,4-диаминоантрахинона в ПВХ. Молекулы этого красителя могут являться акцепторами атомов водорода, выделяющихся при радиолизе полимера [758]. Полимер подвергали действию у-излучения Со , дейтронов и а-частиц. ПВХ при действии улучей Со и тяжелых заряженных частиц сшивается с одинаковой эффективностью. В результате действия излучения оптическая плотность окрашенных пленок ПВХ уменьшается пропорционально величине дозы облучения. Высказано предположение, что яри облучении ПВХ происходит быстрая мигра

www.chem21.info

Пиролиз древесины — технология, использование и применение

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:

измельчение древесины
высушивание измельченной древесины
пиролиз
охлаждение и стабилизация угля, чтобы предотвратить самовозгорания
процесс конденсации паров летучих продуктов.

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.

После 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, Ch5, 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.

Реторты бывают:

непрерывного действия
периодического действия
полунепрерывного действия.

Кроме этого по принципу обогрева бывают:

устройства с внутренним обогревом. В таких аппаратах тепло подается к лесоматериалам от теплоносителя в ходе прямого контакта. В качестве теплоносителя выступают горячие топочные газы, которые принудительно загружаются в устройство. В таком случае процесс пиролиза осуществляется более мягко, но объем продуктов разложения примерно в 7-10 раз меньше
устройства с наружным обогревом. В таких аппаратах тепло подводится посредством металлических стенок реторт, которые обогреваются горячими дымовыми газами.

Самыми 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.

Процесс медленного пиролиза сравним доведением воды до точки кипения, а вот метод быстрого пиролиза можно сравнить с попаданием в раскаленное масло капли воды, которое иначе называется взрывное вскипание.

Главные особенности быстрого пиролиза лесоматериалов:

возможность формирования замкнутого непрерывно текущего технологического производственного процесса
значительная «чистота» конечных продуктов пиролиза, которая достигается вследствие отсутствия стадии осмоления
низкая энергоемкость подобного процесса, по сравнению с прочими видами пиролиза
в этой процессе выделяется большое количество тепловой энергии (экзотермические реакции при быстром пиролизе превосходят эндотермические).

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:

24-25% древесного угля
50-55% жидких отходов (жижки)
22-23% газообразных продуктов.

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:

45-55% диоксида углерода CO2
28-32% оксида углерода CO
1-2% водорода h3
8-21% метана Ch5
1,5-3,0% прочих углеводородов.

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.

Выход продуктов термораспада

Сырье		Продукты термораспада, масс. % от массы а. с. д.
Сырье		уголь	смолы	легколетучие компоненты	газы	вода
Ель	древесина	37,9	15,3	6,3	18,2	22,3
кора	42,5	18,4	1,9	19,8	17,4
Сосна	древесина	38,0	16,7	6,2	17,7	21,4
кора	40,5	18,2	5,7	19,7	15,9
Береза	древесина	33,6	14,3	12,3	17,0	22,8
кора	37,9	24,0	4,7	18,6	14,8
Осина	древесина	33,0	16,0	7,3	20,4	23,3

wood-prom.ru

Летучие продукты радиолиза — Справочник химика 21

Обратимое изменение tg O ряда полимеров обусловлено присутствием сильно полярных нестабильных продуктов радиолиза (нестойких иерекисных групп, перекисных свободных радикалов) или пластифицирующим действием летучих продуктов радиолиза в первом случае происходит увеличение tg б, а во втором — сдвиг релаксационных максимумов на его температурно-частотной зависимости в сторону, соответствующую увеличению молекулярной подвижности (меньшая теми-ра или более высокая частота). [c.130]
Действие излучения на полимеры рассматривалось в предыдущей главе. Приемы масс-спектрометрического анализа, используемые при пиролизе, можно применять для анализа продуктов радиолиза. Однако при радиолизе образуется лишь небольшое количество летучих веществ. [c.223]

Изучение термической деструкции анализ летучих продуктов разложения Изучение радиационной стойкости анализ продуктов радиолиза Исследование реакций, протекающих при радиолизе анализ продуктов радиолиза [c.182]

Действие па полимеры таких физических факторов, как радиолиз, УФ-свет и т. п., в сочетании с последующим газо-хроматографическим анализом летучих продуктов деструкции является дополнительным средством характеристики полимеров. [c.205]

По своей химической природе лакокрасочные покрытия представляют собой органические пленки, изготовленные на основе полимерных соединений. Механизм их взаимодействия с ионизирующим излучением определяется в основном такими же процессами радиолиза, как и у других полимерных материалов. Однако отличительная особенность лакокрасочных покрытий (как полимерного материала) — их незначительная толщина, что облегчает и ускоряет радиационное взаимодействие элементов внешней среды с компонентами покрытия, а также миграцию летучих и жидких продуктов радиолиза к поверхности и в зону контакта с подложкой. [c.127]

Стадия выделения полимера аналогична таковой при обычном инициировании, но в случае радиационной полимеризации отпадает необходимость удаления катализаторов. При полимеризации в массе или в растворе полимер выделяют осаждением или отгонкой мономера под вакуумом. При этом иногда принимают меры и для отгонки (отбора) летучих низкомолекулярных форм и продуктов возможного радиолиза мономера. [c.19]

Серьезная проблема удаления газообразных отходов возникает в связи с работой атомных реакторов на жидком горючем. В процессе работы из раствора горючего непрерывно выделяются газообразные продукты деления. К ним относятся изотопы с очень коротким периодом полураспада (и, следовательно, имеющие высокую удельную активность), которые распадаются в твэлах задолго до их переработки. Наиболее удачной иллюстрацией этой проблемы может служить работа опытного гомогенного реактора (НЕТ, или НРЕ-2) в Ок-Ридже. В состав газов, выделяющихся из реакторного горючего, входят пар, дейтерий и кислород как продукты радиолиза воды, а также газообразные и летучие продукты деления. Эта смесь проходит последовательно через ловушку для иода, рекомбинатор воды, конденсатор и ряд колонок, занолненных древесным углем. Ловушка для иода, представляющая собой слой проволочной сетки, покрытой серебром, не является абсолютно необходимой для очистки отходящих газов, поскольку иод эффективно сорбируется древесным углем. Важной функцией ее является защита катализатора в рекомбинаторе от отравления иодом. В рекомбинаторе продукты радиолиза превращаются в водяной пар, а небольшой поток кислорода увлекает криптон и ксенон в колонки с древесным углем, в которых не происходит улавливания газов, но их прохолкороткоживущие изотопы распадаются еще до того, как смогут выйти наружу. Единственным радиоактивным элементом, достигающим выпускной трубы, является Кг . [c.322]

Для мономерных полиароматических соединений экспериментально показана зависимость между энергией синглет-триплет-ного перехода, сродством к электрону и радиолитической стабильностью при 350° С. Чем больше энергия синглет-триплетного возбуждения и меньше сродство к электрону, тем выше стабильность соединения. Показано, что значительное количество летучих продуктов при совместном проведении пиролиза и радиолиза нолиаце-нов образуется в результате термического разложения соединений. Это дает основание полагать, что найденные закономерности, вероятно, в значительной степени относятся и к термической устойчивости таких структур. Данные о пиролитической устойчивости ароматических соединений дают возможность ожидать высокую термостабильность у полиаценов и полифениленов. [c.11]

Радиолиз целлюлозы и древесины приводит также и к образованию кислых продуктов. Отмечено повышение кислотного числа при действии катодных лучей на бумагу и целлюлозу и у-излу-чения на древесину и ее компоненты В последнем случае содержание карбоксильных групп в древесине увеличивается с 0,32% для необлученного образца до 4,77% для образца, облученного 500 Мфэр. Около 50% кислых продуктов растворяется в воде, понижая до 3,15 pH водного экстракта образца, облученного 300 Мфэр. Среди кислых продуктов радиолиза не обнаружено летучих и уроновых кислот . Кислые продукты носят неустойчивый характер и распадаются после прекращения облучения при взаимодействии с кислородом воздуха При облучении целлофана быстрыми электронами дозой около 10 Мфэр заметно повышается его кислотность . Действие быстрых электронов приводит к образованию пз хлопковой целлюлозы оксицеллюлозы кислотного типа, что обусловливает повышение сродства облученного продукта к основным красителям . Отсутствие кислорода, введение антиоксидантов и наличие паров воды незначительно уменьшило падение прочности хлопковой пряжи под действием быстрых электроновПо данным Хэрмона кислород также не влияет на радиолиз хлопка и вискозы . В то же время отмечается , что при облучении у-лучами мерсеризованного хлопка и вискозного волокна во влажном состоянии их прочность снижается значительно больше, чем при облучении сухих образцов. С другой стороны, из табл. 10 следует, что кислород усиливает деструкцию полисахаридов и не влияет на содержание карбоксильных групп. [c.155]

Облучение в реакторе. Задачи, которые приходится решать при изготовлении образцов, предназначаемых для облучения, весьма разнообразны и зависят от целей эксперимента и степени его сложности. Если необходимо просто получить радиоактивный изотоп и з

www.chem21.info

Резонансная древесина или тайны музыкальности – статьи о фанере и пиломатериалах

Актуальную цену на материал уточняйте у менеджеров по телефонам: 8(495)646-72-41,8(495)646-72-43

Каждое ли дерево музыкально? Каждое, но в разной степени.

Самой музыкальной – резонансной – породой специалисты считают ель. Но не любая ель может быть пригодной.

«Поющая ель» — особая порода, она не растёт где попало, чаще всего встречается на северных склонах, где солнца поменьше да и земля поскуднее, а ствол её хорошо защищён от ветров. Ель не должна быть смолистой, иначе упругости не станет и звукопроводность падает. Важно, чтобы древесина ствола была чистой и прямослойной, а возраст её не менее ста лет.

Большой «музыкальностью» отличаются вологодские ели. Их слава давно перешагнула рубежи нашей родины.

Второй породой по музыкальности считают клён. Лучшие его сорта – клён явор, или белый, струйчатый – произрастает на Кавказе и в Карпатах. Для этой древесины важны однородность, упругость, многолетняя выдержка.

Лучшие сорта платана (чинара) растут в Закарпатье. Древесина его прямослойная, упругая и гибкая, хорошо обрабатывается и отделывается. Изготовленные из платана свирели, дудки, пастушечьи трубы и некоторые струнные щипковые инструменты отличаются особым тембром и мелодичностью звука.

Резонансный бук произрастает в некоторых районах Росси и Кавказа, на каменистых, горных почвах, на высоте 800 метров. Возраст его должен быть не менее 120 лет. Древесина красноватого цвета, с параллельными прямыми волокнами, слегка лоснящейся поверхностью.

Чёрное дерево поступает к нам из Африки и Индии. Оно бывает совершенно чёрным или чёрно-коричневым, однородно, хорошо обрабатывается, часто используется в декоративных целях.

Для создания некоторых музыкальных инструментов требуется более десятка различных пород дерева. Например, ксилофон имеет три-четыре ряда хроматически настроенных деревянных брусочков, лежащих на соломенных жгутах или толстых жильных струнах. Музыкальные брусочки изготавливаются из клёна, бука, ели, палисандра, ясеня, каштана и некоторых других пород.

Отобрать «поющее» дерево – дело непростое. Человек этой уникальной профессии по одним только ему известным признакам должен из тысячи стволов определить «музыкальные».

Бракер, идя по заснеженному лесу с деревянным молотком на длинной ручке, постукивает каждый ствол, припадая к нему ухом. Не спеша, внимательно прислушивается, будто в самом сердце лесной красавицы звучит только ему понятная мелодия. С поваленным лесом работать относительно проще. Здесь перед бракером свежий срез, и тайны музыкальности определяются при помощи лупы. Долго колдует бракер над каждым деревом, прежде чем поставит специальное клеймо.

Бывает, резонансную древесину заготавливают высохшими на корню деревьями, как это делали в старину. Отобрав подходящее дерево, его зимой кольцуют, то есть внизу по всей окружности снимают кору. Весной на нём появляются новые побеги и листья, вытягивающие из ствола все соки. Усохшее, лишённое соков дерево срубают.

Отобранные кряжи поступают на завод, где их распиливают на доски, сушат, а затем особым способом превращают в резонансные дощечки. Из них впоследствии склеивают детали музыкального инструмента – деки, клавиатурные вырезки для рояля, музыкальнее брусочки ксилофона.

До революции иностранцы, имевшие в России свои музыкальные предприятия, пользовались древесиной поступавшей к ним с Карпат, Вогез, Тирольских, Баварских гор, Швейцарских Альп и горных районов Италии. Им и в голову не приходило использовать «порющую» древесину из лесов России, где-нибудь в Костромской или Вологодской губернии. За большие деньги приобретался чужеземный материал.

При советской власти, уже к концу второй пятилетки, начались поиски отечественной древесины; и они оказались успешными. Говоря об этом, нельзя не вспомнить маршала М. Н. Тухачевского. Он любил музыку, в свободное время мастерил скрипку и великолепно играл на этом инструменте. В кругу своих друзей он говорил: «Нет ничего прекраснее музыки… это моя вторя страсть после военного дела».

Старший мастер скрипичных инструментов Г. А. Морозов вспоминал, как однажды он рассказал Тухачевскому, что руководимые им мастерские при Большом театре испытывают недостаток в резонансной ели и клёне. Запасы, сделанные ещё до революции, подходят к концу.

М. Н. Тухачевский пообещал помочь и сдержал своё слово. Была снаряжена специальная экспедиция в Закавказье для розыска нужных пород дерева. Вскоре в адрес Большого театра СССР пришёл подарок маршала – два вагона дерева. В одном из них были «поющие» ели, а в другом – матёрый, в несколько обхватов, явор. Попав в руки ведущих мастеров, драгоценный материал превратился в замечательные музыкальные инструменты, получившие широкое признание.

Все статьи

www.allfanera.ru

РубрикаРазное