энергосберегающие технологии

Выход продуктов при газификации щепы с кислыми катализаторами

За последние годы вопросам получения фурфурола уделяется большое внимание. Наличие альдегидной группы и высокая реакционная способность фурфурола создают благоприятные перспективы для применения его в химической промышленности.

Получение фурфурола основано на использовании различных пентозансодержащих материалов растительного происхождения путем отщепления трех молекул воды от молекулы пентозы, образующейся при реакции гидролиза пентозанов:

Распространены и изучаются следующие методы получения фурфурола; путем прямого гидролиза пентозансодержащего сырья с применением в качестве катализатора минеральных кислот и путем сухой перегонки растительных материалов, предварительно смоченных слабым раствором минеральных кислот.

В данном случае определяли возможность получения фурфурола путем совмещения гидролиза и пиролиза древесины при её газификации. Опыты проводились на березовой и осиновой щепе с применением в качестве катализатора серной кислоты и других катализаторов. Исходным сырьем служили рядовые березовые и осиновые дрова (табл. 90).

Таблица 90

Состав дров (щепы), использованных для получения фурфурола методом газификации, в %
Состав щепы Берёзовые дрова Осиновые дрова
Кора 12 13
Гниль 3 11
Здоровая древесина 85 76


Насыпной вес березовой щепы был равен 240 кг/м³ (при W = 26%), осиновой 200 кг/м³ (при W = 25%). Средневзвешенный размер березовой щепы 22 мм, осиновой 32 мм.

Таблица 91

Химический состав щепы, использованной для получения фурфурола методом газификации (% от абс. сух. навески)
Сотав щепы Берёзовая щепа Осиновая щепа
Целлюлоза по азотно-спиртовому методу 43,6 44,2
Лигнин по сернокислотному методу 22,0 20,5
Пентозаны 20,6 19,4
Полиуриновые кислоты 5,8 5,5
Вещества, растворимые в горячеё воде 5,8 2,5
Вещества, растворимые в серном эфире 2,5 1,1
Вещества, растворимые в спирто-бензольной смеси (1:1) 6,6 3,2
Метоксильные группы (–OCH3) 5,0 5,4
Зола 0,4 0,8
Легкогидролизуемые вещества (РВ) 21,6 10,5

По некоторым данным, в березовой и осиновой древесине количество пентозанов достигает 25 — 26%. Кроме пентозанов, в образовании фурфурола участвуют также полиуроновые кислоты.

Пропитка щепы раствором серной кислоты. Пропитка щепы производилась в резервуарах, в которые заливали 120 — 125 л раствора серной кислоты.

В этот раствор погружали взвешенный дырчатый барабан, наполненный щепой. После заданной по времени выдержки барабан извлекали. Раствор кислоты стекал в течение 15 мин. Затем барабан со щепой взвешивали, определяя привес.

Динамика пропитки сухой березовой щепы разбавленным раствором серной кислоты приведена на рис. 17, из которого видно, что при температуре 18° и модуле 1:6 оптимальное время пропитки можно принять 2 ч; за это время происходит практически предельное насыщение древесины раствором и относительная влажность щепы повышается с 14,3 до 55 — 56%. Та же щепа за 45 мин удерживала до 668 г раствора, считая на 1 кг абс. сух. древесины.

Рисунок 17

При пропитке влажной щепы (З9%) насыщение раствором серной кислоты наступало за более короткий промежуток времени (45 мин). При этом относительная влажность щепы достигала 53 — 54%, но раствора удерживалось несколько меньше (510 г на 1 кг абс. сух. древесины).

При погружении более сырой щепы в разбавленный раствор серной кислоты скорость проникновения поды в древесину вначале пропитки понижается, но серная кислота после окончания пропитки щепы водой продолжает диффундировать в щепу.

Таблица 92

Пропитка берёзовой щепы раствором серной кислоты при температуре 18° и модуле пропитки 1:6
Время пропитки щепы Концентрация серной кислоты в пропиточном растворе, % Относительная влажность щепы, %
ч мин
0 0 1,225 39
0 5 1,127 52
0 45 1,120 54
3 0 1,117 54
12 0 0,980 54
15 0 0,978 54

Из табл. 92 видно, что при пропитке сырой березовой щепы предельная влажность древесины наступает за короткий промежуток времени. Однако после этого поступление серной кислоты в щепу продолжается, на что указывает постепенное уменьшение кислотности пропиточного раствора, происходящее, по-видимому, за счет диффузии кислоты внутрь кусков древесины, протекающей очень медленно.

Для того чтобы щепа полностью пропиталась водой, потребовалось 45 мин, а диффузия кислоты в щепу закончилась более чем за 12 ч.

Уменьшение кислотности пропиточного раствора к концу пропитки наблюдается при различных концентрациях серной кислоты (табл. 93). Пропитка щепы проводилась в течение 4 ч при температуре 21°, модуле 1:5 и относительной влажности исходной щепы 14,3%.

Таблица 93

Изменение концентрации серной кислоты в пропиточном растворе, %
Опыты Концентрация серной кислоты в пропиточном растворе, %
до пропитки древесины после пропитки древесины
1 0,88 0,686
2 1,22 0,931
3 1,52 1,298
4 1,83 1,519

Наблюдающееся снижение концентрации серной кислоты в пропиточном растворе, происходящее в основном вследствие диффузии серной кислоты внутрь древесины, может быть также и вследствие взаимодействия кислоты с различными солями и азотсодержащими соединениями древесины. Титрование пропиточного раствора серной кислоты щелочью и определение количества нонов SO4 при помощи бария Ва показало наличие в растворе солей серной кислоты, образовавшихся, видимо, при реагировании серной кислоты с различными соединениями, находящимися в древесине.

Результаты этих опытов приведены в табл. 94. В данном случае пропитке подвергалась осиновая щепа при температуре 14°, модуле 1:4 и исходной относительной влажности 12%.

Таблица 94

Анализ пропиточного раствора на содержание серной кислоты
Метод анализа Концентрация серной кислоты в пропиточном растворе, %
до пропитки древесины после пропитки древесины до пропитки древесины после пропитки древесины
опыт 1 опыт 2
Титрование нормальным раствором щелочи 1,2 1,13 0,72 0,64
Осаждение хлористым барием (BaCl2) 1,2 1,2 0,72 0,72

Из изложенного видно, что для ускорения процесса пропитки необходимо применять щепу с меньшей влажностью, а при многократном использовании пропиточного раствора серной кислоты необходимо восполнять его кислотность

энергосберегающие технологии

Виды теплогенерации в Украине на 2016 год и стоимость

В 2016 году частные потребители тепла в Украине получают тепло из следующих источников: 1. Наиболее распространенный - от электричества, электрокотлы, электрокамины, электрообогреватели... Источником без подробностей в большинстве случаев является "энергия …

Вакуумные трубки 1800 на 58мм — мощность, окупаемость

Более полугода изучаю вакуумные солнечные трубки длиной 1800 внешним диаметром 58мм внутренним 43-44мм. Внутренний объем трубки - 2,7 литра. Иногда на активном ярком солнце мощность трубки показывало около 130-150Вт, но …

Тепловая трубка своими руками и её применение

Для создания тепловой трубки диаметром 16мм и длиной 80см я взял на сантехническом рынке гофронержавеющий шланг для воды, купил заглушки на него и вместо резиновых шайб - паронитовые. Затем я …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел. +38 05235 7 41 13 Завод
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 067 561 22 71 — гл. менеджер (продажи всего оборудования)
+38 067 2650755 - продажа всего оборудования
+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи всего оборудования
e-mail: msd@inbox.ru
msd@msd.com.ua
Скайп: msd-alexandriya

Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Представительство МСД в Киеве: 044 228 67 86
Дистрибьютор в Турции
и странам Закавказья
линий по производству ПСВ,
термоблоков и легких бетонов
ооо "Компания Интер Кор" Тбилиси
+995 32 230 87 83
Теймураз Микадзе
+90 536 322 1424 Турция
info@intercor.co
+995(570) 10 87 83

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.