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

Преимущества электрического теплого пола.

Прежде, чем определить для себя преимущества или недостатки теплого пола. Необходимо разобраться какие виды систем обогрева существуют, условия, возможности монтажа в помещениях с определеннымиархитектурными решениями (дом, квартира, офис, промышленное помещение), а также дальнейшая эксплуатация. Здесь недостаточно лишь желания и материальных возможностей. Системы обогрева теплого пола делятся …

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 …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

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