энергосберегающие технологии

Выход продуктов при газификации щепы из лесосечных отходов и стволовой древесины

Лесосечные отходы (ветки и вершины) отличаются от древесины ствола тем, что в этом сырье содержатся повышенное количество коры, а в летнее время и листья. Поэтому химический состав различных лесосечных отходов отличается от стволовой древесины. Состав и выходы жидких продуктов газификации из различных частей дерева также будут отличаться между собой.

Для исследования, результаты которых изложены ниже, использовались лесосечные отходы и стволовая древесина березы, осины и ели, рассортированные на четыре группы: мелкие лесосечные отходы — ветки диаметром до 30 мм; крупные лесосечные отходы — ветки диаметром от 30 до 100 мм; стволовая древесина — дрова диаметром 100 мм и выше: пни и корневая система.

При заготовке образцов было срублено 50 деревьев каждой породы и от них отобраны соответствующие средние пробы по 6 — 7 пл. м³.

Весовое содержание коры в мелких ветках значительно больше, чем в крупных ветках, стволе и корнях. В отличие от древесины лиственных пород в корнях ели коры содержалось больше, чем в древесине ствола (табл. 13).

Таблица 13

Содержание коры, листьев (хвои) и гнили в стволовой древесине и лесосечных отходах (в % от веса абс. сух. щепы)
Части дерева Мелкие ветки диаметром до 30 мм
берёза осина ель
без листьев с листьями без листьев с листьями без хвои с хвоей
Кора 24,5 26,8 34 37,2 34,3 32,8
Листья (хвоя) 17,8 16,4 20,7
Гниль
Древесина 75,5 55,4 66 46,4 65,7 46,5
Части дерева Крупные ветки диаметром 30 — 100 мм Ствол диаметром 100 мм и выше Пни и корни
берёза осина ель берёза осина ель берёза осина ель
Кора 16,7 23 13,5 9,2 9 9,6 4,1 3,8 15,5
Листья (хвоя)
Гниль 8
Древесина 83,3 77 86,5 90,8 83 90,4 95,9 96,2 84,5

Для определения химической характеристики исходного сырья большое значение имеет правильный отбор средней пробы исследуемого образца. Особенно это относится к весьма неоднородной по величине и форме щепе из мелких веток, корней, коры и др.

Для указанных целей применяли специальную измельчительную машину, при помощи которой несколько килограммов щепы отбираемой средней пробы превращали в крупные опилки (рис. 13). Из полученных опилок после перемешивания отбирали среднюю лабораторную пробу для анализа.

Рисунок 13

Химический состав использованных для опытов древесины и древесных отходов приведен в табл. 14, из которой видно, что в стволовой щепе целлюлозы содержалось больше, чем в лесосечных отходах и корнях. Лигнина в корнях и лесосечных отходах обнаружено несколько больше, чем в древесине ствола, что объясняется наличием в этих отходах значительного количества коры и условиями произрастания корневой системы дерева. Пентозанов в стволовой щепе лиственных пород находилось больше, чем в ветках. Древесина лиственных пород содержала пентозанов больше, чем еловая, что соответствует многочисленным данным других исследований

Таблица 14

Очень мало пентозанов содержалось в корневой системе лиственных пород при повышенном количестве в ней лигнина.

Видимо, по этой причине биологическая стойкость корневой древесины выше, чем древесины ствола. Веществ, растворимых в горячей воде, эфире и спирто-бензольной смеси, в образцах мелких веток, особенно с листьями, находилось значительно больше, чем в стволовой древесине. Тут сказалось влияние коры, количество которой в ветках достигало 34 — 37%. Золы в лесосечных отходах и корневой системе оказалось заметно больше, чем в древесине ствола, что также соответствует данным, при водимым в различных литературных источниках.

Наблюдались общие закономерности для образцов щепы из лиственных пород и ели. Так, лигнина в лесосечных отходах было больше, чем в стволе, а целлюлозы, наоборот, меньше. В ветках содержалось больше экстрагируемых веществ и золы. В отходах из-за повышенного количества коры содержалось веществ, растворимых в органических растворителях, значительно больше, чем в остальных образцах древесины лиственных пород.

Колебания в химическом составе различных видов древесного сырья и особенно лесосечных отходов зависят от количественного соотношения и химического состава отдельных частей дерева, входящих в его состав. Химический состав исследованных в газогенераторе образцов древесины различных пород, изложенный в табл. 15, 16, 17 и 18, можно использовать для оценки различного древесного сырья в промышленной газификации и пиролизе его в различных ретортах.

Заметное различие в химическом составе мелких веток с листьями и без листьев (табл. 14) объясняется тем, что в листьях содержалось большое количество экстрагируемых веществ (табл. 15). Так, веществ, растворимых в горячей воде, содержа лось 29 — 32,5% (в хвое 32,7%), в эфире 7,96 — 8,42% (в хвое 12,2%), в спирто-бензольной смеси 14,7 — 17,5% (в хвое 36,8%).

Таблица 15

Химический состав листьев и хвои (в % абс. сух. навески)
Составные части Берёзовые листья Осиновые листья Еловая хвоя
Целлюлоза, определяемая по азотно-спиртовому методу 25,2 25,0 22,5
Лигнин, определяемый по сернокислотному методу 34,2 29,5 30,5
Пентозаны 17,9 11,2 6,39
Полиуроновые кислоты 12,2 11,55 7,8
Вещества, растворимые в горячей воде 32,5 29,0 32,7
Вещества, растворимые в серном эфире 8,42 7,96 12,2
Вещества, растворимые в спиртобензольной смеси (1:1) 14,7 17,5 36,8
Метоксильные группы (–OCH3) 2,3 2,55 3,21
Зольность 4,22 5,65 3,3
Легкогидролизуемые вещества (РВ) 17,6 14,9 14,0
Метоксильные группы (–OCH3) в легнине 2,77 4,02 3,9

Повышенная зольность лесосечных отходов с листьями объясняется большой зольностью листьев 4,22 — 5,65% (хвои 3,3%).

По составу листья и хвоя отличались от веток пониженным содержанием целлюлозы и пентозанов и повышенным содержанием лигнина и особенно полиуроновых кислот.

Указанное различие в химическом составе веток и листьев отразилось на выходе растворимой смолы, количество которой из веток с листьями (хвоей) было примерно на 40% меньше, чем из веток без листьев (хвои). Но не только листья являются характерной частью лесосечных отходов. В них содержится в значительных количествах кора, особенно в мелких ветках.

Из табл. 16 видно, что еловая кора веток и ствола по химическому составу мало различалась между собой, хотя в коре веток наблюдалось уменьшение целлюлозы, веществ, растворимых в воде, метоксильных групп, а содержание лигнина, пентозанов, полиуроновых кислот и веществ, растворимых в эфире, несколько больше.

Таблица 16

Химический состав еловой коры, веток и ствола (на абс. сух. навеску в %)
Составные части Мелкие ветки диаметром до 30 мм Крупные ветки диаметром 30 — 100 мм Ствол диаметром 100мм и выше
Целлюлоза, определяемая по азотно-спиртовому методу 24,0 26,9 27,1
Лигнин, определяемый по сернокислотному методу 33,4 29,5 30,4
Пентозаны 9,96 9,21 8,4
Полиуроновые кислоты 8,9 8,81 8,8
Вещества, растворимые в горячей воде 18,5 20,3 21,4
Вещества, растворимые в серном эфире 10,5 9,32 8,23
Вещества, растворимые в спиртобензольной смеси (1:1) 23,1 23,5 24,0
Метоксильные группы (–OCH3) 2,9 2,95 3,1
Зольность 2,86 1,86 2,41
Легкогидролизуемые вещества (РВ) 13,1 16,0 13,0
Метоксильные группы (–OCH3) в легнине 5,8 4,5 4,9

По химическому составу еловая древесина веток и ствола (без коры) заметно различалась между собой. Так, в мелких ветках полисахаридов содержалось примерно на 20% меньше, чем и древесине ствола, а лигнина, веществ, растворимых в различных растворителях, содержалось больше (табл. 17).

Таблица 17

Химический состав еловой древесины без коры (на абс. сух. навеску в %)
Составные части Мелкие ветки диаметром до 30 мм Крупные ветки диаметром 30 — 100 мм Ствол диаметром 100мм и выше
Целлюлоза, определяемая по азотно-спиртовому методу 40,1 50,9 51,1
Лигнин, определяемый по сернокислотному методу 31,6 28,5 27,2
Пентозаны 10,3 10,0 8,23
Полиуроновые кислоты 4,71 3,71 3,55
Вещества, растворимые в горячей воде 5,20 2,65 2,23
Вещества, растворимые в серном эфире 2,67 1,96 1,88
Вещества, растворимые в спиртобензольной смеси (1:1) 6,49 4,04 2,65
Метоксильные группы (–OCH3) 5,65 5,36 5,52
Зольность 0,49 0,38 0,13
Легкогидролизуемые вещества (РВ) 12,5 11,1 7,43
Метоксильные группы (–OCH3) в легнине 13,6 14,75 15,6

Как видно из приведенных аналитических данных, содержание метоксильных групп в лигнинах различно. В лигнине березовой и осиновой стволовой древесины (без коры) метоксильных групп содержится 20,5 — 20,4% (табл. 18). а в лигнине обескоренной еловой стволовой древесины — 15,6%, что не противоречит данным литературных источников.

Таблица 18

Химический состав берёзовой и осиновой стволовой древесины без коры (на абс. сух. навеску в %)
Составные части Берёзовая древесина Осиновая древесина
Целлюлоза, определяемая по азотно-спиртовому методу 47,1 53,4
Лигнин, определяемый по сернокислотному методу 20,5 19,4
Пентозаны 24,7 22,0
Полиуроновые кислоты 5,49 7,32
Вещества, растворимые в горячей воде 3,0 3,44
Вещества, растворимые в серном эфире 1,19 1,25
Вещества, растворимые в спиртобензольной смеси (1:1) 2,30 3,12
Метоксильные группы (–OCH3) 6,25 5,14
Зольность 0,24 0,36
Легкогидролизуемые вещества (РВ) 16,8 15,1
Метоксильные группы (–OCH3) в легнине 20,5 20,4

Количество метоксильных групп в лигнине еловой коры колебалось от 4,5 до 5,8%. В лигнине окоренной древесины мелких и крупных веток (-ОСН3) содержалось 13,6 и 14,75%, т.е. меньше, чем в лигнине стволовой древесины.

Весьма низко содержание метоксильных групп в лигнине хвои и листьев.

Pages: 1 2 3

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./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@inbox.ru
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.