Выход продуктов при газификации щипы из осмола и сосновых дров
Газификация осмола по сравнению с обычным смолокурением протекает в благоприятных условиях (равномерный нагрев щепы, скоростной вынос смолистых веществ из аппарата), что в значительной степени исключает возникновение вторичных реакции, при которых эти продукты разлагаются. При газификации малосмолистого осмола можно получить более высокие выходы смолы, чем в обычных смолокуренных аппаратах, даже при использовании в них осмола высокого качества.
Удельная производительность шахты газогенератора, работающего на щепе, в 100 — 150 раз выше производительности реакционного пространства смолокуренных печей и реторт, работающих на крупнокусковом осмоле. При газификации осмола нет надобности расходовать древесное топливо. Правда, при газификации не получается древесного угля. Но уголь из осмола не представляет собой большой ценности, так как в нем содержится значительное количество летучих веществ.
Преимущество газогенератора для получения сосновой смолы заключается ещё в том, что измельчение осмола в рубильных машинах дешевле ручной разделки на мелкие куски, пригодные для использования, например, в минских ретортах. Существенное преимущество газификации состоит ещё в том, что при этой технологии все производственные процессы можно механизировать. Для опытов использовался различный осмол и сосновые дрова, анализ которых приведен в табл. 44.
Таблица 44
Опыт | Использо- ванное сырьё |
Кол-во сырья, % | Содержание от веса абс. сух. щепы, % | Насыпной вес щепы, кг/м³ | Относи- тельная влажность щепы, % |
Средний размер щепы, мм | |
---|---|---|---|---|---|---|---|
смолистых веществ | в том числе скипидара | ||||||
1 | Осмол | 62 | 13,1 | 0,85 | 260 | 30 | — |
Сосновые дрова | 38 | 7,5 | 0,36 | ||||
2 | Осмол | 100 | 9,15 | 0,40 | — | — | 14,3 |
3 | Осмол | 100 | 24,63 | 1,23 | 230 | 9 | 6,6 |
4 | Сосновые дрова | 100 | 3,55 | — | 209 | 33,4 | 29,0 |
5 | Сосновые дрова | 100 | 2,85 | — | 229 | 37 | 16,4 |
Газификация щепы в 1, 2 и
Газификации подвергалась сосновая щепа влажностью 16,7 — 37%. Производительность газогенератора по абс. сух. щепе колебалась в пределах 26,7 — 37,4 кг/ч.
При работе газогенераторной установки по
После отстоя суммарного конденсата, полученного при газификации тощего осмола, было получено 24 — 32% отстойной смолы. При переработке жирного осмола количество отстойной смолы резко увеличивалось (60%). И, наконец, при переработке сосновых дров количество отстойной смолы в суммарном конденсате достигало 12 — 15%. Выход сырой сосновой смолы (отстойная и всплывная) из тощего осмола достигал 65 кг/скл.м³, из жирного осмола 95,7 кг/скл.м³, из смеси тощего осмола и сосновых дров 49 кг/скл.м³ и из сосновых дров до 34 — 42,5 кг/скл.м³ (табл. 45).
Из этих данных видно, что при газификации сосновой щепы из дров и осмола, выход сосновой смолы может быть значительно выше, чем при смолокурении кускового осмола, например, в минских ретортах. В этих аппаратах сосновой смолы обычно получается 35 — 50 кг/скл.м³.
Таблица 46
Из табл. 46 видно, что жижка как сырье для получения летучих кислот интереса не представляет. Содержание водорастворимой смолы в осмольной жижке высокое и составляет 22,5 — 31,3%. Содержание растворимой смолы в жижке из сосновых дров ниже (12,1 — 17,8%). Всплывная и отстойная смолы мало отличаются от газогенераторных смол, получаемых из древесины других пород. Однако у сосновых газогенераторных смол заметна тенденция к понижению влажности. Выход отстойной смолы из сосновых дров составляет 10 — 12,2%, а из жирного осмола достигает 31,3% (табл. 47). Из этого показателя видно, что сосновая древесина значительно отличается от древесины других пород (береза, осина, ель и др.), из которых, как известно, обычно получается около 7 — 8% отстойной смолы.
Таблица 47
Продукты газификации щепы | Опыты | ||||
---|---|---|---|---|---|
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
Вид перерабатываемого сырья | Осмол и сосновые дрова | Осмол | Осмол | Сосновые дрова | Сосновые дрова |
летучие кислоты (в пересчёте на уксусную) | 4,20 | 4,40 | 2,73 | 5,85 | 4,07 |
Метиловый спирт | 0,72 | 0,64 | 0,28 | 0,58 | 0,84 |
Эфиры (в пересчёте на метилацетат) | 0,20 | 0,24 | 0,21 | 0,81 | 0,35 |
Скипидар | — | — | 2,50 | — | — |
Смола | 25,0 | 32,0 | 39,33 | 30,2 | 23,2 |
В том числе: | |||||
отстойная | 11,7 | 16,5 | 31,30 | 12,2 | 10,0 |
растворимая | 13,3 | 15,5 | 8,3 | 18,0 | 13,2 |
Данные, приведенные в табл. 48, указывают на то, что теплота сгорания газа из сосновых дров несколько повышалась и резко падала для газа из жирного осмола. Видимо, значительного пиролиза смолистых веществ осмольной щепы не происходило, и поэтому газ не обогащался продуктами их разложения.
Таблица 48
Показатели | Опыты | ||||
---|---|---|---|---|---|
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
Вид перерабатываемого сырья | Осмол и сосновые дрова | Осмол | Осмол | Сосновые дрова | Сосновые дрова |
Расход воздуха в пересчёте на абс. сухю щепу, нм³/кг | — | 0,94 | 1,23 | — | 1,035 |
Выход газа в пересчёте на абс. сухю щепу, нм³/кг | — | 1,34 | 1,51 | — | 1,50 |
Состав газа в обьёмных % | |||||
CO2 | 2,2 | 5,1 | 9,4 | 3,15 | 4,56 |
CO | 25,1 | 29,2 | 16,4 | 31,6 | 30,40 |
CH4 | 1,2 | 1,6 | 1,4 | 0,43 | 1,39 |
H2 | 8,3 | 8,5 | 7,7 | 11,27 | 9,0 |
O2 | 1,4 | 0,3 | 0,8 | 0,63 | 0,20 |
N2 | 61,8 | 54,3 | 64,3 | 52,92 | 54,45 |
В табл. 49 приведен материальный баланс по элементам при газификации щепы из жирного осмола, а в табл. 50 — общие материальные балансы при газификации осмольной щепы и щепы из сосновых дров.
Таблица 49
Статьи баланса | C | H | O | N | Зола | Всего |
---|---|---|---|---|---|---|
Осмольная абс. сух. щепа | 38,46 | 5,62 | 29,08 | — | 0,84 | 74 |
Влага осмольной щепы | — | 2,89 | 23,11 | — | — | 26 |
Дутьё | — | — | 27,30 | 89,7 | — | 117 |
Итого | 38,46 | 8,51 | 79,49 | 89,7 | 0,84 | 217 |
Газ | 16,28 | 1,13 | 31,60 | 89,7 | — | 138,71 |
Всплывная смола | 16,21 | 2,48 | 9,60 | — | — | 28,29 |
Жижка | 3,43 | 1,48 | 13,40 | —; | — | 18,61 |
Конденсат очищенного газа: | ||||||
нижний водяной слой | 1,0 | 3,0 | 22,50 | — | — | 26,50 |
верхний слой — скипидар | 1,54 | 0,20 | 0,10 | — | — | 1,84 |
Зола | — | — | — | — | 0,84 | 0,84 |
Невязка | — | –0,08 | +2,29 | — | — | +2,21 |
Итого | 38,16 | 8,51 | 79,49 | 89,7 | 0,84 | 217 |
Таблица 50
Статьи материального баланса | Опыт 2 (щепа из осмола) | Опыт 5 (щепа из сосновых дров) | ||
---|---|---|---|---|
кг | % | кг | % | |
Щепа, загружаемая в газогенератор | 392 | 50 | 584 | 54 |
Дутьё | 396 | 50 | 490 | 46 |
Итого | 788 | 100 | 1074 | 100 |
Газ | 510 | 64,8 | 645 | 60,3 |
Суммарный конденсат | 260 | 33,0 | 411 | 38,0 |
Паровая фаза чистого газа | 6 | 0,7 | 11 | 1,0 |
Зола | 4 | 0,5 | 3 | 0,3 |
Невязка | 8 | 1,0 | 4 | 0,4 |
Итого | 788 | 100 | 1074 | 100 |