Выход продуктов при газификации щепы из сосновых пней торфопредприятий
На торфяных разработках ежегодно накапливаются сотни тысяч кубометров сосновых пней. Сбыта, указанная древесина не имеет, хотя есть ряд предложений в этом направлении. Иногда пни частично используют о качестве топлива. Организация промышленной энергохимической переработки болотного пня позволит в значительной степени обеспечить соответствующие производства хвойной пирогенной смолой.
Для опытов были использованы болотные сосновые пни шуваловского торфопредприятия Ленинградской области и смолянических торфяников БССР, которые после разделки измельчались в рубильной машине.
Элементарный состав древесины болотного осмола мало отличается от обычной древесины (табл. 56).
Таблица 56
| Торфопредприятие | C | H | O | Зола |
|---|---|---|---|---|
| Шуваловское | 49,2 | 6,8 | 42,5 | 1,5 |
| Смолявическое | 52,8 | 6,9 | 39,3 | 1,0 |
Насыпной вес щепы влажностью 12,5% из шуваловского осмола равен 155 кг/м³. Древесину болотного пня можно отнести к категории тощего осмола. Но этот осмол несколько отличается от стволовой древесины сосны меньшим содержанием целлюлозы и пентозанов (табл. 57),
Таблица 57
| Составные части | Содержание в % от веса абс. сух. осмола | |
|---|---|---|
| шуваловских торфяников | смолявических торфяников | |
| Целлюлоза по азотно-спиртовому методу | 42,8 | 39,0 |
| Лигнин по сернокислотному методу | 26,8 | 27,5 |
| Пентозаны | 6,0 | 10,5 |
| Полиуроновые кислоты | 2,3 | 5,7 |
| Вещества, растворимые в горячей воде | 4,2 | 1,6 |
| Вещества, растворимые в серном эфире | 11,0 | 6,3 |
| Вещества, растворимые в спирто-бензольной смеси (1:1) | 12,4 | 11,1 |
| Метоксильные группы (–OCH3) | 5,4 | 3,5 |
| Зола | 1,5 | 1,0 |
| Легкогидролизуемые вещества (РВ) | 14,5 | 10,0 |
Опыт газификации щепы производили по
Из табл. 58 видно, что из сухой щепы болотного осмола получилось 240 — 290 кг/пл. м³ суммарного газогенераторного конденсата, а из сырой 530 кг/пл. м³. Интенсивность газификации составляла 165 — 228 кг/м²ч.
Средняя температура газа на выходе из газогенератора для сухой щепы равнялась 121°, а для более влажной 72 — 87°. Температура газа после смолоотделителя находилась в пределах 53 — 64°. Обессмоленный газ окончательно охлаждался до 18 — 24°.
В жижке смолоотделителя (табл. 59) содержалось 12,75 — 51,35% растворимой смолы. Конденсат, выделенный из очищенного газа, содержал 0,46 — 0,72% метилового спирта, а жижка смолоотделителя 0,10 — 0,16%.
По данным табл. 59 видно, что метиловый спирт легко проходит с газом через газоочистную аппаратуру. Концентрация летучих кислот в конденсате очищенного газа низкая (0,93 — 2,79%). Количество растворимой смолы в этом конденсате весьма небольшое (0,4 — 1,5%), что указывает на вполне удовлетворительное обессмоливание газа в смолоотделителе.
По данным табл. 60 выходы летучих кислот и метилового спирта для всех опытов близки между собой. Суммарный выход смолы составлял 26,8 — 28,7%. При этом выход растворимой смолы колеблется от 2,6 до 10,3%. Наиболее цепной смолы (всплывной и осадочной) получается значительное количество (18,3 — 26%).
Из материального (по элементам) баланса одного из опытов (табл. 61) видно, что меньшая весовая часть древесины перешла в газ:
Потенциальный тепловой энергии щепы находилось в газе 33%, а в жидких продуктах 46%. Как видно, газогенератор на щепе из болотного осмола работал для генерации главным образом жидких продуктов, а не газа.
Всплывная и осадочная смолы из болотного осмола по ряду показателей не уступают кустарным сосновым смолам, получаемым из борового осмола при смолокурении (табл. 62).
Таблица 62
| Образец отстойной смолы | Влажность, % | Удельный вес при 20 °C | Механи- ческие примеси, % |
Водораство- римые кислоты, % |
Вещества, не растворимые в бензине, % | Смоляные кислоты, % |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Газогенраторная смола из болтного осмола: | ||||||
| всплывная (шуваловские торфяники) | 5 — 12 | 1,048 — 1,105 | 0,2 — 0,85 | 1,26 — 2,3 | 4,5 — 13 | 31,5 — 34,5 |
| всплывная (смоляви- ческие торфяники) |
0,2 — 3,3 | 1,013 — 1,024 | 0,4 | 0,7 — 1,4 | 1,4 — 3,2 | 27,2 — 29,5 |
| осадочная (смоляви- ческие торфяники) |
4 — 20 | 1,086 — 1,169 | 0,1 | 0,7 | 7,5 | 23,2 — 32,3 |
| Кустарные сосновые смолы, получаемые из борового осмола при смолокурении в ретортах и печах | 3 — 18 | 1,08 — 1,13 | 0,5 | 1 — 2,5 | 4 — 19 | 27 — 37 |
| Теплота сгорания щепы (высшая) | 100 |
| Теплота сгорания газа (высшая) | 33 |
| Теплота сгорания (высшая) органических веществ, содержащихся: | |
| в жижке | 8 |
| в всплывной смоле | 35 |
| в конденсате очищенного газа | 3 |
| Потери тепла при газификации и невязка | 21 |
| Итого | 100 |
Смола, полученная при газификации осмола шуваловских торфяников, испытывалась в производстве. В результате этих исследований было сделано заключение, что по технологическим свойствам смола из болотного осмола приближается к лучшим печным сосновым смолам, применяемым в регенераторной промышленности в качестве мягчителей.
