Выход продуктов при газификации еловой коры
Утилизация получающейся при окорке бревен коры представляет большой интерес. Количество её равно примерно 10% объема древесины.
Для опытов была использована еловая кора двух образцов. Первый образец получен от окорки сплавных бревен, а второй от бревен сухопутной доставки. Кора представляла собой длинные и узкие куски, напоминающие ремни, измельчение которых производилось в обычной силосорезке. Средневзвешенный размер измельченной коры составил 32 мм. Средняя проба сплавной коры имела следующий элементарный состав (в %): углерода 44,25, водорода 5,9, кислорода 44,25, золы 5,6.
Таблица 63
| Состав части коры | Кора, полученная при окорке еловых брёвен | |
|---|---|---|
| сплавных | сухопутной доставки | |
| Целлюлоза по азотно-спиртовому методу | 25,8 | 22,8 |
| Легнин по сернокислотному методу | 31,4 | 30,3 |
| Пентозаны | 10,1 | 7,9 |
| Полиуриновые кислоты | 8,3 | 8,1 |
| Вещества, растворимые в горячей воде | 9,7 | 20,3 |
| Вещества, растворимые в серном эфире | 4,0 | 6,8 |
| Вещества, растворимые в спирто-бензольной смеси (1:1) | 9,8 | 22,4 |
| Метоксильные группы (–OCH3) | 2,8 | 3,3 |
| Зольность | 5,6 | 2,1 |
| Легкогидролизуемые вещества (РВ) | 17,7 | 16,3 |
Из табл. 63 видно, что сплавная кора значительно отличается от коры сухопутной доставки по количеству веществ, экстрагируемых горячей водой и органическими растворителями. Очевидно, значительное количество этих веществ растворилось в воде во время сплава. Использованная для опытов кора по ряду показателей значительно отличается от древесины хвойных пород, что соответствует другим исследованиям. Например, в еловой древесине содержится примерно 50% целлюлозы, а в коре ер оказалось почти в 2 раза меньше. По содержанию пентозанов, лигнина, легкогидролизуемых веществ кора мало отличается от древесины. Очень высокая зольность сплавной коры объясняется наличием в ней механических примесей (песок).
Газификация коры производилась по
Таблица 64
| Показатели | Опыты газификации коры | |||
|---|---|---|---|---|
| сплавной | сухопутной доставки |
|||
| 1 | 2 | 3 | 4 | |
| Относительная влажность коры, % | 21,5 | 48 | 20 | 25 |
| Насыпной вес коры, кг/м³ | 130 | 220 | 134 | 140 |
| Интенсивность газификации по абс. сух. коре, кг/м²ч | 120 | 100 | 147 | 230 |
| Температура, °C | ||||
| газа в горловине газогенератора | 90 | 84 | 85 | 86 |
| газа после смолоотделителя | 38 | 70 | 18 | 28 |
| дутья | 6 | 14 | 25 | 17 |
| Выход суммарного конденсата на 1 пл. м³ коры, кг (в 1 пл. м³ содержится 550 кг абс. сух. коры) | 240 | 333 | 343 | 280 |
| В том числе: | ||||
| отстойной смолы | 63 (23%) | 35 (10%) | 58 (17%) | 100 (36%) |
| жижки | 177 (74%) | 298 (90%) | 285 (83%) | 180 (64%) |
| Выход измельчённой коры на 1 пл. м³, м³ | 5,35 | 4,82 | 5,15 | 5,23 |
Выход суммарного конденсата в зависимости от температурного режима работы установки и влажности исходной коры равнялся 240 — 343 кг/пл. м³, а отстойной смолы 35 — 100 кг/пл. м³.
Из сухой коры выход отстойной смолы был больше, чем из сырой.
Выход измельченной коры из 1 пл. м³ равен примерно 5 нас. м³, тогда как из 1 пл. м³ древесины выход щепы равен 3 нас. м³.
Температура воздуха, применяемого при газификации коры, 6 — 25°. Температура газа, выходящего из газогенератора, во всех опытах колебалась в пределах 84 — 90°.
Давление дутья перед газогенератором составляло 10 — 30 мм вод. ст. В горловине газогенератора поддерживалось разрежение, равное 2 — 4 мм вод. ст. Из приведенных данных видно, что слой коры в газогенераторе высотой 1200 мм создавал гидравлическое сопротивление примерно 12 — 34 мм вод. ст.
Жижка из коры значительно отличается от жижки, получаемой при газификации древесины хвойных пород. Так, содержание летучих кислот в ней в 1,5 — 2, а растворимой смолы в 2 — 3 раза меньше, чем в древесной.
По влажности и кислотности отстойная смола из коры почти не отличается от смолы, получаемой при газификации древесины.
Анализ конденсатов и газа, полученных из коры, приведен в табл. 65.
Из табл. 66 видно, что выход газа из коры довольно высокий (1,92 — 2,09 нм³/кг), причем влажность исходной коры на выходе газа почти не сказывается. Увеличение влажности газифицируемом коры оказывает влияние на выход растворимой смолы, летучих кислот и метилового спирта. При этом наблюдается тенденция к повышению выходов этих продуктов, тогда как при газификации сырой древесины выход их падает. При значитель¬ном увеличении влажности коры почти в 2 раза уменьшается выход отстойной смолы.
Таблица 66
| Продукты газификации еловой коры | Опыты газификации коры | |||
|---|---|---|---|---|
| сплавной | сухопутной доставки | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | |
| Относительная влажность газифицируемой коры, % | 21,5 | 48 | 20 | 25 |
| Выход газа, нм³/кг | 2,05 | 2,09 | 1,98 | 1,92 |
| Расход воздуха, нм³/кг | 1,68 | 1,65 | 1,50 | 1,55 |
| Выход жидких продуктов, %: | ||||
| летучих кислот (в пересчёте на уксусную) | 2,25 | 3,52 | 3,0 | 2,90 |
| метилового спирта | 0,18 | 1,48 | — | 0,61 |
| ратворимой смолы (безводной) | 3,84 | 4,25 | 4,9 | 4,95 |
| отстойной смолы (безводной) | 9,60 | 5,20 | 8,7 | 10,20 |
В табл. 67 приведен материальный баланс для
Тепловой к. п. д. газогенератора по газу для этого опыта составил 49,5%, а к. п. д. по жидким продуктам 28,5%. Из этих данных видно, что полезно используемого тепла перешло в газ примерно в 1,7 раза больше, чем в жидкие продукты. Примерно такая же картина наблюдалась при газификации сухой коры. В табл. 68 приведен материальный баланс для опыта 3. В этом случае в газ перешло 37% абс. сух. коры, а в жидкие органические продукты около 17%,
Таблица 68
| Статьи баланса | Количество | |
|---|---|---|
| кг | % | |
| Кора при рабочей влажности | 100 | 39 |
| Дутьё | 155 | 61 |
| Итого | 255 | 100 |
| Расход | ||
| Суммарный конденсат | 50 | 19,6 |
| Газ | 185 | 72,5 |
| Паровая фаза охлаждённого газа | 3,2 | 1,3 |
| Зола | 2,9 | 1,1 |
| Невязка | +13,9 | +5,5 |
| Итого | 255 | 100 |
Дважды промытая горячей водой отстойная смола из сплавной коры содержала 4,8% воды и 0,86% летучих кислот.
Разгонка при атмосферном давлении до температуры 280 — 310° показала, что эта смола значительно отличается от древесной.
Количество веществ, отгоняемых до 110°, равнялось 31,9%, тогда как из газогенераторных древесных смол эта фракция составляет обычно 5 — 6%.
Выход пека при разгонке смолы небольшой (26,5%) и примерно вдвое меньше, чем из древесных смол.
Выход масел от веса безводной смолы равен 72,1%. Количество нейтральных веществ в этих маслах 52,8%.
В маслах содержалось 22% фенолов и 3,1% карбоновых кислот. При анализе промытой смолы без предварительной разгонки получили следующие продукты (в % от веса безводной навески): фенолы (включая высокомолекулярные кислоты) 42,3; нейтральные вещества 34,5; карбоновые кислоты 8,3.
Отстойная смола из коры по основным показателям удовлетворяет требованиям, предъявляемым к мягчителю, используемому в химической промышленности при регенерации резины. Так, при исследовании указанной смолы были получены следующие результаты (в %): влажность 3 — 6; механических примесей 0,8 — 3; водорастворимых кислот (в пересчете на уксусную) 0,8 — 3,2; веществ, не растворимых в бензине, 20 — 33; смоляных кислот 16 — 22; удельный вес при 20° 1,06 — 1,07 (см. табл. 26).
При исследовании отстойной смолы по методике
Предварительные исследования газогенераторной смолы, получаемой из коры, как антисептика для древесины показали, что она достаточно токсична по отношению к дереворазрушающему грибу «Coniophore cerebella» и плохо вымывается горячей водой после пропитки древесины. Газогенераторная смола из коры может быть использована в дорожном строительстве для укрепления верхнего покрытия дорог при добавлении к суглинистым и супесчаным грунтам 6 — 8%.
