ТЕХНОЛОГИЯ ПИРОГЕНЕТИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ДРЕВЕСИНЫ

НЕКОНДЕНСИРУЮЩИЕСЯ ГАЗЫ

Состав неконденсирующихся газов

При обугливании древесины получаются неконденсирующиеся газы. Выход и состав их зависят от конечно]'! (максимальной) тем­пературы обугливания, быстроты нагревания, количества и качест­ва обугливаемой древесины, способа ее нагрева и системы угле- выжигательной печи или реторты. Выход и состав неконденсирую­щихся газов приведены в табл. 38.

Таблица Зо

Выход и состав неконденсирующихся газов, полученных при обугливании древесины в аппаратах лабораторного и промышленного типа

Объсы газов из ]00 кг абс. сухой древеси­ны в ы'1

Лабораторная реторта (береза)

Заводской аппарат: вагоннаяГреторта (береза) . вертикальная реторта F е -

Реза)..............

Шведские ва гоиотрубног

Печи (береза) ....................

Реторта Стаффорда (буь) .

49,0"3| 28,37

45,55, 29,41

48,50

ГО, 00 46,50 18,19) 1.44

I

20,88| 2,17 18,7м 2.5.

3,00 I 1,00 2,50 2,70

Из табл. 38 следует, что при обугливании древесины в аппара­тах заводского типа получаются иные выходы и состав неконден Сирующихся газов, чем в аппаратах лабораторного типа. Заметная разница наблюдается в выходе метана и этилена; з заводских аппаратах их получается больше, чем в лабораторных, что. может быть отнесено за счет вторичных реакций термического расзда парообразных продуктов обугливания древесины.

Выход и состав неконденсирующихся газов при разных температурах

В табл. 39 приведены выходы, состав и теплотворная способ­ность неконденсирующихся газиз. полученных при равных конеч­ных температурах обугливания сосновой древесины.

Как показывает табл. 39, при повышении конечной температу­ры обугливания до 700s выход неконденсирующихся газоз все гремя возрастает. Состав их также меняется: содержание угле­кислоты непрерывно уменьшается, а содержание окиси углерода падает, начиная с 300°. Наоборот, количество образующихся ме-
вы'.'л у состгв и Tt-nm порная способность некоидгнс.,р, :с:м. И' м гд:>п, пол .*»ш.'х гр. ч с О; глив&нин древссьсы cjL 'b. г:;>,: раз-м.-х ю..;чч. зг. рах

СЫЬ 1 ,П0В О 0': LLy. iJ

Така, этилена и в - дорода все грсмл возрастает с поднятием ко­пейной - емлературы обугд Те;;д~т7!орна>; способность 1 м,; (при 0- н 700 мм рт. ст.) и.: л - олднеегь га^ов из! кг дре­весины непр'срызно ВеЛНЧПЖДо ПСИ. Y 6.НЛО г во рк ая способность 1 М' некопдеченро ютцихся гаси и значительно превышает теплотворную способность генераторных га ,в.

Несмотря на то. что и з. п,. i^xsix печах и ретортах периодиче­скою деис;ипя ид} т одной; , и. и разных частях их разные стадии термического раз к-ж пин.- езеспны. в ебшем выходы и - состав ьепсиденснруюи:ипся, а;оп и теплин одного оборота печи или реторты пзмскл-- тся пах^по: iepno.

Ria рис. ирпиедеип: данный о о шчес; ; 1 и coctaBe неконден­сирующихся lacon, полученных ар.: ooyi.' .пнипп сплавной дрезе - ■л'пы березы, р..пде тппнои и ч; м-. ' длите:,- 0,3 :ч. с содержанием пиагп ПИИ По_ туплсинп Ь П. . ;/.у ^e. l^e,. при ГрОДОЛЖИ1СЛ1-НСе! обуГ. ТИЗИНЮ! 31 час в загонных рео, ртах Лшинского лссохимиче- v Hi - со комбината.

О. ПдеЛеППе не. .i ДеПеПр ■ <оИ, ,.'„ . . • . инЧИпИе I И Г! ос те / ча - >.-п, >т начаси: н: гv. -:;■ тип. и >л,..пи '-и сип. н :по и.-: в это время пестси - пит!-!,:•: :: Пуп пем-с;' теоо» олео,- : в и,;,-. По мере пн - :H:,'ii:! п..; i ICu П':0! 'еОН.. ра.!>, е И.; ,. ie Г. с С И : 1 [И КоЛИЧеСТ'йо ian. B иозрастапт Д" м..ксп:.п • и: !,'-•';,» м' час (ч vn I t часов о: начала распито и "агеи,,оск'т. :. питаем до 3;р."5 мс/чае "> конце (череп •>■' "пион jc, ии. и и п:рр чхи пппчН;. Состав газов в проценгах ьо обьему также меняется: содержание СО 2

1'нс. 14. Количестро ч состав продуктов обугливания березовой

Древесины:

U —: CHpYlOIjilH Ch газы Б—. 11р0дукты

Продукты пирогенетического разложения древесины

Постепенно падает с 65,8% до 27,3%; содержание СО сначала возрастает с 28,15% до 31,9% (через 24 часа), а затем умень­шается до 16,41%; содержание СН4 все время увеличивается с 5,13% до 42,45%; содержание СгН4 сначала возрастает с 0,1% до 2,88% (через 22 часа), а затем падает до 1,19%; содержание Н2 непрерывно возрастает с 0,89% (через 20 часов) до 12,45%,.

Теплотворная способность (низшая) газов все время увеличи­вается с 1582 ккал/м3 (через 4—5 часов) до 4825 ккал/м3 (через 17—18 часов).

Таким образом, неконденсирующиеся газы, выделяющиеся при Обугливании древесины, в реторте, вследствие отсутствия в них Азота и водяных паров, являются ценным горючим с высокой теп­лотворной способностью. Такие газы используются, как правило, в качестве топлива в топках тех же реторт, взамен твердого топ­лива.

В непрерывнодепствующих печах, с выводом и вводом каждый раз по одной вагонетке, состав и количество неконденсирующихся газов остаются почти без изменения в течение всего хода печи.

Теплотворная способность неконденсирующихся газов, по мере повышения температуры обугливания, растет. В периодически действующих печах и ретортах она изменяется в течение одного оборота печи или реторты в широких пределах.

Например, в вагонной реторте низшая теплотворная способ­Ность увеличивалась при испытании от 1582 ккал/м3 в начале обо­Рота до 4825 ккал/м3 в конце его.

В непрерывнодействующих печах, где при каждом передвиже­нии вводится в печь одна вагонетка с дровами и выводится одна вагонетка с углем, теплотворная способность неконденсирующихся газов практически не изменяется.

Теплотворная способность 1 м3 неконденсирующихся газов мо­жет быть определена по формулам:

Q, ыгш = 30.45СО - 95,50СН4 - 3U.58H, - 154,38С2Н4; (19) QHUlUl = 3f), .Г>СО - 8",70СН. - 25,82Н_ 144Д5С-Н,, (20)

Где СО, CHj, Hj, CjH4 — процентное содержание этих газов в сме­си по объему.

Т е г; л о е м к, • с т ь неконденсирующихся газов

Для вычисления средней молекулярной теплоемкости неконден­сирующихся газов могут быть применены следующие формулы:

СО.: Ср = 7,40 - : И,0'о8;Т. Y : ),5 -10~в < Т,- - Т,'-'); (21)

Н : Ср =■ 6,70 - ПОЛ036(Т1 т Т,); 1 ' : С., ---6,511 - 0/ ii и 15 (Т, • Т.)

.ля line • ■ 1 Ч" ~> • Т. Т. Л; (24)

Д 1 я С i i :Ор = 3,6г> u,.».j<T, - Т.) 0,00 » и!4 Т,- Т,-): (25)

Для i" Н - ii м/|!Л2/'Т; - Tj. (26) В этих формул:'-;:

Г; и Г,— начальная а конечная температуры нагрева газов в с К;

С -- средняя молекулярная теплоемкость газа при постоян­ном давлении, в ккал/мл 1 г С.

Пользуясь этими формулами и зная теплотворную способность неконденсирующихся газов, можно определить температуру горе­ния их по формуле:

------------------------------- FjJi----------------------------------

Т1 Ср ~ W, .р, ~...................... т„ Ср„

Где:

/-- температура горения неконденсирующихся газов в °С; Г'— количество неконденсирующихся газов в кг; Q— теплотворная способность 1 кг газов; /я,;;?.,??.,—число молекул газа в продуктах горения.

Температура самовоспламенения

Температура самовоспламенения это та температура, до кото­рой надо нагреть данное вещество, чтобы оно самовоспламени­лось. Температура самовоспламенения разных газов и паров в смеси с воздухом такова (в °С):

Подород ... - 510 Формальдегид .................. 5U

Метан.......... 5V;—630 Уксусный альдегид .... 480

Зтан. . . 555 Зтнлапетат 610

Этилен ..... . . 540 Ацетон........................... 685—724

Ацетилен..... 406--440 Уксусная Кислота . ... 699

Окись углерода. . . 644—658 Масляная кислота. . . 552

Метиловый спирт. 544—574 Скипидар..................... 250—262

TOC o "1-3" h z Этиловый спирт.............. 557 Бензол ............................ 659

Пропиловый спирт . . , 505—540 Толуол. . ... 633

Бутиловый спирт . . . 503 Ксилол............................ T48

Амиловый спирт.............. 518 Керосин. . ...................... 609

Днэтиловый эфир. . . . 401— 5S3 Бензин............................. 5ь5—685

Пределы в з рыв а е мо г ти паров и г а зов

Существует два предела взрываемости: нижний и верхний. Нижний предел взрываемости — это наименьшее количество горю­чих составных веществ, выраженное в объемных процентах в смеси их г воздухом, До которого взрыва не может быть. Если содержа­ние горючих веществ в смеси с воздухом больше этого процента, то смесь является взрывоопасной.

Вермип") прсл^1 рлрываемости - — это максимальное содержание горючие: паров и га'«о в в смеси с воздухом, выше которого взрыва ко происходит.

В табл. 40 приведены данные о нижнем и верхнем пределе ^рнроем-'тг" дтрогазов в смеси с воздухом.

Таблица 40

Стрелки указывают •■аправтение распространения пламени: t — снизу вверх; | — сверху вниз; -->• -- в горизонтальном на­правлении.