Здравствуйте! Изучаю термохимическую конверсию древесины - пиролиз, газификацию. Я вкратце опишу то, что понял из научных статей и монографий. Я хочу попросить местных специалистов по вопросам термохимической конверсии поправить меня, если я где-то окажусь неправ или ошибусь.
Пиролиз это процесс распада древесины под действием высокой температуры в среде с отсутствием окислителя.
Воспользуюсь рисунком.
За счет теплопередачи происходит локальное увеличение температуры в биомассе, сопровождающееся испарением влаги (этап сушки) и после этого образованием летучих (основной этап пиролиза), обозначаемых “1” состоящих из газа (CO2, CO, H2, CH4) и конденсируемой части (водяные пары, растворимая/отстойная смола). Общая стадия пиролиза завершается при относительно небольшой температуре (< 500°С) с образованием богатого углеродом нелетучего остатка.
При более высоких температурах, некоторые из первичных летучих, могут участвовать в целом ряде вторичных химических реакций, обозначенных на иллюстрации цифрой “2”. Образующийся в процессе первичного пиролиза твердый углеродный остаток может служить катализатором для реакций вторичного пиролиза первичной парогазовой смеси.
Химические реакции первичного и вторичного пиролиза являются как гомогенными, так и гетерогенными, то есть имеют место как внутри пор частицы биомассы, так и в образованной газовой среде. Причем они могут происходить последовательно или параллельно, одновременно в разных частях твердого топлива.
То есть пиролиз можно разделить на следующие стадии:
Первая стадия – сушка древесины (~100 °C). Процесс эндотермический.
Вторая стадия – процесс дегидратации (100-300 °C). Сопровождается высвобождением химически связанной воды с образованием CO и CO2. Процесс эндотермический/экзотермический.
Третья стадия – первичный пиролиз (>200 °C). Образование, испарение и возгонка основного количества продуктов разложения древесины с образованием парогазовой смеси (пары/источник пиролизной жидкости и газы). Здесь распадается гемицеллюлоза, целлюлоза и лигнин.
Четвертая стадия – прокаливание угля до конечной температуры обычно не выше 450—550 °С с удалением остатков летучих веществ и образованием богатого углеродом остатка.
И в конце вопрос. Не могу его решить.
В результате пиролиза появляются 3 вида продуктов - это горючие газы, пиролизное масло и нелетучий остаток богатый углеродом.
Смолы дерева входят в конденсируемую часть парогазовой смеси, которая взгоняется в результате пиролиза?
Пиролизное масло оно всегда является следствием конденсации паров? И появляется оно только во вторичных реакциях?
То есть продуктами первичного пиролиза являются только нелетучий остаток и парогазовая смесь. И заканчивается он при 500 С.
Значит при дальнейшем повышении температуры, судя по рисунку происходят вторичные реакции с первичными продуктами - парогазовой смесью и углем?
А продукты вторичных реакций будут зависить от параметров процесса - скорости повышения температуры и времени пребывания продуктов первичного пиролиза - парогазовой смеси и нелетучего остатка в реакторе?
Помогите разобраться пожалуйста.
Термохимическая конверсия древесины
Термохимическая конверсия древесины
У вас нет необходимых прав для просмотра вложений в этом сообщении.
Re: Термохимическая конверсия древесины
Смолы есть в основном в сосновых породах дерева сосна .. ель .. пихта и пр.Смолы дерева входят в конденсируемую часть парогазовой смеси, которая взгоняется в результате пиролиза?
По сути это абиетиновая кислота в растворе терпенов пинена и пр.
При нагреве терпены быстро улетают ... а абиетиновая разлагается и частично дает газовую фазу и конденсируемую (деготь).
Re: Термохимическая конверсия древесины
--Смолы дерева входят в конденсируемую часть парогазовой смеси, которая взгоняется в результате пиролиза?
Да.
--Пиролизное масло оно всегда является следствием конденсации паров?
Нет. Оно является следствием пиролиза. А конденсация это средство отделения жидких продуктов пиролиза.
--И появляется оно только во вторичных реакциях?
Что считать вторичным? Ведь это мы их так обозвали, а смолы они об этом не знают. В смолу входит и вода, которая начинает выделятся с самого начала пиролиза.
--Значит при дальнейшем повышении температуры, судя по рисунку происходят вторичные реакции с первичными продуктами - парогазовой смесью и углем?
При повышении температуры всегда идут какие-нибудь реакции, которые не шли при более низких температурах и так пока вещество не превратится в плазму
--А продукты вторичных реакций будут зависить от параметров процесса - скорости повышения температуры и времени пребывания продуктов первичного пиролиза - парогазовой смеси и нелетучего остатка в реакторе?
Да!
Да.
--Пиролизное масло оно всегда является следствием конденсации паров?
Нет. Оно является следствием пиролиза. А конденсация это средство отделения жидких продуктов пиролиза.
--И появляется оно только во вторичных реакциях?
Что считать вторичным? Ведь это мы их так обозвали, а смолы они об этом не знают. В смолу входит и вода, которая начинает выделятся с самого начала пиролиза.
--Значит при дальнейшем повышении температуры, судя по рисунку происходят вторичные реакции с первичными продуктами - парогазовой смесью и углем?
При повышении температуры всегда идут какие-нибудь реакции, которые не шли при более низких температурах и так пока вещество не превратится в плазму
--А продукты вторичных реакций будут зависить от параметров процесса - скорости повышения температуры и времени пребывания продуктов первичного пиролиза - парогазовой смеси и нелетучего остатка в реакторе?
Да!
Re: Термохимическая конверсия древесины
Я благодарю вас.
Re: Термохимическая конверсия древесины
Почитайте лесохимию. Ещё в 30-е пиролиз проводили не просто "как есть", а с обработкой массы смесью перекисью водорода и серной/фосфорной кислоты. Это управляло процессом и позволяло получить больше древесного угля (вплоть до 30% от массы сухой древесины). Ещё делали пиролиз в токе дымовых газов (что на выходе вообще давало лютую кашу в пиролизной смоле)
Кто сейчас на конференции
Сейчас этот форум просматривают: Bing [Bot] и 38 гостей