Краткие сведения о термических методах переработки древесного сырья

  Главная       Учебники - Лесное производство      Технология лесохимических производств (В.А.Выродов)

 поиск по сайту           правообладателям

    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  60  61  62  63  64  65  66  67  68  69  70  ..

 

 

Краткие сведения о термических методах переработки древесного сырья

 

Смолокурение — процесс получения сосновой смолы при термическом разложении соснового пневого осмола. Возникновение смолокурения на Руси относится к XII в. Долгое время сосновая смола была одним из основных предметов русского экспорта. В 1912 г. за границу вывезено около 22 000 т сосновой смолы, при общем производстве около 90 000 т. После первой мировой войны спрос на сосновую смолу постоянно падал, и к настоящему времени смолокурение почти исчезло.

Дегтекурение—процесс получения дегтя при термическом разложении бересты. Дегтекурение — также весьма старинный русский промысел. Берестовый деготь, как и сосновая смола, в больших объемах вывозился за границу. Производство дегтя сохранилось до сих пор, однако потребности сельского хозяйства в нем удовлетворяются не полностью.

Углежжение — одно из типичных лесохимических производств прошлого. Уже в глубокой древности древесный уголь применяли для выплавки металлов и в качестве топлива. Еще Теофраст (372—287 гг. до н. э.) писал о выжигании древесного угля. Об углежжении на Руси впервые упоминается в Новгородской таможенной грамоте в 1571 г. Единственным продуктом углежжения является уголь. Объем выработки угля в России был весьма значителен, максимум производства — около 1 млн. т в год — был достигнут перед первой мировой войной. Подавляющая часть угля использовалась в металлургии для выплавки чугуна. В период гражданской войны и разрухи выработка древесного угля резко упала, но в период восстановления и развития народного хозяйства увеличилась и в 1934 г. приблизилась к довоенному уровню. Однако затем древесный уголь в черной металлургии был заменен более дешевым коксом и выработка его резко сократилась. В настоящее время древесный уголь в этой промышленности практически не применяется. По мере общего развития техники менялся и сам процесс углежжения: ямное и кучное углежжение постепенно заменялось углежжением в разного рода печах, вначале периодического, а затем и полунепрерывного действия.

Начало использования жидких продуктов при углежжении в России относится к концу XVIII — началу XIX в. В 1793 г. президент Вольного экономического общества А. А. Нартов доложил об использовании «кислой влажности из угольных куч» и о возможности применять «пригорелую древесную кислоту» в ситценабивном деле, для протрав, получения ярь-медянки и т. д. Уксусную кислоту из «сырого древесного уксуса» выделяли так называемым порошковым способом в виде кальциевой соли. Для выделения уксусной кислоты из кальциевой соли вначале использовали следующий способ. Уксусно-кислый кальций растворяли в воде и обрабатывали сульфатом натрия, гипс отделяли, а из раствора получали уксусно-кислый натрий, очищали его кристаллизацией, разлагали серной кислотой, и уксусную кислоту отгоняли. Позднее процесс получения уксусной кислоты значительно упростили и серной кислотой стали обрабатывать непосредственно уксусно-кальциевый порошок.

Процесс термической переработки древесины, при котором наряду с древесным углем утилизируют жидкие продукты, в русской литературе назывался сухой перегонкой древесины. Сейчас это название считается устаревшим и заменено пиролизом древесины, а название сухоперегонного производства — пиролизным производством.

Вслед за уксусной кислотой в середине прошлого века началось производство метилового спирта из жидких продуктов сухой перегонки. Метиловый спирт шел на приготовление лаков и политур, а смесь трех частей спирта и одной части скипидара под названием «камфин» применялась в лампах для освещения. Позднее метанол служил в производстве формалина. В конце XIX в. в связи с появлением производства нитроцеллюлозы возникло производство ацетона из уксусно-кальциевого порошка. Долгое время лесохимия была единственным производителем уксусной кислоты и этилацетата, метанола, ацетона и формалина. В настоящее время лесохимические ацетон и формалин не вырабатываются, метанол выпускается в небольшом объеме. Ацетатные растворители производятся в основном из синтетической и лишь в незначительном объеме из лесохимической уксусной кислоты, формалин — полностью из синтетического метанола.

Прежде заводы сухой перегонки представляли собой мелкие, полукустарные предприятия. Создание современного индустриального пиролизного производства началось в годы первых пятилеток с пуска Ашинского (1932 г.) и Сявского (1937 г.) лесохимических заводов.
В настоящее время пиролизные заводы — это индустриальные предприятия с высокой концентрацией производства, важная составная часть лесохимической подотрасли промышленности. Металлургия и технология пиролиза древесины, однако, неоднородны. Наряду с современными аппаратами — вертикальными непрерывнодействующими ретортами — в отрасли сохранились морально устаревшие реторты и печи с худшими условиями труда и более низкими технико-экономическими показателями работы. Все построенные в послевоенное время заводы, реконструируемые и вновь строящиеся, оснащаются вертикальными ретортами. Единичная мощность таких реторт достигает 70 тыс. м3 плотного объема перерабатываемой древесины в год. Все лесохимические предприятия работают по схеме полной конденсации жидких продуктов. Применявшийся в спиртопорошковом производстве порошковый способ выделения уксусной кислоты, как более сложный и дорогостоящий, изживает себя, и сейчас уксусная кислота извлекается непосредственно из водного конденсата пиролиза древесины (жижки) преимущественно методом экстракции этилацетатом. Технология переработки жижки постоянно совершенствуется, сейчас это почти непрерывный процесс с локальными системами автоматического регулирования на отдельных стадиях. Техническая лесохимическая уксусная кислота в основном перерабатывается в пищевую. В СССР создано не имеющее аналогов за рубежом смолоперерабатывающее производство, продукция которого широко используется в народном хозяйстве.

Газификация древесины — это процесс получения из древесины газооб^ разного топЛйва. В России газификация древесины в газогенераторах прямого процесса появилась в середине XIX в. для обеспечения горючим генераторным газом печей в черной металлургии и в стекольном производстве. Крупные газогенераторные станции, например Ижевская, оборудованные газогенераторами производительностью 30 тыс. пл. м3 перерабатываемой древесины в год, работали до конца 50-х годов текущего столетия. Долгое время жидкие продукты, образовавшиеся при газификации, не использовались. Лишь в 1932—1935 гг. была разработана и внедрена технология утилизации жидких продуктов с получением уксусно-кальциевого порошка и древесной газогенераторной смолы. За это группа работников лесохимической промышленности во главе с А. А. Деревягиным — А. А. Ливеровский, Н. В. Чалов, В. А. Лямин и В. И. Корякин — была удостоена Государственной премии СССР.

Большое распространение в 1930—1946 гг. получили газогенераторы обращенного процесса. Они устанавливались для обеспечения газообразным топливом двигателей внутреннего сгорания на автомашинах, тракторах, катерах. В 1950—1960 гг. интенсивно разрабатывались техника и технология газификации различных древесных отходов, прежде всего от лесозаготовок, с получением энергетического газа (для котельных или газодизе-лей) и смолы. Однако энергохимия, как ее тогда называли, вследствие обеспечения леспромхозов дешевой электроэнергией от государственных энергосистем не получила развития. В настоящее время во многих странах мира снова возрос интерес к - газификации древесины с целью получения или энергетического газа, или синтез-газа для последующего превращения его в метанол — полупродукт для органического синтеза.

Последним из известных методов термической переработки древесины назовем энергохимическое использование топливной древесины. Сущность его заключается в предварительном термическом разложении поступающей в топку древесины, с отбором парогазов и утилизацией жидких продуктов и в последующем сжигании (но не газификации) твердого остатка — древесного угля. Энергохимическое использование древесной щепы — обессмолен-ной щепы канифольно-экстракционного производства — на практике осущё-ствляется в скоростной топке — генераторе В. В. Померанцева, работающей на Вахтанском канифольно-экстракционном заводе с 1950 г.
 

 

 

Из всех описанных методов термической переработки древесины наиболее важное народнохозяйственное значение имеет пиролиз древесины. Поэтому при изложении последующего
материала основное внимание будет уделено химии и технологии пиролизного производства.