содержание   ..   80  81  82  83  84  85  86  87  88  89  ..

Распад компонентов в древесном комплексе

 Процесс распада сложного древесного комплекса при пиролизе, естественно, является отражением превращений, происходящих с его основными компонентами. Рассмотрим, как и в какой последовательности происходит термораспад их в самой древесине. Из термограммы древесины (см. рис. 46) и данных о термораспаде ксилана и целлюлозы следует, что ксилан менее термостоек, чем целлюлоза. Лигнин по термической устойчивости, если оценивать ее не только по интенсивности потери массы, но и по химическим изменениям структуры, занимает промежуточное положение между ксиланом и целлюлозой. Действительно, уже в момент плавления (при температурах около 170—180 °С) в лигнине происходят конденсационные процессы, а при дальнейшем повышении температуры, начиная с 210 °С, задолго до температуры активного распада целлюлозы, образуются летучие продукты деструкции и, главное, за счет расщепления основных типов связи между элементарными звеньями макромолекулы осуществляется перестройка структуры: непрочные В- и а-алкил-арильные связи заменяются более прочными связями. Но, если вопрос о термостойкости рассматривать с точки зрения организации последовательного ступенчатого разложения компонентов с получением летучих продуктов, т. е. с технологической стороны, то самым термостойким компонентом окажется лигнин.

Целлюлоза в древесине в виде микрофибрилл располагается во всех слоях клеточной стенки, образуя своеобразный каркас. Ксилан и лигнин содержатся также во всех слоях, но в различных долях. Ксилан размещается в виде аморфной массы между микрофибриллами целлюлозы. Лигнин в процессе лигнификации, происходящей на стадии одревеснения клеточной стенки, располагается в микропустотах между углеводными компонентами, контактирует и образует химические связи с ними. Учитывая такой характер размещения компонентов в древесине, нельзя не допустить влияния ксилана и лигнина, заполняющих пустоты целлюлозного каркаса, на термораспад целлюлозы, Ксилан и лигнин весьма существенно, хотя и косвенным образом, влияют на процесс термораспада целлюлозы, оцениваемый по выходу левоглюкозана. Вследствие того, что целлюлоза «замурована» в аморфной массе ксилана и лигнина, продукты разложения последних создают препятствие свободному выходу образующегося при деполимеризации левоглюкозана, левоглюкозан разрушается и выход его очень низок. Достаточно удалить из древесины один из компонентов (или ксилан, или лигнин) и пиролизовать целлолигнин или холоцеллю-лозу, как выход левоглюкозана увеличивается более чем в 10 раз и сравнивается с выходом его из целлюлозы в аналогичных условиях. Лигнин в небольшой степени оказывает и непосредственное, ингибирующее, отрицательное влияние на процесс термораспада целлюлозы в целлолигнине, но снижает выход левоглюкозана.
 

20. ЗАВИСИМОСТЬ ЭЛЕМЕНТНОГО СОСТАВА УГЛЯ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ

ПИРОЛИЗА