u4Изготовление древесного угля посредством пиролиза: особенности методики, этапы производства

Пиролиз – метод, с помощью которого можно получить как твердые углероды, так и углеводородное сырье. Процедура является обязательным этапом при получении твердого сухого древесного угля, а также сопутствующих продуктов (парогаз, пиролизная жидкость). Подвергая березовую древесину переугливанию, можно получить порядка 30 % древесного угля, 55 % жидких продуктов, до 15% газопродуктов и неконденсируемых газов. Пиролизная жижа имеет в своем составе свыше 350 ценных химических веществ, которые могут выделяться в процессе различных реакций (речь идет о кислотах). Спиртовые элементы в первую очередь представлены метанолом, а в пиролизной жидкости содержатся формальдегид, эфирные вещества, ацетон. Если изготовление древесного угля производится с соблюдением установленных правил, все его породы обладают идентичной структурой органической массы, но различны по плотности. В процентном соотношении это выглядит так: около 80% углерода, до 5% водорода, порядка 15% кислорода. Примечательно, что концентрация углерода при этом может повыситься до 99 %, если прокалить древесный уголь при более высоком температурном режиме. Но нужно понимать, что это чревато получением меньшего количества древесного остатка. В соответствии с государственным стандартом зольность угля не может быть более 3 % для продукции категорий А и Б. В отношении угля марки В установлена норма зольности 4 %. В золе содержатся минеральные вещества (карбонаты, оксиды натрия, калия, железа, кальция, алюминия).

Этапы пиролиза древесины

u4Пиролиз древесины - процедура сложная и строго поэтапная. Ее специфика предполагает возникновение ряда физико-химических преобразований, которые мы кратко рассмотрим:

  • Древесина подсушивается. Данный процесс требует подвода теплоносителя, который обеспечивает равномерность прогрева всего сырья, а также удаление воды. На этой стадии сырье прогревается при температурном режиме 130-150 С.
  • Термо распад древесины начинается сразу после подсушивания при температуре 150-280 С. В период пиролиза необходим внешний подвод теплоносителя, чтобы из древесины выделились самые неустойчивые элементы (различные кислоты, углекислый газ и т.д.).
  • Экзотермическая стадия наступает при температурном режиме 180-290 С. В процессе наблюдаются энергичные реакции, активно выделяется тепло. На данном этапе температура может достигать 350 С. Базовые вещества, содержащиеся в древесине, начинают распадаться, выделяется подавляющая часть газов, углеводородов, эфирных веществ, метанол и кислоты.
  • Период прокаливания древесины стартует при температуре от 350 С., а по завершении процесса температура составляет до 550 С (точные показатели зависят от особенностей технологического процесса). Если необходимо получить древесный уголь для шашлыка или продукт с повышенным содержанием углерода, следует поднять температуру прокаливания. На данном этапе уголь теряет все тяжелые смолы, выделяет неконденсируемые газы.