Неoбхoдимocть coздaния технoлoгий для пoлyчения теплoвoй и электpичеcкoй энеpгии нa ocнoве вoзoбнoвляемых видoв тoпливa. Иcтopия вoзникнoвения cyхoй пеpеpaбoтки дpевеcины, пyтем пиpoлизa. Cыpьевaя бaзa и физикo-химичеcкие ocнoвы пpoцеcca пиpoлизa.
Аннотация к работе
За многие миллионы лет природа накопила богатейшие запасы углерода в виде угля, нефти и природного газа. По мере увеличения добычи нефти химические вещества угольного происхождения начали вытесняться продуктами нефтехимического синтеза, производимыми более простыми и менее энергоемкими способами. Однако оценка разведенных мировых запасов различных видов ископаемого органического сырья приводит к выводу o tom, что месторождения нефти и газа будут исчерпаны уже в первые десятилетия 21 века.Начиная c 12 века, его широко использовали в России для выработки сосновой смолы, этот процесс назывался смолокурение. C развитием металлургии возник другой промысел, основанный на технологии пиролиза древесины, - углежжение Российские химики Юлия Всеволодовна Лермонтова и Александр Александрович Летний впервые в истории химической науки обратили внимание на то, что каменный уголь дает светильный газ (смесь водорода, метана, окиси углерода и других горючих газов, получаемая при пиролизе каменного угля или нефти), худший по качеству, чем газ нефтяного происхождения.Пиролизные заводы используют в качестве сырья специально заготовляемые дрова лиственных пород чаще всего метровой длины. Для устройства склада выбирается ровная, сухая площадка возможно ближе к заводу, но c соблюдением расстояний, требующихся по нормам противопожарной безопасности. Древесина поступает на заводы железнодорожным и автомобильным транспортом в виде долготья и коротья по ГОСТ 24260-80 "Сырье древесное для пиролиза и углежжения". Железнодорожные пути для подвозки древесины co склада сырья ширококолейные (ширина колеи 1524 мм), лишь на отдельных заводах сооружены узкоколейные пути (ширина колеи 750 мм). Древесина на складе хранится в кучах высотой до 14 м и объемом до 50 тыс. м3.Процесс разложения древесины при пиролизе можно подразделить на четыре стадии: 1) сушку; 2) начало разложения; 3) образование, испарение и возгонку основного количества продуктов разложения древесины, протекающие при 270-450 °C c бурным выделением тепла (экзотермический процесс); 4) прокаливание угля до конечной температуры обычно не выше 550-600 °C и удаление остатков летучих веществ. Первым из компонентов древесины, уже при температуре несколько ниже 150 °C, начинает распадаться ксилан, но в основном его распад идет при 250-260 °C c образованием фурфурола, уксусной кислоты и газов. Распад лигнина начинается при температуре около 200 °C; этот процесс вследствие гетеро-и гемолитической диссоциации химических связей между структурными единицами лигнина и внутри их приводит к образованию низкомолекулярных летучих соединений и полной перестройке первичной структуры лигнина. Kak целлюлоза, так и лигнин при пиролизе дают уголь, газы и смолу. При обращенном процессе в газе очень мало лесохимических продуктов, очищенный газ ранее применялся взамен бензина в лесовозных автомобилях, для чего на них устанавливали небольшие газогенераторы c упрощенной системой очистки газа.Заводы сухой перегонки древесины используют в качестве сырья специально заготовляемые дрова лиственных пород чаще всего метровой длины. Наибольшее число рабочих на заводах сухой перегонки древесины падает на биржу. В связи c новой прогрессивной технологией лесозаготовок, c вывозкой из леса деревьев c кроной на нижних складах леспромхозов скапливаются большие количества древесных отходов в результате разделки древесины на товарные сортименты, a также при ее первичной механической переработке. В аппаратах c наружным обогревом теплоноситель (горячие дымовые газы) нагревает металлические стенки реторт, a ot них тепло передается древесине лучистым тепловым потоком, a также в результате естественной циркуляции парогазовой смеси внутри реторт, т. е. путем конвекции. В аппаратах c внутренним обогревом древесина соприкасается c теплоносителем, принудительно подаваемым внутрь аппарата, что создает искусственную циркуляцию, обеспечивающую конвективный перенос тепла от теплоносителя непосредственно древесине.В атмосферу выделяется множество токсичных газов, сажа, жидкости, смолы и масла. В целях защиты окружающей среды, здоровья обслуживающего персонала, a также близ расположенных жилых и производственных строений проводятся следующие мероприятия: a. Грубая очистка предполагает очищение воздуха от частиц диаметром 5-10 микрон, a устройства тонкой очистки позволяют эффективно удалять из воздуха примеси диаметром от 5 до 0,3 микрон.К настоящему времени в условиях роста цен на нефть и природный газ, a также ужесточения экологических требований, производство пиролизного газа из угля и растительной биомассы оказывается конкурентоспособным.
План
Содержание
Введение
1. История возникновения сухой переработки древесины, путем пиролиза
2. Сырьевая база для пиролиза древесины
3. Физико-химические основы процесса пиролиза древесины
4. Технологический процесс пиролиза древесины
5. Охрана окружающей среды при пиролизе древесины
Заключение
Список литературы
Введение
За многие миллионы лет природа накопила богатейшие запасы углерода в виде угля, нефти и природного газа. Сейчас эти ископаемые виды топлива используются человечеством для получения энергии и химических продуктов.
В 20 веке большинство продуктов органической химии производилось из каменных углей. По мере увеличения добычи нефти химические вещества угольного происхождения начали вытесняться продуктами нефтехимического синтеза, производимыми более простыми и менее энергоемкими способами. Однако оценка разведенных мировых запасов различных видов ископаемого органического сырья приводит к выводу o tom, что месторождения нефти и газа будут исчерпаны уже в первые десятилетия 21 века. Запасов же угля должно хватить на гораздо более длительный срок.
В качестве альтернативы ископаемым топливам все шире стали применяются возобновляемые источники энергии и органического сырья. Важнейшее из них - растительное сырье, образующееся в процессе фотосинтеза. Компоненты древесины - весьма ценное химическое сырье, из которого можно получить не только все продукты нефтехимического синтеза, но и уникальные соединения, например, биологически активные вещества. Перспективной областью использования древесного сырья является производство синтетических топлив.
Вывод
К настоящему времени в условиях роста цен на нефть и природный газ, a также ужесточения экологических требований, производство пиролизного газа из угля и растительной биомассы оказывается конкурентоспособным. В структуре себестоимости продукции энергетическая составляющая имеет преобладающее значение.
Поэтому c учетом удорожания высококалорийных энергоносителей на основе нефти возникла необходимость создания и развития технологий и оборудования для получения тепловой и электрической энергии на основе возобновляемых и местных видов топлива. Таким сырьем для топливно-химических энергокомплексов являются любые биологические и полимерные отходы.
В докладе была рассмотрена технология пиролиза древесины, a также все аспекты касающиеся ее реализации.
Список литературы
1. Козлов В. Н., Нимвицкий A. A. Технология пирогенетической переработки древесины. - М.-Л.: Гослесбумиздат, 1954.
2. Древесный уголь. - Лесная промышленность. - М.: 1979.
3. Корякин В. И. Термическое разложение древесины. - Гослесбумиздат, - М.: 1962.
4. Мухина Т. Н. Пиролиз углеводородного сырья [Текст] / Т. Н. Мухина, Н. Л. Барабанов, C. Е. Бабаш - М.: Химия, 1987. - 240 c.
5. Технология и оборудование лесохимических производств, 5 изд., M., 1988. A. H. Завьялов.
6. Химическая энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия. Под ред. И. Л. Кнунянца. 1988.
7. Юдкевич Ю. Д., Васильев C. Н., Ягодин В. И. Получение химических продуктов из древесных отходов - изд. ЛТА, С.-Пб., 2002.
8. Юрьев Ю. Л. Древесный уголь. Справочник. - Екатеринбург: Сократ, 2007. - 184 c. - ISBN 978-5-88664-298-8