Переработка деревянных отходов: рациональное использование древесины методом пиролиза

Древесные отходы подлежат вторичной переработке, что позволяет сохранить леса на планете, защитив их от вырубки. Разработано много методов переработки, но самый эффективный и простой – пиролиз.

Особенности процедуры

Пиролиз – это разложение древесины при температуре до 450 градусов без использования атмосферного кислорода. Как результат, образуются газообразные, твердые и жидкие продукты. Такой процесс используется достаточно давно. В древности этим способом добывали смолу из сосны, которая применялась для пропитки деревянных корпусов и корабельных канатов.

С развитием технологий процедура немного изменилась и теперь подразумевает измельчение древесных отходов до таких размеров, при которых она отлично сохнет. Реакция свободнорадикального типа происходит при нагреве до 200-400 градусов, при которых выделяется тепловая энергия около 1150 кДж на кг. В результате реакции появляется уголь, который охлаждается до температуры, которая не исключает воспламенение.

Стадии пиролиза

Процедура переработки древесины проходит сразу несколько этапов, каждый из которых подразумевает определенные реакции:

1. При температуре 130-155 – материалы просушиваются на 15% под воздействием тепловой энергии, которая подается извне. На этом этапе испаряется вода.
2. Нагрев от 155 до 280 градусов – сырье разлагается, слабые вещества разрушаются, что приводит к выделению углекислого газа и окиси углерода, в результате чего образуется уксус.
3. Прогрев от 280 до 455 градусов – происходит испарение и создание продуктов, которые остаются после разложения сырья при активном выделении тепловой энергии. В процессе выделяется монооксид и диоксид углерода, метанола, метана, а также углеводородов и прочих карбонильных элементов и различных эфиров. Также образуется уксусная кислота с гомологами, а затем растворяется смола.

При температуре более 500 градусов остатки древесины прокаливаются и выделяются оставшиеся химические соединения. По итогу количество продукта зависит от влажности, температуры, продолжительности воздействия и объема обрабатываемой древесины.

Результат пиролиза

Переработка древесных отходов таких способов свойственна лиственным породам, но если прибегнуть к комплексной методике, то пиролизу можно подвергать и хвойные сорта леса. Количество выделяющегося продукта напрямую зависит от типа сырья. Например, при переработке березы получают (в процентном соотношении):

• 50-55 – жижа;
• 24-25 – древесный уголь;
• 22-23 – газы.

Если производится переработка жидких отходов, то требуется отстаивание 7-10% древесной смолы. Присутствующие в составе отходов вещества превращаются совсем в другие. Смола – это источник больших объемов соединений, используемых в быту и промышленности. К примеру, уксус получают при извлечении, ректификации и химической очистке. Газообразные отходы содержат:

• 1,5-3% - углеродов;
• 8-21% - метан;
• 28-32% - угарный газ;
• 45-55 – кислород.

Оборудование для переработки

Разложение древесных отходов осуществляется в реторте, основой которой является сосуд в форме цилиндра. Внутренний диаметр – 250-290 см, а толщина 1,5 см. В верхней части есть приспособление для загрузки отходов, а внизу – механизм для выгрузки угля.

Оборудование бывает нескольких типов:

1. Непрерывный – сверху сушка, затем посередине прогрев, а внизу прокаливание и остывание.
2. Полунепрерывный – требует периодической загрузки небольших порций древесины. Полученные испарения и газы выводятся постоянно, а уголь выгружается поэтапно.

Также есть еще периодических, где все процессы происходят поэтапно с соблюдением определенной периодичности.

Также вас может заинтересовать:

Быстрая и эффективная утилизация полиэтиленовой пленки
Что такое твердые бытовые отходы