Состав древесины
Древесина имеет сложный состав, зависящий от породы дерева.
Основные вещества, входящие в состав древесины:
- Целлюлоза (C6H10O5)n – полисахарид волокнистого строения, растворимый в минеральных кислотах (содержание в древесине 30-50%)
- Гемицеллюлоза – полисахарид, состоящий из остатков пентоз и гексоз (содержание в древесине 25-30%)
- Лигнин – смесь сложных полимеров (содержание в древесине 25-30%)
Переработка древесины
Два вида обработки древесины:
1. Пирогенетический (пиролиз, сухая перегонка) – нагревание до 400-470°C без доступа воздуха
- 170-270°C – удаление влаги, образование газов (оксиды углерода), небольших количеств метанола и уксусной кислоты
- 270-280°C – эндотермические реакции, экзотермические процессы (выделение жидких и газообразных веществ)
- 280-400°C – завершение отгонки летучих продуктов
2. Химический – обработка слабыми кислотами и щелочами при низких температурах (получение целлюлозы, этанола)
Продукты, получаемые при сухой перегонке древесины. Их состав и использование
Твердые продукты
Древесный уголь (30% от массы древесины)
- Изготовление активированного угля
- Выплавка высококачественного чугуна (древесный уголь не содержит серу и фосфор, ухудшающих чугун)
- Изготовление электродов для электрических печей и электролизеров
Жидкие продукты
1. Надсмольная вода: вода, метанол, уксусная кислота, ацетон, метилэтилкетон, фурфурол, ацетальдегид и другие
- Химиеский синтез
2. Смола: фенолы и их метиловые эфиры
- Получение флотационных реагентов для обогащения руд
- Получение масел для пропитки древесины
- Производство лекарственных
- Изготовление окислителей для крекинг-бензинов
Газообразные продукты:
Метан, водород, окиси углерода, ненасыщенные углеводороды, угольная кислота
- Использование в качестве топлива
Зависимость выхода и состава продуктов от условий проведения процесса
Продолжительность
- При быстрой перегонке с нерегулируемой температурой уменьшается выход твердых и жидких продуктов, а выход газов увеличивается.
- Чем дольше продолжается перегонка, тем больше выход угля, воды, угольной кислоты, смоляных масел, меньше выход дегтя.
Давление
- При высоком вакууме выше выход уксусной кислоты, муравьиной кислоты, формальдегида, скипидара, метанола – ниже.
- Ацетон почти не образуется в вакууме, при атмосферном давлении его выход увеличивается.