32. Термическая переработка отходов растительного сырья: пиролиз, производство активных углей, термохимическое превращение.

Примером пиролиза отходов растительного сырья может послужить пиролиз древесины. Он основан на способности органических веществ древесины разлагаться на простые без доступа воздуха и при высокой температуре. В процессе пиролиза древесины получают жидкие, газообразные и твердые продукты. Процесс пиролиза древесины осуществляется в специальных аппаратах (ретортах).

Твердым продуктом процесса пиролиза древесины является древесный уголь, остающийся в реторте в виде твердого остатка после завершения пиролиза древесины. Газообразные и жидкие продукты выделяются одновременно в виде сложной парогазовой смеси, которая при последующем охлаждении разделяется на жидкий конденсат (жижку) и неконденсируемые газы.

Сырье пиролиза древесины – это специально заготовленная технологическая древесина, или дрова, а также древесные отходы (для подготовки применяют сушку).

В качестве сорбентов наиболее часто используют активированный уголь. Получаемый при пиролизе древесных отходов уголь служит одним из крупных источников сырья в производстве активных углей, широко используемых в различных отраслях промышленности для очистки разнообразных газовых и жидкофазных технологических потоков в рекуперационных целях и при решении многих задач защиты ОС от вредных промышленных выбросов. Наряду с ним в качестве исходного сырья для получения активных углей широко используют и некарбонизированные отходы древесины (опилки, стружки). В технике нашли применение парогазовые и химические способы активирования такого сырья.

Парогазовому активированию подвергают обычно уголь из древесины, скорлупы кокосовых орехов, косточек фруктов, кокс из бурых углей, торфа и т.п. Агентами активирования используют водяной пар и диоксид углерода, реже - кислород воздуха. Процесс осуществляют обработкой этими реагентами при температуре 600-1000град во вращающихся, шахтных, многополочных и других печах. В процессе активирования происходит существенная потеря массы обрабатываемого материала и развивается его внутренняя пористость.

Промышленность производит порошковые и более дорогие гра­нулированные активные угли, получаемые с использованием различных связующих материалов (смола, отходы нефтепереработки и др.). III-44.

Подлежащее обработке сырье, в частности указанные отходы растительного сырья, подвергают последовательно операциям дробления и помола, после чего смешивают со связующими добавками, пластифицируют и гранулируют в экструдере. Получаемый гранулят подсушивают, карбонизируют и активируют водяным паром и газом. Товарную фракцию в виде готовой продукции затаривают для отправки потребителям.

Химическому активированию подвергают некарбо­низированное сырье в смеси с неорганическими агентами активации (хлорид цинка, фосфорная кислота, сульфид и сульфат калия) при температурах обычно до 650°С.

Технологические схемы получения активированных утлей химическим активированием различны даже при использовании одних активирующих агентов (III-45).

Ц/б.

Для получения бумаги используют целлюлозу(Ц) различных древесных пород и однолетних растений и древесную массу. Применяют Ц и в текстильной промышленности.

Бумажное производство не требует выработки химически чистой Ц, поэтому в сырье сохраняет часть гемицеллюлоз, содержащих α-целлюлозы. Более дешевым полуфабрикатом для производства бумаги, картона является древесная волокнистая масса. В производстве используют различные виды древесно-волокнистой массы: белую (механическое истирание или размельчивание кусковой древесины), бурую (продукт размола пропаренной в котлах под давлением древесины), химическую (обработанная NaOH, NaHCO3 при t=150град под давлением).

Выбор конкретного способа определяется типом сырья и назначением производимой Ц. Варка под давлением непрерывная или периодическая.

По составу: кислотная, нейтральная и щелочная.

По хар-ру активных компонентов: щелочная с использованием едкого Na, смеси NaOH и сульфида Na2S или известкового молока; сульфитная варка, где активным компонентом являются сульфиты.

Все виды Ц можно получить из отходов лесопиления и лесозаготовок, из с/х растительных отходов и стеблей тростника.

По расчетам такие отходы могут заменить более 50% сырья в виде древесины. Для таких отходов наиболее эффективным является сульфатная варка Ц, кот позволяет перерабатывать все виды отходов такого типа сырья.

Растительные отходы перед варкой подвергают подготовит операциям, которые сводятся к удалению инертных включений, измельчению. Последовательность операций зависит от вида перерабатываемого сырья.

Получаемую в таком тех процессе сечку с длиной волокон 12-15мм, направляют в ц/б производство.