Технология термического ожижения древесины в ингибиторной фракции древесно-смоляных масел и воде

• Автор: Спицын, Андрей Александрович
• Шифр специальности: 05.21.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 159 с. : ил.

Содержание
Список кратких обозначений
Введение
1 .Аналитический обзор
1.1 .Общие сведения о процессе термоожижения
1.2.Термическое ожижение биомассы дерева в среде органических
растворителей
1.3.Ожижение биомассы дерева в водной среде
1.3.1.Влияние среды и катализаторов на выход и качество продуктов
1.3.2.Коптильные препараты, пищевые ароматизаторы и консерванты
1.4.Теоретическое рассмотрение реакций термического ожижения биомассы дерева
1.4.1.Термодеструкция углеводной части биомассы дерева
1.4.2.Термодеструкция модельных соединений лигнина
Выводы по литературному обзору
2.Методическая часть
2.1 .Методики проведения экспериментов
2.1.1.Методика получения древесно-смоляных масел
2.1.2.Методика ожижения древесины в среде древесно-смоляных масел
2.1.3.Методика проведения ожижения древесины в водной среде
2.1.4.Методика планирования экспериментов
2.1.5.Г1олучение активированного и окисленного угля из нерастворимого
остатка
2.2.Методы анализа
2.2.1.Методики анализа сред ожижения
2.2.2.Методики анализа термолизатов
2.2.3.Анализ нерастворимого остатка
3.Результаты исследований и их обсуждение
3.1.Схема комплексной переработки древесной биомассы методом термоожижения
3.2.Получение и фракционирование древесно-смоляных масел
3.3.Термическое ожижение древесины в среде древесно-смоляных масел
3.3.1 .Характеристика растворителей
3.3.2.Подбор растворителя и древесины для ожижения
3.3.3.Определение зависимости степени конверсии древесного сырья от
температуры и продолжительности процесса
3.3.4.Анализ продуктов ожижения осиновой древесины в древесно-смоляных
маслах, полученных в оптимальных условиях методами ИК-Фурье и ХМС
3.4.0жижение ольховой древесины в водной среде
3.4.1.Ожижение ольховой древесины в воде и в пероксиде водорода
3.4.2.Определение зависимости степени конверсии древесного сырья от температуры, продолжительности процесса и гидромодуля
3.4.3. Анализ продуктов ожижения ольховой древесины полученных в
оптимальных условиях ИК-Фурье и ХМС
3.5.Получение активированных и окисленных углей из нерастворимого остатка
от процесса термоожижения ольховой древесины
Основные и результаты и выводы по разделу
4. Технологическая схема термохимической конверсии осиновой древесины методом ожижения
5.Предварительные технико-экономические расчеты
5.1.Материальный и тепловой баланс термоожижения биомассы
5.2.Расчет трубчатой печи
5.3.Предварительный экономический расчет
Основные результаты и выводы
Список литературы
Приложение А. Банк данных по составу термолизатов
Приложение Б. эффективность аромата копчения фенольных соединений
Приложение В. Результаты опытов по ожижению осиновой древесины в
древесно-смоляных маслах
Приложение Г. Общая характеристика отечественных и зарубежных коптильных препаратов

производительностью 20 кг/ч... Исследования в» исследовательском центре "Шелл" в Амстердаме выявили, что соотношение "жидкость:древесина" должно» быть не менее 3:1. ' . ' ' -
В , серии: публикацию [72,73] Букок, Маккей» и др: (университет Торонто; Канада) сообщили об изучении процесса прямой гидрогенизации древесины быстрорастущего- тополя, гибридного- Рори1ия Епгатепсапа в присутствии никеля Реиея. Древесина в виде- суспензии в воде (концентрация: 11-50 %) обрабатывалась водородом (давление около 10 МПа) при 325 -375 °С. Достигается полное превращение древесины в жидкое масло и газ. Увеличение времени обработки ведет к уменьшению выхода масел, вязкость которых уменьшается, а теплотворная способность растет. На выход масел и их характеристику сильно влияет соотношение "древесина : водород". Так, при большом количестве водорода (соотношение "древесина : водород” равно 3,49 г/г) при 350 °С и двух часах обработки выход масел, составил 20,6 %, масло с низкой вязкостью и высокой теплотворной способностью, 40,8 МДж/кг. При малой массовой доле водорода, соотношение “древесина-: водород” 34,3 г/г, получается высоковязкое масло с выходом-; 15,0 % и теплотворной
способностью 29,0 МДж/кг. Наибольший выход масел (31,5 %) средней вязкости и с теплотворной способностью 32,2 МДж/кг получено при соотношении "древесина : водород” равном 8,71 г/г. Расчеты показывают, что и в перерасчете на древесину, с учетом выхода масел, теплотворная способность в; последнем случае выше (10,14), чем в первом и втором (8,40 и 4,35 МДж/кг древесины). В газовой; фазе содержатся диоксид углерода, метан, этан, пропан и Ст-углеводороды. Авторы считают, что масло образуется из лигнина, остальные компоненты древесины переходят в газ. Элементный состав масла, %: С -77; , Н - 7,5-8,5; О - 12-13. Свежий катализатор в процессе модифицируется, поэтому при обработке им новых порций древесины снижается выход диоксида углерода и метана и увеличивается выход монооксида углерода и углеводородов С2-С4.