Литература -->  Графическое определение перемещений 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 [ 75 ] 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159

крупные сучья и прочий б. или м. крупный материал, остающийся при заготовке и распиловке леса, не вызывая никаких технич. затруднений при лереугливании их в описанных выше аппаратах, тем не менее не всегда оправдывают такую перегонку экономически. Во-первых, использование емкости аппаратов, вследствие пониисенной плот-подревесности отбросов, значительно меньше, а во-вторых, в случае переугливания отбросов из хвойных пород, приходится рассчитывать лишь на уголь, т. к. выработка уксусной к-ты, метанола и скипидара из таких пород является невыгодной даже в случае дровяного леса; исключением служат отбросы лиственного Д., напр., при фанерном производстве или при выработке буковой клепки. В случае лее более мелких отбросов, каковы, напр., корье экстракционных з-дов, мелкая щепа, стружки, косточки от плодов и особенно опилки, помимо затруднений технич. характера, возникают и экономические, и прелоде всего-трудность сбыта и утилизации такого мелкого угля, хотя за последнее время в этом отношении появились нек-рые перспективы в виде активированного уг.71я и пылевидного топлива. Технические затруднения также заключаются в необходимости иметь специальную, довольно сложную и мало производительную аппаратуру, т. к. реторты и печи обычного типа являются непригодными для перегонки отбросов. При перегонке Д. в крупных кусках последние допускают свободную циркуляцию газов и паров и не задерживают ни**передачи тепла от нагретых стенок ни выхода этих газов и паров из аппарата. Напротив, при сильно измельченных отбросах, особенно при опилках, выделяющиеся во время перегонки смолы, распределяясь на большой поверхности отбросов, быстро загустевают и цементируют их в плотную массу, задерлсивая циркуляцию, а следовательно, и теплоотдачу внутри аппарата; в силу этого разложение таких отбросов ограничивается только тонким слоем около передающей тепло поверхности. Полного разрешения задачи сухой перегонки древесных отбросов до настоящего времени еще нет. Брикетирование, часто предлагавшееся, не оп-[1авдало себя, так как угольные брикеты оказались непрочными и начинают рассыпаться уже во время обугливания. Попытки применять механическое давление во время процесса или добавлять различные цементирующие вещества не увенчались особым успехом. Предлолгены также способы, которые основаны на разложении древесных отбросов в тонком слое. Наиболее простым из этих способов является способ многоярусных вагонеток, которые вводятся в описанные выше вагонные реторты, при чем отбросы распределяются на полках слоем соответствующей толщины. Несмотря на свою простоту, подобное устройство оказалось экономически невыгодным в силу его малой производительности. Имеются еще предложения обугливать отбросы в шахтных печах, снабженных по оси жалюзиоб-разной насадкой из конич. воронок, благодаря чему движущийся в шахте сверху вниз материал как бы расслаивается; но этот спо-

Т. Э. т. VI.


соб является пригодным лишь при условии б. или м. крупных и имеющих достаточный вес древесных отбросов, которые беспрепятственно спускались бы вдоль шахты. Наконец, наиболее многочисленными являются установки с механич. передвижением отбросов в аппарате при помощи червяков, вращающихся барабанов, движущихся лент и т. п.; но и эти устройства, за немногими исключениями, не получили широкого применения. Наиболее интересным по своей идее и успешно осуществленным в крупных размерах на практике является способ Стаффорда, приспособленный для использования древесных отбросов, главным образом для щепы, размером ок. 2x4x6 см. Общая схема реторты Стаффорда изображена на фиг. 8. Верхняя часть хорошо изолированной реторты снабжена прибором для питания ее щепой; нижняя имеет такое же устройство для выгрузки угля; продукты разло-лсения дерева из верхней части реторты поступают в холодильник, откуда часть несгущае-мых газов молсет засасываться вентилятором в нижнюю часть реторты. Идея этого способа заключается в том, что предварительно высушенное при 120-140° Фиг. 8. Д., с содержанием влаги лишь 1-2%, поступает в верхнюю зону С, где t° близка к t° высушенного Д. i: лишь постепенно повышается по мере опускания Д. Когда Д. доходит до зоны Б, где господствует t° экзотермич. реакции- 270-320°, оно разлагается за счет тепла, выделяемого этой реакцией; при дальнейшем движении обугленной щепы в зоне А t° постепенно понилсается до 150-200° за счет охлаждения поступающими из холодильника несгущаемыми газами; при этой t° уголь и выгружается из реторты в специальные тушильники. В конечном результате этот остроумный процесс, утилизируя различное малоценное тепло на высушивание Д. и совсем не требуя тепла на разложение его, дает подсмольную воду на 50% более концентрированную, нежели при обычных способах разложения; при соответственном же регулировании процесса можно достигнуть еще и увеличения выхода уксусной к-ты на 20-25%. К сожалению, способ Стаффорда пока еще не приспособлен для опилок, повидимому, более всего нуждающихся в надежном и экономическом методе их утилизации для сухой перегонки.

Нужно, наконец, отметить еше один источник получения летучих продуктов сухой перегонки Д.,-а именно при очистке древесного генераторного газа перед сжиганием его в печах или взрывных моторах. Имеющиеся в этом отношении опыты указывают на возможность получения в этих ус-.яовиях до 50-60% того количества уксусной кислоты, древесного спирта и смолы, которое полТ1ается непосредственной сухой



перегонкой Д. Примером монсет служить газогенераторная установка Дейца в Люсне-Воксна в Швеции на 1 ООО КР, которая истребляет 1,44 кг хвойного Д. на силочас и дает выходы: смолы 4,28%, уксусной кислоты 2,36% и метанола 1,44% от веса Д.

Состав и свойства первичных продуктов сухой перегонки Д. Средний выход древесного газа нри перегонке в ретортах и нечах сравнительно мало изменяется в зависимости от породы Д., составляя 15-20% от веса сухого вещества Д. Состав такого газа в объемных % (по Бергштрему) при обугливании Д. в вагонных ретортах и карбо-печах следующий: 50-56% СОг, 28-30% СО, 11-18% СН, 2-3% С2Н4, 0,5-1% Н, с теплопроизво-дительной способностью 2 200-2 800 Cal на 1 м, при чем вес 1 газа лежит в пределах 1,504-1,60 КЗ. Теплотворная способность древесного газа значительно увеличивается при повышении t° перегонки за счет усиленного образования углеводородов и водорода; по данным Юона, древесный газ, имеющий в начале сухой перегонки теплопроизводи-тельную снособиость 1 100 Cal, повышает ее до 4 780 Cal при достижении t° в 500°.

Обычно в заводских условиях древесный газ исиользуется как топливо под ретортами или паровыми котлами. Мелоду тем, по расчетам Кляра, древесный газ, далее меньшей теплопроизводительной способности, а именно 1 313 Cal на 1 м, нри расчете на 100 кг Д., способен давать 3,75 FP в 1 ч. при утилизации его в моторах, т. е., примерно, в два раза более, ненеели при сжигании его под паровыми котлами.

Отстойная смола, к-рую правильнее было бы называть отстойным дегтем, пока еще представляет в большинстве случаев отброс производства, потребляемый на наших и на загранич. заводах преимущественно как топливо. Теплотворная способность отстойной смолы 7 ООО-8 ООО Cal. Относительно отстойной смолы, получаемой при перегонке осмола или смолья-подсочки-см. Смолы. Что же касается отстойной смолы не-просмоленного хвойного Д., то эта смола отличается по составу от отстойной смолы лиственных пород лишь некоторым процентом продуктов разложения терпентина, содержащегося обычно в хвойном Д.; практически же она имеет пе ббльшую ценность, нелсе-ли смола .чиственных пород, и получается лишь при углежжении, так как для выработки уксусной к-ты и метанола хвойные породы, как общее правило, не применяются. Поэтому в дальнейшем все данные относятся только к отстойной смоле лиственных пород. Состав отстойной смолы по разгонке ма.чо отличается в различных породах (береза, бук, осина). Как предельные цифры можно указать: кислой воды 15--20%, легких масел (до 120°) 5 - 10%, тяжелых масел (120-270°) 10-20%, мягкого пека 40 4-60%. Удельный вес та-

Табл. 8. -Хими

кой смолы колеблется от 1,01 до 1,12.Чем выше темп-ра, которой подверглось Д., тем больше в смоле тянеелых масел и пека, и тем больше ее уд. вес. Кислая вода, получаемая при такой перегонке, содержит примерно тот же процент к-ты и метанола, как и под-смо.71Ьная вода, полученная совместно со смолой, но характер к-ты в большинстве случаев иной, т. к. в ней находится до 30-40% высших гомологов уксусной к-ты-пропио-новой, масляной, валериановой и т. п. Легкие масла с уд. в. 0,934-0,98 представ.г[яют собой сложную смесь альдегидов, кетонов, к-т, спиртов, слолшых эфиров, углеводородов насыщенного и ненасыщенного типа, преимущественно жирного ряда. Тяже.яые масла с удельным весом 1,034-1,06, помимо соединений, аналогичных предыдущим, содержат еще (5 4-10% от веса смолы) особую группу веществ фенольного характера, кипящую в пределах 200-220°, растворяющуюся в щелочах, к-рая носит название креозота. Состав креозота из различных древесных пород изучен довольно подробно, при чем в нем найдены главным обр. фенолы и их метиль-ные эфиры, из к-рых наибольшую ценность представляет гваякол; особенно значительное (404-60%) содержание гваякола имеет креозот из бука. Пек, получающийся как остаток при перегонке смолы и представляющий собой слолсную смесь высокомолекулярных соединений, исследован очень мало с химической стороны. Его уд. вес колеблется в пределах 1,164-1,20, твердость зависит от степени уварки. В тех немногих случаях, когда отстойную смолу переваривают на пек, последний идет лишь как суррогат взамен ценного пека из сосновой смолы. Общий характер отстойной смолы и получаемого из нее пека со стороны их химич. состава дает таб.71. 8, составленная на основании работ Маркуссона и Пикара.

Из ирименений смолы, более ценных, чем простое сжигание, необходимо отметить следующие. Легкие масла путем их рафинирования уже давно применяют как растворители, а тяжелые перерабатывают для получения медицинского креозота; нек-рые фракции смолы с успехом могут служить для

ч. состав отстойной смолы и пека (по аркуссону и Пикару) в %.

Оксикислоты

Е->

Сортсмолы или пека

ее а

о =r

< 0

Е- а и со

о ft

о S Q

о В щ

Березовая смола . .

18,0

33,3

19,0

Сосновая . .

53,5

Березовый пек . . .

77,0

Сосновый ....

19,7

31,8

35,2

це.чей флотации, и в этом отношении опыт Соед. Штатов Америки вполне доказал их пригодность; тяжелые фракции сметы при известной обработке могут давать смазочные масла; пек может итти на дешевые лаки типа асфальтовых; как сама смола, так и отдельные ее фракции при конденсации с формальдегидом дают специальные пластичные



массы и, в частности, особый материал для изоляторов; легкие фракции смолы с успехом употребляются как дезинсекторы и для мытья овец; затем известны применения смолы для изготовления кровельного толя, получения искусственного асфальта и мн. др.

Подсмольная вода, в зависимости от породы Д. и степени его влажности, имеет уд. в. 1,020-i-l,050, представляя собою раствор целого ряда веществ того же химическ. характера, что и в отстойной смоле. Подвергая подсмольную воду перегонке, получают дистиллат, навываемый перегнанной подсмольной водой, куда переходит почти вся вода, сырая уксусная к-та и весь сырой древесный спирт; в остатке же получаются нелетучие вещества подсмольной воды, называемые растворимой, или кубовой, смолой. Средний состав не-нерегнанной подсмольной воды из бука и сосны, по Кляру, приведен в табл. 9.

Табл. 9. - Состав неперегнанноп подсмольной воды (по К л я р у) в

Составные части

Из бука

Из сосны

Вода ................

Сырой древесный спирт......

Сырая уксусная к-та........

Растворимая смола.........

7-9 7 И бол.

91,0 1,5 3,5 4,0

Состав кубовой смолы не менее сложен, чем отстойной, но отличается от нее отсутствием летучих веществ, а также наличием продуктов уплотнения, преимущественно альдегид-нофенольных смол, к-рые образовались в ней во время перегонки подсмольной воды. При разгонке кубовая смола дает: 5-f-15% уксусной к-ты, 20-40% воды и 504-70% хрупкого пека. Кубовая смола находит применение только как топливо, давая 5 000-1-6 ООО Cal на 1 кг. Промышленная переработка подсмольной воды до самого последнего времени, почти без исключения, производилась методом перевода уксусной кистоты в кальциевую соль, благодаря чему уксусной к-те обеспечивалась нелетучесть, и она могла быть отделена от древесного спирта простой перегонкой. Различные варианты этого метода преследуют или получение более чистого порошка, или сокращение расхода топлива, или же то и другое вместе. Дальнейшее же выделение уксусной к-ты из порошка, путем разлоясения его минеральными к-тами, и очистка к-ты составляют задачу уксусно-кислотных з-дов; равным образом и сырой древесный спирт б. ч. поступает на специальные ректификационные заводы, где из него вырабатывается метанол. Простейшим приемом переработки подсмольной воды является получение так назыв. черного порошка, который изготовляется в СССР мелкими кустарями. Для этой цели отстоявшуюся от смолы подсмольную воду нейтрализуют едкой или гашеной известью и раствор подвергают перегонке в железных кубах, снабженных простейшими дефлегмационными приспособлениями (большей частью тарелками Писториуса) и медными змеевиками. В результате такой перегонки получают сначала 10-20%-ный раствор спирта-сырца, к-рый

закрепляется затем вторично до крепости 40-50% (кустарный спирт-сырец). Остаток раствора уксуснокальциевой соли после отгонки древесного спирта вместе с содержащейся в подсмольной воде нерастворимой смолой спускают в выпарные железные коробки, обогреваемые голым огнем, и упаривают на открытом воздухе до получения густой кашеобразной массы кристаллов уксуснокальциевой соли, которая для окончательного высушивания помещается в специальную сушилку в печной кладке, после чего получается темная комковатая масса- черный порошок. На переработку подсмольной воды описанным выше образом, считая на 1 перегоняемой березы, кустарями расходуется 8-Ы1 кг извести и 0,40,5 древесного топлива, при чем в результате получается черного порошка 23-f-28 кг и сырого древесного спирта 40-.50%-ной крепости 2,7-3,3 кг (считая на 100%-ный). Уксусный порошок характеризуется процентным содержанием безводной уксуснокальциевой соли (СНзСОО)2Са. Содержание последней в черном древесном порошке коле-б-лется в пределах 55--65%, в зависимости от тщательности отстоя подсмольной воды от смолы. Состав двух образцов черного порошка, после удал:ения гигроскопич. воды высушиванием при 105°, приведен в табл.10.

Табл. 10.-с остав черного порошка в %.

Составные части

1-й образец

2-Й Образец

Безв. уксуснокальц. соль .

60,12

64,30

Вода кристаллизационная .

6,83

7,.41

Нерастворимые примеси . .

13,50

7,93

Смолистые вещества ....

19,55

20,46

Значительное содерлсание смолистых примесей в черном порошке, вредящих дальнейшей переработке его на уксусную к-ту или ацетон, вызвало необходимость предварительного отде.71ения этих примесей. С этою целью подсмольную воду подвергают предварительной перегонке, а затем нейтрализуют и упаривают, как описано выше, в результате чего и получают более чистый продукт, называемый серым порошком. Крепость такого порошка, т. е. содерлсание в нем уксуснокальциевой соли, колеблется в пределах 75-;-82%. Примерный состав двух образцов серого порошка, после удаления гигроскопич. воды, приведен в табл. 11.

Табл. 11.-Состав серого порошка в%.

Составные части

1-й образец

2-й образец

Безв. уксуснокальц. соль . Вода кристаллизационная . Нерастворимые примеси . . Смолистые вещества ....

78,16 8,90 3,44 9,50

81,08 9,23 2,60 7,09

В виду того что выработка серого порошка обычно производится на более усовершенствованных з-дах, располагающих хорошими колонными аппаратами, имеется возможность получать при этом и спирт-сырец в более концентрированном и очищенном виде.



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 [ 75 ] 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159