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【资料】从硬木碳化中回收副产品

发布日期:2019-03-20 11:32 来源:活性炭网 作者:活性炭网 浏览数:

12.1。 木犀草酸 12.2。 焦油小规模回收 当硬木转化为木炭时从蒸汽中回收化学物质曾经是一个繁荣的行业。 然而,一旦石化产品出现在现场,木材作为甲醇,乙酸,特种焦油和防腐剂的

12.1。木犀草酸
12.2。焦油小规模回收


当硬木转化为木炭时从蒸汽中回收化学物质曾经是一个繁荣的行业。然而,一旦石化产品出现在现场,木材作为甲醇,乙酸,特种焦油和防腐剂的来源变得不经济。无论在哪里生产木炭,都会讨论回收副产品的可能性。目前高昂的石油成本是一个争论的焦点。不幸的是,木材价格上涨相应地消除了大部分价格优势。虽然从木材蒸馏中回收副产品化学品的前景似乎并不乐观,但有可能回收焦油并使用木材气体作为燃料来帮助提高化过程的效率。然而,经济学似乎相当边缘,但是,

当木材加热到270°C以上时,它会开始分解过程,称为碳化。如果最终产品没有空气,因为没有氧气与木材反应,就是木炭。如果存在含氧的空气,当木材达到约400-500℃的温度并且燃料产品是木灰时,木材将着火并燃烧。

如果木材被加热远离空气,首先驱除水分,直到完成,木材温度保持在约100-110℃。当木材干燥时,其温度升高,在约270℃时,它开始自发分解,同时产生热量。这是众所周知的在炭燃烧中发生的放热反应。在此阶段,木材碳化的副产物开始演变。随着温度升高,这些物质逐渐释放出来,在约450℃时,物质逐渐释放。固体残渣,木炭,主要是碳(约70%)和少量的焦油状物质,只有将温度升高到600℃以上才能完全除去或分解。

在木炭燃烧的常见做法中,通过燃烧其中的一部分对带电木材进行内部加热,所有副产品蒸汽和气体作为烟雾进入大气。通过使废气通过一系列水以产生所谓的焦木酸来回收副产物,并且不可冷凝的木材气体通过冷凝器并且可以燃烧以提供热量。木材气体仅可用作燃料,通常含有17%的甲烷; 2%氢; 23%的一氧化碳; 38%二氧化碳; 2%氧气和18%氮气。它的气体热值约为每立方米10.8兆焦耳(290 BTU /立方英尺),即约为天然气价值的三分之一。

12.1。木犀草酸


12.1.1。焦木酸的产率为
12.1.2。精炼焦木酸


木犀草酸是粗缩合物的名称,主要由水组成。它是一种高污染的有毒腐蚀性液体,必须经过适当处理才能生产出售的副产品,或在其他燃料(如木材或木材气体)的帮助下进行燃烧处理。

非水组分由木焦油组成,包括水溶性和不溶性,乙酸,甲醇,丙酮和少量的其他复杂化学品。如果放置,则含硫酸分成两层,包括水不溶性焦油和含有剩余化学物质的水层。回收不溶于水的焦油,通常称为木材或斯德哥尔摩焦油,很简单 - 它只是从水相中滗析出来的。这种木焦油可用作兽医防腐剂,木材防腐剂,填缝剂和道路焦油的替代品。通常,可获得的数量及其价格和物理性质使其成为来自石油和煤炭工业的用于道路制造的焦油的不良替代品。然而,它确实作为特种工业化学品的市场有限。如果不能出售,它可以作为液体燃料燃烧。然而,1吨干木材仅产生约40kg焦油,即约4%的产率。

水层含有水溶性焦油,它是复杂的焦油化学品,乙酸,甲醇,丙酮和甲基丙酮以及少量更复杂的酸和其他物质。

12.1.1。木醋酸的产率

副产物回收的经济性取决于更有价值的组分的产率,尤其是乙酸,还有甲醇和丙酮的混合物。产量随蒸馏的木材种类而变化很大。具有高戊聚糖含量的木材如欧洲山毛榉(Fagus spp。)产生高产率的酸,桉木提供低至中等产率。各种作者引用的木材蒸馏产量差异很大。不仅是木材种类,还有植物的种类,冷凝效率,副产品炼油厂的效率等等都会产生效果。因此,在投资副产品回收之前,最重要的是确保可以预期什么样的产量。例如,在欧洲与山毛榉合作并靠近良好的纯乙酸市场的工厂可能是经济的。但是,使用桉树或混合热带硬木远离其产品市场并且仅获得约一半酸产量的植物可能是非常不经济的。因此,需要进行适当的全面测试,以找出实际可能会被碳化的木材产量。精心的市场和工厂设计研究至关重要。作为指导,以下产量可以作为北半球落叶阔叶树的典型产量:

每吨(1 000 kg)空气干燥木材的产量

 

醋酸

50公斤

甲醇

16公斤

丙酮和甲基丙酮

8公斤

可溶性焦油

190公斤

不溶性焦油

50公斤

 

 

12.1.2。精炼焦木酸

为了从焦木酸中回收可销售的副产物,需要一种类似于小型炼油厂但由不锈钢或铜制成的炼油厂。现在的成本约为500万至1000万美元,但由于必须专门设计和建造这样的炼油厂,因此很难给出精确的数字。它们不作为库存商品提供。

整个过程在工厂和技术上与炼油厂非常相似,但规模很小。然而,与使用理论上100%可销售的原料的炼油不同,焦木酸的精炼涉及将约90-95%的原料作为污染的无法销售的水丢弃。必须蒸发整个焦木酸,少量不溶的焦油,以从可溶性焦油中分离出甲醇和乙酸。水的蒸发是昂贵的,因为它需要大量的燃料输入。此外,酸产品具有很强的腐蚀性,工厂必须用铜或优选不锈钢制造,大大增加了成本。这些产品与石化工业的产品竞争销售,因此竞争很困难。在信用方面,醋酸的质量很高,通常很容易出售。但与主要市场的距离降低了盈利能力。尽管这些现有的木材蒸馏副产品回收工厂的持续运营可能略微有利可图,但新的副产品回收工厂的建设似乎不太可能。未来可能会看到焦油的回收量有所增加以及碳化装置的废气和蒸汽用于加热蒸馏器和锅炉。然而,如何在不投资昂贵工厂的情况下有效地实现这一目标仍然是一个尚未解决的问题。似乎不太可能建造新的副产品回收工厂。未来可能会看到焦油的回收量有所增加以及碳化装置的废气和蒸汽用于加热蒸馏器和锅炉。然而,如何在不投资昂贵工厂的情况下有效地实现这一目标仍然是一个尚未解决的问题。似乎不太可能建造新的副产品回收工厂。未来可能会看到焦油的回收量有所增加以及碳化装置的废气和蒸汽用于加热蒸馏器和锅炉。然而,如何在不投资昂贵工厂的情况下有效地实现这一目标仍然是一个尚未解决的问题。

倾析出粗缩合液体以分离不溶性焦油,其通常不经进一步加工而出售。现在必须加工水相以回收三种可销售的产品:甲醇丙酮,乙酸和可溶性焦油。乙酸是最有价值的。将液体在加热蒸馏的主蒸汽中蒸馏,以从可溶性焦油中分离甲醇丙酮和乙酸。可溶性焦油保留在蒸馏器的底部,主要由甲醇丙酮,乙酸和废物组成的蒸汽通过蒸馏塔,该蒸馏塔将含有丙酮的粗85%甲醇与乙酸和水的混合物分离。粗甲醇可作为溶剂出售。

现在使用溶剂(通常为乙酸乙酯或乙醚)从液相中溶剂萃取乙酸。这些溶剂不与水混合,从水相中溶解或除去乙酸,在水相中仅留下痕量的乙酸。回收溶解在水相中的任何乙酸乙酯或乙醚后,使其浪费。它可能仍含有约0.1%的乙酸。现在必须处理乙酸乙酯或乙酸的乙醚溶液(约3%)以回收用于再循环的溶剂和待售的乙酸。在分馏塔中蒸馏出溶剂,从塔底排出除去其溶剂的粗乙酸(70%),并根据市场需要通过分馏纯化至90%或更高浓度。再循环溶剂以从新鲜原料中提取更多的乙酸。溶剂损失很小,可根据需要加满溶剂。

12.2。焦油小规模回收


12.2.1。收集焦油


一些碳化生产的焦油的销售可以小规模进行,目前正在由一些木炭生产商进行。

不溶性焦油之所以被称为是因为当从蒸馏器或窑中放出的蒸汽冷凝时它们分离成不同的黑色焦油相。冷凝物中的另一相主要是含有乙酸,甲醇,丙酮和所谓的可溶性焦油的废物,所述可溶性焦油是复杂的焦油状化合物,其将与水混合并且不作为独特的相分离。不溶性焦油是商业上称为斯德哥尔摩或木焦油的产品。这些焦油是化学上复杂的,但含有确定的酚类化合物,特别是guiacol,它们是有用的防腐剂和防腐剂。斯德哥尔摩焦油可用于兽药,作为造船中的填缝剂和木材防腐涂料或乳香。今天在发达国家,各种其他物质取代斯德哥尔摩焦油。尽管如此,在发展中国家,木焦油作为木材防腐涂料和填缝料可以有市场。一些用作防腐剂也是可能的。虽然这种焦油可以用作道路粘合剂,但是可用的小量和零星量以及由坑行业生产的低价格和低量的道路焦油使得该出口没有吸引力。木炭生产时木焦油的价格应略高于道路焦油。焦油可以作为燃料燃烧,但是尽可能使用木材通常更合理,仅仅为了燃烧它而收集焦油几乎不值得付出努力。木焦油对其他用途更有价值。虽然这种焦油可以用作道路粘合剂,但是可用的小量和零星量以及由坑行业生产的低价格和低量的道路焦油使得该出口没有吸引力。木炭生产时木焦油的价格应略高于道路焦油。焦油可以作为燃料燃烧,但是尽可能使用木材通常更合理,仅仅为了燃烧它而收集焦油几乎不值得付出努力。木焦油对其他用途更有价值。虽然这种焦油可以用作道路粘合剂,但是可用的小量和零星量以及由坑行业生产的低价格和低量的道路焦油使得该出口没有吸引力。木炭生产时木焦油的价格应略高于道路焦油。焦油可以作为燃料燃烧,但是尽可能使用木材通常更合理,仅仅为了燃烧它而收集焦油几乎不值得付出努力。木焦油对其他用途更有价值。焦油可以作为燃料燃烧,但是尽可能使用木材通常更合理,仅仅为了燃烧它而收集焦油几乎不值得付出努力。木焦油对其他用途更有价值。焦油可以作为燃料燃烧,但是尽可能使用木材通常更合理,仅仅为了燃烧它而收集焦油几乎不值得付出努力。木焦油对其他用途更有价值。

12.2.1。收集焦油

焦油通常可以在来自窑的蒸汽通过金属烟道的任何地方浓缩。热量通过烟道的金属壁流失到空气中,焦油凝结在内表面上。烟道必须倾斜或最好垂直以允许焦油排入接收器,否则烟道壁上的焦油积聚起到绝缘体的作用并且冷凝实际上停止。少许酸性水可同时冷凝,但这很容易从收集的焦油中分离出来。

从砖槽中冷凝焦油是不可行的,因为它们的导电率太低而不能使焦油以任何显着的量冷凝。

需要金属(钢)烟道,这需要金属加工技能和合适钢材的可用性。最适合焦油收集的两种类型的窑是便携式金属类型和Casamance窑,或任何其他类型的钢烟囱。在所有情况下,必须修改烟囱以使浓缩的焦油排入某种接收器。其他类型的碳化器通常不进行改进以收集焦油,因为烟雾不会通过烟道(例如坑系统)排出,或者因为改造的成本和麻烦太大而不能使焦油的回收变得有价值。

在实践中可以收集的焦油量不大。实际上,每吨空气干燥木材可以收集约25-35千克的焦油。很难设定一个值,但每公斤约0.50美元是一个合理的假设。

(责任编辑:活性炭网)
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