Influencia de los factores de materias primas sobre la producción de carbón vegetal

En este artículo vamos estudiar qué factores de materias primas influyen sobre la producción de carbón vegetal

Humedad de madera

En las condiciones de producción, para el proceso de retorta existe cierto nivel óptimo de la humedad a nivel de 15—20%. La humedad elevada lleva a las siguientes consecuencias no deseables:

1) se diluye el pirolizato (líquido), lo que complica y hace más caro su siguiente transformación;

2) se reinicia el sistema de condensación y enfriamiento del taller de retortas;

3) se empeora la calidad de carbón (fracturación), especialmente si el proceso se realiza con la velocidad elevada o la madera tecnológica se encuentra en un trozo grande;

4) se gasta más combustible y se aumenta el tiempo de revoluciones de retorta.

Con una madera muy seca, con una humedad inferior que la óptima, en retortas con el calentamiento externo puede tener lugar el endurecimiento de retorta cuando la reacción exotérmica se distribuye rápidamente a toda la madera carbonizada. Como resultado, en el espacio de reacción se puede elevar rápidamente la temperatura y presión de los gases y vapores, lo que empeorará bruscamente las condiciones del proceso. Para los aparatos con calentamiento interno (hornos de circulación y retortas, generadores de gas y caja de fuego generador) no existe el límite inferior de la humedad si no tomar en consideración las dificultades durante transmisión de una madera muy seca al pozo de los secadores que están en la línea de suministro de combustible. Tampoco es deseable la humedad elevada, ya que dificulta bastante la tecnología de transformación de las mezclas de vapores y gases, y en mayoría de los casos lleva a la formación de las aguas residuales nocivas.

Especie de madera

Las plantas de carbonización trabajan principalmente con madera de abedul y haya, con bastante menos frecuencia con abela. Si tomar la salida de los ácidos volátiles y productos de alcohol para abedul y otras maderas duras como 100%, estas salidas para las maderas blandas serán aproximadamente de 75%, y para las coníferas de 50%. La salida de la brea total para todas las especies (en los términos de peso) es aproximadamente igual con la tendencia de aumento en las coníferas (pino, abeto) por cuenta de las substancias alquitranosas naturales disponibles. Y el peso de salida de carbón según especie de madera también oscila dentro de los límites aparentemente pequeñas (33—38%) y depende en mayor medida del modo de pirólisis.

Moho de madera

La salida de los productos principales de madera dañada con moho cae, siendo de notar que se reduce bruscamente la salida específica que se refiere a la unidad de volumen de materias primas iniciales, y la salida de peso se cambia bastante menos. Los cambios en la composición química del líquido dependen del tipo de moho. Con el tipo destructivo (alteración del complejo de celulosa) en el líquido cae el contenido de los ácidos y substancias de carácter carbohidrato. Con el tipo corrosivo (alteración de lignina) se reduce por lo principal la salida de fenoles y sus derivados.

El moho de madera tecnológica se influye especialmente sobre la calidad de carbón; se reduce su resistencia mecánica y este adquiere la capacidad elevada a la inflamación espontánea.

Presencia de corteza

La corteza del árbol se distingue bastante brusco según composición de madera de los troncos, especialmente en las especies foliáceas. En actualidad este factor adquiere un significado especialmente importante a causa de desarrollo de los métodos de energía química de uso de los residuos de madera. Por lo habitual, el contenido de corteza en las astillas recibidas de la leña es de 10—12% para el abeto, 12—14% para el pino, 12—19% para el abedul y abela. A causa de perfeccionamiento de la tecnología de preparación previa de materias primas de madera, en las empresas de elaboración de la madera y químicas (en particular, el mejoramiento de funcionamiento de descortezadoras) la porción de corteza en la composición de residuos de madera sobre las que se basa la química energética se aumenta hasta 40—60% y más.

Para las plantas de destilación seca no es deseable la presencia de corteza, especialmente de abedul, ya que esto dificulta el proceso de secado, empeora el estado sanitario de la bolsa, desacelera el proceso de descomposición y reduce la calidad de carbón. Sin embargo, el descortezamiento de leña en las plantas no se aplica.

Valor del trozo

Teoricamente, cuanto menor y más regular sea triturada la madera, tanto más suave transcurrirá el proceso de su descomposición térmica, y tanto mayor será la salida de los productos líquidos. Esta disposición se refiere de alguna u otra manera a todos los tipos de calentamiento, sin embargo, un significado especial lo tiene para la pirólisis el medio de gas. Con los trozos grandes, y especialmente con la disponibilidad de los trozos de diferentes tamaños es inevitable el desarrollo de las reacciones secundarias en la parte periférica de trozo y en el espacio de reacción. Las primeras pueden llegar hasta el craqueo de las substancias orgánicas que van desde dentro de trozo, en la parte calentada carbonizada de su superficie, las segundas se determinan por la diferencia entre la temperatura de formación de los productos de pirólisis y la temperatura del espacio de reacción.

Los grandes trozos de madera se usan en la producción para los aparatos primarios de todos los tipos. Para retortas y hornos no usan la medida y el tirón, sino el boquerón (30—25 cm), de hecho, aumentan la superficie de tope. Luego la madera no se tritura, ya que esto lleva a los gastos adicionales de energía eléctrica, las pérdidas de madera en forma de serrín, así como produce el carbón que no responde según tamaños a los requisitos de GOST. Pero la trituración de madera lleva al aumento de capacidad productiva de los aparatos de pirólisis.

Para los generadores y las cajas de fuego generadores se usan las astillas de madera, sin embargo, aquí el grado de trituración tiene un límite. Este límite puede ser la trituración que lleva al retiro de madera de los pozos y dificulta el movimiento de los flujos de gas como resultado de formación de terrones de madera pequeña. Así, hasta el momento, se considera que la adición de serrín a las astillas para aparatos de tipo mencionado no debe superar 40—50%.