Influência dos fatores de matérias-primas sobre a produção de carvão vegetal

Neste artículo vamos estudar o que fatores de matérias-primas influem sobre a produção de carvão vegetal

Umidade de madeira

Nas condições de produção, para o processo de retorta existe certo nível ótimo da umidade a nível de 15—20%. A umidade elevada leva às seguintes consequências não desejáveis:

1) é diluído o pirolizato (líquido), o que complica e faz mais caro sua seguinte transformação;

2) é reiniciado o sistema de condensação e enfriamento da oficina de retortas;

3) é piorada a qualidade de carvão (fraturação), especialmente se o processo é realizado com a velocidade elevada ou a madeira tecnológica é num pedaço grande;

4) é gastado mais combustível e é aumentado o tempo de revoluções de retorta.

Com uma madeira muito seca, com uma umidade inferior que a óptima, em retortas com o aquecimento externo pode ter lugar o endurecimento de retorta quando a reação exotérmica se distribuir rapidamente a toda a madeira carbonizada. Como resultado, no espaço de reação pode-se elevar rapidamente a temperatura e pressão dos gases e vapores, o que piorará bruscamente as condições do processo. Para os aparelhos com aquecimento interno (fornos de circulação e retortas, geradores de gás e fornalha geradora) não existe o limite inferior da umidade se não levar em conta as dificultades durante transmissão de uma madeira muito seca ao poço dos secadores que ficam na linha de fornecimento de combustível. Tampouco é desejável a umidade elevada, já que dificulta bastante a tecnologia de transformação das misturas de vapores e gases, e em maioria dos casos leva à formação das águas residuais nocivas.

Espécie de madeira

As fábricas de carbonização trabalham principalmente com madeira de bétula e faia, com bastante menos frequência com álamo. Se tomar a saída dos ácidos voláteis e produtos de álcool para bétula e outras madeiras duras como 100%, estas saídas para as madeiras brandas serão aproximadamente de 75%, e para as coníferas de 50%. A saída do breu total para todas as espécies (nos termos de peso) é aproximadamente igual com a tendência de aumento nas coníferas (pinheiro, abeto) por conta das substâncias de alcatrão naturais disponíveis. E o peso de saída de carvão segundo espécie de madeira também oscila dentro dos limites aparentemente pequenas (33—38%) e depende em maior medida do modo de pirólise.

Podridão de madeira

A saída dos produtos principais de madeira danificada com podridão cai, sendo que é reduzida bruscamente a saída específica que é referida à unidade de volume de matérias-primas iniciais, e a saída de peso é mudada bastante menos. As mudanças na composição química do líquido dependem do tipo de podridão. Com o tipo destrutivo (alteração do complexo de celulosa) no líquido cai o teor dos ácidos e substâncias de caráter carboidrato. Com o tipo corrosivo (alteração de lignina) é reduzida pelo principal a saída de fenois e seus derivados.

A podridão de madeira tecnológica influi especialmente sobre a qualidade de carvão; é reduzida sua resistência mecánica e este adquire a capacidade elevada à inflamação espontânea.

Presença de casca

A casca da árvore é distinguida bastante brusco segundo composição de madeira dos troncos, especialmente nas espécies foliáceas. Na atualidade este fator adquire um significado especialmente importante por causa de desenvolvimento dos métodos de energia química de uso dos resíduos de madeira. Pelo habitual, o teor de casca nas lascas recebidas da lenha é de 10—12% para o abeto, 12—14% para o pinheiro, 12—19% para a bétula e álamo. Por causa de aperfeiçoamento da tecnologia de preparação prévia de matérias-primas de madeira, nas empresas de elaboração da madeira e químicas (em particular, o melhoramento de funcionamento de descascadores) a porção de casca na composição de resíduos de madeira sobre as que é baseada a química energética aumentar-se-á até 40—60% e mais.

Para as fábricas de destilação seca não é desejável a presença de casca, especialmente de bétula, já que isso dificulta o processo de secagem, piora o estado sanitário da bolsa, desacelera o processo de decomposição e reduz a qualidade de carvão. No entanto, o descasque de lenha nas fábricas não é aplicado.

Valor do pedaço

Teoricamente, quanto menor e mais regular for triturada a madeira, tanto mais suave transcorrirá o processo de sua decomposição térmica, e tanto maior será a saída dos produtos líquidos. Esta disposição é referida de alguna u outra maneira a todos os tipos de aquecimento, no entanto, um significado especial o tem para a pirólise o meio de gás. Com os pedaços grandes, e especialmente com a disponibilidade dos pedaços de diferentes tamanhos é inevitável o desenvolvimento das reações secundárias na parte periférica de pedaço e no espaço de reação. As primeiras podem chegar até o craqueamento das substâncias orgânicas que vão desde dentro de pedaço, na parte aquecida carbonizada de sua superfície, as segundas são determinadas pela diferença entre a temperatura de formação dos produtos de pirólise e a temperatura do espaço de reação.

Os grandes pedaços de madeira são usados na produção para os aparelhos primários de todos os tipos. Para retortas e fornos não usam a medida e o puxão, senão a anchova (30—25 cm), de fato, aumentam a superfície de tope. Logo a madeira não é triturada, já que isso leva aos gastos adicionais de energia elétrica, as perdas de madeira em forma de serragem, assim como produz o carvão que não responde segundo tamanhos às requisições de GOST. Mas a trituração de madeira leva ao aumento de capacidade produtiva dos aparelhos de pirólise.

Para os geradores e as fornalhas geradoras são usadas as lascas de madeira, no entanto, aqui o grau de trituração tem um limite. Este limite pode ser a trituração que leva ao retiro de madeira dos poços e dificulta o movimento dos fluxos de gás como resultado de formação de puxões de madeira pequena. Assim, até o momento, é considerado que a adição de serragem às lascas para aparelhos de tipo mencionado não deve superar 40—50%.