химический каталог




ДРЕВЕСНЫЙ УГОЛЬ

Автор Химическая энциклопедия г.р. И.Л.Кнунянц

ДРЕВЕСНЫЙ УГОЛЬ, макропористый высокоуглеродистый продукт, получаемый пиролизом древесины без доступа воздуха. Структура и свойства угля определяются температурой пиролиза. Пром. ДРЕВЕСНЫЙ УГОЛЬ у., получаемый при конечной температуре 450-550 °С, - аморфный высокомол. продукт, включающий алифатич. и ароматические структуры; состав: 80-92% С, 4,0-4,8% Н, 5-15% О. ДРЕВЕСНЫЙ УГОЛЬ у. содержит также 1-3% минеральных примесей, главным образом карбонатов и оксидов К, Na, Ca, Mg, Si, Al, Fe. Кажущаяся плотность елового угля составляет 0,26, осинового - 0,29, соснового - 0,30, березового - 0,38 г/см3; истинная плотность ДРЕВЕСНЫЙ УГОЛЬ у. 1,43 г/см3; пористость 75-80%; удельная теплоемкость 0,69 и 1,21 кДж/(кг.К) соответственно при 24 и 560 °С; теплопроводность 0,058 Вт/(м.К), теплота сгорания 31500-34000 кДж/кг, удельная электрич. сопротивление 0,8.108 0,5.102 Ом.см. Д. у. обладает парамагнитными свойствами, обусловленными присутствием стабилизир. макрорадикалов (парамагнитных центров ПМЦ) - высокореакционноспособных концевых радикалов Rк* и менее реакционноспособных срединных радикалов Rcp*, макс. концентрации которых достигаются соответственно при 550 и 325 °С. При термообработке ДРЕВЕСНЫЙ УГОЛЬ у. (400-900 °С) без доступа воздуха в результате реакций Rк + RH : RкH + R*, Rср* : Rк + CO + CО2 + H2 + СmНn и R* + R* : R-R происходит уплотнение его структуры, сопровождаемое убылью массы (до 18%) и выделением смеси газов, содержащей (в % по объему) от 12,7 до 0,7 СО, от 8,5 до 4,5 СО2, от 36,5 до 67,5 Н2, от 45,0 до 24,0 углеводородов (преимущественно СН4). Снижаются доля алифатич. структур, водорода (до 1,5%), кислорода (до 4,5%), концентрация ПМЦ (до 1,7.1018 спин/г), удельная электрич. сопротивление (до 0,5 Ом.см). Повышаются доля ароматические структур и углерода (до 95%), степень кристалличности, истинная плотность (до 1,97 г/см3). Присутствие макрорадикалов обусловливает высокую реакционное способность ДРЕВЕСНЫЙ УГОЛЬ у. по отношению к кислороду. Так, свежеприготовл. ДРЕВЕСНЫЙ УГОЛЬ у. при 30-90 °С за 1 ч хемосорбирует из воздуха 0,5-2% (от массы угля) кислорода; одновременно из угля выделяются низкомолекулярный продукты, главным образом вода (0,3-1,5%). На воздухе развивается цепной разветвл. процесс автоокисления ДРЕВЕСНЫЙ УГОЛЬ у.: Rк* + О2 : RкOO*; RкOO* + RH : RкOOH + Rср*, Rср* + О2 : RсрОО*, RсрОО* + RH : RcpOOH + Rсp*, RcpOOH + RH : RO* + R* + H2O и R* + R* : R-R. В результате может произойти самовозгорание ДРЕВЕСНЫЙ УГОЛЬ у., если к.-л. из параметров процесса (концентрация ПМЦ, температура, концентрация О2 и геометрическая размеры массы угля) превысит нек-рую критической величину. Чтобы избежать этого, ДРЕВЕСНЫЙ УГОЛЬ у. стабилизируют, выдерживая слой угля высотой не более 60 мм при 50-80°С не менее 10 мин, т. е. в условиях, когда ни один из параметров не превышает критической величину. Д. у. получают пиролизом древесины в стальных вертикальных непрерывно действующих ретортах производительностью 100-2200 кг/ч, а также в различные печах. Выход ДРЕВЕСНЫЙ УГОЛЬ у. в пересчете на нелетучий углерод составляет 21-25% от безводной древесины. В СССР ДРЕВЕСНЫЙ УГОЛЬ у. получают из древесины твердолиств. пород, березы или из смеси древесины твердолиств. и мягколиств. пород. Он должен содержать не более 3% золы, не более 6% влаги, не более 7% частиц размером менее 12 мм. Массовая доля нелетучего углерода в ДРЕВЕСНЫЙ УГОЛЬ у. должна составлять 77-90%. Перспективно получение ДРЕВЕСНЫЙ УГОЛЬ у. из измельченной древесины с катализатором, ускоряющим процесс в несколько раз и повышающим выход угля на 30-40%. Широко применяется крупнокусковый (более 12 мм) ДРЕВЕСНЫЙ УГОЛЬ у. из твердолиств. пород древесины, имеющий наиболее высокую механические прочность. Он используется в качестве сырья для получения активного угля, CS2, окисленного ДРЕВЕСНЫЙ УГОЛЬ у., карбюризатора, в качестве восстановителя в производстве кристаллич. Si, черных и цветных металлов, проволоки и др. Мелкий ДРЕВЕСНЫЙ УГОЛЬ у. может служить подкормкой животным, его используют также для получения бытового топлива - древесноугольных брикетов. Окисленный ДРЕВЕСНЫЙ УГОЛЬ у. (Д. о. у.) получают окислением ДРЕВЕСНЫЙ УГОЛЬ у. воздухом в условиях, когда ни один из параметров окисления не превышает критической величину. На поверхности ДРЕВЕСНЫЙ УГОЛЬ о. у. (углеродного ионообменника) содержатся функциональных группы - карбоксильные, гидроксильные, карбонильные, хинонные, пероксидные и др. Статич. ионообменная емкость по NaOH составляет 1,0-8,0 м2.экв/г. ДРЕВЕСНЫЙ УГОЛЬ о. у. содержит значительно больше кислорода (18-40%), чем ДРЕВЕСНЫЙ УГОЛЬ у., но меньше углерода (55-75%) и водорода (1,5-4,0%). Зольность его такая же, как у ДРЕВЕСНЫЙ УГОЛЬ у. (до 3%), но после обеззоливания минеральных кислотой она не превышает 0,4%. Кажущаяся плотность ДРЕВЕСНЫЙ УГОЛЬ о. у. 0,45-0,52 г/см3, истинная - 1,5-1,9 г/см3, пористость 75-80%, удельная электрич. сопротивление 2,1.108-1,5 3 1011 Ом.см. В зависимости от характера поверхностных функциональных групп, их количественное соотношения и формы (водородной или катионзамещенной) ДРЕВЕСНЫЙ УГОЛЬ о. у. проявляет комплексо-образующие, ионообменные, электронообменные или каталитических свойства. В сравнении с селективными ионообменными смолами они обладают рядом преимуществ: термостойки (до 300 °С), исключительно радиационно- и химстойки (не растворяются, не набухают и не слипаются во всех средах, в том числе в щелочах), нетоксичны. Д. о. у. используют для получения особо чистых веществ, например, при глубокой очистке реактивов от примесей катионов переходных металлов, щел.-зем. металлов, как катализатор переэтерификации в производстве жиров, инверсии cахаров и др. Древесноугольный карбюризатор - твердый гранулированный продукт, состоящий главным образом из дробленого ДРЕВЕСНЫЙ УГОЛЬ у., карбонатов щелочных (в основные К и Na) или щел.-зем. (главным образом Ва и Са) металлов (10-20%). Его используют для цементации стальных изделий путем насыщения поверхностного слоя стали углеродом. Введение в карбюризатор различные добавок, например, наводороженного железа, мочевины, повышает скорость цементации в 2 раза. Для удержания добавок на частицах угля часто используют связующее (крахмал, поливинилацетатную эмульсию, мазут, мелассу и др.). Мировое производство ДРЕВЕСНЫЙ УГОЛЬ у. более 5 млн. т/год, в том числе в СССР ок. 200 тысяч т/год (1986).

Химическая энциклопедия. Том 2 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
Philips 24PHT4031 60
оригинальный подарочный сертификат на день рождения начальнику
GS2210-8HP
http://www.kinash.ru/etrade/goods/brand/36729/city/Ulianovsk.html

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(17.12.2017)