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Factores con régimen especial del proceso de pirólisis

Pasando a los factores con régimen especial, examinaremos la dependencia del proceso de la velocidad de la carbonización, la presión en el aparato, la temperatura final y el ambiente, que rodea el elemento de la madera.

Velocidad. Sobre la base de los ensayos de laboratorio es posible hacer la conclusión que la velocidad del proceso ejerce la influencia visible, en general, sobre la fase de la descomposición que pasa en el intervalo de las temperaturas de 260-290°C. El abastecimiento intenso del calor en este momento de la madera desmenuzada conduce al aumento de la producción del alquitrán y el descenso de la producción del carbón vegetal con la producción prácticamente incambiable de los productos de bajo peso molecular: ácidos, metanol, aldehídos. Se puede suponer que al calentamiento lento la parte del alquitrán se coquefica en la superficie del carbón, aumentando su salida y, al mismo tiempo, el oxígeno que se encuentra en la madera, se asimila al hidrógeno, dando agua, y al carbono, СО2.

A la carrera rápida se aumenta bruscamente la producción de los gases y se disminuye la producción del carbón y de los destilados líquidos.

La influencia grande sobre la producción ejerce la presión subida que se forma durante el calentamiento intenso dentro del aparato.

Influye aún más fuerte en este caso la velocidad de la extracción de los productos de pirólisis de la esfera de la reacción. Mientras más rápidamente se extraiga el alquitrán, será mayor su producción.

Presión en el aparato. Ejerce la influencia grande sobre la marcha del proceso de la descomposición térmica. Por ejemplo, con el cambio de la presión de 200 аt hasta 5 mm Hg, la producción (con la madera foliácea absolutamente seca) del carbón y metanol baja del 34 hasta el 20% y del 3,1 hasta el 1,2%, respectivamente, pero crece la producción del ácido acético y del alquitrán.

Al mismo tiempo al vacío se cambia bruscamente la composición de la “zhizhka”: en ella hay una gran cantidad de las sustancias reducientes y falta completamente el alquitrán sedimentario.

Estas dependencias en los aparatos del tipo industrial no se usan, puesto que el efecto económico de su realización no compensará las complicaciones técnicas que surgen para la organización del proceso de alta temperatura en los aparatos metálicos en condiciones de la presión o del vacío.

Temperatura final del proceso. Los productos que se desprenden durante la pirólisis de la madera se forman en la banda ancha de las temperaturas. Cada uno de los productos tiene una cierta temperatura del comienzo de la formación, su máximo y fin de la formación. Los máximos de la mayoría aplastante de los productos de la descomposición térmica de la madera se refieren al intervalo de temperatura correspondiente a la reacción exotérmica (separación del calor sobrante). En eso existen unos puntos importantes de temperatura:

260ºC - cuando la madera se hace parda, habiendo entregado la humedad constitucional y alguna parte de la reaccionaria, СО2, ácidos fórmico y acético.
400°C - cuando el desprendimiento de la masa básica de los productos líquidos se acaba ya.

El aumento ulterior de la temperatura del proceso (recalentamiento) lleva al desprendimiento de una pequeña cantidad (1,5-2%) de los alquitranes pesados, hace aumentar considerablemente la producción de los gases no condensables y del carbón con el subido contenido de carbono, de hasta el 90-95%.

Ambiente. La marcha y los resultados de la pirólisis dependen en parte considerable del ambiente, en que se encuentra la madera calentada. Como regla, el ambiente, que más a menudo se encuentra en la práctica, es el de gas o, más exactamente, de vapor y gas. En la retorta la madera se somete a la descomposición pirogénica en la corriente débil, gracias a la convección natural de los productos de su descomposición.

En las instalaciones tipo HDC-5 (difundido entre las empresas pequeñas) la madera se calienta por los gases de humo, en que el contenido del oxígeno es muy bajo; los gases, pasando a través del espesor de la madera, entregan el calor antes del comienzo de la reacción exotérmica, después de que el criterio importante consiste en la inadmisión del oxígeno en la cámara de pirólisis a fin de evitar el recalentamiento y la destrucción del horno.

Poco separadamente están los procesos de pirólisis, que pasan en el ambiente del vapor recalentado, del agua y de los líquidos neutrales de alta temperatura de ebullición. La descomposición de la madera en la corriente del vapor recalentado lleva al desprendimiento de los grupos metoxílicos, al aumento brusco de la producción de los ácidos volátiles y aldehídos, a la aparición en el destilado de las sustancias del carácter de carbohidrato, al descenso de la producción del carbón vegetal y a la ausencia total del alquitrán sedimentario. Tales tecnologías se usan principalmente para el estudio de los procesos químicos.

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