ДАВЛЕНИЕ
При обугливании древесины может изменяться давление газов о паров как внутри куска древесины (вследствие большей или меньшей скорости нагрева), так и в печи или реторте.
Большое давление газов и паров внутри куска древесины приводит. как упоминалось, к образованию трещиноватого, непрочного угля. Влияние общего давления газов и паров при обугливании древесины в лабораторном аппарате на выход продуктов обугливания показывает табл. 48.
Таблица
Влияние общего давления в лабораторном аппарате на выход Продуктов обугливания 100 кг абсолютно сухой древесины березы, в кг
|
* По данным Класона. ** По данным Пальмера *** По данным Фролиха. |
Теоретические соображения приводят к выводу, что увеличение общею давления не благоприятствует реакции диссоциации (распада) продуктов обугливания древесины. Пусть имеем реакцию распада:
А5В^2А + Б. (Л
Если общее давление системы увеличив вдвое, то скорость W, прямой реакции возрастет в два раза, а обратной - - в восемь pa - t. так как
Где:
Сл.. И С'а Св Ki
К2
Из приведенных реакций видно, что при увеличении давления реакция диссоциации пойдет слабее, положение равновесия сместится в сторону недиссоциированных веществ.
Изменение давления оказывает большое влияние на конденса-
Г. I МУ1 ТГ X *ТТ *7 I "vr* LI Ci rtrim ПППЛпЛпСПТТГ TV ГП г 1 UTf ГТЛр Г'11 V А ТУТ о, Т-Т1 лЛпо ^ Л Т1Г
11 П1 iv-/ ti ^iiiiv/iilv^njuc 11 <1 р j p a - sni L)i л Upi d riri rVi!/». d" lu. c i id, uOpdo) iv_< -
Шихся при обугливании древесины. В этом случае
Е
W = KP, P,e W, (30)
Где:
W — скорость реакции; К — константа скорости реакции; Р] и Р2 — парциальные давления уплотняющихся веществ: е— основание натуральных логарифмов; Е— энергия активации процессов уплотнения; R — газовая константа; Т— абсолютная температура.
Следовательно, с увеличением давления скорость реакции увеличивается. Однако при увеличении общего давления возрастает продолжительность пребывания парогазов в аппарате, где, в соприкосновении с накаленным углем, металлическими стенками реторты или калориферов при высокой температуре, они подвергаются распаду. Наоборот, при разрежении пары быстро уходят из аппарата и слабее подвергаются подобному распаду.
Таблица 48 показывает, что более всего давление отражается на выходах угля и смолы, причем при повышении давления выход угля увеличивается, а выход смолы уменьшается. Это объясняется гем, что при повышении давления пары находятся в аппарате в ; «прикосновении с раскаленным углем больше времени и происходит поэтому распад их в большей степени, чем при разрежении.
W^—bCi 2Сд, в и (28) W:J = Ко2 (2Са )2 2 С г; = 8К2СаС„ # (29 > — концентрация молекул А2В; -- концентрация молекул А; --концентрация молекул В; Константа прямой реакции; -- константа обратной реакции: |
При повышении давления увеличивается выход метилового t анрта, что может быть отнесено за счет меньшего термического распада метилового спирта. При повышении давления умень
шается выход уксусной кислоты и увеличивается выход ацетона вследствие возможной реакции:
2СН3СОиН==Сп.<л, СН.,- СО. - 1Ш ЫМ
При повышенном давлении и высокой температуре в присутствии угля ацетон распадается с образованием неконденсирующихся газов.
Данные таблицы показывают; что можно было бы увеличить выход угля или смолы, обугливая древесину при значительном давлении или разрежении, но это, при обугливании одновременно больших количеств древесины в промышленных аппаратах, вызвало бы очень большое усложнение конструкции аппарагеры дли обугливания. Поэтому процесс обугливания в аппаратах промышленного типа, как правило, ведут при атмосферном давлении.