1.5.1. Общие свойства древесины
Характеристики и свойства древесины, используемой как топливо, варьируются в широких пределах в зависимости от вида древесины и типа предварительной обработки. Например, влажность топлива, подаваемого в топку, может составлять от 25 до 55 вес.% (на рабочую массу) (кора, отходы лесопильного производства) или менее 10 вес.% (брикеты, отходы обработки сухой древесины).
Топливные свойства древесины определяются рядом характеристик. Среди них теплота сгорания, химический состав (например, содержание таких элементов, как хлор, углерод, азот, водород и сера), влажность, твердость, количество летучих веществ, количество твердого углерода, содержание и состав золы, характеристики плавления и ошлакования золы, количество загрязняющих веществ, пыли, спор грибов. Топливную древесную щепу часто производят из различных пород деревьев с разным соотношением стволовой древесины, коры, листвы, ветвей, почек и даже шишек, содержание которых изменяет свойства топлива.1
1.5.2. Состав древесины
Основными компонентами клеток древесины являются целлюлоза, гемицеллюлоза и лигнин, которые составляют 99% массы древесного материала. Целлюлозу и гемицеллюлозу образуют длинные цепи углеводородов (таких, как глюкоза), лигнин же является осложненным компонентом полимерных фенольных смол. Лигнин тесно связан с гемицеллюлозой, поскольку он действует как склеивающий агент, склеивая пучки цепей целлюлозы и растительные ткани. Таким образом, лигнин придает растению механическую прочность. Он богат углеродом и водородом, которые являются основными элементами производства теплоты. Поэтому лигнин обладает более высокой теплотворной способностью по сравнению с углеводородами. Древесина и кора также содержат так называемые экстрактивные вещества, такие как терпены, жиры и фенолы. Многие из них растворимы в органических соединениях (гексане, ацетоне, этаноле) и горячей воде. Древесина содержит относительно малое количество экстрактивных веществ по сравнению с корой и листвой (рис.1.8.).1
Рис.1.8. Среднее содержание химических веществ в древесных видах топлива.
1.5.3. Что является лесным древесным топливом?
Древесное топливо представляет собой биотопливо, полученное из деревьев, которое состоит из древесины, коры, хвои или листьев. Древесное топливо можно подразделить на топливо из спелого древостоя, топливо из приспевающей, молодой древесины, подроста и топливо из переработанной древесины. Заготовка древесного топлива может осуществляться при проведении плановых лесозаготовительных работ (первичное лесное древесное топливо) или на предприятиях лесоперерабатывающей промышленности (промышленные древесные отходы).
В настоящей работе основное внимание уделяется рассмотрению вопросов, связанных с заготовкой первичного лесного древесного топлива, т.е. лесосечных отходов, стволовой древесины, полученной при проведении рубок главного пользования и промежуточного пользования, и древесины, на которую отсутствует промышленный спрос и которая непригодна для промышленного использования. Связи между различными группами и категориями древесного топлива показаны на рис.1.9.1
Рис.1.9. Классификация биотоплива, древесного топлива и лесного древесного топлива.