8. Основные продукты пиролиза

Продуктами процесса пиролиза Tech-Air могут быть углистое вещество, топливная жидкость и газы. Выходы продуктов для определенного сырья определяются температурой в конвертере, которая в свою очередь регулируется изменением отношения воздух/сырье. При данной скорости подачи воздуха это отношение зависит от скорости подачи сырья, которая регулируется с помощью уровнемера. Полупромышленные установки эксплуатировались с выходами углистого вещества в пределах 85 масс.% сухого сырья.

Таким образом достигается возможность производить топливо пиролиза при приемлемом расходе энергии (такой, как газы, требующиеся для сушки) и максимальном выходе продуктов с наибольшей рыночной.

В случае необходимости производства только топливной жидкости углистое вещество может быть возвращено в конвертер. Такой способ экспулатации установки позволяет использовать ее при отсутствии потребителя на углистое вещество. Данная технология демонстрировалась на одной из полупромышленных установок, причем в качестве сырья была взята щепа сосновой коры. Выход углистого вещества составлял 20 масс. % сырья. Углистое вещество подвергалось грохочению; крупные частицы возвращались в конвертер, а 3,8 масс. % более мелких (проходящих через сито) частиц удалялось с золой.

Характеристика продуктов пиролиза зависит от типа сырья и условий проведения процесса.

Газы пиролиза доступны для использования при температуре примерно 93°С и содержат около 30% влаги. В этих условиях теплота сгорания газов выше 8350 кДж/м3, а плотность порядка 0,8 кг/м3. На основании этих данных может быть вычислена теплота сгорания газов в стандартных условиях, которая составит 10 900 кДж/нм3 для влажных газов и 15 600 кДж/нм3 для сухих газов. Газы пиролиза, как правило, содержат СО. Поэтому при эксплуатации установок типа Tech-Air необходимо использование специальных трубопроводных коммуникаций и принятие соответствующих мер предосторожности.

Топливная жидкость пиролиза отличается большой вязкостью и работать с ней трудно. В связи с высоким содержанием влаги и кислорода она вызывает коррозию мягких сталей. Для снижения вязкости содержание воды поддерживается обычно на уровне 26%. При таком содержании влаги кинематическая вязкость жидкости колеблется от 58 мм2/с при 20,0°С до 18 мм2/с при 55,6°С. При более высоких температурах происходит разложение топливной жидкости, приводящее к необратимому увеличению вязкости. Такая жидкость имеет более высокую теплоту сгорания 21 100 кДж/кг и плотность порядка 1,185-1,230 кг/л, что эквивалентно примерно теплоте сгорания 25 080 кДж/л и соответствует 60% теплоты сгорания котельного топлива № 6.

Применение. Углистое вещество, получаемое на установках пиролиза, продавалось для производства древесноугольных брикетов. Оно может использоваться в качестве топлива непосредственно.

Продукты сгорания углистого вещества содержат меньше оксидов серы и азота, чем продукты сгорания каменного угля. Проведенные испытания показали возможность успешного применения пульверизированной смеси углистого вещества с котельным топливом № 6.

Газы пиролиза представляют собой также топливо. Наиболее целесообразно использовать их в качестве источника технологического тепла непосредственно на установке. Были проведены предварительные исследования по применению сухой газовой смеси, подобной по составу газам пиролиза, в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания. Максимальная теплота сгорания такого газа 6890 кДж/м3; при работе на нем выходная мощность двигателя была несколько выше 60% по сравнению с выходной мощностью при работе на бензине.