Puuhiili

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 26. kesäkuuta 2022 tarkistetusta versiosta . vahvistus vaatii 1 muokkauksen .

Puuhiili  on mikrohuokoinen korkeahiilinen tuote, joka muodostuu puun pyrolyysissä ilman pääsyä ilmaan . Hiili palaa yli 1100 °C:n lämpötiloissa [1] . Valmis puuhiili koostuu pääasiassa hiilestä . Puuhiilen käytön etuna tavanomaisen puupolton sijaan on veden ja muiden komponenttien puuttuminen. Tämä mahdollistaa hiilen palamisen korkeammissa lämpötiloissa ja tuottaa hyvin vähän savua (tavallinen puu vapauttaa suuria määriä höyryä, orgaanisia haihtuvia aineita ja palamattomia hiilihiukkasia).

Puun pyrolyysi

Pyrolyysi eli kuivatislaus on orgaanisten aineiden hajottamista kuumentamalla ilman (tai rajoitetusti) ilman pääsyä palamisen estämiseksi [2] . Pyrolyysi on myös ensimmäinen prosessi, joka tapahtuu puuta poltettaessa. Liekit muodostuvat ei itse puun, vaan kaasujen - haihtuvien pyrolyysituotteiden - palamisen vuoksi. Puun pyrolyysin aikana (450-500 ° C) muodostuu useita aineita: puuhiiltä, ​​metanolia , etikkahappoa , asetonia , hartseja ja muita.

Tätä prosessia käytetään pyrolyysikattiloissa . Puun kaasutusprosessi (pyrolyysi) tapahtuu kattilan yläkammiossa (lataustilassa) lämmön vaikutuksesta ja ilman pääsyä rajoitetusti. Syntynyt puukaasu virtaa lämpökerroksen läpi, saavuttaa suuttimen ja sekoittuu siellä olevan toisioilman kanssa.

Ominaisuudet

Puun pyrolyysin aikana sen johtavien kudosten rakenne säilyy , joten tuloksena olevassa hiilessä on suuri määrä kapillaareja ja huokosia, joilla on suuri kokonaispinta, mikä myötävaikuttaa sen korkeaan adsorptiokykyyn. Normaalilämpötilassa hiili voi adsorboida erilaisia ​​aineita liuoksistaan ​​sekä erilaisia ​​kaasuja , mukaan lukien inertit kaasut . Lisäksi mitä helpommin kaasu nesteytetään , sitä paremmin se adsorboituu hiileen. Kuumennettaessa aineita adsorboinut puuhiili vapauttaa ne ja saa taas adsorboitumiskyvyn. Hiilen adsorptiokyvyn lisäämiseksi se aktivoidaan lämmittämällä ilman ilmaa [3] .

Ruotsalainen kemisti Carl Wilhelm Scheele ja italialainen tiedemies Felice Fontana kuvasivat 1700 -luvun 80-luvulla lähes samanaikaisesti kykyä imeä kaasuja hiilellä . Venäjällä vuonna 1785 akateemikko Toviy Egorovich Lovitz löysi ja tutki yksityiskohtaisesti hiilen adsorptiota nestemäisessä väliaineessa ehdottaen sen käyttöä orgaanisten aineiden puhdistamiseen. [neljä]

Tyypit

Sovellus

Puuhiili luokitellaan standardijärjestelmään - GOST 7657-84 "Chiili".

Sitä käytetään erilaisten aineiden puhdistamiseen, erottamiseen, uuttamiseen, antiseptisenä aineena , puhdistajana, veden absorboijana . Esimerkiksi kiteisen piin , hiilidisulfidin , rauta- ja ei-rautametallien , aktiivihiilen tuotannossa kotitalouksien polttoaineena, puutarhanhoidossa , sisäkukkaviljelyssä ja orgaanisten lannoitteiden tuotannossa terra preta .

Rekisteröity elintarvikeväriksi koodilla E153 .

Puuhiiltä sisältyy myös useisiin kauneustuotteisiin [6] .

Aktiivihiilen lääketieteellinen käyttö on pääasiassa myrkkyjen ja toksiinien imeytymistä [7] . Aktiivihiiltä saa ilman reseptiä, joten sitä käytetään erilaisiin terveyteen liittyviin hoitoihin. Sitä käytetään esimerkiksi usein vähentämään epämukavuutta ja hämmennystä, joka johtuu ruuansulatuskanavan liiallisesta kaasuntuotannosta (ilmavaivat) [8] .

Historia

Venäjällä hiiltä on tuotettu muinaisista ajoista lähtien. Sepän takomot työskentelivät hiilellä. Yleisimmät hankintatavat olivat kasa- ja kuoppahiili. Kasavaihtoehdot olivat "pino" ja "karju". Nämä tekniikat olivat primitiivisiä, prosessi kesti jopa kuukauden ja vaati säännöllistä seurantaa ja huoltoa. Kaikki kaasumaiset ja nestemäiset (höyryissä) hajoamistuotteet (ja tämä on noin kaksi kolmasosaa täysin kuivan puun alkuperäisestä massasta) vapautuivat ilmakehään. Hiilen massatuotanto tällaisilla teknologioilla oli mahdollista vasta 1600-1700-luvuilla, jolloin väestötiheys oli alhainen ja monia alueita ei kehitetty. 1800-luvulta lähtien Venäjällä on suositeltu kivihiilen tuotantoon tarkoitettuja yksinkertaisia ​​tiiliuuneja .

Hiilen teollisen tuotannon synnyinpaikkana on pidettävä Uralia . Demidovin rautavalimo nousi juuri hiilellä. Grum-Grzhimailo, Vladimir Efimovich suosi puuhiiltä metallurgiassa käytettäväksi.

Paluu kasahiilenpolttoon tapahtui neuvostovallan ensimmäisinä vuosina teollisuuden romahduksen taustalla. Sitten rakennettiin suuria hiilenpolttolaitoksia ( Asha , Syava, Amzya , Moloma , Verkhnyaya Sinyachikha ), mikä varmisti suhteellisen ympäristöystävällisen hiilen tuotannon. Samaan aikaan, erityisesti Pohjois-Uralilla , yksinkertaisimpien tiiliuunien erilaiset muunnelmat jatkoivat toimintaansa.

Hiilibriketit keksittiin ja patentoitiin ensimmäisen kerran vuonna 1897 [9] ja sen valmisti Zwoyer Fuel Company. Prosessin suosiota teki Henry Ford , joka käytti puuta ja sahanpurua raaka-aineina autojen valmistukseen.

2000-luvulla on palattu tähän vanhaan ja haitalliseen tekniikkaan. Kiinalaisten taigan saalistushakkuisiin liittyy puun jalostus puuhiileksi, joskus laittomasti. Ujarskin alueella (Krasnojarskin alue) paljastettiin uunien rakentaminen hiilen tuotantoon Kiinassa kiellettyä tekniikkaa käyttäen (ekologisesti erittäin vaarallinen, työtä tehdään laittomasti Venäjän federaatiossa, puut kuivuvat tällaisen tuotannon lähellä ja ihmiset sairastua fenolien aiheuttaman ilmansaasteen jne. vuoksi [10] ); paikallisten asukkaiden mielenosoitukset pakottivat työn keskeyttämään [11] . Tällaista tuotantoa suunnitellaan myös Taishetin alueella (Irkutskin alue) [12] .

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ scincing.com . Haettu 10. kesäkuuta 2019. Arkistoitu alkuperäisestä 18. marraskuuta 2018.
  2. ↑ Khodakov Yu. V., Epshtein D. A., Gloriozov P. A. § ​​42. Hiilen allotrooppiset modifikaatiot // Epäorgaaninen kemia. Oppikirja 9 luokalle. - 7. painos - M . : Koulutus , 1976. - S. 82-83. — 2 350 000 kappaletta.
  3. ↑ Khodakov Yu. V., Epshtein D. A., Gloriozov P. A. § ​​43. Adsorptio // Epäorgaaninen kemia. Oppikirja 9 luokalle. - 7. painos - M . : Koulutus , 1976. - S. 84-85. — 2 350 000 kappaletta.
  4. ↑ Karapetyants M.Kh., Drakin S.I. Yleinen ja epäorgaaninen kemia. - Moskova: Kemia, 1981. - 632 s.
  5. ↑ Chisholm, Hugh, toim. (1911), Carbon , Encyclopædia Britannica , voi. 5 (11. painos), Cambridge University Press , s. 305-307 
  6. ↑ Ahmad, N; Isa, SSM; Ramli, M.M.; Hambali, NAMA; Kasjoo, S.R.; Isa, M.M.; Ei myöskään NIM; Khalid, N. Bambuhiilen adsorptioominaisuudet ja mahdolliset sovellukset: Katsaus.  (englanti)  // MATEC Web of Conferences : aikakauslehti. - 2016. - Vol. 78 . - s. 1-7 . Arkistoitu alkuperäisestä 24. heinäkuuta 2018.
  7. ↑ Dawson, Andrew. Aktiivihiili: lusikallinen sokeria  (neopr.)  // Australian Rescriber. - 1997. - T. 20 . - S. 14-16 . - doi : 10.18773/austprescr.1997.008 .
  8. ↑ Ilmavaivojen hoito . NHS . NHS UK. Käyttöönottopäivämäärä: 27. toukokuuta 2012. Arkistoitu alkuperäisestä 4. kesäkuuta 2012.
  9. ↑ Grilli - Grillihistoria . Inventors.about.com (15. kesäkuuta 2010). Haettu: 28. joulukuuta 2011.
  10. ↑ Juri Judkevitš. Puuhiilen tuotanto . Bioenergetiikka . Lehti "LesPromInform" nro 3 (69) (2010) . Haettu 8. toukokuuta 2019. Arkistoitu alkuperäisestä 14. syyskuuta 2018.
  11. ↑ Viktor Resheten. Uunit pelloilla (normien ja sääntöjen rikkominen)  // Työsuojelu ja turvallisuus rakentamisessa. - Moskova: Publishing House "Panorama", 2016. - marraskuu ( nro 11 ). - S. 46-47 . — ISSN 2074-8795 .
  12. ↑ Puuhiilen tuotanto Kiinaan käynnistetään Taishetin alueella . Uutiset . www.snews.ru _ Irkutskin alue: Tietotoimisto "Siberian News" (16. maaliskuuta 2018) . Haettu 8. toukokuuta 2019. Arkistoitu alkuperäisestä 8. toukokuuta 2019.

Kirjallisuus

Linkit

  Siirry Wikidata-kohteeseen  Sanakirjat ja tietosanakirjat
Bibliografisissa luetteloissa