Войти
Карбонизация - это преобразование органических веществ, таких как растения и останки мертвых животных, в углерод посредством деструктивной дистилляции.
Серия процессов, которые включают карбонизацию. Карбонизация - это пиролитическая реакция, поэтому считается сложным процессом, в котором одновременно протекают многие реакции, такие как дегидрирование, конденсация, перенос водорода и изомеризация.
Карбонизация отличается от нее тем, что она происходит намного быстрее из-за того, что скорость ее реакции выше на много порядков.
Для конечной температуры пиролиза количество приложенного тепла контролирует степень карбонизации и остаточное содержание посторонних элементов. Например, при T ∼ 1200 K содержание углерода в остатке превышает массовую долю 90 мас.%, Тогда как при T ∼ 1600 K обнаруживается более 99 мас.% Углерода. Карбонизация часто бывает экзотермической, что означает, что в принципе ее можно сделать самоподдерживающейся и использовать в качестве источника энергии, не производящего диоксид углерода. (См.) В случае глюкозы реакция высвобождает около 237 калорий на грамм.
Когда биоматериал подвергается внезапному обжигающему нагреву (как в случае ядерного взрыва или пирокластического потока из вулкана, например), его можно очень быстро карбонизировать, превращая его в твердый углерод. При разрушении Геркуланума вулканом многие органические предметы, такие как мебель, были обуглены сильной жарой.
Обугливание древесины в промышленных условиях обычно требует температуры выше 280 ° C, что высвобождает энергию, и, следовательно, эта реакция называется быть экзотермическим. Эта карбонизация, которую также можно рассматривать как спонтанное разрушение древесины, продолжается до тех пор, пока не останется только карбонизированный остаток, называемый древесным углем. Если не будет обеспечено дополнительное внешнее тепло, процесс останавливается, и температура достигает максимум около 400 ° C. Однако этот древесный уголь по-прежнему будет содержать заметные количества смолистого остатка вместе с золой исходной древесины.
При карбонизации образуются вещества, которые могут оказаться вредными, поэтому необходимо принять простые меры для снижения риска.
Газ, образующийся при карбонизации, имеет высокое содержание окиси углерода, который ядовит при вдыхании. Следовательно, при работе вокруг печи или ямы во время работы и когда печь открыта для разгрузки, необходимо позаботиться о том, чтобы была обеспечена надлежащая вентиляция, позволяющая монооксиду углерода, который также образуется во время разгрузки из-за самовоспламенения горячего топлива, попадать в атмосферу. рассредоточиться.
Смолы и дым, образующиеся при карбонизации, хотя и не являются непосредственно ядовитыми, могут оказывать долгосрочное вредное воздействие на дыхательную систему. Жилые районы должны, по возможности, располагаться так, чтобы преобладающие ветры уносили дым от угольных работ, а батареи печей не должны располагаться в непосредственной близости от жилых районов.
Древесные смолы и пиролиновая кислота могут вызывать раздражение кожи, поэтому необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать длительного контакта с кожей, надев защитную одежду и соблюдая рабочие процедуры, сводящие к минимуму воздействие.
Смолы и пирогенные жидкости также могут серьезно загрязнять реки и влиять на снабжение питьевой водой людей и животных. Рыба также может пострадать. Жидкие сточные воды и сточные воды от средних и крупных предприятий по добыче древесного угля должны улавливаться в больших отстойниках и испаряться, чтобы эта вода не попадала в местную дренажную систему и не загрязняла потоки. Печи и ямы, в отличие от реторт и других сложных систем, обычно не производят жидких сточных вод - побочные продукты в основном рассеиваются в воздухе в виде паров. В этом случае большее значение имеют меры предосторожности против загрязнения окружающей среды воздушным путем.
В одном исследовании карбонизация была использована для создания нового катализатора для получение биодизеля из этанола и жирных кислот. Катализатор был создан карбонизацией простых сахаров, таких как глюкоза и сахароза. Сахара обрабатывали в течение 15 часов при 400 ° C в токе азота до остатка черного углерода, состоящего из сложной смеси полициклических ароматических углеродных листов. Затем этот материал обрабатывали серной кислотой, которая функционализировала листы каталитическими центрами сульфонита, карбоксила и гидроксила.
 | Искать карбонизация в Викисловаре, бесплатный словарь. |
