CC BY
17Решетневские чтения. 2018
УДК 630.867:661.1.183.2
ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЕРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ ДРЕВЕСИНЫ, ПОРАЖЕННОЙ СИБИРСКИМ ШЕЛКОПРЯДОМ
Ю. Я. Симкин
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: simkinyurii51@mail. ru
Представлены результаты разработки технологии переработки древесины, поражённой сибирским шелкопрядом, на сорбенты, ионообменники и угли для использования в подкормке сельскохозяйственных животных.
Ключевые слова: древесина, сибирский шелкопряд, активные угли, ионообменники, древесные угли.
TECHNOLOGY OF PRODUCING CARBON MATERIALS FROM WOOD LIKELY BY THE SIBERIAN SILK FREQUENCY
Yu. Ya. Simkin
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: simkinyurii51@mail. ru
Results of development of production technology from wood damaged by Siberian silkworm, for sorbents, ion exchangers and coals for use in feeding farm animals
Keywords: wood, Siberian silkworm, active coals, ion exchangers, charcoal.
Бедственный урон сибирским лесам наносят вспышки размножения сибирского шелкопряда. На севере Красноярского края сотни тысяч гектаров леса повреждены этим вредителем. Погибшие древостои -«шелкопрядники» очень легко возгораются, также являются рассадником стволовых вредителей. В мёртвом лесе - шелкопряднике жуки-усачи и другие лесные насекомые-вредители быстро размножаются на погибшей древесине, после чего её невозможно использовать в качестве деловой. Чтобы снизить урон и остановить размножение сибирского шелкопряда производятся вырубки поражённой древесины, иногда контролируемые выжиги леса и а также химические обработки территории с воздуха, на которые в 2017 году выделялось 850 миллионов рублей. Очаг поражения по данным аэрокосмических съёмок в том году составил 900 тысяч гектаров [1].
Тем не менее, поражённая древесина во многом остаётся качественным сырьём для получения углеродных материалов, различного назначения. В лаборатории термохимической переработки древесины разработана технология получения активированных углей из сухостойной древесины хвойных сибирских пород, поражённой сибирским шелкопрядом и другими лесными вредителями, а также из других древесных отходов. Технология апробировалась на пилотной установке получения активных углей, установленной на Красноярском биохимическом заводе [2]. Из отходов древесины были получены опытные партии активных углей [3].
Отличие технологии от традиционной заключается в получении активных углей непосредственно из дре-
весины в одном непрерывно действующем аппарате, исключая промежуточные стадии и аппараты [4]. Достоинства технологии: ликвидация стадии перегрузки угля-сырца из углевыжигательного аппарата в аппарат активирования; сокращение суммарной продолжительности всего процесса получения активированных углей; сокращение итоговых теплопотерь за счёт исключения стадии охлаждения угля-сырца и последующего его нагрева; снижение образования некондиционной угольной мелочи при перегрузках и транспортировках угля-сырца (10-15 %); исключение выделения в окружающую среду вредных парогазов пиролиза за счёт использования их в процессе активирования; превращение парогазов пиролиза в активирующий агент, что позволяет в этом процессе отказаться от дорогостоящей подготовки традиционного активирующего агента - водяного пара, или намного сократить его использование; энергоэкономичность за счёт использования тепла от сгорания отходящих газов на обогрев аппарата [5]; экологичность - содержание вредных примесей в отработанных газах, выбрасываемых в атмосферу, соответствует их содержанию в отходящих газах от сгорания природного газа.
На основе данной технологии разработаны способы получения активных углей различных марок из древесных отходов лиственницы, сосны, ели, пихты и кедра, а также углеродных ионообменников для защиты окружающей среды и углеродных материалов из древесины, пораженной сибирским шелкопрядом [6]. По своим характеристикам полученные бактивные угли соответствуют требованиям ГОСТ 4453-74 и ГОСТ 6217-74 на марки промыш-
Техносферная безопасность
ленных активных углей. Изучено качество древесины, поражённой сибирским шелкопрядом, как сырья для углежжения, особенности процесса пиролиза такой древесины, изменчивость химического состава древесины и свойств получаемых активных углей и древесного угля-сырца в зависимости от длительности сроков усыхания дерева, влияние его химического состава на конечные продукты. Испытания в очистке стоков ЦБК активных углей, полученных из древесины лиственничных шелкопрядников, показали, что по эффективности очистки они не уступают лучшим маркам промышленных активных углей БАУ, а по некоторым показателям значительно превосходят их.
Древесные угли, полученные пиролизом из отходов древесины хвойных пород были испытаны на свинокомплексе в кормлении подсосных поросят [7]. Испытания показали, что включение древесного угля в рацион подсосных поросят в количестве 10 грамм на голову в сутки ведёт к повышению энергии роста живой массы поросят на 8 %, увеличивает содержание гемоглобина и эритроцитов в крови, обеспечивает жизнеспособность поросят опытной группы на 74 % выше в сравнении с контрольной группой. Приведённые материалы показывают, что, древесину, поражённую сибирским шелкопрядом в зависимости от породного состава можно эффективно использовать для получения высококачественных сорбентов, углеродных ионообменников и дешёвых древесных углей, применяемых в сельском хозяйстве, то есть продукты большой востребованности.
Библиографические ссылки
1. В Красноярском крае установлен карантин по десяти вредителям [Электронный ресурс]. URL: http://krasnoyarsk.rfn.ru/rnews.html?id= 123886&cid=7 (дата обращения: 07.09.2018).
2. Симкин Ю. Я., Петров В. С. Установка для получения активных углей из лесосечных отходов : тезисы конф. молодых специалистов (29 сентября -1 октября 1981, г. Горький) / ЦНИЛХИ. Горький, 1981. С. 3-4.
3. Петров В. С., Симкин Ю. Я., Токарева М. Ф. Опытная партия активного угля из лесосечных отходов лиственницы сибирской // Гидролизная и лесохимическая промышленность. 1983. № 3. С. 23.
4. Петров В. С., Симкин Ю. Я., Крылова О. К. Технология сорбентов и других угольных материалов из отходов растительного происхождения // Химия в интересах устойчивого развития. 1996. Т. 4, № 4-5. С. 389-394.
5. Симкин Ю. Я., Епифанцева Н. С. Снижение затрат тепла и сырья в совмещённом способе получения активных углей // Актуальные проблемы лесного комплекса : сб. науч. тр. по итогам Междунар. науч.-техн. конф. / под общ. ред. Е. А. Памфилова ; БГИТА. Брянск, 2013. Вып. 37. С. 198-200.
6. Епифанцева Н. С., Симкин Ю. Я. Оценка качества древесины лиственниц, поражённых сибирским
шелкопрядом, как сырья для углежжения // Лесной журнал : изв. вузов. 2009. № 5. С. 120-127.
7. Ахтямов Р. Р., Симкин Ю. Я., Беседина И. Н. Использование соснового угля в кормлении подсосных поросят // Инновационные тенденции развития российской науки : материалы VIII Междунар. науч.-техн. конф. молодых ученых / КрасГАУ. Красноярск, 2015. С. 91-92.
References
1. V Krasnoyarskom krae ustanovlen karantin po de-cyati vreditelyam [In the Krasnoyarsk Territory, a quarantine for ten pests]. Available at: http://krasnoyarsk.rfn.ru/ rnews.html?id = 123886&cid = 7 (accessed 07.09.2018).
2. Simkin Yu.Ya., Petrov V. S. Ustanovka dlya polu-cheniya aktivnyh uglei is lesosechnyh othodov [The Equipment for the production of active coals from logging wastes]. Tesicy konf. molodyh cpetsialistov [Theses of the conference of young specialists]. Gorkiy, 1981. P. 3-4. (In Russ.)
3. Petrov V. S., Simkin Yu. Ya., Tokareva M. F. Opytnaya partiya aktivnogo uglya iz lesosechnyh othodov lictvennitsy sibirskoi [Experimental lot of active coal from logging waste of Siberian larch]. Gidrolosnaya I leco-himicheckaya promychlennoct [Hydrolysis and wood chemical industry]. 1983. No. 3. P. 23. (In Russ.)
4. Petrov V. S., Simkin Yu. Ya., Krylova O. K. Tehnologiya sorbentov I drugih ugolnyh materialov iz othodov rastitelnogo proishozhdeniya [Technology of sorbents and other coal materials from waste products of plant origin]. Himiya v interesah ustoyichivogo razvitiya [Chemistry for Sustainable Development]. 1996. Vol. 4, No. 4-5. P. 389-394. (In Russ.)
5. Simkin Yu. Ya., Epifantseva N. S. Snizhenie zatrat tepla I syrja b sovmeshchennom sposobe polucheniya aktivnyh uglei [Reducing the cost of heat and raw materials in a combined method of producing active coals]. Sbornik nauchnyh trudov po itigam Mezhdunar. nauch. konf. "Aktualnye problemy lesnogo kompleksa" [A collection of scientific papers on the basis of Intern. Scientific. Conf "Actual problems of the forestry complex"]. Bryansk, 2013. Vol. 37. P. 198-200.
6. Epifantseva N. S., Simkin Yu.Ya. Otsenka kachestva drevesiny listvennits, porazhennyh sibirskim chelkopryadom, kak syrja dlya uglezheniya [Evaluation of the quality of wood larch, affected by Siberian silkworm, as a raw material for carbonation]. Lesnoi zhurnal [Forest Journal]. 2009. No. 5. P. 120-127. (In Russ.)
7. Ahtyamov P. P., Simkin Yu. Ya., Besedina I. N. Ispolzovanie sosnovogo uglya v kormlenii podsosnyh porosyat [The use of pine in the feeding of suckling piglets]. Materialy VIII Mezhdunar. nauch. konf.molodyh uchenyh "Innovatsionnye tendentsii razvitiya rossiyskoi nauki" [Materials XV Intern. Scientific. Conf "Innovative trends in the development of Russian science"]. Krasnoyarsk, 2015. P. 91-92. (In Russ.)
© Симкин Ю. Я., 2018
