Химическая  структура угля изучена слабо. Можно  лишь сказать, что упомянутые выше изменения в элементном составе при повышении температуры пиролиза ведут к накоплению в угле углерода с sp² и sp гибридизацией, т.е. с двойными и тройными связями, и конденсированных ароматических структур. Несмотря на это, древесный уголь относится к труднографитируемым материалам. Угли, полученные при 400—500 °С, рентгеноаморфны.

      Древесный уголь — диэлектрик, удельное сопротивление  угля, полученного при температуре пиролиза 400 "С, составляет около 10^э Ом/м. При повышении температуры пиролиза, номере обогащения угля углеродом, электрическая проводимость увеличивается, сопротивление уменьшается.

      Древесный уголь обладает парамагнитными свойствами, т.е. способностью, будучи помещенным в  магнитное поле, поглощать электромагнитное излучение. Парамагнетизм обусловлен наличием в угле свободных радикалов, стабилизированных и твердой полимерной матрице угля, и парамагнитными свойствами полисопряженных систем, природа которых недостаточно изучена. Парамагнетизм — важное физическое свойство угля, так как наличием свободных радикалов и их реакциями определяется высокая реакционная способность древесного угля к низкотемпературному взаимодействию с кислородом и склонность к самовозгоранию.

      Основными потребителями древесного угля являются цветная металлургия, производство сероуглерода и активных углей. В  цветной металлургии древесный  уголь используется в качестве покровного флюса для создания защитного поверхностного слоя, предохраняющего расплавы металлов от окисления и улучшающего процесс раскисления металлов, например, меди. Но большая масса угля используется в производстве кристаллического кремния в качестве восстановителя.

      В производстве сероуглерода древесный  уголь применяется в качестве источника углерода.

      В производстве активированного угля древесный уголь служит физической основой товарного продукта.

      Помимо  этих отраслей промышленности, древесный уголь применяется в производстве ферросплавов (сплавов железа с различными элементами), в производстве карбюризатора для цементации поверхности стальных изделий, в производстве дымных порохов, ионообменников для очистки реактивов от примесей поливалентных металлов и др.

      5. Способы производства  древесноволокнистых  плит.

      Древесноволокнистая плита — листовой материал, изготовленный  из переплетенных между собой и сформированных в ковер влажных или сухих древесных волокон посредством сушки или горячего прессования. В процессе производства в древесноволокнистую массу могут вводиться различные химические добавки для улучшения потребительских свойств плит.

      Древесноволокнистые плиты классифицируются:

1. по объемной массе и прочности на изгиб:  мягкие М-4, М-12, М-20; 
   полутвердые ПТ-100, твердые Т-350, Т-400; сверхтвердые Т-500 (цифрами обозначается минимальная величина предела прочности плит при изгибе);
2. по видам отделки: облицованные, одна или обе поверхности которых облицованы листовыми или пленочными материалами; окрашенные — с лакокрасочным покрытием, нанесенным в заводских условиях на одну или  обе поверхности;

      3) по  видам   технических   свойств:   биостойкие;   огнестойкие;   влагостойкие; звукопоглощающие;

4. по рельефу поверхностей: профилированные, одной или обеим поверхностям которых придан, рельеф в процессе прессования, штамповки или последующей механической обработки;
5. по способу производства: односторонней гладкости, в процессе горячего прессования  которых  образуется  одна гладкая  поверхность,  а другая сетчатая   (мокрый или полусухой способ производства), двусторонней гладкости, в процессе горячего прессования которых обе поверхности приобретают гладкий вид (сухой способ производства).

      Свойства  древесноволокнистых плит определяются видом древесного сырья, способом производства и дополнительной обработкой. Используемые в качестве заменителей листовых материалов из цельной древесины древесноволокнистые плиты вместе с тем отличаются большей изотропностью механических свойств и не имеют пороков, присущих цельной древесине.

      Низкая  теплопроводность − другое важное преимущество древесноволокнистых (мягких) плит не только в сравнении с цельной  древесиной, но и другими традиционными тепловыми изоляторами.

      В зависимости от вида и назначения определяются в различных сочетаниях технические свойства древесноволокнистых плит:

      ─ общие (размеры, цвет и свойства поверхности);

       ─ физические (плотность, влажность, водопоглощение, набухание, усадка, линейное удлинение, покоробленность, водопроницаемость, тепло- и звукоизоляция, диэлектрические свойства и т. п.);

      ─ механические (прочность на статический  изгиб, на растяжение параллельно и перпендикулярно пласти, на срез, скручивание, на сжатие параллельно и перпендикулярно пласти, ударная вязкость, модуль упругости, твердость и т. п.);

      ─ технологические (податливость при  обработке резанием, при пластической обработке, способность удержания  гвоздей и шурупов, склеиваемость, возможность обработки поверхности с применением различных видов отделки);

      ─ биохимические (стойкость к воздействию грибов микроорганизмов, насекомых, грызунов и т. п., воспламеняемость и огнестойкость, стойкость к воздействию различного рода химикатов и т. п.);

      ─ временные, т. е. изменяющиеся во времени (стойкость к старению под воздействием изменяющихся физических факторов).

      Технический комитет (ТК 89 «Древесные плиты и  плиты из других лиг-ноцеллюлозных  материалов») Международной организации  по стандартизации (ИСО) в 1959 г. отметил  как основные следующие свойства древесноволокнистых плит: плотность, влажность, размеры, постоянство размеров, водопоглощение, набухание, прочность на статический изгиб; модуль упругости, ударную вязкость. Методы испытаний и количественные характеристики главным  образом  этих  свойств  стандартизированы  в  СССР   и других  странах.

      Существуют 2 способа производства древесноволокнистых плит:

      − мокрый − без добавки связующего вещества, и сухой, требующий введения в измельчённую древесину 4-8% синтетической смолы.

      − сухой − при сухом способе волокнистая масса перед формованием подсушивается.

      Применяют 3 способа получения волокнистой  массы: термо-механический − с использованием дефибраторов и рафинеров, механический − с размолом на дефибрерах, и химико-механический, при котором размолу предшествует варка сырья в щелочных растворах. В волокнистую массу для придания водостойкости вводят различные эмульсии (парафиновые, смоляные, масляные) и осадители (сернокислый алюминий). Плиты формуются на отливочных машинах. Влажность плит после отливок достигает 70%. Поэтому изоляционные плиты поступают на сушку, а твёрдые и полутвёрдые прессуют в горячих многоэтажных прессах (t 135-180⁰С). Твёрдые и сверхтвёрдые плиты затем проходят «закалку» при t 150-170⁰С с последующим увлажнением до 5-7% (по массе). Сверхтвёрдые имеют объёмную массу не менее 950 кг/м3; твёрдые - не менее 850 кг/м3; полутвёрдые - не менее 400 кг/м3; изоляционно-отделочные - 250-350 кг/м3; изоляционные - до 250 кг/м3. 

      6.Характеристика отходов целлюлозного производства и способы их утилизации.

      Основу  целлюлозно-бумажной промышленности составляет получение из древесины волокнистых полуфабрикатов − технической целлюлозы и полуцеллюлозы и их дальнейшая переработка в многочисленные товарные продукты. Волокнистые полуфабрикаты получают в результате варки, заключающейся в обработке древесины, измельченной в технологическую щепу, варочными растворами химикатов при повышенной температуре и давлении.

      Раствор, образовавшийся при варке волокнистого полуфабриката, называют отработанным щелоком. В отработанный щелок при варке целлюлозы переходит в измененном виде более половины органического вещества исходной древесины, использование которого в виде побочных продуктов позволяет на 15-20 % повысить экономическую эффективность целлюлозного производства. Одновременно существенно улучшается экологическая обстановка, а технология целлюлозно-бумажного производства приближается к малоотходной.

      Отходы  и побочные продукты целлюлозного производства можно классифицировать следующим образом. Основные отходы сульфатной варки: черный щелок, предгидролизат, сдувочные конденсаты. Побочные продукты, получаемые из отходов сульфатной варки:

      предгидролизат  − кормовые дрожжи;

      черный  щелок − органические кислоты, лигнин сульфатный, сырое сульфатное мыло, выпарные конденсаты; продукты, получаемые из сырого сульфатного мыла − фитостерин, сырое таловое масло, сульфатное мыло облагороженное, лигнин талловый; из сырого таллового масла − таловое масло дистиллированное, канифоль таловая, легкое масло таловое, пек таловый, жирные кислоты; из выпарных конденсатов − метилсернистые соединения (диметилсульфид, диметилсульфоксид, одорант сульфан) и метанол;

      сдувочные конденсаты − метилсернистые соединения; метанол, сульфатный скипидар-сырец.

      Основные  отходы сульфитной варки: сульфитный щелок, сдувочные конденсаты. Побочные продукты, получаемые при переработке этих отходов:

      сульфитный  щелок − дрожжи кормовые, этанол, лигносульфонаты технические, при переработке которых получают ванилин, лигносульфонаты жидкие, лигносульфонаты твердые, лигносульфоновые кислоты;

      сдувочные конденсаты − фурфурол, цимол, уксусная кислота, метанол.

      7.Характеристика сульфатного мыла. Получение таллового масла.

      Процесс разложения сульфатного мыла серной кислотой может осуществляться периодическим  или непрерывным методом. Несмотря на некоторое различие в используемом оборудовании, сущность обоих методов одна и та же.

      Периодический метод заключается в том, что  сырое сульфатное мыло, снятое в  отстойниках для черных щелоков, поступает в сборник на дополнительное отстаивание. После отделения щелока сульфатное мыло обрабатывают раствором гидросульфата натрия или смесью серной кислоты и сульфата атрия для нейтрализации свободной щелочи и отделения лигнина от мыла. Для ускорения процесса применяется рециркуляция.   Обработанное   сульфатное   мыло   после    отстаивания перекачивается в реактор на разложение 30 %-ной серной кислотой. Производят перемешивание острым паром через эжектор, установленный у реактора. Контроль за разложением мыла ведут титрованием образовавшегося солевого раствора щелочью. Если на нейтрализацию 10 мл пробы расходуется не более 1 мл 1 н раствора NaOH, процесс считается законченным. Обычно разложение сульфатного мыла продолжается 2—3 ч. После отстаивания талловое :масло из реактора направляется на промывку и подсушку, а выделившийся лигнин — в баки черного щелока. 

      Схема одноступенчатого разложения сульфатного  мыла

      Рис. 1

      1 — бак для   мыла;   2— колонка    для   промывки   мыла;   3— реактор;   4 — бак   для   промывки   и   сушки   масла;   5 — бак   для   серной   кислоты;   6 — бак   для   таллового   масла; 7 — бак   для   гидросульфата натрия;    8 — бак   вакуумной   сушки   таллового   масла 

      Промывают талловое масло теплой водой, а подсушивают  нагреванием через змеевики до температуры 115 °С. Из промывалок талловое масло-сырец перекачивается в сборник для дальнейшей переработки или на склад. Расход серной кислоты на разложение сульфатного мыла составляет 200—290 кг на 1 т сырого таллового масла. Можно снизить расход кислоты до 160—200 кг за счет более тщательного отстаивания мыла от черного щелока, а также предварительной промывкой его отработанной серной кислотой.

      Технологические схемы одно- и двухступенчатого разложения сульфатного мыла приведены на рис. 1 и 2. Двухступенчатое разложение сульфатного мыла отличается от одноступенчатого обработкой сульфатного мыла в реакторе первоначально отработанным кислым раствором гидросульфата, полученным  в   процессе  предыдущей варки   (первая ступень).