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食品级活性炭的生产工艺

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发表于 2005-4-14 21:27:00 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
食品级活性炭的生产工艺 ) ?2 a8 J1 M4 y& @% U) X; U# w) Z
  
5 j! r5 M# |+ Y3 ^木质材料炭化过程发生什么变化?- W% _/ z. D- m2 |
  
4 k, ]3 h" Z/ c% V. X* ~木材、木屑、树根、果核和果壳等木质材料的炭化,是把它放在炭化设备内加热,进行热分解。在热解过程,发生一系列复杂化学反应,产生很多新生产物,木质材料发生了变化。
  V2 Z: ?8 Y6 C& L . Z5 V9 H9 A$ _0 L
根据热分解过程的温度变化和生成产物的情况等特征,炭化过程大体上可分为如下四个阶段。) T1 N6 g& I+ O9 o/ q
  
0 x# p; G# ?' i: j; O1. 干燥阶段:
3 {8 ^8 L; ~, ]% r# _: y0 y' _! Z  
8 Q' ?6 K) `! a/ ^' O: y4 O这个阶段的温度在20—150摄氏度,热解速度非常缓慢,主要是木材中所含水分依靠外部供给的热量进行蒸发,木质材料的化学组成几乎没有变化。8 F7 }# Y2 [  G/ j$ I5 U
 
4 A0 D1 `, a* U" z- T2. 预炭化阶段7 l, \! a7 O( C' @
 
) `3 z9 O; b& J& D这个阶段的温度为50—275摄氏度,木质材料热分解反应比较明显,木质材料化学组成开始发生变化,其中不稳定的组分,如半纤维素分解生成二氧化碳、一氧化碳和少量醋酸等物质。* o" n; i2 N- `7 b; ^7 F7 M  z7 U( I
 
. w! s0 Y' V/ K' Y5 X以上两个阶段都要外界供给热量来保证热解温度的上升,所以又称为吸热分解阶段。0 u- i+ m  x7 i* r. l+ F7 A/ t$ w
  
# ]9 A, h9 K; O- h  E; F4 {$ B1 Q3. 炭化阶段
( C; S9 h6 B7 I " x1 R. U9 a. M& s# y! E1 B6 Y* K( O
这个阶段的温度为75—400摄氏度,在这个阶段中,木质材料急剧地进行热分解,生成大量分解产物。生成的液体产物中含有大量醋酸、甲醇和木焦油,生成的气体产物中二氧化碳含量逐渐减少,而甲烷、乙烯等可燃性气体逐渐增多。这一阶段放出大量反应热,所以又称为放热反应阶段。3 m" E# [0 l* l8 f1 m2 y; {
  
, E. u0 v' g4 H1 j, C3 E4. 煅烧阶段  u* c$ c9 g( k: m  b: L
  : k* R/ `1 J# B6 S! b5 |& t( ?: _# g
温度上升450—500摄氏度,这个阶段依靠外部供给热量进行木炭的煅烧,排出残留在木炭中的挥发性物质,提高木炭的固定碳含量。这时生成液体产物已经很少。1 X: {2 b5 u) z* F5 r% s3 e# v
  3 S! z, n) ^% X7 j
应当指出,实际上这四个阶段的界限难以明确划分,由于炭化设备各个部位受热量不同,木质材料的导热系数又较小,因此,设备内木质材料所处的位置不同,甚至大块木材的内部和外部,也可能处于不同热解阶段。- P$ S! ~( w6 r. S. T! ?' z
  : R0 _* q$ V8 v, v# O8 {- h
炭化对原料的要求! i' Z2 Z- a9 v3 y( O: Y
 
3 W) e! L: m4 L* ]: s, W炭化的原料很多,薪材、森林采伐剩余物、森林抚育时消除的杂木、木材加工厂的剩余物,如木屑等都可以进行炭化。除木屑为粒状,需采用特殊炭化炉炭化外,其他原料多以木段为主,都适合大多数炭化炉或炭窑炭化原料的要求。3 u, r) c) l1 w7 W* P# y6 l
  
. x8 l! n/ g9 n: u) C炭化原料树种可分为三类:第一类为硬阔叶材,如水青冈、麻栎、苦槠、榆等;第二类为软阔叶材,如杨、柳、椴等;第三类为针叶材,如马尾松、南亚松、湿地松等。要生产出高质量的木炭,以适合冶金工业和二硫化碳工业等工业部门使用,炭化原料应选用硬阔叶材,而针叶材常用来生产松木炭,用于制造活性炭。
2 ~7 s5 m# X7 D$ b  R1 ^  
$ E$ n3 B) X# P4 n9 J; Q炭化材最好大小均匀,一般要求直径不大于0厘米,若直径太大,应把它劈开,劈裂线长度要求小于12厘米。炭化材的长度以炭化炉或炭窑的高度决定,若大材不劈开,因木材的导热性差,炭化时产生的气体混合物,由木材内部通向外部,所需通过的路径很长,炭化时间也长。会导致木材机械强度下降。
6 O( N1 ~$ p( O3 \. z 
9 F. a3 V* L5 u' F4 u5 O% y5 {供炭化的薪材多属萌芽林,故最好在秋冬季采伐,此时,树木处于休眠阶段,树液停止流动,根部贮存物质,不受损害,利于来年萌芽更新;而且秋季天气晴朗,相对湿度小,木材含水量低,伐下的薪材易干燥,可缩短炭化时间,减少燃料消耗,生产的木炭裂缝少,质量高。" P2 u  G) k. M' y0 F0 u/ I
此外,腐朽木、病害枯死的木的木材,均不宜作炭化原料,因为腐朽木材炭化时,木炭疏松、易碎和容易自燃,大大降低木炭质量。
& U" L; p! a# `4 ]0 w% n+ s" b" a2 V& m# _9 N+ E
怎样进行筑窑烧炭?* Y" V$ U8 J( Z" X

3 r4 [; B( W/ l: S8 `5 T5 w炭窑修筑前,都要进行窑址选择,对窑址有如下要求:
) z( y& n! Q: w8 O  E/ U* g  L/ U' [( j/ S+ T" e3 Y/ Z
1. 附近资源丰富,原料和木炭的运输比较方便;* h5 `1 G$ y5 y$ n, [8 q

, o! \$ e$ r, U6 M; g. N/ H- K0 c2. 靠近水源,但又不会受到地表水冲刷淹没,或积聚雨水;
) ^5 m. q5 {& f& G6 k' u* c. O- ?1 G: N- C
3. 土质坚实,最好是能耐火烧的粘土;  x* v' z, h8 X+ f; y6 [2 N

7 d* u! E3 D1 {# J' k% p4. 坡度较小,又有堆放原料和木炭的地方;
8 z, W  D9 i. |8 ~ 
0 H9 I9 z; m; y5 g' i$ J5. 如果是山坡地,选择的山坡方向要使筑成的炭窑燃烧室通风口朝向常风的方向,有利于通风和燃烧。
+ R. ~4 ?# B3 a# W& E
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