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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 6 N, d9 i0 q0 T0 h! m+ h# S
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木质材料炭化过程发生什么变化?8 Q6 l$ }1 O$ o
  
# W: k. i% C/ l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。
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* g2 A/ }% w/ _* A, d* `+ T3 u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。7 S( _7 ~% Y" b: e$ R6 T% b
  
' z& F2 ?1 k4 T* U) ^1. 干燥阶段:
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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。
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: u: S3 T) v: G- o2 d/ a2. 预炭化阶段! ~/ z. M  v# B* |+ m/ P
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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。& l; A9 E/ K2 E* S6 ?
 
) r+ r8 l( A# M6 c$ |) }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。9 ?$ f; z1 \' r2 D& M9 H
  
) C% R) w$ t/ o/ ?8 `" e+ C3. 炭化阶段
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: D! d7 O! O% j* j5 ?6 ?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。  [6 D( r- D6 Q5 o2 @: {
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4. 煅烧阶段/ q9 i5 u  M1 K: M
  
" W4 u) e; P2 v+ w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。
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! \' d, C# `( z8 m; f( q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。
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炭化对原料的要求' L+ p, [9 F+ _5 R. G) w" ]
 
9 V1 O5 x: c9 k, |" g* N6 @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。
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. C5 P0 r3 T/ d, }' _/ }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。
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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。$ }2 \7 @* X1 ~0 c. G6 x5 G9 i2 [. l6 i
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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。/ I' P! p4 q! V0 w& ?
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。
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8 I7 o" c& N' X, ~! O/ H5 [怎样进行筑窑烧炭?, }( G, D! D+ `
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炭窑修筑前,都要进行窑址选择,对窑址有如下要求:8 ~) W3 I8 ?, O( U+ B
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1. 附近资源丰富,原料和木炭的运输比较方便;% ^6 R& k8 m' s' c) E; d2 h

  `  f" @# e3 N0 N: u! V9 ?+ a2 t2. 靠近水源,但又不会受到地表水冲刷淹没,或积聚雨水;
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3. 土质坚实,最好是能耐火烧的粘土;
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( T- K% H( U" {; ]* c) l4. 坡度较小,又有堆放原料和木炭的地方;& o# D' Y3 l0 H) e
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5. 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。9 a0 X; P% A3 @, S* j& x+ V

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