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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
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. u- J8 N$ Q: s' l. v木质材料炭化过程发生什么变化?
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- D/ l: [- G$ o$ K" @/ I2 t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。  T( _- ~8 P' A+ i. J* n8 C
 ; U4 s2 T7 O2 O! u' ]: G1 x4 \
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。# {; ^2 |, C- |3 J) K; R
  : Z; G4 i/ w2 L; j6 n* R
1. 干燥阶段:: w% d# J% d* H3 \$ `
  
1 n9 P  u6 s, U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。
6 c% W) \* C+ U3 q4 k. F - W6 t/ K6 C$ S, c% O
2. 预炭化阶段- A3 |* j; q7 e+ S: t4 n' B2 }7 ^
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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。6 @% I0 @* n; V: @( k' T. i5 H; `
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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。  n" z* e1 M' T% X) I; j
  
( P4 t: [; b, h; O1 P+ Y: X3. 炭化阶段
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1 w: K, k# @, ~3 U3 F6 r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。0 A2 p+ Q+ j* A/ s5 r. u0 D" [
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4. 煅烧阶段
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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。
. l7 s' D$ ]( _: P9 k: ^3 ?" a  
, \, j  ^# }  y- X# g! k$ f9 W3 C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。9 P: I4 l) @1 K8 i
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炭化对原料的要求
9 c4 {: M1 C; O1 d / B% o, ~3 l) B. B; N+ f$ i6 y: v
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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9 i/ A, I' B7 E  O$ [2 }4 y3 }5 |) V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。
- D9 d; K/ k5 e2 Y' b  ; d$ D( o7 X: J
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。% m. k, Q4 D9 g
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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。
% ]6 u4 Q3 ^& |" 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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1 d* V* t7 h- Z. e( Z3 [1 x怎样进行筑窑烧炭?
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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:
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1 w% J6 P# N; [, m0 X& n* I( }1. 附近资源丰富,原料和木炭的运输比较方便;: @; D1 G6 ?9 x% ~2 m) ~+ D  R
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2. 靠近水源,但又不会受到地表水冲刷淹没,或积聚雨水;/ l* o6 l. ]0 Z, Y

1 S; ]8 r; y3 B% \3. 土质坚实,最好是能耐火烧的粘土;8 x" S- E# Z1 ~; c

/ D2 a& B+ T  ~, d$ a1 g4. 坡度较小,又有堆放原料和木炭的地方;: D2 _+ _9 b4 d# s: J) q9 c* b
 " e5 Z5 n5 _& _: H8 T, {
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。
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