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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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9 `6 Z7 |4 o$ p! s& a% G木质材料炭化过程发生什么变化?
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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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! q3 c0 @1 K' [- e' T0 G- N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。3 Q9 T% ~; Y$ Y9 K. `2 H+ r
  
  t" R$ ~; S% o; X9 M/ v5 n1. 干燥阶段:" j: k: j. v% C, r+ a) g
  
' Y5 e5 y) r. z" U( @" G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。% m/ b0 g; h8 T  @( W" c- ]
 
: y# h2 h- E2 w( A( s9 G2. 预炭化阶段# k# L$ O) n) U
 
/ B! z! m, ]) `0 \6 J4 y5 Y4 X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。
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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。- F, K$ |  W/ W) }- A- x; _- Y
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3. 炭化阶段$ \& b5 S1 W+ x
 
0 J+ V% f) y; U$ J% u) T: W5 }  C1 _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。% T& Q9 C1 S" G( V$ b
  
7 v+ R- \6 O1 Z5 p. ^0 ]4 _4. 煅烧阶段
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- i4 ^6 E) U- z. q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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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。! f5 e0 J  H7 R; H$ H- F6 S+ i6 g
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炭化对原料的要求0 u7 D/ }% w( Y* v, s3 y
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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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3 Z1 g. b7 M! R+ H1 N  G* ^: ^* S8 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。
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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。
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% Q/ x7 E% h! z1 d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。
3 D7 V& p9 b5 F7 Z+ C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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3 b$ C( M% G+ \8 a& P, H$ N" W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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% r4 N7 R# ~5 q. f1 b, C) r7 i( A1. 附近资源丰富,原料和木炭的运输比较方便;
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7 X; U; Q2 ~3 @, Y) u$ b, I! J; p: k5 W2. 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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1 Y9 d- U2 `. h1 Y1 T8 _/ A3. 土质坚实,最好是能耐火烧的粘土;. J& \& M& ^, ~% u

+ a4 P& b2 F: B; Q  ^/ e2 w1 `4. 坡度较小,又有堆放原料和木炭的地方;& B1 Y1 Q. b% q3 ^
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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。
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