植物原料的碳化與干餾課件

上一堂課講的內(nèi)容木材熱解（定義）：木材及其主要組分的熱分解纖維素的熱解分為四個階段酸性物質(zhì)對熱分解的影響上一堂課講的內(nèi)容木材熱解（定義）：1第二章

植物原料的碳化與干餾第一節(jié)、植物原料干餾的基礎(chǔ)知識第二節(jié)、木材的炭化工藝與設(shè)備第三節(jié)、干餾的裝置及工藝第四節(jié)、木炭（熱解固體產(chǎn)物）

的性質(zhì)和用途第二章植物原料的碳化與干餾第一節(jié)、植物原料干餾的基礎(chǔ)知識2第一節(jié)、植物原料的碳化與干餾的基礎(chǔ)知識一、木材的干餾的過程1、木材干餾(定義)：是木材或木質(zhì)原料在干餾釜中隔絕空氣進(jìn)行熱解，并進(jìn)行一步加工其初級液體產(chǎn)品的化學(xué)工藝過程。第一節(jié)、植物原料的碳化與干餾的基礎(chǔ)知識一、木材的干餾的過程13木材在120℃加熱時，約一個月，它的彈性模量降低了10％，如果在140℃加熱時，只要一星期就達(dá)到同樣的結(jié)果。木材的彈性模量是木材的強(qiáng)度指標(biāo)之一。如果不是由于含水率增大而引起木材強(qiáng)度的下降，上述木材彈性模量下降的情況，只能解釋為是由于木材組分的熱分解而引起的變化。木材在100一150℃長時間加熱時(幾天至幾星期)，發(fā)現(xiàn)木材中戊聚糖的含量降低了，但是一般在150℃以下，木材的熱分解過程是比較緩慢的。當(dāng)木材在隔絕空氣的條件下加熱到160℃時，由于生成揮發(fā)產(chǎn)物而造成的重量損失為2％，并且隨著溫度的上升，木材殘留物的重量也不斷降低。這表明木材明顯的熱分解作用是在160℃左右開始的。

2、溫度和時間對木材性能的影響木材在120℃加熱時，約一個月，它的彈性模量降低了10％，如4結(jié)論當(dāng)木材長時間加熱時，可以在100℃以下開始熱分解，但是，分解作用是極不明顯的。木材明顯的熱分解作用是在160℃左右開始的。結(jié)論當(dāng)木材長時間加熱時，可以在100℃以下開始熱分解，但是，53、木材干餾過程中氣體、液體和固體產(chǎn)物的變化規(guī)律（Klason曲線）3、木材干餾過程中氣體、液體和固體產(chǎn)物的變化規(guī)律（Klaso6由圖可以看出，在最初2小時內(nèi)，雖然釜外溫度保持在290-300℃左右，而內(nèi)部溫度僅為150-160℃，這個時期內(nèi)，木材的熱分解不顯著，餾出的液體量最初逐慚增多，然后減少，餾出的液體主要是原來包含在木材中的水分。在第三小時，雖然外部溫度保持290左右，但內(nèi)部溫度卻很快地上升，并超過了外部溫度，說明木材熱解過程中發(fā)生了放熱反應(yīng)。根據(jù)木材干餾過程的溫度變化、熱解速度和生成產(chǎn)物的情況等特征，可以把木材干餾過程大體上劃分為下列幾個階段。由圖可以看出，在最初2小時內(nèi)，雖然釜外溫度保持在290-3074、木材干餾的幾個階段與化學(xué)變化Ⅰ、在160℃以前排出的都是水蒸氣，這個過程就是熱解的干燥過程，含水份越多的物料，這個過程就越長，消耗的能源就越多。因為只有把水份蒸干了才能開始熱解。另外在實際生產(chǎn)中，這部分汽不是排空的，而是隨木煤氣進(jìn)入后續(xù)設(shè)備中，最終被冷凝到木醋液中，降低木醋液濃度，增加木醋液的回收負(fù)荷。所以熱解的原料盡量減少水份。在實際生產(chǎn)過程中，一般都要安裝原料干燥設(shè)備。4、木材干餾的幾個階段與化學(xué)變化Ⅰ、在160℃以前排出的都是8Ⅱ、由木材的熱解開始溫度(160-200℃)，到260℃范圍內(nèi)半纖維素的大部分和纖維素、木素的一部分分解，減量約15%。半纖維素的乙酰基和糖醛酸部分的羧基分解產(chǎn)生醋酸和二氧化碳，與糖殘基的碳結(jié)合的HO與H產(chǎn)生脫水和β(1,4)鍵切斷的解聚反應(yīng)。推測新生成3羰基的碳雙健，即糖殘基的2,3位碳里酮、醇型互變的異構(gòu)中間體，半纖維素的基本構(gòu)造消失。另外，此時纖維素的一部分即無定形區(qū)β(1,4)鍵切斷，聚合度降低，木素中一部分甲氧基等也分解了。Ⅱ、由木材的熱解開始溫度(160-200℃)，到260℃9Ⅲ、260-310℃，主要是纖維素分解，半纖維素的分解殘渣固體生成物進(jìn)一步芳香族化，約減重35%。纖維素與半纖維素同樣經(jīng)脫水和解聚，經(jīng)酮醇型互變異構(gòu)中間體及其氧化分解物的生成等變化，到310℃前后，纖維素的基本構(gòu)造消失芳香族化開始。此時，半纖維素殘存物的分解和芳香化也在進(jìn)行，木素的甲氧基量再減少。由于碳水化合物的基本構(gòu)造消失，芳環(huán)對熱的穩(wěn)定性，半纖維素到260℃以上、纖維素到310℃以上重量減少速度相應(yīng)變慢。Ⅲ、260-310℃，主要是纖維素分解，半纖維素的分解殘10Ⅳ、310-400℃，主要是木素?zé)岱纸?，由于脫甲氧基、脫甲基反?yīng)進(jìn)行的結(jié)果，木素基本構(gòu)造消失，多環(huán)芳香族化開始。此時，先前碳水化合物的碳化殘物進(jìn)一步分解，經(jīng)脫水、脫羰基、羧基、甲基等反應(yīng)，芳香族化和縮合、多縮環(huán)芳香族化也在進(jìn)行。

Ⅳ、310-400℃，主要是木素?zé)岱纸?，由于脫甲氧基、?1Ⅴ、400-500℃，隨著溫度升高，羰基、羧基、甲基等脫離與縮合、多環(huán)芳香族化也在進(jìn)行。Ⅵ、500C℃以上，是以產(chǎn)生氫氣為主，隨著縮合多環(huán)芳香族化進(jìn)行，氫的生成量漸次增多。六碳環(huán)網(wǎng)狀平面構(gòu)造急速發(fā)達(dá)。Ⅴ、400-500℃，隨著溫度升高，羰基、羧基、甲基等脫12二、木材干餾的產(chǎn)物（一）、固體產(chǎn)物（二）、液體產(chǎn)物（三）、氣體產(chǎn)物二、木材干餾的產(chǎn)物（一）、固體產(chǎn)物13（一）、固體產(chǎn)物：如木炭、竹炭等，得率約為33％～38％。木炭疏松多孔，是制造活性炭、二硫化碳等的原料，其性質(zhì)和用途后面詳述。（一）、固體產(chǎn)物：如木炭、竹炭等，14（二）液體產(chǎn)物及其組成

植物原料的熱解液體產(chǎn)物的得率約為絕干原料的40～50％。水分約占液體產(chǎn)物的80～90％，有機(jī)物成分復(fù)雜，約有200多種。靜置分層，分三大類。（1）澄清木醋液（2）沉淀木焦油（3）粗松節(jié)油（二）液體產(chǎn)物及其組成植物原料的熱解液體產(chǎn)物的得率約為15熱解液體產(chǎn)物的組成成分：（1）澄清木醋液：有80％～90％的水分和10％～20％的有機(jī)物質(zhì)。有機(jī)物質(zhì)包括：醋酸、甲酸、丙酸等飽和脂肪酸，丙烯酸之類不飽和脂肪酸，乙醇酸等醇酸，糠酸等雜環(huán)酸；甲醇、丙烯醇等醇類；丙酮、甲乙酮、甲丙酮、環(huán)戊酮等酮類；甲醛、乙醛、糠醛等醛類；甲酸甲酯、乙酸甲酯、丁內(nèi)酯等酯類；苯酚、甲酚、鄰苯二甲酚、愈瘡木酚、鄰苯三酚等酚類；苯、甲苯、萘等芳香族化合物；呋喃、甲基呋喃等雜環(huán)化合物；甲胺等胺類物質(zhì)等。熱解液體產(chǎn)物的組成成分：16（2）沉淀木焦油：紅褐色粘滯液體，比重為1.035-1.054，含水約10%，含酚類化合物達(dá)10％～50％：主要為苯酚、甲苯酚、二甲苯酚等單元酚；鄰苯二酚、愈瘡木酚及其衍生物等二元酚；鄰苯三酚及其衍生物等三元酚。經(jīng)分餾可加工得：輕油(中性油)190℃以下餾份雜酚油（木餾油)190-240℃抗氧劑(抗聚劑)240-300℃重油、木瀝青，300℃以上，釜?dú)垼?）沉淀木焦油：紅褐色粘滯液體，比重為1.035-1.017（3）粗松節(jié)油：

主要成分是萜烯類與萜烯醇類物質(zhì)。如蒎烯、蒈烯、雙戊烯、雄刈萱醇等。此外，還含有少量的醛、酮類物質(zhì)。（3）粗松節(jié)油：18（三）、木材干餾的氣體產(chǎn)物

木材熱解生成的不凝性氣體稱作木煤氣，其產(chǎn)率約占絕干原料木材重量的16％～18％。木煤氣的組成受干餾最終溫度的影響。以體積百分率計算，通常含40％～50％CO2、25％～35％CO、15％～23％CH4、1％～5％C2H4、0.5％～2.5％H2。隨著干餾最終溫度的高，木煤氣中CO2及CO的含量減少，CH4、C2H4及H2的含量增加。木煤氣的熱值約為13000kJ／m3，隨著干餾最終溫度的升高而增大。（三）、木材干餾的氣體產(chǎn)物木材熱解生成的19三、影響木材干餾的因素三個方面：熱解的操作條件：溫度，升溫速度、壓力。植物原料的性質(zhì)：含水率，原料的大小，腐朽程度。外加條件（重要）：熱解氣氛，熱解溶劑，催化劑和化學(xué)助劑的作用（生物質(zhì)氣化與液化）。三、影響木材干餾的因素三個方面：201、熱解溫度熱解溫度升高，固體殘留物炭的得率下降，并且在270～400℃下降幅度最大；而酸類、木焦油、各種有機(jī)物質(zhì)、反應(yīng)水及不凝性氣體的得率都上升。

1、熱解溫度21木炭的產(chǎn)量隨碳化溫度的升高而逐漸降低，并且在270-400℃的溫度范圍內(nèi)降低較大，而在400-700℃的溫度范圍內(nèi)，則降低較緩慢。圖3-2-2圖3-2-3木炭的產(chǎn)量隨碳化溫度的升高而逐漸降低，并且在270-400℃22在不同的炭化最終溫度下，其木醋液的組成在不同的炭化最終溫度下，其木醋液的組成23從表3-2-3可以看出，在炭化過程開始時首先分離出水分和酸類，然后分離出其他的有機(jī)物。隨著炭化最終溫度的升高，木酸液的組成也在不斷地發(fā)生變化，在270-400℃的溫度范圍內(nèi)組成的變化較大，而當(dāng)炭化溫度升高到400℃以上時，組成的變化則不顯著。因此熱解木材如果以制取醋酸和甲醇為目的時，可以將炭化最終溫度限制在380-400℃之內(nèi)，因為在這個溫度以上時，實際上已幾乎停止分離出酸類和醇類。進(jìn)一步升高溫度只會增加燃料的耗費(fèi)量。隨著炭化溫度的升高，木屑炭的得率降低，而固定碳含量卻增加，如果炭化是以獲得木屑炭制活性炭為目的，則要求炭的質(zhì)量達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)(如固定碳含量在70％以上)，而且要盡量提高得率，炭化溫度選在400-500℃是適宜的。從表3-2-3可以看出，在炭化過程開始時首先24表3-2-4溫度增加，木炭得率下降，固定碳含量增加表3-2-4溫度增加，木炭得率下降，固定碳含量增加252、升溫速度升溫速度提高，固體產(chǎn)物的得率下降。液體和氣體的得率和組成液發(fā)生較大的變化。

快速熱解：在幾分鐘或十幾分鐘內(nèi)升溫至幾百度而完成的熱解過程?？焖贌峤庥欣诘玫降寐瘦^高的氣體產(chǎn)物。適用于生物質(zhì)的氣化。炭化的速度影響到炭化裝置的生產(chǎn)量大小。加快炭化速度，炭化裝置的利用率提高。5℃/min左右2、升溫速度26快速炭化時焦油的產(chǎn)量有顯著的增加，而木炭的產(chǎn)量則大大降低。當(dāng)木材進(jìn)行急劇地放熱反應(yīng)時，內(nèi)部產(chǎn)生的大量氣態(tài)產(chǎn)物不能很快地由木材原有孔道放出，形成裂縫，降低木炭的機(jī)械強(qiáng)度。表3-2-6快速炭化時焦油的產(chǎn)量有顯著的增加，而木炭的產(chǎn)量則大大降低。273、熱解壓力

壓力增加，熱解過程中發(fā)生二次反應(yīng)的幾率增大，有利于生成二次反應(yīng)的產(chǎn)物，如炭和甲醇的得率提高，而酸類和焦油等產(chǎn)物的得率下降。針對不同的需要，可采用真空熱解、常壓熱解和高壓熱解的方式。

真空熱解：適用于生物質(zhì)資源的氣化；

常壓熱解：主要用于植物資源的炭化和干餾；

高壓熱解：主要用于生物質(zhì)資源的液化。不論減壓或加壓干調(diào)，對設(shè)備的要求都較高，使設(shè)備的結(jié)構(gòu)和操作趨于復(fù)雜化，所以一般都采用常壓干餾。3、熱解壓力28總壓力對木炭和焦油產(chǎn)量的影響較大。壓力升高時，木炭的產(chǎn)量增加，而焦油的產(chǎn)量降低。這是由于壓力升高時蒸汽在設(shè)備內(nèi)和赤熱的木炭接觸時間較長，因而焦油的分解程度加大。由于甲醇的熱分解作用小，當(dāng)壓力升高，甲醇的產(chǎn)量增加。表3-2-7總壓力對木炭和焦油產(chǎn)量的影響較大。壓力升高時，木炭的產(chǎn)量增加294、植物原料的性質(zhì)（1）含水率濕木材干餾所得到的木醋液酸度降低。在進(jìn)一步加工木醋液時，蒸汽的耗費(fèi)量較大。含水率較低時可以加速干餾過程，但木材不能過于干燥，在放熱階段中，放熱反應(yīng)進(jìn)行過于猛烈，會降低木炭的產(chǎn)量，井使木炭的機(jī)械強(qiáng)度降低。干餾對木材的含水率有一定要求，一般在外熱式干餾釜中干餾的木材，含水率最好在15-25％，而在內(nèi)熱式干調(diào)釜干餾的木材含水率最好在10-20％。4、植物原料的性質(zhì)30木屑部分氧化法沸騰爐炭化試驗發(fā)現(xiàn)，木屑的含水率對加料速度和加料裝置運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常有直接關(guān)系，從表中可看出含水率對處理量起決定性影響。另據(jù)實驗空研究證明只有含水率達(dá)16％以下時，部分燃燒沸騰炭化操作才能正常進(jìn)行。木屑部分氧化法沸騰爐炭化試驗發(fā)現(xiàn)，木屑的含水率對加料速度和加31（2）原料的大小

木材的尺寸(鋸斷、劈開、剝皮)對木材干燥和炭化過程、炭化產(chǎn)物的產(chǎn)量和質(zhì)量有很大影響。木材的導(dǎo)熱性差，同時沿纖維的方向比和纖維垂直的方向為大；樹皮會阻礙熱傳導(dǎo)，所以鋸斷、劈開和剝皮可以大大加速木材干燥和炭化的過程。木材愈大(粗而長)，氣體混合物由木材內(nèi)部通向外面所經(jīng)過的道路愈長，則炭化時間愈長，由于副反應(yīng)所引起的損失就愈大，產(chǎn)品產(chǎn)量愈低，木炭的機(jī)械強(qiáng)度也愈低，從而引起各種形態(tài)產(chǎn)物的得率、組成，降低。（2）原料的大小木材的尺寸(鋸斷、劈開、剝皮)對木32另外，樹皮不論對木材的干燥和炭化，還是對炭化產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量那是不利的，但是，完全除去樹皮卻是—件非常復(fù)雜和繁重的工作，因此，在木材熱解工廠中還沒有這樣做。另外，樹皮不論對木材的干燥和炭化，還是對炭化產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量33（3）腐朽部分的影響腐朽的木材熱解得到的木炭質(zhì)地疏松、易碎、易自燃；液態(tài)有機(jī)物的得率降低；木煤氣得率增加。（白腐菌和褐腐菌，白腐菌主要破壞木質(zhì)素，褐腐菌主要破壞纖維素）（3）腐朽部分的影響腐朽的木材熱解得到的木炭質(zhì)地疏345、熱解氣氛（1）熱解氣氛對熱解產(chǎn)物的組成和性質(zhì)有較大的影響。熱解氣氛主要有惰性氣氛（如氮?dú)庵校?、氧化性氣氛（如有限的空氣中）、還原性氣氛（如氫氣中）、自發(fā)性氣氛（在隔絕空氣下，在原料熱解所產(chǎn)生的氣體產(chǎn)物中）、過熱水蒸氣氣氛等。

（2）對于不同目的的四種熱解方式：植物原料的炭化、干餾、氣化和液化，它們所采用的氣氛不同：炭化（惰性氣氛、氧化性氣氛或自發(fā)性氣氛中）、干餾（自發(fā)性氣氛）、氣化（惰性氣氛或還原性氣氛）、液化（過熱水蒸氣氣氛、惰性氣氛或還原性氣氛）。5、熱解氣氛35P387如：（1）過熱水蒸氣：（2）氧氣及空氣：濕氧化法，在1.8MPa，160℃條件下處理農(nóng)業(yè)剩余物，后酸水解。（3）氫氣：P387366、熱解溶劑植物資源的熱解一般都在固相中進(jìn)行。但在熱解的方式之一－液化時，常加入有機(jī)溶劑，如苯、乙醇等，進(jìn)行熱解，以得到較高得率的液體產(chǎn)物。

主要用于生物質(zhì)液化技術(shù)6、熱解溶劑377、催化劑和化學(xué)助劑的作用（1）金屬催化劑在還原性氣氛的熱解條件下，常用金屬鎳、鈷、鉬等重金屬進(jìn)行催化熱解?？梢源蟠筇岣咭夯Ч?。（2）無機(jī)化學(xué)助劑質(zhì)子酸和路易斯酸：如硫酸、磷酸、鹽酸，氯化等；鹽：如氯化鈣、氯化鎂、硫化鉀、碳酸鈉等；堿：氫氧化鈉、氫氧化鉀等。

大大提高碳的得率：

化學(xué)法生產(chǎn)活性炭的理論依據(jù)7、催化劑和化學(xué)助劑的作用38表3-2-8表3-2-839表3-2-9表3-2-940第二節(jié)、木材的炭化、設(shè)備與工藝一、基本概念炭化：在有限制地供給少量空氣的條件下，加熱木材等植物原料，以制取木炭為主的操作，收集少量木醋液。所謂炭化，就是把有機(jī)物質(zhì)加熱，使這些非碳元素減少，以制造適合于隨后進(jìn)行活化的碳質(zhì)材料的操作。作為活性炭原料使用的有機(jī)物質(zhì)，除了含有碳元素以外，還含有O，H，N，S等元素。第二節(jié)、木材的炭化、設(shè)備與工藝一、基本概念41二、炭化裝置

炭化裝置的主要部分為裝料容器、加熱系統(tǒng)、煙氣循環(huán)和排放系統(tǒng)。炭化裝置的加熱方式為外熱式和內(nèi)熱式。不同的炭化裝置的選擇主要取決于原料的大小和粒度。采用的炭化裝置不同則其炭化工藝就有差別。二、炭化裝置炭化裝置的主要部分為裝料容器42（一）、炭（化）窯

從木料的慢熱解生成木炭，是一種可以追朔到公元前3000年的工藝，今天大量木炭仍用這種傳統(tǒng)技術(shù)生產(chǎn)。是木炭生產(chǎn)的重要設(shè)備，它是利用干餾原理，將堆放在爐內(nèi)的薪棒、木、竹質(zhì)材料缺氧加熱分解生成可燃性氣體、焦油和木炭的裝置。它的工作原理是：爐內(nèi)的竹、木質(zhì)材料經(jīng)脫水、自燃、干餾到150℃以上時，它們的復(fù)雜結(jié)構(gòu)開始分解；當(dāng)溫度≥260℃時，其分解加劇，并逐漸生成木焦油、可燃性氣體和黑色的木炭。

目前燒烤用木炭主要來源（一）、炭（化）窯從木料的慢熱解生成木炭，是43

炭窯按所產(chǎn)木炭的不同要求，分成白炭窯和烏炭窯兩大類。白炭窯筑造要求高，容量大〔裝6500kg木柴產(chǎn)800-900kg木炭)為了便于卸炭和窯外熄火，形狀多長而窄，兩邊有出炭門，又分為木瓢形、鯉魚形、薄刀形等白炭窯。烏炭窯的結(jié)構(gòu)較簡單，較小型，出炭量只自炭窯的一半;形狀多為短而寬，分為豬頭形、犁頭形、龜形、圓形等鳥炭窯。炭窯按所產(chǎn)木炭的不同要求，分成白炭窯和烏炭窯兩441、炭窯豬頭窯構(gòu)造構(gòu)造：

炭化室

煙道

燃燒室烘窯：新窯需要裝料、點(diǎn)火、炭化封窯冷卻出窯

2000-3000年歷史1、炭窯豬頭窯構(gòu)造構(gòu)造：炭化室452、筑窯窯址的要求：

炭窯修筑前，都要進(jìn)行窯址選擇，對窯址有如下要求：a.附近資源豐富，原料和木炭的運(yùn)輸比較方便；b.靠近水源，但又不會受到地表水沖刷淹沒，或積聚雨水；c.土質(zhì)堅實，最好是能耐火燒的粘土；d.坡度較小，又有堆放原料和木炭的地方；e.如果是山坡地，選擇的山坡方向要使筑成的炭窯燃燒室通風(fēng)口朝向常風(fēng)的方向，有利于通風(fēng)和燃燒。2、筑窯窯址的要求：炭窯修筑前，都要進(jìn)行窯址463、炭窯的筑造過程（以豬頭窯為例）

在選好的窯址上，畫一個等邊三角形，其中一個頂角，用于聯(lián)接燃燒室，這個頂角應(yīng)朝常風(fēng)方向。三角形邊長約2.1米并修成弧形，在線內(nèi)向下挖1米深左右，即為炭化室。在燃燒室對面炭化室后下方正中挖煙道腔和排煙孔，孔高14厘米，寬18厘米，炭化室前端略高于后端。在炭化室前端三角形頂角打一排橫向木楔后即進(jìn)行裝柴，薪材直立裝入炭化室中，質(zhì)量好的上等薪材裝在后面，中等的裝在中間，質(zhì)量差的下等材裝在最前面，裝材細(xì)頭向下，粗頭向上，中心略高于四周，使薪材堆成拱形。上面蓋上一層稻草，在炭化室的后面兩個邊角上放上二個藤圈，在炭化室的中前部近邊線上也放上二個藤圈，這四個藤圈作為煙孔。然后沿四周鋪泥土，筑窯蓋，邊鋪土，邊打緊，錘打得越緊越好，窯蓋筑好后，將煙孔中的泥土挖去，并鋪上松土。在炭化室前面筑燃燒室，燃燒室前端低于后端。3、炭窯的筑造過程（以豬頭窯為例）在選好的窯474、烘窯筑好窯型后就可進(jìn)行烘窯，烘窯時，在燃燒室點(diǎn)火，火力不要太猛。如果烘窯速度太快，炭窯將不夠堅實，火燒去木楔，形成通道，逐漸燒入炭化室，待煙孔松土發(fā)白時，把松土挖去，從煙孔冒出白煙，當(dāng)煙色轉(zhuǎn)青時，將煙孔蓋上，打開煙道口，使煙氣從煙道口冒出，煙色變青時，將所有孔口堵塞，進(jìn)行悶窯，經(jīng)2天冷卻后，炭窯即成型固定，在窯的側(cè)面開一個出炭門，進(jìn)行出炭，以后可以繼續(xù)裝柴燒炭。4、烘窯筑好窯型后就可進(jìn)行烘窯，烘窯時，在燃燒室點(diǎn)火，火力不485、燒碳工藝過程

燒碳過程和前面烘窯相同，只是燒炭時間較短，正常的燒炭周轉(zhuǎn)時間約3-4天。

燒碳過程分四個階段

如從制造活性炭考慮，炭化溫度通常是1000℃以下。木材在不同的溫度下，各個成分和官能團(tuán)的變化情況如下：5、燒碳工藝過程

燒碳過程和前面烘窯相同，只是燒炭時間較短，49⑴

、干燥階段

此階段基本無化學(xué)變化，木屑棒中的水分在外熱的條件下被烘干，反應(yīng)緩慢，產(chǎn)生白色氣體（水蒸氣），此階段時間較短，在6個小時左右，氣候潮濕、窯體不干及半成品的含水量對此段時間的影響最大（對于典型的原木炭此段時間達(dá)到50多個小時很正常，對機(jī)制薪棒最好是盡快裝窯炭化，時間越長含水量就會越高，干燥也越困難）。溫度在120℃-150℃，封窯后2-4個小時內(nèi)產(chǎn)生的水汽最大，應(yīng)及時排出，此點(diǎn)控制在此階段最重要，否則悶在窯里的水汽會損壞半成品薪棒。造成所出木炭表面有毛刺甚至半窯爛炭，次品率過高。在第一階段，雖然發(fā)生脫水，但-O-鍵不分解而殘留著。⑴、干燥階段此階段基本無化學(xué)變化，木屑棒中的水分在50⑵

、預(yù)炭化階段

比較不穩(wěn)定的組分半纖維素150-180℃開始分解，氣體的顏色由白色漸漸變?yōu)樽睾稚?，成分為CO2、CO和少量醋酸（70%CO2，30﹪CO），可以回收，提煉木醋酸。氣體如不回收，可將其點(diǎn)燃，點(diǎn)燃后無污染排放。175℃以下氣體生成不快，氣體熱值約有1200千卡/立方米。溫度在150℃到（225--260℃）275℃。此階段時間較短，較容易控制。黃煙，焦油。

在第二階段，由于氧鍵-O-的斷裂，氧以H20,CO,CO2等形態(tài)的形式放出，而且由于在芳香核之間形成鍵，原料中的揮發(fā)分逐漸減少，到700℃時幾乎變?yōu)榱?。⑵、預(yù)炭化階段比較不穩(wěn)定的組分半纖維素150-1851c、炭化階段

占主要組成部分的纖維素和木質(zhì)素開始劇烈熱解，氣體顏色變?yōu)榘岛稚矣袕?qiáng)烈的刺鼻氣味（生成的大量易燃的碳水化合物），由液體（醋酸、甲醇、木焦油）和氣體（二氧化碳、甲烷、乙烯等）兩部分組成，CO含量下降，氣體的熱值上升為4000千卡/立方米有較大的回收價值，表現(xiàn)形式為放熱（280-350℃纖維素，350-400℃木質(zhì)素），如不回收也可將其點(diǎn)燃。此過程（275℃-400℃）是炭化的主要過程，時間較長，比較難控制，主要通過給氧量的大小來調(diào)節(jié)反應(yīng)的進(jìn)程。窯體設(shè)計在此顯得格外重要，燒的太快給風(fēng)量過大，就會影響炭的收縮度、強(qiáng)度和過多的裂紋，使出炭的品質(zhì)和出炭率跟隨下降。黃煙，焦油。

到400℃(或450℃)碳化已經(jīng)終止。c、炭化階段占主要組成部分的纖維素和木質(zhì)素開始劇烈熱52第三階段是脫氫反應(yīng)，芳香族核間的鍵大量生成，進(jìn)一步可以觀察到由于芳香族核的融合而形成發(fā)達(dá)的二維平面結(jié)構(gòu)。同時，芳香核通過-CH2-鍵而形成三維立體結(jié)構(gòu)。經(jīng)過這些過程，不管原料是長鏈狀分子還是芳香族分子，最終都形成一種聚合芳香環(huán)平面狀分子交聯(lián)結(jié)構(gòu)。275-300℃，木醋液和木煤氣大量產(chǎn)生；300-400℃木醋液逐漸減少，木煤氣大量排出。第三階段是脫氫反應(yīng)，芳香族核間的鍵大量生成，進(jìn)一步可以觀察到53d、煅燒階段

熱解過程基本結(jié)束，基本無氣體產(chǎn)生，主要是排出殘留的揮發(fā)性物質(zhì)，提高固定炭的含量，產(chǎn)生的氣體可點(diǎn)燃（H2、CH4）。此過程對炭的質(zhì)量影響很大，如果煅燒溫度不夠，則固定炭含量較低，揮發(fā)分超標(biāo)，收縮較差，強(qiáng)度不夠，無鋼音，無銀灰色亮度。表現(xiàn)形式為外熱、青煙，溫度在450℃-1000℃。

主要依靠外熱使木炭中殘存的揮發(fā)分揮發(fā)。d、煅燒階段熱解過程基本結(jié)束，基本無氣體產(chǎn)生，主要54

熱解階段干燥預(yù)炭化炭化煅燒反應(yīng)溫度<150℃150～275℃275～450℃>450℃反應(yīng)物水分蒸發(fā)半纖維素和纖維素纖維素和木素?zé)峤鈿堄辔镆后w產(chǎn)物水分水、少量的醋酸、甲醇

大量的醋酸、甲醇、木焦油及其他有機(jī)物

很少氣體產(chǎn)物空氣及少量的二氧化碳

二氧化碳以外，可燃性成分一氧化碳、甲烷

一氧化碳、甲烷、氫氣等可燃性成分

很少反應(yīng)熱吸熱吸熱放熱吸熱熱解階段干燥預(yù)炭化炭化煅燒反應(yīng)溫度<150℃150～275℃55

需要說明的是，由于原料樹種不同，熱解開始溫度不同，且各階段沒有明顯的界限，設(shè)備內(nèi)各處溫度不同，可處于不同的階段，木材內(nèi)外也可處于不同的階段，連續(xù)式設(shè)備在同一時刻也進(jìn)行著各個階段。需要說明的是，由于原料樹種不同，熱解開始溫度不566、看煙變化開始：白煙，水蒸氣，白煙變少干燥尾聲。黃煙：焦油，黃煙變少，碳化尾聲。青煙；鍛燒，青煙變少，燃燒室密閉，冷卻,出碳黑碳：窯內(nèi)冷卻后，側(cè)面出碳，新窯1周，后3-5天。白碳；不冷卻，直接熱出碳，后碳與空氣燃燒，燒后碳表面有白灰，后用沙蓋。原料要求嚴(yán)格，櫟木（日本現(xiàn)用）質(zhì)量好的碳，窯燒，不能機(jī)械化。6、看煙變化開始：白煙，水蒸氣，白煙變少干燥尾聲。577、主要影響因素溫度：由于炭化的最終溫度和熱解的方法不同木炭固定碳含量也不同。隨緞燒溫度升高，木炭中固定碳的相對含量增加，如:最終鍛燒溫度(℃)400450500550600700固定碳(%)89.373.078.887.288.794.4時間：鍛燒時間也影響很大，尤其是鍛燒溫度低時，時間的影響更為顯著，時間越長，固定碳越大。但得率下降。活性炭和其他工業(yè)對原料炭的固定碳含量有一定要求。7、主要影響因素溫度：由于炭化的最終溫度和熱解的方法不同木炭58植物原料的碳化與干餾課件59植物原料的碳化與干餾課件60人造金剛石在2000℃高溫和5.5萬個大氣壓的條件下保持10分鐘，將碳轉(zhuǎn)化為金剛石人造金剛石在2000℃高溫和5.5萬個大氣壓的條件下保持1061

由于在炭化過程中的表現(xiàn)不同，碳質(zhì)材料可以分為“焦炭(Coke)型”和“木炭(Char)型”兩類。

焦炭型原料炭化時，在350-500℃下發(fā)生熔融，而木炭型原料不發(fā)生熔融。在焦炭型原料中有煙煤、聚氯乙烯樹脂和聚糠醇樹脂等；在木炭型原料中有褐煤、椰殼、纖維素和酚醛樹脂(堿性)等。焦炭型碳質(zhì)材料和木炭型碳質(zhì)材料的炭化難易程度不同。對于焦碳型碳質(zhì)材料，必須在碳質(zhì)材料發(fā)生熔融的溫度350-500℃內(nèi)緩緩加熱提高溫度，或者在低溫下進(jìn)行空氣氧化，使顆粒的表面硬化(木炭化)以后再進(jìn)行炭化。炭化物的比表面積隨炭化溫度的上升增加到最大值(或一定值)以后，在高溫下由于細(xì)孔發(fā)生收縮反而減少。比表面積的值和使比表面積達(dá)到最大值的溫度，隨原料及測定比表面積所用的吸附質(zhì)的不同而異。由于炭化產(chǎn)物有非常微細(xì)的細(xì)孔而表現(xiàn)出分子篩作用，因此，為了正確地測定炭化產(chǎn)物的比表面積，經(jīng)常使用的是BET法。由于在炭化過程中的表現(xiàn)不同，碳質(zhì)材料可以分為“628、炭化對原料的要求

炭化的原料很多，薪材、森林采伐剩余物、森林撫育時消除的雜木、木材加工廠的剩余物，如木屑等都可以進(jìn)行炭化。除木屑為粒狀，需采用特殊炭化爐炭化外，其他原料多以木段為主，都適合大多數(shù)炭化爐或炭窯炭化原料的要求。炭化原料樹種可分為三類：第一類為硬闊葉材，如水青岡、麻櫟、苦櫧、榆等；第二類為軟闊葉材，如楊、柳、椴等；第三類為針葉材，如馬尾松、南亞松、濕地松等。要生產(chǎn)出高質(zhì)量的木炭，以適合冶金工業(yè)和二硫化碳工業(yè)等工業(yè)部門使用，炭化原料應(yīng)選用硬闊葉材，而針葉材常用來生產(chǎn)松木炭，用于制造活性炭。8、炭化對原料的要求炭化的原料很多，薪材、森林63

炭化材最好大小均勻，一般要求直徑不大于10厘米，若直徑太大，應(yīng)把它劈開，劈裂線長度要求小于12厘米。炭化材的長度以炭化爐或炭窯的高度決定，若大材不劈開，因木材的導(dǎo)熱性差，炭化時產(chǎn)生的氣體混合物，由木材內(nèi)部通向外部，所需通過的路徑很長，炭化時間也長。會導(dǎo)致木材機(jī)械強(qiáng)度下降。供炭化的薪材多屬萌芽林，故最好在秋冬季采伐，此時，樹木處于休眠階段，樹液停止流動，根部貯存物質(zhì)，不受損害，利于來年萌芽更新；而且秋季天氣晴朗，相對濕度小，木材含水量低，伐下的薪材易干燥，可縮短炭化時間，減少燃料消耗，生產(chǎn)的木炭裂縫少，質(zhì)量高。此外，腐朽木、病害枯死的木的木材，均不宜作炭化原料，因為腐朽木材炭化時，木炭疏松、易碎和容易自燃，大大降低木炭質(zhì)量。炭化材最好大小均勻，一般要求直徑不大于10厘649、炭化常見問題（1）

、窯放炮

這種情況在大風(fēng)天容易發(fā)生，一般也只在點(diǎn)窯的第一天內(nèi)發(fā)生。

原因：是由于窯內(nèi)木材熱解釋放出氫氣、甲烷等可燃?xì)怏w與氧氣接觸面積過大急劇燃燒的結(jié)果導(dǎo)致而成。

解決方案：建窯的時候應(yīng)在煙囪內(nèi)預(yù)留一個緩沖坑，同時煙囪應(yīng)砌成自下而上進(jìn)行收口的梯形。煙囪作一個風(fēng)帽來盡量減小大風(fēng)對窯的影響。9、炭化常見問題（1）、窯放炮65（2）、粉棒

原因：發(fā)生這種問題主要是因為窯內(nèi)潮氣比較重或者窯內(nèi)氣流不順而造成的。

解決方法：充分利用放大煙孔，將窯內(nèi)水氣排放出來。另外在裝窯前應(yīng)清理好煙囪保證煙路通暢。（2）、粉棒原因：發(fā)生這種問題主要是因為窯內(nèi)潮氣66（3）、生炭原因：造成此類問題的原因主要有兩個，

a、窯內(nèi)氣流不順；b、窯制造問題。

解決方法：a、氣流不順：主要原因是在擺煙道的時候沒有擺好，磚縫過大，木屑棒掉到煙道中堵塞煙道。此類問題只能依靠預(yù)防、監(jiān)督裝窯人的工作來杜絕。實在不行只有換成爐排煙道。b、窯制造問題：一般來講窯沒有按要求來砌，四個角沒有砌成圓角通常都會造成此類問題，因為在前面已經(jīng)提到了窯內(nèi)的主要熱傳導(dǎo)方式是空氣對流，四個角如果是直角的話空氣就很難流通到該位置，這樣一來熱量也就很難傳導(dǎo)到該位置，該位置也就會產(chǎn)生生炭，唯一的解決方法就是在該位置不要放木屑棒。（3）、生炭原因：造成此類問題的原因主要有兩個，67（4）、化掉的太多

原因：造成此類問題的原因很多，一般有以下幾點(diǎn)。a、點(diǎn)火位置不當(dāng)b、提溫過程太長

c、窯煙道不通

d、窯漏氣

e、炭化過程給氧過多（4）、化掉的太多

原因：造成此類問題的原因很多，一般68解決方法：a、點(diǎn)火位置不當(dāng)：點(diǎn)火位置太靠近給氧孔，在給氧孔處（窯門）產(chǎn)生明火，從而造成窯門處大量化炭的現(xiàn)象。解決該問題主要是要糾正點(diǎn)火位置，使點(diǎn)火位置靠近窯體的中部。b、提溫過程太長：有時侯可能是因為燒炭人員疏忽了閉窯時間，而導(dǎo)致了提溫時間過長，浪費(fèi)了一些已經(jīng)炭化好了的木炭。c、窯煙道不通：煙道不通勢必會導(dǎo)致延長炭化時間，這樣一來也就必然會多燒掉一些木炭，所以在裝窯的時候一定要保證煙囪、煙道通暢。d、窯漏氣：窯漏氣需及時修補(bǔ)。e、炭化過程給氧過多：此問題比較復(fù)雜，燒炭人員必需經(jīng)常觀察窯溫，調(diào)整給氧量。解決方法：69（5）、窯不熄火

原因：此問題的唯一原因就是窯漏氣。

解決方法：解決方法很簡單，及時修補(bǔ)漏處。（5）、窯不熄火原因：此問題的唯一原因就是窯漏氣。70（6）、炭收縮不好原因：原因主要有兩個a、炭化過程速度過快；b、提溫溫度不夠。

解決方法：a、炭化過程速度過快：炭化速度過快勢必會導(dǎo)致木炭開裂，木炭一旦開裂過多就很難收縮了，所以要解決該問題也就是要控制炭

化速度，控制炭化速度也就是要控制炭化溫度不能過高。b、提溫溫度不夠：在煉炭提溫的時候，溫度沒有達(dá)到要求的溫度。一般煉炭溫度只有達(dá)到800度以上時才能使木炭具有很好的收縮，煉炭溫度越高，收縮越好，但溫度越高則出炭率就越底，成本就越高。

（6）、炭收縮不好原因：原因主要有兩個a、炭化過程速度過快71（7）、炭裂紋多

原因：主要是炭化過程溫度過高，也有可能是木屑棒本身固有缺陷。

解決方法：如果不是木屑棒本身帶來的固有缺陷，那么你就要注意控制炭化過程的溫度了。如果是木屑棒本身固有缺陷，請到成型問題答疑上尋找解決方法。（7）、炭裂紋多原因：主要是炭化過程溫度過高，也有可能72（8）、炭硬度不夠

這個問題造成的原因與炭收縮不好相同，請參考第六項。（9）

、炭無鋼音；

同上（10）

、無金屬光澤；

同上（8）、炭硬度不夠這個問題造成的原因與炭收縮不好相同，73（11）、炭揮發(fā)分高

原因：唯一的原因就是提溫溫度不夠。

解決方法：請延長提溫時間。（11）、炭揮發(fā)分高原因：唯一的原因就是提溫溫度不夠。74（12）、炭灰分超標(biāo)炭灰分超標(biāo)對炭的化學(xué)質(zhì)量影響極大，產(chǎn)品不但不能出口，嚴(yán)重者連內(nèi)銷都受影響。原因：其原因主要有以下幾點(diǎn)，a、原料不干凈；b、原料本身灰份含量高；c、炭化溫度高；d、提溫時間過長（12）、炭灰分超標(biāo)炭灰分超標(biāo)對炭的化學(xué)質(zhì)量影響極大，產(chǎn)75解決方法：a、原料不干凈：解決該問題的主要方法一方面就是控制原料的運(yùn)輸過程，盡量保證原料在運(yùn)輸過程中不受到污染；另一方面就是控制原材料的存儲條件，盡量避免風(fēng)沙和泥土的污染。同時也要控制好原料的來源途徑。b、原料本身灰份含量高：比如說稻殼、秸桿、雜草等物本身含灰量就比較大，所以做出來的炭灰份也就比較大，一般來講該炭無法使用在燒烤行業(yè)，只能使用在工業(yè)上。c、炭化溫度高：炭化過程如果溫度過高勢必會使炭元素與氫、氧結(jié)合逃逸，這樣一來炭就相對來講比較輕了，而灰份不會逃逸，也就是說炭的灰份相對增加了。d、提溫時間過長：道理同上。解決方法：76（13）、炭熱值不夠

原因：具體原因很多比如說：灰份高、原料固定炭含量底、揮發(fā)份高、炭化不充分、炭提溫不夠等等。

解決方法：具體解決方法以上可以找到。（13）、炭熱值不夠原因：具體原因很多比如說：77（14）、出炭率低

原因：炭化過程溫度過高、煉火時間過長。

（14）、出炭率低

原因：炭化過程溫度過高、煉火時間過長7810、土窯主要存在以下的弊端。在鋼板炭化爐出現(xiàn)之前，它一統(tǒng)天下，占領(lǐng)了燒炭市場，但現(xiàn)在已被淘汰，（1）土窯沒有焦油分離裝置，故燒炭時會造成周圍環(huán)境的污染。（2）土窯結(jié)構(gòu)簡單，密封性能差，故炭化不均勻，甚至出現(xiàn)燒不透或燒化的現(xiàn)象。（3）

外殼土質(zhì)結(jié)構(gòu)，經(jīng)不起風(fēng)吹雨打，故土窯的壽命短，容易塌方。（4）點(diǎn)火慢，散熱性能差，閉火后的冷卻時間長，從而延長了每窯的炭化時間。（5）炭化工藝落后，燒炭人員不易掌握，窯內(nèi)木質(zhì)材料的變化難以控制，故炭的數(shù)量和質(zhì)量極不穩(wěn)定。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、易于建造、成本低、歷史悠久。

10、土窯主要存在以下的弊端。在鋼板炭化爐出現(xiàn)之前，它一統(tǒng)79原始土窯炭就是單用傳統(tǒng)的土窯燒制出來的樹炭。因土窯不具有焦油分離裝置及溫度控制等原因，故燒制出來的樹炭有夾生的現(xiàn)象，并在燃燒時產(chǎn)生煙味，像目前燒烤市場上最常用的果木炭之所以長久的占據(jù)燒烤市場是因為這種煙味能使烤肉更好吃，已經(jīng)是一種特色。但是這種木炭卻不適合室內(nèi)燒烤。此外其燃燒時間比機(jī)制炭短。也因土窯炭的原料及生產(chǎn)成本低，并有一定的市場，故有些燒炭翁不顧國家的三申五令而砍樹燒制土窯炭。特別是有些炭翁只顧眼前的利益而砍伐稀有的闊葉櫟樹，這樣做不但毀壞了森林資源，破壞了生態(tài)平衡，而且也觸犯了國家的有關(guān)法令。故國家有關(guān)部門采取措施，查封上述土窯，取締了樹木炭市場，禁止運(yùn)輸，出口樹炭，這樣一來，樹木土窯炭會逐漸被機(jī)制炭所取代。原始土窯炭就是單用傳統(tǒng)的土窯燒制出來的樹炭。因土窯不具有焦油80（二）移動式炭化爐1、構(gòu)造：安裝密封裝爐點(diǎn)火炭化封爐冷卻出爐第一代炭化爐（二）移動式炭化爐1、構(gòu)造：第一代炭化爐81

移動式炭化爐用2毫米厚的薄鋼板焊接，由爐下體、上體和頂蓋疊接而成。爐下體為空心圓臺體，距離下端20毫米高的弧面上，間隔等距離地開通風(fēng)口和煙道各4個，通風(fēng)口和煙道上分別裝有通風(fēng)管和煙囪，爐下體的內(nèi)部設(shè)有4塊扇形爐柵，中央豎立一個點(diǎn)火通風(fēng)架。爐上體直徑比下體略小，性狀相同。爐頂蓋中央設(shè)一個點(diǎn)火口，用點(diǎn)火口蓋來封閉它。爐體全高1525毫米，有效容積2.75立方米，一次處理原料量2.2層積立方米。移動式炭化爐用2毫米厚的薄鋼板焊接，由爐下體、上822、移動式炭化爐對原料的要求炭材長1米，直徑3-8厘米；點(diǎn)火材長25厘米，直徑5厘米；燃料材長50厘米，直徑5厘米，含水率要求在25%以下。2、移動式炭化爐對原料的要求炭材長1米，直徑3-8厘米；點(diǎn)833、燒碳：燒炭時，將爐下體放在平地中心，裝入4塊扇形爐柵，爐上體放在爐下體的凹槽上，點(diǎn)火通風(fēng)架豎立在爐柵中央，煙囪和通風(fēng)管分別插在煙道口和通風(fēng)口上。點(diǎn)火材呈井字形平放在點(diǎn)火通風(fēng)架上；制炭材直立地裝在爐內(nèi)，大頭向上，大徑級和含水率較高的裝在爐體中央；制炭材的頂端橫鋪一層燃料材。爐頂蓋放在爐上體的凹槽上，為了密封，各層的凹槽內(nèi)均用沙土填滿，爐下體外緣填一層厚250毫米的泥土并夯實。3、燒碳：84

用明子等易燃材料點(diǎn)火，從爐頂蓋上的點(diǎn)火口投入爐內(nèi)，將點(diǎn)火材和制炭材頂端的燃料材點(diǎn)燃，并不斷地添入燃料材；當(dāng)煙囪口溫度達(dá)到60℃，蓋上點(diǎn)火口，并用沙土填入凹槽內(nèi)密封。當(dāng)炭化進(jìn)行4—5小時，爐內(nèi)制炭材的干燥階段結(jié)束。當(dāng)煙囪口煙氣由白色變黃色時，逐步關(guān)閉通風(fēng)口插板。當(dāng)通風(fēng)口出現(xiàn)火焰，煙囪口冒青煙，煙囪內(nèi)發(fā)出嗡嗡響聲，預(yù)示炭化過程結(jié)束。立即用泥土封閉通風(fēng)口，再過30分鐘，將煙囪除去，封閉煙道口。爐內(nèi)溫度冷卻至40℃時；開爐出炭。木炭得率為25%左右，木炭含水率為6%，燒碳周期24小時。

用明子等易燃材料點(diǎn)火，從爐頂蓋上的點(diǎn)火口投入854、一代炭化爐的缺點(diǎn)針對土窯的上述缺陷，人們對它的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，開發(fā)出第一代鐵板外殼炭化爐，解決了土窯出現(xiàn)的部分問題，但它仍存在以下的缺點(diǎn)：（1）點(diǎn)火與炭化的時間長，這點(diǎn)與土窯雷同。（2）籠蓖分層結(jié)構(gòu)，裝棒出炭需將籠蓖抬上搬下，極不方便。（3）

沒有除焦油裝置，故仍造成空氣污染。（4）層式結(jié)構(gòu)，連接縫隙長，密封工作量大，容易造成漏氣。（5）內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單，操作人員難以控制炭的質(zhì)量。4、一代炭化爐的缺點(diǎn)針對土窯的上述缺陷，人們對它的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了865、第二代炭化爐II型炭化爐與I型炭化爐相比具有以下特點(diǎn)：（1）

安裝焦油分離裝置，減少煙氣對大氣的污染。（2）

整體鐵殼結(jié)構(gòu)，密封程度好，運(yùn)輸移動方便。（3）助燃點(diǎn)火系統(tǒng)，引火快捷、可靠。（4）安裝低溫顯示裝置，采用引風(fēng)系統(tǒng)，便于調(diào)整炭化時間。（5）

安裝爐內(nèi)冷卻裝置，縮短單爐生產(chǎn)周期。第二代（II型）炭化爐外形圖5、第二代炭化爐II型炭化爐與I型炭化爐相比具有以下特點(diǎn)：87由于以上原因，故II型炭化爐的炭化速度比I型炭化爐快二倍以上，通常人們稱之為快速炭化爐。當(dāng)然，第二代炭化爐仍存在以下不足：（1）

排出的煙氣仍達(dá)不到環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)。（2）

閉火溫度低，一般≤500℃，故只能燒制中低溫炭。（3）

不具備煉高溫炭的結(jié)構(gòu)。（4）

爐體容量小，產(chǎn)量低。

（5）燒炭技術(shù)與第一代炭化爐雷同，故炭質(zhì)一般。由于以上原因，故II型炭化爐的炭化速度比I型炭化爐快二倍以上886、第三代準(zhǔn)高溫炭化爐III型準(zhǔn)高溫炭化爐（1）

可根據(jù)用戶需要，安裝特殊凈化裝置，使煙氣達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。（2）

爐腔內(nèi)的材料耐火度≥1000℃，適合煉制優(yōu)質(zhì)炭。（3）

改變爐內(nèi)的結(jié)構(gòu)，使其適應(yīng)煉優(yōu)質(zhì)炭的需要。（4）采用煉炭新工藝，使燒煉出來的炭各項指標(biāo)達(dá)到優(yōu)質(zhì)炭的標(biāo)準(zhǔn)。（5）安裝特殊的冷卻裝置，縮短炭化爐的生產(chǎn)周期，提高優(yōu)質(zhì)炭的質(zhì)量。III型炭化爐可煉制低、中、高溫炭，實現(xiàn)了一爐多用。

（II型改進(jìn)型）炭化爐外形主視簡圖6、第三代準(zhǔn)高溫炭化爐III型準(zhǔn)高溫炭化爐（II型改進(jìn)型）89II、III型炭化爐結(jié)構(gòu)與性能的比較表

項目

II型炭化爐

II改進(jìn)型中溫炭化爐

III型高溫炭化爐

爐主體外形尺寸

2.3米×1.6米×1.8米

（小號）中號大號大號有效容積

≈2.6m3

≥4m3≥5m3

≥5.5m3

煙囪出口

1個

1～2個

2個

溫度計種類

指針式

數(shù)字式

數(shù)字式

爐腔材料耐火度

耐火度

≥800℃

耐火度≥1000℃

耐火度

≥1300℃

澆注料種類

中溫澆注料

中溫澆注料

高溫澆注料

單爐產(chǎn)量

0.5～0.8噸（低溫炭）

0.8～1噸（中溫炭）

1.5～2噸（中溫炭）

中溫炭為1.5～2噸，

優(yōu)質(zhì)炭為1.2～1.8噸

炭產(chǎn)品性能

比重<1克/cm3，浮于水，不帶鋼音

比重≤1克/cm3，沉（浮）于水面，部分帶鋼音

比重>1克/cm3，沉于水，部分帶鋼音導(dǎo)電

含碳量≈72%含碳量≈80%含碳量≈85%，高達(dá)90%發(fā)熱量≈6500大卡

發(fā)熱量≥7000大卡

發(fā)熱量≥7200大卡

揮發(fā)份>20%揮發(fā)份<15%揮發(fā)份<8%灰分>8%灰分<8%灰分<5%適用于工農(nóng)業(yè)、火鍋、取暖

適合于工農(nóng)業(yè)、火鍋、取暖、燒烤

適合于所有場合，特別適用于出口

技術(shù)含量

低溫炭化技術(shù)

中溫炭化技術(shù)

高溫炭化、煉炭新工藝

II、III型炭化爐結(jié)構(gòu)與性能的比較表項目II型炭化爐90植物原料的碳化與干餾課件91（三）、果殼炭化爐果殼：炭化槽預(yù)熱段1200

炭化段1800冷卻段800出料（三）、果殼炭化爐果殼：92

果殼炭化爐為立式炭化爐，長、寬、高分別約為4.4m×2.5m×5m。由兩個立式炭化槽組成，原料由加料到出料經(jīng)三個階段預(yù)熱段、炭化段和冷卻段。主要部分是炭化段，用耐熱混凝土預(yù)制塊砌筑成炭化槽，預(yù)制塊上有許多柵孔(或百葉窗式)，空氣可進(jìn)人炭化箱。炭化后的混合氣休可排出進(jìn)入加熱煙道。為內(nèi)熱式、外熱式。預(yù)熱段、冷卻段無煙道。每小時出料、加料一次。果殼在護(hù)內(nèi)停留約4h,炭化溫度450-460‘C,炭得率25-30%，生產(chǎn)能力約15-20t炭/月或200t炭/年。除起爐外，熱量自給，機(jī)械作業(yè)，省燃料，生產(chǎn)能力較大。果殼炭化爐為立式炭化爐，長、寬、高分別約為4.93椰殼炭化爐除炭化椰殼外，還可以炭化黑桃殼、杏核、花生殼等果核、果殼物質(zhì)

椰殼破碎（塊狀<100mm）→裝爐（堆放）→點(diǎn)火→升溫炭化→閉火→出爐→裝袋→成品庫

椰殼炭化爐除炭化椰殼外，還可以炭化黑桃殼、杏核、花生殼等果核94分類名稱YKTHL-II型YKTHL-III型爐體尺寸（mm）2300×1800×21003000×1800×2100有效容積4立方米左右≥5立方米澆注料耐火度≥1300℃≥1300℃閉火溫度t400℃<t<700℃400℃<t<700℃單爐產(chǎn)量（噸）0.8～11.5～1.8炭化周期3～5天4～6天椰殼炭指標(biāo)含碳量80～87%

灰份：≤3%

水份：≤4%

揮發(fā)份：≤5%含碳量80～87%

灰份：≤3%

水份：≤4%

揮發(fā)份：≤5%分類名稱YKTHL-II型YKTHL-III型爐體尺寸（mm95多槽炭化爐怎樣進(jìn)行木屑炭化？木屑是一種松散的物料，在炭化時，特別要注意木屑是熱的極不良導(dǎo)體這一性質(zhì)，所采用的設(shè)備形式，應(yīng)考慮如何加快傳熱和傳熱均勻的問題。否則炭化將不能完成。多槽炭化爐是根據(jù)木屑特性而設(shè)計的專用木屑炭化設(shè)備。多槽炭化爐怎樣進(jìn)行木屑炭化？木屑是一種松散的物料，在炭化時，96植物原料的碳化與干餾課件97多槽炭化爐每臺爐有14個立式炭化槽，每個炭化槽的兩側(cè)為煙道，一臺爐內(nèi)共有15個煙道，爐的內(nèi)部用耐火磚，外部用青磚砌成，爐長7米，寬4.5米，每爐設(shè)五個燃燒室，每一燃燒室與爐內(nèi)的3個煙道相通，燃燒煙氣在爐內(nèi)煙道中分5層曲折上升至頂部，與煙囪連通，煙囪高10米，高溫?zé)煔庠谶\(yùn)動中將熱量通過隔墻間接地傳給炭化物料。炭化產(chǎn)生的蒸汽氣體通過房頂排氣罩排空，爐頂設(shè)加料室，原料由此加入炭化槽，每個炭化槽均有一個卸炭口，卸炭口設(shè)在與燃燒室相反的一面。多槽炭化爐每臺爐有14個立式炭化槽，每個炭化槽的兩側(cè)為煙道，98生產(chǎn)時，首先在燃燒室點(diǎn)火，加熱炭化槽，待溫度升至300℃時開始投料，直至加滿為止，每個炭化爐第一次投料可投下松木屑1400-1700公斤，待部分木屑炭化后，在各炭化室內(nèi)上下攪動一下，以免炭化室內(nèi)木屑之間存有空隙引起灰化，在攪動時，被木屑阻留在炭化室內(nèi)的氣體往往會連同煙火一齊上揚(yáng)，灼傷人體，應(yīng)特別注意安全。對炭化室進(jìn)行攪動后，便可進(jìn)行第二次投料，投料量600-800公斤。在炭化過程中，當(dāng)炭化槽冒出青煙或無煙，加料口和出炭口外部沒有火焰冒出，炭化槽內(nèi)物料呈暗紅色，不冒火星時，表明炭化結(jié)束，即可出炭。出炭時，把出炭門打開，用長柄鐵耙把炭粉耙入鐵桶內(nèi)，立即用濕炭粉蓋上，以防炭粉灰化。每爐投料量為2-2.5噸木屑，爐溫約700℃，炭化時間隨原料含水率而異，約4-8小時，每爐可得木屑炭300-400公斤，耗煤1.5-1.7噸。生產(chǎn)時，首先在燃燒室點(diǎn)火，加熱炭化槽，待溫度升至300℃時99這種炭化爐結(jié)構(gòu)簡單，容易砌造，操作易掌握；但耗煤量大，炭得率低，質(zhì)量不夠均勻，高溫操作，勞動強(qiáng)度大。這種炭化爐結(jié)構(gòu)簡單，容易砌造，操作易掌握；但耗煤量大，炭得率100（四）、其它炭化裝置（1）、流態(tài)化爐（沸騰爐）利用流態(tài)化的原理炭化微小顆粒狀木質(zhì)原料的爐型。有外熱、內(nèi)熱兩種加熱方式。（2）、螺旋爐

螺旋爐是用鋼板卷制的細(xì)長圓筒狀臥式爐。通常為外熱式，適于炭化微小顆粒狀物料。（3）、回轉(zhuǎn)爐適用于顆粒狀或小塊狀物料的炭化。內(nèi)熱式用的較多。（四）、其它炭化裝置101植物原料的碳化與干餾課件102第三節(jié).木材干餾和明子干餾工藝干餾裝置和炭化裝置不同之處是：1）干餾裝置需要較好的密封性；2）干餾裝置需要液體產(chǎn)物的收集裝置、焦油分離裝置、液體產(chǎn)物的冷卻裝置等。因此，干餾裝置和炭化裝置有較大的區(qū)別。下面就主要的干餾裝置進(jìn)行介紹。第三節(jié).木材干餾和明子干餾工藝干餾裝置和炭化裝置不同之處是：103木材干餾的概念木材干餾是木材或木質(zhì)原料在干餾釜中隔絕空氣進(jìn)行熱解，并進(jìn)行一步加工其初級液體產(chǎn)品的化學(xué)工藝過程。木材干餾與碳化的區(qū)別在于空氣的共給狀況不同，因此產(chǎn)物也不同。木材干餾的概念木材干餾是木材或木質(zhì)原料在干餾釜中隔絕空氣進(jìn)行104一、木材干餾工藝木材干餾是木材熱解的一個重要組成部分。按加熱方式可分為外熱式和內(nèi)熱式兩種，外熱式干餾是從外部加熱，熱量通過釜壁傳入釜內(nèi)使木材升溫?zé)峤?，一般用于小型干餾設(shè)備；內(nèi)熱式干餾是將載熱介質(zhì)直接送入釜內(nèi)加熱木材，多用于半連續(xù)式和連續(xù)式設(shè)備。按干餾物種類可分為闊葉材干餾、松根干餾和樺皮干餾等。一、木材干餾工藝木材干餾是木材熱解的一個重要組成部分。按加熱105植物原料的碳化與干餾課件106內(nèi)熱立式干餾釜是一個鋼板制成的圓筒，內(nèi)徑2.6-2.9米，壁厚14毫米釜頂有加料裝置，釜底有卸炭裝置總高24米，工作高度15米，年處理量為7萬6千層積米3。

內(nèi)熱立式干餾釜是一個鋼板制成的圓筒，內(nèi)徑2.6-2.9米，壁107干餾釜為圓筒形，用9毫米鋼板焊成，釜的上、下各有一個導(dǎo)管，分別和冷凝器與焦油分離器相連，釜內(nèi)有炭籠，以便裝料和取炭，干餾釜安裝在磚砌的加熱爐中。操作時，將已去掉泥土和雜質(zhì)的松根，用鋸截成10厘米左術(shù)的小段，再用機(jī)械或入工劈成3-7厘米粗、30-70厘米長的塊，裝入炭籠，用小車裝入干餾釜內(nèi)，封蓋后慢慢加熱1.5-2小時后，上部導(dǎo)出管開始有蒸汽氣體蒸出，當(dāng)餾釜內(nèi)溫度達(dá)到270℃時，木材分解，下部導(dǎo)管中開始有焦油流出，當(dāng)發(fā)現(xiàn)冷凝器有宗色油流出或有黃煙時，即可停止加熱，冷卻6小時后取出木炭。干餾釜是半連續(xù)式的，每隔25-30分鐘卸炭和加料各一次，卸炭器和加料器的結(jié)構(gòu)要求在卸炭和加料時保證釜內(nèi)的燕汽氣體不外泄，同時又容易操做。干餾釜為圓筒形，用9毫米鋼板焊成，釜的上、下各有一個導(dǎo)管，分108二、明子（松根）干餾

又稱“明子干餾”，原料是明子，產(chǎn)物是松炭、液體產(chǎn)物和木煤氣。液體產(chǎn)物澄清時，沉在下層的是松根原油，除含酚、酸和醛等一般木焦油組分外，還含有樹脂酸、蒎烯和萜類化合物等。進(jìn)一步加工可制得松焦油、干餾松節(jié)油和松油。松焦油是橡膠制品的軟化劑，也用于電器工業(yè)和木材防腐。干餾松節(jié)油用于油漆、醫(yī)藥和紡織等工業(yè)。松油作為浮選油，用于煤炭和有色金屬的浮選。松炭比闊葉木炭容易活化，適于作活性炭原料。二、明子（松根）干餾又稱“明子干餾”，原料是明子，產(chǎn)物是109松林采伐后約有8%材積的松根留在山上，松根或基干埋在土壤中，經(jīng)腐熟剩下的松脂含量較高的部分稱為明子?；畹乃蓸淠静暮?%-7%的松脂，明子的含脂量在13%以卜。含脂量21%以上的稱做肥明子，含脂量16%-20%者為中等明子，含脂量13%15%者為瘦明子。根株一般要經(jīng)10年以上才腐熟，新鮮明子(5年內(nèi))含脂量少，要采用剛熟明子(5-10年)和全熟明子〔15年以上)?，F(xiàn)在主要用采脂明子(松明)和枯、倒木明子作原料，也有組織挖掘根株明子的;含松脂多的用于浸提松香牛產(chǎn)，較次的用于干餾生產(chǎn)(浸提和干餾兩者都有的廠)。松林采伐后約有8%材積的松根留在山上，松根或基干埋在土壤中，110松樹松脂或松根明子的化學(xué)成分松樹松脂或松根明子中含有萜烯類化合物α－蒎烯，β－蒎烯，這些都是松節(jié)油的主要成分，因此以松樹松子和松根明子作原料用水蒸汽蒸餾法可制得松節(jié)油（得油率20-30%）。在松節(jié)油中α－蒎烯含量為60-70%,β－蒎烯含量為20-30%再用真空蒸餾法就可將它們單離出來。一舉多得松樹松脂或松根明子的化學(xué)成分松樹松脂或松根明子中含有萜烯類化111蒎烯作為香料微量用于香檸檬、香葉等香型日用香精，以及檸檬、肉豆蔻等食用香精中。它的主要用途是經(jīng)過熱裂解生成月桂烯，然后用月桂烯合成香葉醇、橙花醇、芳樟醇、香芳醇等重要香料。

用松節(jié)油作原料可生產(chǎn)α－松油醇，再以β－松油醇為原料可生產(chǎn)乙酸松油脂。它們都可在各種香精中起主香劑或調(diào)劑作用，也可用于食用香精中。

蒎烯作為香料微量用于香檸檬、香葉等香型日用香精，以及檸檬、肉112明子干餾工藝流程如圖明子干餾設(shè)備在結(jié)構(gòu)上和一般木材于餾設(shè)備有所不同，它的氣體導(dǎo)出管設(shè)在干餾釜的下部，或在底部和頂部各有一個導(dǎo)出管，以提高焦油和松節(jié)油的產(chǎn)量和質(zhì)量，避免焦油發(fā)生二次分解。明子干餾工藝流程如圖明子干餾設(shè)備在結(jié)構(gòu)上和一般木材于餾設(shè)備有113明子干餾工藝流程方塊圖明子干餾工藝流程方塊圖114植物原料的碳化與干餾課件115混合原油加工及松焦油生產(chǎn)混合原油加工及松焦油生產(chǎn)116將混合原油注入分餾釜中，加入量不能超過分餾釜有效客積的2／3，開始應(yīng)經(jīng)慢加熱，防止局部過熱引起料液跑鍋。取210℃以前的餾份即為粗松節(jié)油，從220℃蒸餾點(diǎn)之餾份為輕焦油餾份，釜?dú)垶闉r青焦炭；生產(chǎn)重焦油時，蒸出210-270℃松節(jié)油餾份后，釜內(nèi)剩余物即為重焦油，重焦油冷卻，按一定比例與輕焦油混合即得成品松焦油?；旌显透黟s份的溫度范圍與得率如下表。松節(jié)油注入另一蒸餾釜中，用2公斤壓力的蒸汽進(jìn)行水蒸汽蒸餾，松出物的蒸汽經(jīng)堿液處理后，再經(jīng)冷凝、冷卻、油水分離，170℃以前的餾份即為松節(jié)油，170-220℃餾份即為選礦油，釜?dú)堄糜谏a(chǎn)松焦油或木酚皂。將混合原油注入分餾釜中，加入量不能超過分餾釜有效客積的2／3117植物原料的碳化與干餾課件118三、闊葉材干餾

干餾時的餾出物經(jīng)冷凝后，可得到粗木醋液和不凝性的氣體產(chǎn)物（木煤氣），殘留釜中的是木炭。粗木醋液澄清時，上層為澄清木醋液，下層為沉淀木焦油。澄清木醋液中含酸類（主要是醋酸）、醇類（主要是甲醇）、酯類、酮類、醛類、呋喃化合物和碳水化合物等，蒸餾時得到的釜?dú)堃杭礊槿芙饽窘褂汀Ｔ现械囊阴；谴姿岬闹饕獊碓?，而甲醇則來自甲氧基。三、闊葉材干餾干餾時的餾出物經(jīng)冷凝后，可得到粗木醋液119硬闊葉材由于比針葉材含有更多的乙?；图籽趸?，因此常被用作生產(chǎn)醋酸和甲醇的主要原料。由此得到的醋酸用于制造醋酸纖維、醋酸酯等，甲醇用于制造甲醛等，溶劑用于油漆、紡織等工業(yè)部門。木焦油抗聚劑可用于合成橡膠工業(yè)。雜酚油經(jīng)加工后可得木餾油和工業(yè)雜酚，用于醫(yī)藥和有機(jī)合成工業(yè)。輕油可作選礦用浮選起泡劑。木瀝青可用于制造鑄造用型芯粘結(jié)劑和瀝青漆等。木煤氣的主要成分是一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烯和氫氣等，可作燃料。硬闊葉材由于比針葉材含有更多的乙酰基和甲氧基，因此常被用作生120四、樺皮干餾

以樺木外皮作原料進(jìn)行干餾，可制取樺皮焦油，用于制革工業(yè)；可滲入皮革中，使之柔軟和富有彈性，并有防腐作用；同時它具有消毒殺菌作用，可用于治療外傷和皮膚病等。四、樺皮干餾以樺木外皮作原料進(jìn)行干餾，可制取樺皮焦油，用121樺樹皮由多層橫紋薄頁合成，色雪白，內(nèi)皮淡褐色。夏季極易剝落，砍一縫隙，即自然張開，立秋后則異常難剝。樺皮用途很廣。它含有白樺脂醇和多種高級脂肪酸，鞣料等，是提取工業(yè)用油脂和單寧的重要原料?！侗静輩R言》中說：“樺木皮，苦寒散降，能散郁熱風(fēng)寒；輕浮柔軟，能消乳毒癰瘍”。樺皮具有止咳、祛痰、平喘及消炎抗菌作用，可清熱利濕、消腫解毒，常用作治療肺炎、痢疾、腹瀉、黃疸、腎炎、尿路感染、慢性氣管炎、急性扁桃體炎、牙周炎、急性乳腺炎、癤腫、燙傷及癢疹等。

樺樹皮由多層橫紋薄頁合成，色雪白，內(nèi)皮淡褐色。夏季極易剝落，122五、煤干餾coalcarbonization

煤化工的重要過程之一。指煤在隔絕空氣條件下加熱、分解，生成焦炭（或半焦）、煤焦油、粗苯、煤氣等產(chǎn)物的過程。按加熱終溫的不同,可分為三種：900～1100℃為高溫干餾，即焦化；700～900℃為中溫干餾；500～600℃為低溫干餾。大規(guī)模工業(yè)化。城市居民，工業(yè)用煤氣屬氣化技術(shù)，第三章介紹。五、煤干餾coalcarbo123林產(chǎn)植物原料熱分解的變遷木材熱解以燒炭的歷史最為悠久。人類早把木炭作為木材熱解的主要產(chǎn)物。后因需要把木焦油和木醋液用于尸體防腐，開始收集燒炭時的液體產(chǎn)物。19世紀(jì)時，因食用醋、甲醇、丙酮的需要量增加，開始將生產(chǎn)木炭為主的燒炭轉(zhuǎn)變到以生產(chǎn)和加工液體產(chǎn)物為主的木材干餾。進(jìn)入20世紀(jì)后，由于木材價格上漲以及合成甲醇、合成醋酸、發(fā)酵法丙酮生產(chǎn)的發(fā)展，以液體產(chǎn)品為主的木材干餾工業(yè)又轉(zhuǎn)向生產(chǎn)木炭為主。但在森林資源豐富的國家仍保留有木材干餾工業(yè)。隨著人類對生物質(zhì)能的開發(fā)，作為新能源之一的木材氣化和液化開始受到重視，正在向催化熱解方向發(fā)展，以生產(chǎn)發(fā)熱量高的木煤氣和合成用氣體原料。而氣體燃料的高效儲存，又離不開活性炭。林產(chǎn)植物原料熱分解的變遷木材熱解以燒炭的歷史最為悠久。人類早124第四節(jié)、木炭（熱解固體產(chǎn)物）

的性質(zhì)和用途一、木炭的性質(zhì)木炭的外部形態(tài)質(zhì)量高的木炭斷面具有黑色光澤，敲打時發(fā)出響亮清脆的金屬聲。在不同的溫度下燒制的木炭，其外部形態(tài)是不同的。在低于250℃時燒制的炭，表面帶褐色，燃燒時有火焰；300-350℃燒制的木炭表面呈黑色；當(dāng)燒制溫度達(dá)500℃時，敲打時，木炭發(fā)出響亮金屬聲。.第四節(jié)、木炭（熱解固體產(chǎn)物）

的性質(zhì)和用途一、木炭的性質(zhì).125我國規(guī)定的木炭質(zhì)量指標(biāo)由水分、灰分、固定碳、顆粒度及雜質(zhì)含量五項。表3-2-14我國規(guī)定的木炭質(zhì)量指標(biāo)由水分、灰分、固定碳、顆粒度及雜質(zhì)含量126

類別優(yōu)等品一級品次品測量方法水份%〈8.5〈12〈12GB/T17664-1999灰份%〈3.0〈3.0〈4.5同上揮發(fā)份%〈10.

0〈10.0〈20同上固定含炭量%〉85.5〉85.5〉75同上

類別優(yōu)等品一級品次品測量方法水份%〈8.5〈12〈12127植物原料的碳化與干餾課件1282、元素組成主要元素：碳元素，約占80％以上

少量元素：氧、氫、氮、磷、硅等非金屬元素和鈣、鎂、鐵、鉀、鈉等金屬元素。炭化最終溫度越高，則碳元素含量越高。灰分2、元素組成129植物原料的碳化與干餾課件1303、揮發(fā)分

揮發(fā)分：高溫缺氧的條件下，煅燒木炭時，釋放出的一氧化碳、二氧化碳、氫氣、甲烷及其它不凝性氣體產(chǎn)物。

來源：木炭未完全炭化的脂肪族碳鏈及連接在類石墨微晶邊緣上的含氧官能團(tuán)和氫。炭化最終溫度越高，則揮發(fā)分越低。

燒制木炭的溫度在300-700℃以內(nèi)時，隨著溫度的升高，木炭煅燒時所分出的揮發(fā)分的組成發(fā)生下列變化：二氧化碳、一氧化碳和甲烷的含量逐漸降低，而氫的含量逐漸增加。燒炭的溫度升高時，木炭的發(fā)熱量增高，而氣體的發(fā)熱量降低。

3、揮發(fā)分1314、固定碳

固定碳的組成：C=(1-V-A)×100%式中：C—固定碳含量％；V—揮發(fā)分含量％；A—灰分含量％因此，固定碳是一個假定的概念，它是在規(guī)定的高溫，一般為850-950℃下，不通入空氣進(jìn)行煅燒時的無灰分的木炭。一般的木炭可能含70-80%的固定碳。隨煅燒溫度升高，木炭中固定碳的相對含量增加。

固定碳含量的大小較大程度上反映了原料炭化程度的高低。

4、固定碳1325、灰分（又稱作灼燒殘渣或強(qiáng)熱殘分）

灰分：指木炭在空氣中完全燃燒后，剩下的灰白色至淡紅色固體殘留物?；曳值慕M成：由多種金屬氧化物和鹽類組成，源自生物質(zhì)原料中的無機(jī)成分。木炭中灰分含量隨燒制溫度、樹種、被炭化木塊和樹皮的比例、樹木的產(chǎn)地條件、砍伐季節(jié)、運(yùn)材和燒制方法而不同。一般燒制溫度愈高，灰分含量愈大，由闊葉材燒制的木炭其灰分含量比針葉材高；樹皮含灰量比木材高。5、灰分（又稱作灼燒殘渣或強(qiáng)熱殘分）133化學(xué)法灰分低化學(xué)法灰分低1346、機(jī)械強(qiáng)度木炭的機(jī)械強(qiáng)度分為耐壓強(qiáng)度和耐磨強(qiáng)度；反映其抵抗壓碎和磨損能力。木炭的機(jī)械強(qiáng)度隨樹種、炭化最終溫度和時間以及方向而異。當(dāng)炭化溫度大于400℃時，炭化時間越長、升溫速度越緩慢，則木炭的耐壓強(qiáng)度越高；耐壓強(qiáng)度沿纖維方向的縱向最大、徑向次之、弦向最小。6、機(jī)械強(qiáng)度135表3-2-21表3-2-21136木炭的機(jī)械強(qiáng)度在木炭的轉(zhuǎn)裝和運(yùn)輸上以及在冶金工業(yè)應(yīng)用上有很大意義。轉(zhuǎn)載的次數(shù)愈多，在熔鐵爐的爐胸中，木炭受到上部爐料強(qiáng)大壓力，而由上向下移動時，則受到爐料塊和爐胸壁的強(qiáng)烈摩擦，如果木炭變成碎屑，氣體難以通過爐料，熔鐵爐的操作就會發(fā)生故障。木炭強(qiáng)度沿縱向較高，徑向較低，而弦向最低。當(dāng)燒制木炭最終溫度相同時，木炭強(qiáng)度隨燒炭時間的增加而增加。

木炭的機(jī)械強(qiáng)度在木炭的轉(zhuǎn)裝和運(yùn)輸上以及在冶金工業(yè)應(yīng)用上有很大1377、密度、真密度及孔隙率

①、木炭的密度木炭的密度受原料樹種、炭化的最終溫度和炭化速度的影響②、木炭的真密度

木炭的真密度表示扣除孔隙體積以后無孔木炭的密度。木炭的真密度主要受炭化最終溫度的影響，與樹種的關(guān)系不大，其數(shù)值為1.35～1.40g／cm3。③、木炭的孔隙率

木炭的孔隙率是指木炭中孔隙體積占總體積的百分率。它表示木炭中孔隙的發(fā)達(dá)程度。其數(shù)值可以從木炭的密度與真密度的數(shù)值計算求得，通常在70％以上。

7、密度、真密度及孔隙率138表3-2-22表3-2-221398、木炭的發(fā)熱量、導(dǎo)熱系數(shù)及熱容①、木炭的發(fā)熱量木炭的發(fā)熱量隨炭種而異。通常，黑炭的發(fā)熱量約為27l00kJ／kg，白炭約為32500kJ／kg，均小于無定形碳的發(fā)熱量33700kJ／kg。②、木炭的導(dǎo)熱系數(shù)

木炭的導(dǎo)熱系數(shù)具有方向性，其數(shù)值隨樹種及炭化的最終溫度而異。其縱向?qū)嵯禂?shù)通常為0.8～1.1kJ／(m·h·℃)，橫向?qū)嵯禂?shù)為0.3～0.5kJ／(m·h·℃)③、木炭的熱容木炭的熱容隨炭化溫度的升高而增加244255619270.68931.03831.20511.48458、木炭的發(fā)熱量、導(dǎo)熱系數(shù)及熱容140表3-2-24表3-2-241419、木炭的反應(yīng)能力

木炭的反應(yīng)能力：指在高溫下，使二氧化碳還原成一氧化碳的能力（煉鋼）。木炭的反應(yīng)能力取決于固定碳含量、其它元素的組成和含量、揮發(fā)分、灰分等。反應(yīng)速度常數(shù)主要取決于兩相之間相互接觸發(fā)生反應(yīng)的表面積大小和反應(yīng)溫度，因此，孔隙率越高的木炭其反應(yīng)速度就越快。

9、木炭的反應(yīng)能力142表3-2-26表3-2-2614310、木炭的導(dǎo)電性能

木炭的電阻值較大，比電阻值與原料的種類、炭化最終溫度和方向有關(guān)。一般為1010～1012Ω．cm?？v向電阻值小，僅為徑向的1／5～1／3。

表3-2-2710、木炭的導(dǎo)電性能表3-2-2714411、木炭的自燃及預(yù)防

木炭自燃產(chǎn)生的原因：⑴木炭吸附空氣中的氧氣（尤其是在吸附的初期所發(fā)生的化學(xué)吸附）時放出大量的吸附熱，致使其溫度升高；⑵木炭本身的導(dǎo)熱性能不好。使溫度不斷升高并達(dá)到其著火點(diǎn)。常發(fā)生在剛離開炭化裝置的木炭和腐朽木炭化得到的炭。

11、木炭的自燃及預(yù)防145為了預(yù)防木炭自燃，在木材熱解、木材燃燒與冷卻過程中至少要遵守以下規(guī)定：⑴、在木炭生產(chǎn)中使用腐朽木的量不許超過一定的限度；⑵、要避免有大塊的，不均勾木段，按工藝規(guī)程使木材均勻干燥，熱解完全；⑶、從各種可能的鍛燒溫度中采用最高鍛燒溫度，以減少木炭揮發(fā)分，提高木炭的著火溫度；⑷、木炭進(jìn)庫之前篩去粉木炭，木炭堆放不要超過規(guī)定的高度；⑸、堆放在通風(fēng)、遮雨、無直射陽光的場所，不宜堆得太大，必須遠(yuǎn)離火種等。為了預(yù)防木炭自燃，在木材熱解、木材燃燒與冷卻過程中至少要遵守14612、炭的含水率炭中的水分通常有三種來源。一是生產(chǎn)過程中吸附的；二是在儲運(yùn)過程中吸附空氣中的水蒸氣；三是在生產(chǎn)儲運(yùn)過程中非正常的吸水（雨水、雪水等）。剛從窯體中取出的竹炭的含水率約為1-2%，在空氣中穩(wěn)定的含水率（平衡含水率）通常為1-10%。在許多的應(yīng)用領(lǐng)域中竹炭的含水率是個重要的指標(biāo)之一，因此竹炭成品的干燥與密封是個不容忽視的環(huán)節(jié)。在不同使