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标题: 食品级活性炭的生产工艺 [打印本页]

作者: 一目了然    时间: 2005-4-14 21:27
标题: 食品级活性炭的生产工艺
食品级活性炭的生产工艺
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0 w2 R2 n( k. l0 Q木质材料炭化过程发生什么变化?. @6 s$ N' _4 }
  
. E4 v" }$ I: c( g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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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。# b9 o$ Q* H5 n$ h' Q' ?: Z3 J
  
4 g* d/ q5 u3 H( ^4 f, A2 I: s1. 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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) l' B6 @0 H& w& c2. 预炭化阶段$ n) Q$ D. R/ U& Z
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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。" E& g* s- c2 h' b! E- X
 
3 B" o( z3 T# r  N/ x8 ]# 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。) m4 ~" f! s( v: N
  
8 M3 u- _$ m3 g8 M- j  j9 V$ L- k3. 炭化阶段7 `/ B: s! B4 c# O3 X
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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。
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4. 煅烧阶段2 B5 k8 B. _" T4 `; t
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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。
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! x! I0 M+ _" U* m9 {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。* ~7 \' l% E. U0 p( b6 k% b5 x9 N
  
: \2 v1 [( T0 X" C炭化对原料的要求$ U# r3 X# U8 G  I9 o
 
/ L/ e7 t! O% P+ K& L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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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。. ~9 |" O1 R; B) g8 D& b
  
4 F5 W% c8 n0 c0 ?. T3 x( p- G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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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。
% P  Z4 _) G, 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。6 R2 U  K- a9 @, o% N7 t
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怎样进行筑窑烧炭?# l7 F' y5 v1 O, v2 b. I- ]7 r* X

4 o0 J( t: Z) W; N, V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. 附近资源丰富,原料和木炭的运输比较方便;
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0 q* @, {6 h+ y" S% N4 s2. 靠近水源,但又不会受到地表水冲刷淹没,或积聚雨水;8 T" |4 ^. D- ~+ {  l

+ m  X5 F$ i" w! {  P3. 土质坚实,最好是能耐火烧的粘土;% Q! z( {0 p# {0 P! m/ L
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4. 坡度较小,又有堆放原料和木炭的地方;
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+ b9 Y1 C  Z0 j$ g. ]* M5. 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。3 ~0 c8 [# n7 i+ B  z+ _5 H* L

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