木质活性炭木材炭化的过程和工艺

白云碳素原创    
2019-05-21 11:27:07
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木材作为木质活性炭的生产原料,在制作活性炭工艺上,需要先经过炭化、然后活化最终制造木质活性炭,那么什么是木质活性炭的炭化,这个阶段主要是发生了哪些反应,木材起了哪些变化呢?

什么是木炭炭化?

木材的主要成分是纤维素、木素和半纤维素,加热分解过程生成气体、液态和固态产物,而残留下来的固态产物就是木炭,故木材热解过程又称为炭化过程。

炭化过程木材发生了哪些变化?

木材炭化可以分为四个阶段。

1.干燥阶段:温度在150-200℃一下,蒸发水分,木材主要成分不变。
2.预炭化阶段:200-275℃,木材开始分解,不稳定部分如半纤维素首先分解产生CO以及少量的醋酸。
以上两个阶段依靠外界加热,称吸热分解反应。
3.炭化阶段:275-400℃,放热分解反应阶段,分解激烈进行,先纤维素后木素分解,大量的醋酸,焦油、甲醇、木煤气产生,275-300℃木醋液和木煤气大量产生;300-400摄氏度木醋液逐渐减少,木煤气大量排出,到400℃或者450℃实际上炭化已经终止。
4.煅烧阶段:400℃或450℃以上,又要依靠外热使木炭中残存的挥发分挥发。

需要说明的是,由于原料树种不同,热解开始温度不同,且各阶段没有明显的界线,设备内各处温度不同,可处于不同的阶段,木材内外也可处于不同的阶段,连续式设备在同一时刻里进行着不同的阶段。

生产实践中常以排出热解气体(烟气)颜色来判断热解所处阶段。干燥时白烟。,炭化时冒黄烟,烟越弄,热解越激烈;冒青烟热解基本终止,处于煅烧阶段。