生物質(zhì)碳化技術(shù)

1、7.2 生物質(zhì)炭化設(shè)備7.2.1生物質(zhì)炭化設(shè)備 燒炭在我國已有2000年以上的歷史。 常見的碳化設(shè)備： 炭窯、移動式炭化爐、果殼炭化爐和流態(tài)化爐。（1）炭窯 原料：薪炭材 結(jié)構(gòu)：炭化室、煙道、燃燒室和 排煙孔。 特點：1、最簡單的木材熱裂解 方法。 2、得炭率25%，周期37 天 。 3、悶窯熄火熄火產(chǎn)物為 黑炭，窯外熄火產(chǎn)物 為白炭。 （2）移動式炭化爐 原料：薪炭材 結(jié)構(gòu)：2mm鋼板焊接而成，由爐 下體、爐上體和頂蓋疊接 而成。 特點：1、勞動強度和受季節(jié)影響 小。 2、得炭率25%，周期24h。（3）果殼炭化爐 原料：果殼 果殼經(jīng)風選，送至爐頂?shù)募恿喜?，分別通過預熱段、炭化段、冷卻段從卸

2、料口出料，得炭率： 25%30%，周期 45小時，灰分小于2%，揮發(fā)分為8%15%。 （4）流態(tài)化爐 原料：木屑等粉狀或顆粒原料 結(jié)構(gòu)：立式圓筒或圓錐形爐體。 特點：用螺旋加料器從下部送料，從底部吹入空氣作為流態(tài)化氣體，使原料進行流態(tài)化炭化，得炭率為20%。7.2.2炭化工藝技術(shù)類型 木炭制取的主要方法： 堆燒法（歐美國家常用方法）、窯燒法（我 國常用方法）和爐燒法。（1）堆燒法 程序： 將炭化原料豎立或橫放在墊木上，上鋪一層小樹枝或柴草，再用黏土覆蓋密封，同時修筑一排煙口或裝一根排煙管，然后點火燒制。燒炭過程中，要注意供給的空氣量。 出炭率：硬木原料 20%35%，軟木原料 14%18%。

3、比利時蘭姆比奧特公司利用立式干餾釜進行連續(xù)生產(chǎn)，由于這種大規(guī)模生產(chǎn)投資強度大，所以限制了在發(fā)展中國家的應(yīng)用。（2）窯燒法 程序：烘窯、缺氧悶燒、悶窯。 出炭率：黑炭15%20%，白炭比黑炭少 1/41/3。 現(xiàn)狀：發(fā)展中國家許多地方使用最簡易的烘窯，用土覆蓋木 柴或?qū)⒛静穹湃氲乜觾?nèi)。這種窯不僅炭化過程慢而且 效果和質(zhì)量都很差。 用窯燒法燒制木炭，其木炭的質(zhì)量和產(chǎn)量與操作水平關(guān)系甚大。如果控制不好，火候太過，產(chǎn)炭量減少；若火候不足，會燒出夾生炭。（3）節(jié)柴炭燒爐 節(jié)柴炭燒爐由磚砌成，燒炭同時，可利用產(chǎn)生的熱量取暖或燒水。 結(jié)構(gòu)：由爐蓋、炭化室、燃燒室、火山墻、迎風 墻、煙囪、爐門等組成。 程序：

4、裝料、缺氧悶燒、閉爐和出炭。（3）可移出式燒炭爐 結(jié)構(gòu)緊湊、操作容易、移動方便、出炭率高、炭質(zhì)較好、勞動強度和受季節(jié)影響小。 結(jié)構(gòu)：上爐體、下爐體、煙道、風孔、爐 蓋、點火架、爐柵。 出炭率：2530%。7.2.3木材干餾的工藝流程 木材干流的工藝流程包括木材干燥、木材干餾、氣體冷凝冷卻、木炭冷卻和供熱系統(tǒng)。要求原料的含水率低于20%。木材干餾產(chǎn)生的蒸氣氣體混合物在焦油分離器或列管冷凝器中進行冷凝冷卻，是其中可凝結(jié)的蒸氣冷凝為木醋酸和焦油。 木材干餾設(shè)備即干餾釜，根據(jù)加熱的方式不同，可分為內(nèi)熱式和外熱式。 內(nèi)熱式：木材通過載熱體進入釜內(nèi)與木材直接接觸的加熱方式。 外熱式：熱量通過釜壁傳給木材的

5、加熱方式。 影響干餾釜產(chǎn)量的主要因素： 木材含水率、木材形態(tài)、加料速度、載熱體溫度和數(shù)量以及氣體出口溫度與壓力等。 其中木材含水率和載熱體溫度對產(chǎn)量的影響最大。一般每立方米的木材可以得到137kg木炭、37kg乙酸和65kg焦油。7.2.4生物質(zhì)碳化產(chǎn)品 生物質(zhì)碳化產(chǎn)品木炭，可用于冶金、有色金屬生產(chǎn)、活性炭制造等，用途極其廣泛（1）木炭的主要成分： 除C元素外，還有H和O等元素。各種元素含量多少，依賴于熱裂解方法和炭化最終溫度，與原料無關(guān)。隨炭化最終溫度的升高，木炭中C元素的含量增加，H和O的含量降低。固定碳 木炭放入白金坩堝內(nèi)，900噴燈火焰下煅燒5min，或在電爐內(nèi)加熱2.5h將溫度升高到

6、900來測定其固定碳的含量，由于熱裂解方法和炭化最終溫度不同，木炭中可能含有70%86%的固定碳。隨著煅燒溫度的升高，木炭中固定碳的含量將會增加。水分 木炭與水接觸時的吸水能力取決于其結(jié)構(gòu)特性和表面浸潤的情況，能吸收超過它自身質(zhì)量的水分。長時間儲存在空氣中，即使不淋雨雪，其含水量可能超過50%，此時木炭很容易破碎，而且不能用于冶煉?；曳?木炭中的灰分含量及其組成與炭化最終溫度、原料種類和組成等因素有關(guān)。炭化最終溫度越高，灰分含量越大。（2）木炭的相對密度和孔隙度 木炭的相對密度隨炭化原料種類、含碳量及炭化溫度的不同而不同。炭化原料的相對密度越大、含碳量越大、炭化溫度越高，則相對密度越大。（3）木炭的發(fā)熱量 木炭的發(fā)熱量主要取決于木炭的含碳量。而炭化溫度高，木炭的炭含量就大。（4）木炭的反應(yīng)能力 在高溫下與活性氣