林产化工工艺学

明子干馏的工艺流程
二、木材干馏工艺
【明子干馏釜工艺】
明子干馏过程
二、木材干馏工艺
混合原油加工及松焦油生产
混合原油工的原理流程:图3-2-9
明子干馏得到的焦油和原油的混 合物成为混合原油。
由焦油和原油混合而 成的混合油，在蒸馏 釜中进行分馏。操作 时加料量应小于蒸馏 釜有效容积的2/3，开 始阶段应缓慢加热升 温，以防止局部过热 导致料液冲出釜外进 入冷凝系统的“跑锅” 事故。
3.结晶硅
二，制造渗碳剂
木炭是制造渗碳剂的原料。渗碳剂用于钢质零件表面渗碳，提高表面 硬度。渗碳的原理是：在高温下，木炭氧化生成一氧化碳，一氧化碳 在转变成二氧化碳的同时放出原子态的碳： C+O2=CO2 C+CO2=2CO
三，制造二硫化碳
二硫化碳是挥发性无色液体，易燃，有毒，具强折光性。 木炭是制造二硫化碳的优良原料。制造二硫化碳的木炭，应该密度 及机械强度高，挥发分含量少，固定碳含量高，灰分及水分含量低。
【木炭的密度、真密度及孔隙率】 木炭的真密度：表示扣除孔隙体积以后无孔木炭的密度。
木炭的真密度主要受炭化最终温度的影响 与树种的关系不大。
木炭的孔隙率：指木炭中孔隙体积占总体积的百分率。 它表示木炭中孔隙的发达程度。
表3-2-23，得： 随炭化最终温度的增加， ➢真密度在提高， ➢孔隙率也在提高，即孔隙越发达。
木材干馏和明子干馏工艺
组名：第六组 专业：林产化工 成员：艾麦尔，赖国婷，古 再丽，高强，杨宁邦，王贵 明，李争明
二、木材干馏工艺
木材干馏工艺包括：木材干燥、木材干馏、蒸汽气体 混合物的冷凝冷却、木炭冷却和供热系统五部分。 木材干馏的设备叫做干馏釜。其有内热式和外热式两种。 木材干馏的主要优点是木炭的得率高，质量好，无碳化不 完全的“碳头”存在；并且还可以回收液体产物。
二、木材干馏工艺
混合原油加工及松焦油生产
混合原油加工艺流程 图3-21
四、木炭性质
【木炭的质量标准】
五大标准： 水分、灰分、固定碳、颗粒度、杂质含量。 木炭的质量标准： LY217-80，表3-2-14 。
该标准适用于东北地区生产的工业用木炭，主要 用于结晶硅、二硫化碳、活性炭、有色金属冶炼及 合金等工业。
干馏原理流程
装料
截断，劈裂
干馏
冷凝冷却
干燥
木煤气
二、木材干馏工艺
【内热立式干馏釜】
工艺流程见图3-15
二、木材干馏工艺
影响操作的因素： n 木材含水率（影响最大）； n 木块大小； n 加料速度； n 载热体温度和数量； n 蒸汽气体混合物的出口温度与压力等；
二、木材干馏工艺
【明子干馏釜工艺】
【木炭的反应能力】
木炭的反应能力：木谈的反应能力是指在高温下，使二氧化碳还原成 一氧化碳的能力。
C+CO2→高温→2CO 反应速度常数受树种的的影响很大，并随着反应温度的升高而增加。木
炭的反应能力比煤焦炭大，煤焦炭在800℃以上才能完成上述反应， 而木炭600℃左右就能完成。 【木炭的导电能力】 木炭的电阻值较大，其电阻值受树种及炭化最终温度的影响。 木炭的电阻也具有方向性，纵向电阻值小仅为径向的1/5~1/3。
灰分的组成：
多种金属氧化物和盐类
源自木材中的
无机成分
这些无机物质在灰分
中的存在状态，不一
定能反映它们在木炭 及木材中的原始状态
因为：高温灼烧会导致化学变化。
不同部位木材烧制的灰分含量不同； 树皮含灰量比木材高。
阔叶材烧制的木炭灰分含量比针叶材高。
四、木炭性质
【木炭的机械强度】
木炭的机械强度：表示木炭对压碎和磨损的抵抗能力，这对木炭的 转装、运输及在冶金工业应用上都有很大的意义。
➢300-700℃，随着炭化温度的
提 高
，CO、CO2、CH4含量
降 低
，
增 H2含量 加
，只当烧制温度小于450℃时才有C2H4放出。
➢随着炭化温度的
提 高
，木炭的发热量也
提 高
降 ，气体的发热量 低
，
木醋液的发热量无显著的变化规律。
四、木炭性质
【木炭的固定碳】
木炭的固定碳是一个假定的概念，它代表在高温缺氧条件下煅
➢随着炭化最终温度的升高， 木炭中碳元素的含量增加， 氢和氧的含量降低；木炭的 得率降低。
木炭的元素组成和产量随炭化最终温度 而定，与材种无关。
四、木炭性质
【木炭的挥发分】
木炭在高温下煅烧时放出CO、CO2、H2、CH4和其他碳氢化合物等 不凝性气态产物统称为木炭的挥发分。
由表3-2-18，得
➢挥发分含量及组成主要取决于炭化温度；温度提高挥发分含 量降低；
谢谢大家！
木炭的机械强度随树种而异； 木炭的机械强度受炭化最终温度和时间的影响； 木炭的机械强度受材质纤维方向的影响。
➢桦木炭的耐压强度大于松木炭（阔>针）； ➢400℃烧制的木炭耐压强度最小； ➢炭化时间长、升温速度缓慢能提高木炭的耐压强度； ➢耐压强度沿纤维方向的纵向最大、径向次之、弦向最小。
四、木炭性质
同氧作用的活性。 腐朽材木炭木炭易发生燃烧。
四、木炭性质
【木炭的自燃及预防】 预防自燃的措施：在木炭生产中，
①应严格限制使用腐朽材，使用腐朽材的量不能超过一定的 程度（<5%）； ②力求原料木材的大小及含水率均匀一致，避免有大块的、 不均匀木椴，应按工艺规程使木材均匀干燥，热解完全，以 保证生产出质量均匀的木炭；
➢ 木炭的导电性随炭化温度的升高而增大，
➢ 但温度高于800℃后，导电性的增长速度减慢 （表3-2-27，得）
四、木炭性质
【木炭的自燃及预防】
木炭的自燃的原因：木炭自动氧化并伴随着木炭温度的升高而导制木 炭的自燃。
木炭孔隙比较发达（孔隙率一般在70%以上）， 比表面积达200-300m2/g，具有较强的吸附能力。木 炭吸附空气中的氧气时放出吸附热，致使其温度升 高，达到其着火点时便发生自燃。尤其是刚离开炭 化装置的木炭更易于着火自燃。
烧木炭时，木炭中保留的不含灰分的物质。
注：
因为在测定固定碳 含量的温度条件下， 木炭中除了灰分以 外，还存在少量的 氧和氢。
木炭中固定碳含量随着 炭化最终温度的上升而增加。
固定碳含量越大，碳元素含量也越多。
固定碳含量不等于元素碳含量。
四、木炭性质
木在空气中完全燃烧后，剩下的灰白色至淡红色固体残留物 质是灰分，又称作灼烧残渣或强热残分。
四、木炭性质
【木炭的发热量、导热系数及热容】
木炭的发热量：木炭 的发热量随炭种而异。随着炭化最终温度的提 高，木炭中碳含量增加，最高发热量也随之增大。 木炭的导热系数：木炭的导热系数具有方向性，纵向的比横向的大 ，其数值随着树种及炭化的最终温度而异。 木炭的热容：木炭热容随温度的升高而增加。水分对木炭热容影响 很大，湿木炭的热容数值等于绝干木炭与水分热容的代数和。
四，木炭的其他用途
1.生产活性炭
2.作燃料
制造活性炭是木炭的主要用途之一， 木炭是生产活性炭的优质原料。
木炭和薪材，目前仍然是第三世界的主要民用燃 料。 3.木炭在农林业中应用
土壤中有木炭粉以后能提高通气性能和保持水分的性能，能促进 微生物的繁殖，提高土壤的肥力，具有改良土壤的作用。
4.其他 木炭粉可作为饲料添加剂，具有促进生长，提高鸡的产蛋 量的作用。
根据材种不同木炭可分为三种： ➢硬阔木炭：指由硬阔叶材及桦木的混合木材烧制的炭。 ➢阔叶木炭：指由硬、软阔叶的混合材烧制的炭。 ➢松木炭：指由松木或针叶材烧制成的炭。
四、木炭性质
【木炭的元素组成】
木炭含有的元素有：C、O、H、N等。 ➢由 表3-2-16炭化温度对木炭元素组成的影响 得：
➢在相同的热解最终温度 条件下，桦木炭和松木炭 的元素组成相差不大；
四、木炭性质
【木炭的自燃及预防】 预防自燃的措施：在木炭生产中，
③炭化时应保证达到工艺规定的炭化最终温度，以减少挥发 分的含量，提高木炭的着火温度； ④木炭进库前要筛去粉木炭，堆放在通风、遮雨、无直射阳 光的场所，不宜堆得太大，必须远离火种等； ⑤含水率较高的木炭不要放进木炭仓库，因为木炭中吸附的 水分会加快氧化过程的进行。
明子分类:
分类依据
名称
木材的部位
根株明子 树干明子等
木材中 树脂含量的高低
肥明子 中等明子 瘦明子
木材中 含水率的不同
干明子 半干明子 湿明子
特征
树脂含量>21% 树脂含量16-21% 树脂含量<16% 含水率<20% 含水率20-25% 含水率>25%
注：生产中应尽量选用含水率低树脂含量高的明子。 即含水率低的肥明子是明子干馏的优质原料。
四、木炭性质
【木炭的自燃及预防】
另：腐朽材烧制的木炭比一般木炭更易自燃。
Q 腐朽材木炭孔隙较大，为更多的氧在单位时间内进入木
炭表面创造了条件，使单位重量木炭放出的热量增加；
腐朽材木炭的机械强度低，容易磨碎，生成许多碎块和 炭粉，很易堆实而难以散热；
腐朽材木炭有较高的灰分并具有更多的灰分而具有更大
木炭的用途
一，冶金工业
用木炭冶炼的生铁杂志含量小， 质地紧密均匀质量好更适用于生产 优质钢。
1.冶炼铁及铁合金
木炭在有色冶炼中作用表面助溶剂，在 熔融的金属表面生成保护层，使金属表 面和气体介质隔离。以减少熔融金属的 飞溅损失并减小金属中气体杂志含量。
2.冶炼有色金属
生产结晶硅时，用木炭作还原 剂。