机制木炭炭化问题

1、机制木炭炭化问题新灵机制木炭炭化手册一部分 炭化原理（一）、机制炭的生产过程原理主要分为两部分： 1、木屑固化成型：此部分是机制炭生产的物理变化部分（少量化学变化），主要由原料分选、原料烘干和挤压成型几道工序组成。原料由上料机送到机动筛上进行筛选，较大的树皮、石子等杂质被分离出来。经过初步分离的原料经过输送机被送入气流式滚筒干燥机中，在干燥机内原料被热风炉里送来的热空气烘干，同时原料被再次进行杂质分离，较小的石子和树皮被隔离出来。烘干后的原料和所产生的水汽被风机吸走，经过管道被送入旋风分离器中，进行水汽和干料的分离。经过烘干的木屑湿度大约在（4%6%），在旋风分离器中通过重力的作用，干木屑从潮

2、湿的空气中被分离出来落入料箱，在料箱里被送料机送入成型机中进行固化成型。经过此道工序，木屑被制成有规则形状的木屑棒，尺寸通常为40cm5.1 cm5.1 cm，中心有孔。 2、炭化部分：此部分是机制炭生产的化学变化部分。把成型的木屑棒装入窑中进行炭化，炭化过程如下： 干燥阶段：此阶段基本无化学变化，木屑棒中的水分在外热的条件下被烘干，反应缓慢，产生白色气体（水蒸气），此阶段时间较短，在6个小时左右，气候潮湿、窑体不干及半成品的含水量对此段时间的影响最大（对于典型的原木炭此段时间达到50多个小时很正常，对机制薪棒最好是尽快装窑炭化，时间越长含水量就会越高，干燥也越困难）。温度在120-150，封

3、窑后24个小时内产生的水汽最大，应及时排出，此点控制在此阶段最重要，否则闷在窑里的水汽会损坏半成品薪棒。造成所出木炭表面有毛刺甚至半窑烂炭，次品率过高。 预炭化阶段：比较不稳定的组分半纤维素150-180开始分解，气体的颜色由白色渐渐变为棕褐色，成分为co2、co和少量醋酸（70%co2，30co），可以回收，提炼木醋酸。气体如不回收，可将其点燃，点燃后无污染排放。175以下气体生成不快，气体热值约有1200千卡/立方米 。温度在150闪点到（225-260）275。此阶段时间较短，较容易控制。 炭化阶段：占主要组成部分的纤维素和木质素开始剧烈热解，气体颜色变为暗褐色且有强烈的刺鼻气味（生成的

4、大量易燃的碳水化合物），由液体（醋酸、甲醇、木焦油）和气体（二氧化碳、甲烷、乙烯等）两部分组成，co含量下降，气体的热值上升为4000千卡/立方米有较大的回收价值，表现形式为放热 （280-350 纤维素，350-400 木质素），如不回收也可将其点燃。此过程（275闪点-400）是炭化的主要过程，时间较长，比较难控制，主要通过给氧量的大小来调节反应的进程。窑体设计在此显得格外重要，烧的太快给风量过大，就会影响炭的收缩度、强度和过多的裂纹，使出炭的品质和出炭率跟随下降。 煅烧阶段：热解过程基本结束，基本无气体产生，主要是排出残留的挥发性物质，提高固定炭的含量，产生的气体可点燃。此过程对炭的质量

5、影响很大，如果煅烧温度不够，则固定炭含量较低，挥发分超标，收缩较差，强度不够，无钢音，无银灰色亮度。表现形式为外热、青烟，温度在4501000 。（二） 机制窑与土窑炭 机制炭就是利用机制设备将竹、木锯末、边角废料、花生壳等含碳物质，经过粉碎、烘干、挤压成形、炭化等工艺过程，生成棒状的木炭。它外形具有一定的几何形状，一般为六棱形和四棱形，棒中心是12左右的圆孔。 机制木炭的炭化过程可在移动式炭化炉里完成，也可在传统的土窑内完成。前者热分解炭化的最终温度一般在400以下，故属于中低温炭。此类炭的含碳量一般不低于80%，燃烧值在7000大卡/kg以上，灰分在4.5%左右，燃烧时无烟无味，有浅蓝色火

6、苗，燃烧时间为普通原木树炭的2倍。此类木炭除用于工业、农业等方面外，人们还喜欢用它作火锅用炭。 原始土窑炭就是单用传统的土窑烧制出来的树炭。因土窑不具有焦油分离装置及温度控制等原因，故烧制出来的树炭有夹生的现象，并在燃烧时产生烟味，像目前烧烤市场上最常用的果木炭之所以长久的占据烧烤市场是因为这种烟味能使烤肉更好吃，已经是一种特色。但是这种木炭却不适合室内烧烤。此外其燃烧时间比机制炭短。也因土窑炭的原料及生产成本低，并有一定的市场，故有些烧炭翁不顾国家的三申五令而砍树烧制土窑炭。特别是有些炭翁只顾眼前的利益而砍伐稀有的阔叶栎树，这样做不但毁坏了森林资源，破坏了生态平衡，而且也触犯了国家的有关法令

7、。故国家有关部门采取措施，查封上述土窑，取缔了树木炭市场，禁止运输，出口树炭，这样一来，树木土窑炭会逐渐被机制炭所取代。 若将机制薪棒放在我们改进后的土窑里烧制并精炼成棒炭，其结果就与上述情况不同。因为用改进型土窑烧制，我们可以利用外加燃料及自身热分解物燃烧所产生的热量，给热分解完毕的棒炭加温到700以上。在这高温下，碳原子的结构发生变化，产生了数量不等的石墨晶体。同时，原棒炭中的挥发性物质也被排除出来，故用改进型土窑烧制出来的棒炭具有含碳量高（可高达93%），发热量大（高达8000大卡/kg），灰分小的特点。燃烧时火苗短而小，其燃烧时间比上述机制炭略长，故除用于工业、农业等方面外，人们习惯用

8、它作烧烤。 （三）、木炭烧制与温度 烧制木炭的整个过程都与热打交道。热量多少，我们可以通过特定的“温度”来衡量，下面我们就通过原料，成型，炭化，成品来分析炭与温度有何关系。 1、原料干燥： 我们要保证炭的质量，必须要做好炭棒。棒的好坏除取决于设备、工艺之外，还要取决于原料中所含水分的大小。一般要求原料的含水率小于12%，但也要大于6%。因此，我们第一步工作是干燥原料。 干燥原料时我们可先将含水分较大的原料放在露天的晒场里晾或晒12天，让其表层水分蒸发，以减少热烘的时间和燃料的消耗。然后，我们将粒度合格的原料放进热风烘干机里烘干至含水量小于12%的干原料，烘干的温度一般为160250左右。 2、

9、制棒 原料制棒是在成型机（或称制棒机）里完成。成型机的成型筒外面有三个加热圈，它可使成型筒的温度上升到350左右。 为了保证炭薪棒的密度大、表面光滑、无明显裂纹。我们可根据原材料种类和含水率来选择合适的成型温度。其高低要经过现场试验才能确定。一般说来，若我们假定螺旋推进器是合格的，且原料含水量在612%之间，则我们可将木屑、木锯末、木刨花及竹质原料的成型最终温度控制在260320之间。 3、炭化 若我们将原料成型的最终产品做成炭，那我们就应将薪棒通过炭化炉或土窑烧制（或煅烧）成合格的炭。中低温炭的炭化过程一般可分为以下三个温度段。 （1）、干燥阶段 从点火开始，至炉温上升到160，这时薪棒所含

10、的水分主要依靠外加热量和本身薪棒燃烧所产生的热量进行蒸发。薪棒的化学组成几乎没变。 （2）、炭化初始阶段 这个阶段主要靠薪棒自身的燃烧产生热量，使炉温上升到160280之间。此时，木质材料发生热分解反应，其组成开始发生了变化。其中不稳定组成，如半纤维素发生分解生成co2、co和少量醋酸等物质。 （3）、全面炭化阶段 这个阶段的温度为280400，在这阶段中，木质材料急剧地进行热分解，同时生成了大量的醋酸、甲醇和木焦油等液体产物。此外还产生了甲烷、乙烯等可燃性气体，这些可燃性气体在炉内燃烧。热分解和气体燃烧产生了大量的热，使炉温升高。木质材料在高温下干馏成炭。 若要煅烧高温炭，除了上述三个阶段外

11、，我们还要增加热量，使炉内的温度继续上升到700以上。这样，就能排出残留在木炭中的挥发性物质，提高木炭中的含炭量，使炭的石墨结构增多，导电性增强。 综上所述，我们在烧炭的整个过程中，无时无刻不与热打交道，也就是说，我们要消耗一部分能量才能提高炭的经济价值和使用价值。炭化常见问题01、窑放炮； 这种情况在大风天容易发生，一般也只在点窑的第一天内发生。原因：是由于窑内木材热解释放出氢气、甲烷等可燃气体与氧气接触面积过大急剧燃烧的结果导致而成。解决方案：建窑的时候应在烟囱内预留一个缓冲坑，同时烟囱应砌成自下而上进行收口的梯形。烟囱作一个风帽来尽量减小大风对窑的影响。02、粉棒； 原因：发生这种问题主

12、要是因为窑内潮气比较重或者窑内气流不顺而造成的。 解决方法：充分利用放大烟孔，将窑内水气排放出来。另外在装窑前应清理好烟囱保证烟路通畅。03、生炭； 原因：造成此类问题的原因主要有两个，a、窑内气流不顺；b、窑制造问题。 解决方法：a、气流不顺：主要原因是在摆烟道的时候没有摆好，砖缝过大，木屑棒掉到烟道中堵塞烟道。此类问题只能依靠预防、监督装窑人的工作来杜绝。实在不行只有换成炉排烟道。 b、窑制造问题：一般来讲窑没有按要求来砌，四个角没有砌成圆角通常都会造成此类问题，因为在前面已经提到了窑内的主要热传导方式是空气对流，四个角如果是直角的话空气就很难流通到该位置，这样一来热量也就很难传导到该位置

13、，该位置也就会产生生炭，唯一的解决方法就是在该位置不要放木屑棒。04、化掉得太多； 原因：造成此类问题的原因很多，一般有以下几点。a、点火位置不当 b、提温过程太长 c、窑烟道不通 d、窑漏气 e、炭化过程给氧过多解决方法：a、点火位置不当：点火位置太靠近给氧孔，在给氧孔处（窑门）产生明火，从而造成窑门处大量化炭的现象。解决该问题主要是要纠正点火位置，使点火位置靠近窑体的中部。 b、提温过程太长：有时侯可能是因为烧炭人员疏忽了闭窑时间，而导致了提温时间过长，浪费了一些已经炭化好了的木炭。c、窑烟道不通：烟道不通势必会导致延长炭化时间，这样一来也就必然会多烧掉一些木炭，所以在装窑的时候一定要保证

14、烟囱、烟道通畅。d、窑漏气：窑漏气需及时修补。e、炭化过程给氧过多：此问题比较复杂，烧炭人员必需经常观察窑温，调整给氧量。05、窑不熄火： 原因：此问题的唯一原因就是窑漏气。 解决方法：解决方法很简单，及时修补漏处。06、炭收缩不好； 原因：原因主要有两个a、炭化过程速度过快；b、提温温度不够。 解决方法：a、炭化过程速度过快：炭化速度过快势必会导致木炭开裂，木炭一旦开裂过多就很难收缩了，所以要解决该问题也就是要控制炭 化速度，控制炭化速度也就是要控制炭化温度不能过高。b、提温温度不够：在炼炭提温的时候，温度没有达到要求的温度。一般炼炭温度只有达到800度以上时才能使木炭具有很好的收缩，炼炭温

15、度越高，收缩越好，但温度越高则出炭率就越底，成本就越高。07、炭裂纹多； 原因：主要是炭化过程温度过高，也有可能是木屑棒本身固有缺陷。 解决方法：如果不是木屑棒本身带来的固有缺陷，那么你就要注意控制炭化过程的温度了。如果是木屑棒本身固有缺陷，请到第四章中成型问题答疑上寻找解决方法。08、炭硬度不够； 这个问题造成的原因与炭收缩不好相同，请参考第六项。09、炭无钢音； 同上10、无金属光泽； 同上11、炭挥发分高； 原因：唯一的原因就是提温温度不够。 解决方法：请延长提温时间。12、炭灰分超标； 炭灰分超标对炭的化学质量影响极大，产品不但不能出口，严重者连内销都受影响。 原因：其原因主要有以下几点，a、原料不干净；b、原料本身灰份含量高；c、炭化温度高；d、提温时间过长 解决方法：a、原料不干净：解决该问题的主要方法一方面就是控制原料的运输过程，尽量保证原料在运输过程中不受到污染；另一方面就是控制原材料的存储条件，尽量避免风沙和泥土的污染。同时也要控制好原料的来源途径。b、原料本身灰份含量高：