生物质碳化技术

1、7.2.1生物质炭化设备 烧炭在我国已有2000年以上的历史。 常见的碳化设备： 炭窑、移动式炭化炉、果壳炭化炉和流态 化炉。 （1）炭窑 原料：薪炭材 结构：炭化室、烟道、燃烧室和 排烟孔。 特点：1、最简单的木材热裂解 方法。 2、得炭率25%，周期37 天 。 3、闷窑熄火熄火产物为 黑炭，窑外熄火产物 为白炭。 （2）移动式炭化炉 原料：薪炭材 结构：2mm钢板焊接而成，由炉 下体、炉上体和顶盖叠接 而成。 特点：1、劳动强度和受季节影响 小。 2、得炭率25%，周期24h。 （3）果壳炭化炉 原料：果壳 果壳经风选，送至炉顶的加料槽，分别通过 预热段、炭化段、冷却段从卸料口出料，得炭

2、率： 25%30%，周期 45小时，灰分小于2%，挥发 分为8%15%。 （4）流态化炉 原料：木屑等粉状或颗粒 原料 结构：立式圆筒或圆锥形 炉体。 特点：用螺旋加料器从下 部送料，从底部吹入空气 作为流态化气体，使原料 进行流态化炭化，得炭率 为20%。 7.2.2炭化工艺技术类型 木炭制取的主要方法： 堆烧法（欧美国家常用方法）、窑烧法（我 国常用方法）和炉烧法。 （1）堆烧法 程序： 将炭化原料竖立或横放在垫木上，上铺 一层小树枝或柴草，再用黏土覆盖密封，同时修 筑一排烟口或装一根排烟管，然后点火烧制。烧 炭过程中，要注意供给的空气量。 出炭率：硬木原料 20%35%，软木原料 14%

3、18%。 比利时兰姆比奥特公司利用立式干馏釜进 行连续生产，由于这种大规模生产投资强 度大，所以限制了在发展中国家的应用。 （2）窑烧法 程序：烘窑、缺氧闷烧、闷窑。 出炭率：黑炭15%20%，白炭比黑炭少 1/41/3。 现状：发展中国家许多地方使用最简易的烘窑，用土覆盖木 柴或将木柴放入地坑内。这种窑不仅炭化过程慢而且 效果和质量都很差。 用窑烧法烧制木炭，其木炭的质量和产 量与操作水平关系甚大。如果控制不好， 火候太过，产炭量减少；若火候不足，会 烧出夹生炭。 （3）节柴炭烧炉 节柴炭烧炉由砖砌成，烧炭同时，可利用产 生的热量取暖或烧水。 结构：由炉盖、炭化室、燃烧室、火山墙、迎风 墙、

4、烟囱、炉门等组成。 程序：装料、缺氧闷烧、闭炉和出炭。 （3）可移出式烧炭炉 结构紧凑、操作容易、移动方便、出炭率高、 炭质较好、劳动强度和受季节影响小。 结构：上炉体、下炉体、烟道、风孔、炉 盖、点火架、炉栅。 出炭率：2530%。 7.2.3木材干馏的工艺流程 木材干流的工艺流程包括木材干燥、木 材干馏、气体冷凝冷却、木炭冷却和供热 系统。要求原料的含水率低于20%。木材 干馏产生的蒸气气体混合物在焦油分离器 或列管冷凝器中进行冷凝冷却，是其中可 凝结的蒸气冷凝为木醋酸和焦油。 木材干馏设备即干馏釜，根据加热的方式 不同，可分为内热式和外热式。 内热式：木材通过载热体进入釜内与木材 直接接

5、触的加热方式。 外热式：热量通过釜壁传给木材的加热方 式。 影响干馏釜产量的主要因素： 木材含水率、 木材形态、加料速度、载热体温度和数量以及气体 出口温度与压力等。 其中木材含水率和载热体温度对产量的影响 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生物质碳化产品 生物质碳化产品木炭，可用于冶金、有色金属 生产、活性炭制造等，用途极其广泛 （1）木炭的主要成分： 除C元素外，还有H和O等元素。各种元素含量 多少，依赖于热裂解方法和炭化最终温度，与原料 无关。随炭化最终温度的升高，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

6、埚内，900喷灯火焰下煅烧 5min，或在电炉内加热2.5h将温度升高到900来 测定其固定碳的含量，由于热裂解方法和炭化最终 温度不同，木炭中可能含有70%86%的固定碳。 随着煅烧温度的升高，木炭中固定碳的含量将会增 加。 水分 木炭与水接触时的吸水能力取决于其结构特 性和表面浸润的情况，能吸收超过它自身质量的 水分。长时间储存在空气中，即使不淋雨雪，其 含水量可能超过50%，此时木炭很容易破碎，而 且不能用于冶炼。 灰分 木炭中的灰分含量及其组成与炭化最终温度、 原料种类和组成等因素有关。炭化最终温度越高， 灰分含量越大。 （2）木炭的相对密度和孔隙度 木炭的相对密度随炭化原料种类、含碳

7、量及 炭化温度的不同而不同。炭化原料的相对密度越 大、含碳量越大、炭化温度越高，则相对密度越 大。 （3）木炭的发热量 木炭的发热量主要取决于木炭的含碳量。而 炭化温度高，木炭的炭含量就大。 （4）木炭的反应能力 在高温下与活性气体和蒸气相互作用的能力， 是评价固体原料在工业中使用的基本性质的方法 之一，与其含碳素的无定形多孔结构有关。其中 所含的灰分，尤其是碱金属、碱土金属及其氧化 物的存在，对木炭的化学反应能力也起催化作用。 （4）流态化炉 原料：木屑等粉状或颗粒 原料 结构：立式圆筒或圆锥形 炉体。 特点：用螺旋加料器从下 部送料，从底部吹入空气 作为流态化气体，使原料 进行流态化炭化，得炭率 为20%。 （1）堆烧法 程序： 将炭化原料竖立或横放在垫木上，上铺 一层小树枝或柴草，再用黏土覆盖密封，同时修 筑一排烟口或装一根排烟管，然后点火烧制。烧 炭过程中，要注意供给的空气量。 出炭率：硬木原料 20%35%，软木原料 14%18%。 木材干馏设备即干馏釜，根据加热的方式 不同，可分为内热式和外热式。 内热式：木材通过载热体进入釜内与木材 直接接触的加热方式。 外热式：热量通过釜壁传给木材的加热方 式。 水分 木炭与水接触时的吸水能力取决于其结构特 性和表面浸润的情况，能吸收超过它自身质量的 水分。长时间储存在空气中