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7.2 生物质炭

化设备

7.2.1生物质炭化设备

01

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烧炭在我国已有2000年以上的历史。

02

炭窑、移动式炭化炉、果壳炭化炉和流态化炉。

常见的碳化设备：

（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3~7

天 。

3、闷窑熄火熄火产

物为

黑炭，窑外

熄火产物

2.

移动式炭化炉

l 原料：薪炭材

l 结构：2mm钢板焊接而成，由炉

l 下体、炉上体和顶盖叠接

l 而成。

l 特点：1、劳动强度和受季节影响

l 小。

2.

得炭率25%，周期24h。

c

果壳炭化炉

l 原料：果壳

l 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，得炭率：

l 25%~30%，周期 4~5小时，灰分小于2%，挥发分为

8%~15%。

d

流态化炉

l 原料：木屑等粉状或颗粒原料

l 结构：立式圆筒或圆锥形炉体。

l 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。

堆烧法

l 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。

l 出炭率：硬木原料 20%~35%，软木原

料 14%~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

○1/4~1/3。

○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。

窑烧法烧制木炭，其木炭的质量和产

与操作水平关系甚大。如果控制不好，

候太过，产炭量减少；若火候不足，

烧出夹生炭。

PART ONE

（3）节柴炭烧炉

l 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。

l 结构：由炉盖、炭化室、燃

烧室、火山墙、迎风

l 墙、烟囱、炉门等组成。

l 程序：装料、缺氧闷烧、闭

炉和出炭。

（3）可移出式

烧炭炉

l 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。

l 结构：上炉体、下炉体、

烟道、风孔、炉

l 盖、点火架、炉栅。

l 出炭率：25~30%。

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外热式：热量通过釜壁传给木材的

与木材直接接触的加热方式。加热方式。

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0102

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

a

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。

木炭的相对密度随炭化原料种类、含碳量及炭化

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。

木炭的相对密度和孔隙度

（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。

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。

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