林產(chǎn)化工中影響木材熱分解的主要因素
化學(xué)先生 / 2019-07-22
一:材質(zhì)的影響
木材的種類含水率、木塊大小和腐朽材含量等對(duì)木材的熱分解產(chǎn)生影響。一般，硬闊葉材生產(chǎn)的木炭質(zhì)地堅(jiān)硬，針葉材松木的木炭較松軟，同時(shí)干餾產(chǎn)物的得率也不相同。木材的含水量過(guò)高，不僅能耗較高,木醋液的濃度降低，而且還會(huì)使木炭開(kāi)裂，機(jī)械強(qiáng)度降低。但木材含水率太低，熱解反應(yīng)過(guò)于激烈，木炭的機(jī)械強(qiáng)度同樣會(huì)降低，因此用于熱分解的木材含水率一般在10% ~ 25%之間。木塊的大小影響傳熱過(guò)程，影響木醋液的質(zhì)量和得率。一般，根據(jù)不同的熱解裝置確定木塊大小，但力求木塊大小均勻。控制腐朽材的含量，腐朽材的存在使生產(chǎn)的木炭質(zhì)地疏松、易碎和易自燃。腐朽材同樣使干餾的木醋液產(chǎn)率降低,但木煤氣的產(chǎn)量較高。
二、炭化速度和最高溫度對(duì)木炭的影響
炭化速度影響炭化爐的生產(chǎn)能力,適當(dāng)提高炭化速度減少炭化時(shí)間,能提高裝置的生產(chǎn)能力。但炭化速度太快，不僅會(huì)降低木炭的得率,而且會(huì)降低木炭的機(jī)械強(qiáng)度。炭化速度應(yīng)根據(jù)炭化裝置和原料性質(zhì)來(lái)確定。
木材炭化的最高溫度對(duì)產(chǎn)品的得率和質(zhì)量產(chǎn)生影響,是木材熱解過(guò)程的重要影響因素。通常炭化溫度在400攝氏度以前，木醋液中各種成分的含量變化較大,400攝氏度以后趨于平穩(wěn)。炭化最高溫度為350攝氏度時(shí)制得的木炭強(qiáng)度較低，隨著炭化溫度的升高，木炭的強(qiáng)度增加。氣體組分隨溫度的變化較復(fù)雜，二氧化碳和一氧化碳在400攝氏度時(shí)產(chǎn)率最高，氫氣、甲烷在700攝氏度左右產(chǎn)率最高，此外在300~ 500攝氏度還有其他烴類生成。
三、化學(xué)藥品或介質(zhì)對(duì)木材熱解的影響
林產(chǎn)化工常用氯化鋅磷酸處理木材，可提高木材熱解時(shí)木炭的得率，減少木煤氣和木醋液的生成。用稀硫酸處理木材，可提高木材熱解時(shí)糠醛的產(chǎn)率。用碳酸鈉處理木材，可提高木材熱解時(shí)沉淀焦油的產(chǎn)率。所以化學(xué)藥品對(duì)木材熱解過(guò)程產(chǎn)生的影響是顯著的，合理利用化學(xué)藥品，可以提高所需產(chǎn)品的得率。
木材熱解時(shí)可采用氣體介質(zhì)和液體介質(zhì)。當(dāng)氣體介質(zhì)為氧氣或空氣,并有堿性物質(zhì)存在時(shí)，木材受熱分解生成大量的揮發(fā)性酸。在過(guò)熱水蒸氣介質(zhì)中,木材熱解的揮發(fā)性酸的產(chǎn)率較高。在氫氣并有催化劑存在時(shí)，加壓可使木材液化，生成液體燃料。當(dāng)介質(zhì)采用有機(jī)溶劑時(shí)，可提高木材熱解的液態(tài)產(chǎn)物的得率，因?yàn)槟静脑谟袡C(jī)溶劑中產(chǎn)生熱溶。
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