活性炭的生產(chǎn)全部工藝木質(zhì)材料炭化過程發(fā)生什么變化？木材、木屑、樹根、果核和果殼等木質(zhì)材料的炭化，是把它放在炭化設(shè)備內(nèi)加熱，進(jìn)行熱分解。在熱解過程，發(fā)生一系列復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生很多新生產(chǎn)物，木質(zhì)材料發(fā)生了變化。根據(jù)熱分解過程的溫度變化和生成產(chǎn)物的情況等特征，炭化過程大體上可分為如下四個階段。
1. 干燥階段這個階段的溫度在120—150攝氏度，熱解速度非常緩慢，主要是木材中所含水分依靠外部供給的熱量進(jìn)行蒸發(fā)，木質(zhì)材料的化學(xué)組成幾乎沒有變化。
2. 預(yù)炭化階段這個階段的溫度為150—275攝氏度，木質(zhì)材料熱分解反應(yīng)比較明顯，木質(zhì)材料化學(xué)組成開始發(fā)生變化，其中不穩(wěn)定的組分，如半纖維素分解生成二氧化碳、一氧化碳和少量醋酸等物質(zhì)。以上兩個階段都要外界供給熱量來保證熱解溫度的上升，所以又稱為吸熱分解階段。
3. 炭化階段這個階段的溫度為275—400攝氏度，在這個階段中，木質(zhì)材料急劇地進(jìn)行熱分解，生成大量分解產(chǎn)物。生成的液體產(chǎn)物中含有大量醋酸、甲醇和木焦油，生成的氣體產(chǎn)物中二氧化碳含量逐漸減少，而甲烷、乙烯等可燃性氣體逐漸增多。這一階段放出大量反應(yīng)熱，所以又稱為放熱反應(yīng)階段。
4. 煅燒階段溫度上升到450—500攝氏度，這個階段依靠外部供給熱量進(jìn)行木炭的煅燒，排出殘留在木炭中的揮發(fā)性物質(zhì)，提高木炭的固定碳含量。這時生成液體產(chǎn)物已經(jīng)很少。應(yīng)當(dāng)指出，實際上這四個階段的界限難以明確劃分，由于炭化設(shè)備各個部位受熱量不同，木質(zhì)材料的導(dǎo)熱系數(shù)又較小，因此，設(shè)備內(nèi)木質(zhì)材料所處的位置不同，甚至大塊木材的內(nèi)部和外部，也可能處于不同熱解階段。炭化對原料的要求炭化的原料很多，薪材、森林采伐剩余物、森林撫育時消除的雜木、木材加工廠的剩余物，如木屑等都可以進(jìn)行炭化。
除木屑為粒狀，需采用特殊炭化爐炭化外，其他原料多以木段為主，都適合大多數(shù)炭化爐或炭窯炭化原料的要求。炭化原料樹種可分為三類：*類為硬闊葉材，如水青岡、麻櫟、苦櫧、榆等；第二類為軟闊葉材，如楊、柳、椴等；第三類為針葉材，如馬尾松、南亞松、濕地松等。要生產(chǎn)出高質(zhì)量的木炭，以適合冶金工業(yè)和二硫化碳工業(yè)等工業(yè)部門使用，炭化原料應(yīng)選用硬闊葉材，而針葉材常用來生產(chǎn)松木炭，用于制造活性炭。
炭化材大小均勻，一般要求直徑不大于10厘米，若直徑太大，應(yīng)把它劈開，劈裂線長度要求小于12厘米。炭化材的長度以炭化爐或炭窯的高度決定，若大材不劈開，因木材的導(dǎo)熱性差，炭化時產(chǎn)生的氣體混合物，由木材內(nèi)部通向外部，所需通過的路徑很長，炭化時間也長。會導(dǎo)致木材機(jī)械強(qiáng)度下降。供炭化的薪材多屬萌芽林，故在秋冬季采伐，此時，樹木處于休眠階段，樹液停止流動，根部貯存物質(zhì)，不受損害，利于來年萌芽更新；而且秋季天氣晴朗，相對濕度小，木材含水量低，伐下的薪材易干燥，可縮短炭化時間，減少燃料消耗，生產(chǎn)的木炭裂縫少，質(zhì)量高。此外，腐朽木、病害枯死的木的木材，均不宜作炭化原料，因為腐朽木材炭化時，木炭疏松、易碎和容易自燃，大大降低木炭質(zhì)量。
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