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木炭

发布时间:2016-10-10 点击量:2865

木炭(charcoal)是木材或木质原料经过不完全燃烧,或者在隔绝空气的条件下热解,所残留的深褐色或黑色多孔固体燃料。是保持木材原来构造和孔内残留焦油的不纯的无定形碳。中国商代的青铜器和春秋战国时代铁器的冶炼都用木炭,利用其吸湿性来观测气候变化等。现在除仍作生活燃料外,还用作金属冶炼、食品和轻工业的燃料,电炉冶炼的还原剂,金属精制时用作覆盖剂保护金属不被氧化。在化学工业上常作二硫化碳和活性炭等的原料。此外还在研磨、绘画、化妆、医药、火药、渗碳、粉末合金等各方面应用。

按烧炭用的原料可分为:①硬阔木炭。由硬阔叶材如壳斗科麻栎属、栲属树木为主,次要的还有桦木属等。②阔叶木炭。由硬、软阔叶材混合烧制的炭。③松木炭。由松木或其他针叶材烧制的炭。此外还有用竹类烧制的竹炭和用果壳、果核(椰子壳、桃核)等木质原料烧制的果核炭。从家用炉灶中收取的柴炭则俗称桴炭。如将木炭粉碎后拌以适当的粘合剂,再进行压积成型和焙烧则制成压积炭。按烧炭工艺分白炭和黑炭。

木炭主要成分是碳元素,此外还有氢、氧、氮以及少量的其他元素,其含量与树种的关系不大,主要取决于炭化的*终温度。木炭属于憎水性物质,灰分含量在 6%以内,孔隙占木炭体积7%以上,比重一般为 1.3~1.4,发热量取决于炭化条件,一般在 8000 千卡/千克左右 ,木炭的还原能力大于焦炭  ,从而用作金属冶炼的还原剂和覆盖剂 。木炭有大量的微孔和过渡孔,使它不仅有较高的比表面积,而且孔内焦油物质被排除后将有很好的吸咐性能,所以是制备活性炭的重要原料。

木炭的用途

1. 冶金工业

以前木炭就用来冶炼铁矿石,木炭与焦炭熔炼的生铁,即使化学组成相同,其结构与机械性质仍不相同。木炭冶炼的生铁一般具有细粒结构,铸件紧密,没有裂纹的特点,用木炭生产的生铁含杂质少,适于生产优质钢。

在有色金属生产中,木炭常用作表面助熔剂,当有色金属熔融时,表面助熔剂在熔融金属表面形成保护 

层,使金属与气体介质分开,既可减少熔融金属的飞溅损失,又可降低熔融物中气体的饱和度。

大量木炭还用于结晶硅生产,生产结晶硅用的木炭不应含有生炭头和过多的灰分。

2. 渗碳剂的制造

凡是要求表面具有较高的硬度和耐磨性,而中心具有良好韧性的所有钢制品都要进行渗碳。用来对钢制品进行渗碳作用的含碳混合物称为渗碳剂。单纯木炭的渗碳效果较差。因此常用木炭作为原料,再加入一定数量的接触剂,制成渗碳剂。

3. 二硫化碳生产

木炭是制造二硫化碳的*原料,用来制造二硫化碳的木炭,应当是坚硬、容积重大、灰分和水分含量小,固定碳含量高。

生产1吨二硫化碳约需0.5吨的木炭。

4. 木炭砖的压制

碎木炭运输很不方便,而且用途也受到限制,用压制木炭砖的方法能使价值很小的碎木炭变成优质燃料。木炭砖具有吸湿性和吸水性小、比重大和热值高的优点,而且在使用过程有很高的机械强度。煅烧过的木炭砖在燃烧时无烟,不产生炭尘。木炭砖可用于冶金、移动式气化炉等。

活性炭的种类和用途

活性炭是具有发达孔隙结构、有很大比表面积和吸附能力的炭。每克活性炭的总表面积可达1500平方米以上。

活性炭的种类很多,按原料不同可分为植物原料炭、煤质炭、石油质炭、骨炭、血炭等等;按制造方法可分为气体活化法炭、即物理活化法炭;化学活化法炭,即化学药品活化法炭;化学——物理法活性炭;按外观形状可分为粉状活性炭、不定型颗粒活性炭、定型颗粒活性炭、球形炭、纤维状炭、织物状炭等;按用途可分为气相吸附炭、液相吸附炭、糖用炭、工业炭、催化剂和催化剂载体炭等。

活性炭具有吸附性能、催化性能,它不溶于水和其他溶剂,具有物理和化学上的稳定性。除了高温下同氧接触、同臭氧、氯、重铬酸盐等强氧化剂反应外,在实际使用条件下都极为稳定。由于活性炭作为吸附剂的优异特性,所以活性炭的用途非常广泛。

我国活性炭目前多在葡萄糖、医药和味精生产中使用,在环境保护、作催化剂和催化剂载体中的应用还不够广泛。

我国粉状活性炭使用情况如下:

用于医药 占59.8%

用于口服葡萄糖 占26.6%

用于食品工业 占10.8%

用于其他方面 占2.8%

我国颗粒活性炭使用情况如下:

用于000ff>合成纤维载体 占51.2%

用于聚氯乙烯载体 占13.0%

用于空气、水净化 占23.5%

用于合成脱硫 占7.7%

用于其它 占4.6%

值得注意的是,不同方法制得的活性炭,它的选择吸附性会不同,各有一定适用范围,使用不当则效果不佳。

木炭产品主要分为白炭、黑炭、活性炭、机制炭等四大类,下面对四个种类炭做简单的基础知识介绍:

按烧木炭的原料树种可以分为三类:*类为硬阔叶材,如水青冈、桦、麻栎、苦槠、榆、槭等;第二类为软阔叶材,如杨、椴、柳等;第三类为针叶材,如马尾松、红松、云杉等。

按成材与不成材可分为:*类不成材林主要用于民间烧炭用,即薪炭材;第二类成材林主要用于工业、民用木材加工,既薪材林。

炭窑简单介绍:窑的形式、构造很多,如浙江窑、鲤鱼窑、木瓢窑、湖南木窑和四川木窑、速度较快的铁窑、机窑等等。通常以闷窑熄火的方法叫做窑内熄火法,所得到的炭称为“黑炭”。当木材在窑内炭化完毕时,趁热从窑内扒出,然后用湿沙土熄火的方法,称为窑外熄火法。在熄火过程中,木炭与空气接触而进行煅烧,炭的外部被氧化,生成的白色灰附在木炭上,称为“白炭”。白炭比黑炭坚硬。但白炭和黑炭的原料也有所不同。

白炭原料产地:白炭主要以硬阔叶材中的壳斗科、榆科树木为原料,由于树中的不同有可分为:乌冈白炭(原料:乌冈栎)、青冈白炭(原料:青冈栎)、白炭(原料:其他栎木、榉树等不成材林)。白炭主要分布在浙江(龙泉)、湖南、福建、陕西、湖北(十堰、神龙架等地)、河南(洛阳、南阳)、四川、云南、贵州、山东等地区。由于我国环保政策原因,该行业已经越来越少了。

特点:优点燃烧时间长,不冒烟,无污染,比重大,敲击有金属钢音;缺点受潮易发爆(燃烧时发出噼里啪啦的声音,并有火星飞溅伤人)、价格昂贵等。

黑炭原料产地:主要以软阔叶薪炭材为主。由于树种的不同可分为:价格昂贵的茶道炭、枝炭、竹炭和其他廉价民用黑炭。茶道炭、枝炭主要产于森林资源丰富的东北三省,以柞木为原料,烧制工艺和挑选极为讲究。其他廉价民用黑炭主要产于安徽、浙江、河南等地,以榆、段、柳等木为原料。以价格便宜烧制简单而得到普及,但由于我国环保政策和行业利润等原因,该行业已经越来越少了。

特点:优点易点燃;缺点易发爆、不耐烧、燃烧时有烟等。

活性炭:活性炭可以说是木炭的深加工主要产在我国南方福建、浙江一带,他是把木炭利用氯化锌、磷酸、硫化钾和白云石等化学物品活化、漂洗、干燥、粉碎加工而成的,其生产过程对水污染比较严重,一般限制生产。

机制炭:以木屑为原料,工艺上主要是把木屑经机器高温、高压成型后,再送入炭化炉内炭化而成。整个生产过程中无须添加任何添加剂,属环保产品范畴。市面上主要六角形中心有空和四方形中心有孔两种形状。机制炭作为传统木炭(传统木炭:以树木为原料,烧制而成,是一种毁坏资源的产业现在已被我国所禁止)的替代产品,它有燃烧时间长、热值高、不冒烟、不发爆、环保等多种优点。


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