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第三章木材热解工艺木材热解工艺学

吸着水:存在于微毛细管系统中的水分,通过与氢键等作用, 与细胞壁之间形成较大的亲合力,难以蒸发除去,称作吸着水 或胶体水、结合水。
纤维饱和点:特殊的含水率。
相 对 含 水 率 原 料 中 所 湿 含 原 有 料 的 重 水 量 分 重 量 1 0 0 % 绝 对 含 水 率 原 料 中 绝 所 干 含 原 有 料 的 重 水 量 分 重 量 1 0 0 %
内容提要:
四、木材气化 木材气化过程与化学反应 影响气化反应速度的因素 煤气发生炉 影响煤气发生炉操作的主要因素 气化法处理废材的工艺流程 气化产物的应用 木材气化行业取得的进展 五、木材液化 木材液化的目的及意义 木材液化技术研究的现状 木材液化方法 木材液化生成物的开发利用
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要求:15%-
艺上对原料含水率的要求。第三章木材热解工艺木材热解工艺学25%
相对 含水率 40%-50% 大于70% 小于30%
大于60%
一、热解原料的预处理
【4.木材中水分存在的状态】
自由水:存在于大毛细管系统中的水分,与细胞壁之间的亲合力 比较小,容易蒸发除去,称作自由水或游离水、毛细管水。
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一、热解原料的预处理
【3.原料干燥的原因】
含水率,影响生产能力、生产成本(时间、燃料消耗、产品质量)。 含水率大
则热解时间长,热量消耗大,液体产物浓度低而 不利于进一步加工利用。
含水率小
则热解过程放热反应激烈,热解速度太快,会导 致产品木炭开裂。
故:需要确定合适第三的章木含材热水解工率艺木。材热解工艺学
第三章木材热解工艺木材热 解工艺学
内容提要:
一、热解原料的预处理 热解原料的分类 原料干燥的原因 木材中水分存在的状态 干燥过程三时期
木材干燥设备 二、木材干馏工艺 车辆式干馏釜工艺 内热立式干馏釜工艺 明子干馏工艺 三、木材炭化工艺 炭窑、移动式炭化炉、果壳式炭化炉 流态化炉、螺旋炉、回转炉、
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干燥介质:空气、热空气、过热水蒸气、热烟道气等。
优点
不受气候的影响,干燥速度快、干燥程度易于控 制,占地面积小。
缺点
要有专门的干燥设备并需要消耗能源,投资大。
故:该法适用于大中型工厂使用。 第三章木材热解工艺木材热解工艺学
一、热解原料的预处理
【6.干燥过程】
木材干燥速度与含水率的关系图:图3-1-1 体现平衡含水率与干燥介质空气的温度、相对湿度的关系: 同一湿度下,干燥介质温度越高,则 平衡含水率越小; 同一相对温度下,湿度小则平衡 含水率越小; 载热体温度越高,相对湿度越低, 则平衡含水率越低; 提高介质温度,降低介质的湿度, 都有助于木材的干燥。
图3-1-1木材的平衡含水率与 第三章木材热解工艺木材热解工空艺气学 温度及相对湿度的关系
一、热解原料的预处理
【6.干燥过程】
木材的干燥速度与时间的关系:图3-1-2
图3-1-2木材的干燥速度与时间的关系
阶段
ab部分 bc部分 cd部分
特点
干燥过程开始时,木块的含水率较大,干燥速度是很快的, 自由水以固定不变的速度从木块中排除;
一、热解原料的预处理
【1.原料的种类】
薪炭林和次生林; 森林抚育与采伐的剩余物; 木材加工及建筑工业中的木质废弃物; 农林业生产中的一些副产物; 其他含碳废弃物;
【2.热解原料的分类】
原料形状分:粒状、片状、块状、木椴等; 原料树种分: ①硬阔—水青冈、桦、麻栎、苦槠、榆、槭等; ②软阔 — 杨、椴、柳等; ③针 — 马尾松、红松、云杉等; 注:不同的材种干馏的第产三物章木得材热率解不工艺同木材。热解工艺学
影响干燥速度的因素
①木材的性质:树种、含水率; ②干燥介质的性质:温度、湿度、流速; ③干燥方法:自然干燥、人工干燥; 第三章④木材干热燥解工设艺木备材热解工艺学
一、热解原料的预处理
【5.干燥方法】
自然干燥:原料在大气中晾晒,利用太阳能蒸发原料中的水分。此时,
空气中的温度、湿度及流动速度对于干燥速度起决定作用。温度高,
特点
恒速,蒸发自由水,木块表面有完整的水膜;
干燥速度直线下降,蒸发自由水,木块表面水 膜的完整性遭到破坏直至消失,木块表面变干; 干燥速度是曲线下隆直至为零,达到平衡,蒸 发吸着水;
一、热解原料的预处理
【2.热解原料的分类】 不同的原料(材种)干馏的产物得率不同:
产物名称
醋酸、甲醇 木炭
得率
硬阔叶材比针叶材高一倍 硬阔叶材比针叶材低
另: ①干馏硬阔叶材时,醋酸得率最高,软阔叶材次之,针叶材最少, 所以,以生产醋酸为主的木材干馏原料主要使用桦木和水青冈; ②针叶材常用来生产松木炭,用于制造活性炭。
自由水从第一临界点开始,自由水的排除速度大约按照bc部 分直线的规律降低;
第二临界点c起,开始排除吸着水,干燥速度按照曲线cd降低, 最后达到平衡。
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一、热解原料的预处理
【6.干燥过程】
干燥过程三个时期化分依据:干燥速度变化的特点。
时期
恒速干燥时期 干燥的中间时期
内部扩散作用时期
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一、热解原料的预处理
【5.干燥方法】
干燥:在干燥介质作用下,使水分蒸发除去而降低物料含水率 的过程。
干燥速度:表示在单位时间内从木材中干燥除去的水分的数量。 平衡含水率:当周围介质固定不变,木材在该介质中存放一定
时间后,含水率不再变化而成为定值,此定值称作在该种介质 条件下(温度、湿度)的木材平衡含水率。
湿度小、风速大的天气有利于干燥的进行。
优点
不需要干燥设备,操作简单、易于实施,不消耗 能源,干燥成本低。
缺点
受天候影响大,干燥强度小,时间长,占用场地 面积大,劳动强度大。
故:该法仅适用于中小型工厂使用。 第三章木材热解工艺木材热解工艺学
一、热解原料的预处理
【5.干燥方法】
人工干燥:原料在各种设备中用特定的干燥介质进行干燥。
一、热解原料的预处理
合适含水率的确定20%
木材名称
热 解 设 备
外热式干馏釜
注:在大多数情况下,含水率
新砍伐的木材 水运或贮存在水中的木材
大气中长期存放的木材 水解木质素、糖醛渣、栲 胶渣等
大的原料不能直接用于热分解,
相对含水率的
需要进行干燥处理,以满足工
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