机制竹炭的热解工艺2005/04/20

机制竹炭的热分解是在温度稍高于100℃时开始的，在150℃以下，机制竹炭的受热分解速度很慢，随着温度的升高，机制竹炭的受热分解速度显着加快；温度上升到约270℃以上时，分解反应剧烈进行。温度达500℃时，分解反应基本结束。与木材一样，机制竹炭的的热分解过程，机制竹炭的炭化的工艺一般包括干燥、预炭化、炭化、煅烧和冷却阶段。 1．水分蒸发或干燥阶段 加热温度为100~150℃之间，竹材分解的速度缓慢，主要是竹材组织中的吸着水受热蒸发逸散，但竹材的化学组成，没有明显变化；但随着加热时间的延长，竹材中的戊聚糖含量是可能降低，竹材的物理力学性质有所改变。 2．预炭化阶段 加热温度为150~270℃，竹材受热分解速度加快，其中的化学组成发生明显的分解反应，比较不稳定的组份如半纤维素受热分解生成CO2、CO、H2O和少量的乙酸等物质。上述两个热分解阶段，需要外界供给热量，亦即竹材的吸热分解阶段。 3．炭化阶段 加热温度升高至270~450℃，竹材热分解反应剧烈，伴随产生大量的热分解产物，生成的气体中，CO2和CO的量逐渐减少，而碳氢化合物如甲烷、乙烯、烯烃类及各种活性高能的氢自由基和羟基，则逐渐增多；生成的液体主要有乙酸、甲醇、丙酮和竹焦油。 这一阶段放出大量的反应热，称为放热反应阶段；而放热反应温度随加热速度而异。 4．煅烧阶段 温度继续升高到450℃以上时，生成的液体产物已经很少，这个阶段借助外部的热量，除去残留在竹炭中的挥发物质。但煅烧阶段仍要靠外部供给热量进行竹炭的煅烧。 以上四个阶段，没有明显的界限，甚至同一试件的外表和内部，都可能同时处于不同的热分解阶段。 5 冷却阶段 将经过煅烧的竹炭，在机制竹炭的窑不漏气的情况下，从最高温度逐渐冷却到40℃左右，然后就可以出炭。 综上所述，机制竹炭的热分解产物，是其中三种主要化学成分的热分解产物的总和，而三种主要化学成分之间，并没有明显的相互作用。分解产物主要分为三类：（1）可燃性挥发物；（2）焦油；（3）机制竹炭。进一步热分解，焦油最终也转变为挥发物和炭。当氧气存在时，可燃性挥发物发生燃烧，竹炭则在表面氧化炽热，发生无焰燃烧。 机制竹炭的细胞壁中多糖物质的热分解作用，包括了脱水、缩合和炭化等一系列反应，而炭化反应包括生成稳定的游离基和形成新的碳链键等一系列反应。