木焦油可以燃烧。
木焦油的用途以及制作方法:
1、木焦油的主要成分是木杂酚油,通常把从非充脂木材制得的焦油加以蒸馏,用氢氧化钠处理、再酸化及再蒸馏使之与其他成分分离后制得。木杂酚油是无色液体,但在空气与光的作用下呈现颜色,有烟味,有腐蚀性,主要用作消毒剂及防腐剂;
2、木焦油是一种含烃类、酸类、酚类较高的有机化合物,加工后可获得杂酚油、抗聚剂、浮选起泡剂,木沥青等产品。也可用于医药、合成橡胶和冶金等部门;
3、木焦油为木材在炭窑中炭化时排出来的产品或在
把薪材等置于隔绝空气的干馏设备中用外加热或内加热方式使其分解的一种热解工艺。通过热解可以得到木炭、木醋液、木焦油和木煤气等产物。
干馏原料
干馏以薪炭材、森林采伐剩余物,以及森林抚育和间伐的杂木作原料。可分8类:第一类是硬阔叶树材,如水青冈、桦、麻栎、苦槠、榆、槭等;第二类是软阔叶树材,如杨、椴、柳等;第三类是针叶树材,如马尾松、红松、云杉等。木材干馏工厂大都选用薪炭材,或低廉的加工剩余物作原料。
木材的干燥对干馏产品得率和成本都很重要。木材干燥程度与干馏的热效能、醋酸浓度、炭的质量都有直接影响。因此,木材在干馏之前需要进行干燥,含水率最好在10~20%范围内,不宜超过25%。干燥方法有人工、天然两类。天然干燥,即堆垛气干法,这需要1年以上的时间和占用较大的堆垛场地。人工干燥采用干燥设备,可以在较短时间达到较低的含水率。如将木材装在车内通过隧道式干燥室利用烟道气进行干燥。较新型的人工干燥法是采用直立式连续干燥室,将木材切成一定长度,用输送机从干燥室顶部进口进入,从上部通入烟道气(温度调节在200℃以下)加热,干燥蒸发的水分和废烟气由下口排出。干燥的木材从室的下部由输送机送出。(见木材天然干燥、木材人工干燥)
干馏过程
木材为一复杂的有机综合体,在热解中会产生一系列复杂的化学反应。当加热到275℃时木材开始放热反应,放出大量的热,同时产生大量的热解产物。木材干馏可分4个阶段:①预热和再干燥阶段。由低温升到120℃,主要是木材中水分的蒸发,升到170℃,木材开始热解。②吸热反应阶段。温度在170~275℃之间,木材化学组成开始发生变化,半纤维素和木材组成中的不稳定部分发生热解,产生二氧化碳和一氧化碳,同时生成醋酸等。③放热反应阶段。温度到达275℃时,开始放出大量热量。反应物除水外,有醋酸、甲醇、木焦油和木煤气等。因木材放出热量各不相同,终了温度不完全一致。④木炭烧成阶段。根据对木炭质量要求,一般升温到400℃以上。也可以提高到500℃烧制成质量较高的木炭。
干馏设备
主要由干馏釜(窑、炉)和冷凝、回收设备组成。可分内热式和外热式两类,中国采用外热车辆式干馏釜和内热立式干馏釜。
外热车辆式干馏釜
间歇操作,直径约2米,长约7米的卧式干馏釜可容纳料车两辆,共装薪材约15立方米。干馏釜炉体的结构见图1。干馏釜卧放在炉体上,一端密封,另一端有用法兰连接的釜门,釜底装设轨道,料车可沿轨道送入釜内。干馏釜上部有蒸汽气体出口管与冷凝系统相连。使用时,将料车装入干馏釜后密闭釜门,燃烧炉点火,热烟气从炉子的釜下纵向烟道经侧烟孔进入环形烟道加热干馏釜,通过釜壁传热,使釜内木材升温热解。为了使干馏釜的温度前后一致,环形烟道分隔成前、中、后三部分,进入的烟气分别通向三条平行的釜上纵向烟道中,其后端都装设铁闸板,分别控制烟气流量,使三部分的干馏釜壁均匀加热。
木材干馏得到的液体和气体产物,以蒸汽气体的形式通过上部出口进入旋风分离器和塔板式焦油分离器,初步分离木焦油。焦油分离器有3~4层塔板,使蒸汽气体中的木焦油冷凝分离,下部有蛇管,通入蒸汽或冷水,以调节温度,使保持102~120℃左右。蒸汽气体再送入列管冷凝器和洗涤器冷凝回收木醋液。木煤气洗涤塔后装设排风机,以降低系统压力,并将木煤气送入干馏炉内燃烧,以节约燃料。与干馏釜门相对的位置上有木炭冷却器,装有轨道与干馏釜连通,干馏完毕时,将盛木炭的料车趁热转入木炭冷却器,密闭后用冷水从外部喷淋进行冷却,并立即将新料车装入干馏釜内进行下一次干馏,以缩短生产周期,节约燃料。每次操作周期约24小时。
图1内热立式干馏釜
利用木材干馏本身产生的木煤气燃烧得到的热烟气作为载热体,送入干馏釜内部加热木材,在开工初期或木煤气量不足时,可燃烧煤气或重油。工艺流程见图2。
图2干馏釜的操作是半连续式的,每隔15~30分钟卸料和加料一次。加料器采用双重闸板结构,使加料时釜内的蒸汽气体不致外逸,避免干馏产物的损失。经干燥的原料从顶部加入干馏釜,自上而下经干燥区进一步蒸发水分。在炭化区用循环载热体加热炭化;在煅烧区煅烧木炭,继续分出挥发物质,使木炭的固定碳含量达到指标要求。在木炭冷却区用冷木煤气冷却木炭,使温度降低到40~60℃,然后经卸炭器卸出。卸炭器由3个阀门组成:第一个是针形阀,用来隔断炭层;第二个是闸板阀;第三个是翻板阀。卸炭时,由上而下按顺序逐个开、关各阀门。载热体由煅烧区进入干馏釜,由下向上通过炭化区和干燥区,与木材热解的蒸汽气体产物一起从干馏釜上部出口管引出,送入前冷凝器和冷凝—冷却器分离木醋液和木焦油,再经泡沫吸收器分离甲醇等低沸点组分,冷却到20~30℃的木煤气送干馏釜下部木炭冷却区冷却木炭,并使木煤气预热,然后送入燃烧—混合室。燃烧得到的高温烟气与冷木煤气混合,得到500~600℃的载热体从第一个锥形漏斗下面送入干馏釜。在正常情况下,当木材含水率在15%以下时,利用木煤气燃烧的热量可保证干馏釜热量自身循环。
干馏产物与用途
经过干馏得到的热解产物有木炭、木醋液、木焦油、木煤气、木沥青等。阔叶树材和针叶树材干馏时得到的主要产品见表。木炭大多作商品,或再加工成活性炭。木煤气直接作干馏用的补充燃料。在正常运转中,不需补充其他燃料。
木醋液澄清时分两层,上层是澄清木醋液,下层是沉淀焦油。木醋液为许多化合物的水溶液,黄褐色,比重为1.025~1.050,其中有大量水分,含10~20%的各种化合物,约有40多种脂族化合物和10多种芳香族与杂环化合物。
木醋液经间歇或连续的精馏设备进行脱醇,分离粗甲醇并加工成工业甲醇、丙酮酯、木醇油等。脱醇后的木醋液可用中和法制成醋石(醋酸钙)或醋酸钠,并可再加工成醋酸,或者用醋酸乙酯萃取法直接制得醋酸。(见木醋液)
沉淀焦油是黑色粘稠的油状液体,有焦烟味,比重1.01~1.10,其中含量最大的是酚类(10~20%),还含酸类、酯类、醛类、呋喃化合物、烃类和碳水化合物等。
木焦油加工在整个干馏工艺上占有重要的位置。通过木焦油的脱水和分馏,得到45~48%的酸水、轻油和重油,余下为木沥青。轻油(110~190℃馏分)可用作燃料或作有色金属选矿用的浮选起泡剂。重油(230~310℃馏分),可制成抗氧剂或抗聚剂。杂酚油(190~230℃馏分)可制取工业杂酚、药用木馏油和愈创木酚等。木沥青量约占木焦油的45~55%,可代替煤沥青使用,也可制成建筑用木沥青增塑剂、颗粒活性炭粘结剂等。(见木焦油)
木煤气主要成分为二氧化碳、一氧化碳、甲烷、不饱和碳氢化合物和氢气等。其中除二氧化碳外,都是可燃性气体,有一定的热值,可作干馏炉的辅助燃料。
干馏得到的木炭在活化炉中高温下加入过热蒸汽,保持850~900℃的温度进行活化可制得活性炭。
这个属于焦油,是檀香燃烧受热时内含的油脂类物质以及液态分解产物渗入石棉垫,由于石棉垫的绝热效应而未被烧尽。除非你把它吃下去或长期涂抹在皮肤上,否则没啥危害。木材在同样环境下缓燃,或者用过热蒸气蒸馏也会有类似的油状物渗出,叫木焦油,以此类推你看到的东西貌似应该叫檀香焦油?
顺便说一句,你用来烧蚊香的那个石棉垫子危害性比焦油大多了,其粉尘吸入呼吸道具有强烈的致癌作用,建议抛弃,改用金属支架。
木质原料(包括木炭)在高温下经适量气化剂作用转变为可燃性气体(木煤气)的热解过程。是一种新的木材热解工艺。森林采伐剩余物、木材加工剩余物和木炭等都可用作气化原料。空气、水蒸气、氧气或混合气体,是常用的气化剂。
气化反应
气化剂与原料中的碳元素及反应生成物的化学反应如下:
C+O2→CO2+QC+1/2O2→CO+QC+CO2→2CO-QC+H2O→CO+H2-QC+2H2O→CO2+2H2-QCO+H2O241203CO2+H2+QC+2H2241203CH4+Q反应式中的Q表示热量。碳与氧的作用是放热反应,碳与水蒸气是吸热反应。反应中生成的一氧化碳、氢气和甲烷等都是可燃性气体,有一定的热值。气化剂不同,煤气的成分也不同。例如空气煤气主要含一氧化碳和空气中带来的氮气,水煤气则主要含氢气和一氧化碳。气化反应与气化温度有关,温度越高,碳与水蒸气的反应速度和使二氧化碳还原成一氧化碳的反应速度越快。提高温度不利于甲烷生成,因为生成甲烷的反应属于放热反应。
木材的细胞组织结构有许多天然的孔隙,因此,从木材制得的木炭的比表面积比煤(或焦炭)大得多。在气化过程中,木炭使二氧化碳还原的速度也大于煤。如前者在600℃时能与二氧化碳起反应,到800℃时,就能使二氧化碳完全还原成一氧化碳,后者使二氧化碳还原的起始温度在800℃以上。木炭对水蒸气和氧的反应能力也大。因此,采用较低的气化温度,或在同一气化温度下用较短的接触时间,就可以使木材或木炭完成气化。
气化设备
主要是煤气发生炉。分上吸式(直流式)、下吸式(逆流式)和平吸式(横式)3种。
上吸式煤气发生炉
内部从上而下分为干燥区、干馏区和气化区。原料从顶部加入,依靠本身的重力逐渐下沉,在干燥区和干馏区被气化区煤气带来的热量加热干燥和炭化,木材炭化时生成的酸类、醇类、焦油和气体产物如一氧化碳、二氧化碳、氢气、碳氢化合物等与煤气一起从煤气发生炉顶部的出口管引出。气化区的下部是燃烧段,上部是还原段。用空气作气化剂时,木炭在燃烧段与风嘴送入的空气接触,进行氧化反应,产生的二氧化碳在还原段与高温木炭接触时,起还原反应转变成一氧化碳。高温煤气经过上部干馏区和干燥区时,将热量传给木炭或木材以后,与木材炭化和干燥的副产物一起从顶部煤气引出管排出。用空气作气化剂时,碳和氧进行放热反应,会使炉温不断升高,为了避免燃烧段的温度过高,防止炉栅熔化,常同时加入适量的水蒸气作为气化剂,利用水蒸气与碳的吸热反应,使燃烧段保持正常温度。从煤气发生炉引出的煤气中,含有木焦油和木醋液等木材干馏产物,需加以净化,除去酸类等有腐蚀性和有碍煤气燃烧的物质。煤气通过净化设备除尘、冷凝、分离、回收木焦油和木醋液。它们进一步加工,可制得木焦油抗聚剂、工业杂酚、醋酸和甲醇等产品。
煤气发生炉的结构取决于:原料的性质,如灰分含量、含水率、挥发分含量和破碎程度等;供应煤气的性质,如煤气的压力、温度、热值和组成等。煤气发生炉在操作时,经切片和干燥过的木片送入煤气发生炉的上部,从下部鼓入空气,生成的煤气经除尘器送至冷凝冷却器冷却到60~70℃,初步分离液体产物,然后在焦油分离器和雾滴捕集器中除去木焦油。经净化后的煤气送锅炉或燃烧炉,或再净化后用于内燃机。
下吸式煤气发生炉
炉中气体自上而下流动。空气从炉子的侧面送入气化区,煤气从下部引出。气化区的燃烧段在上部靠近空气的进口处,还原段在气化区的下部,燃烧段的木炭与送入的空气接触进行燃烧,生成的二氧化碳流经下部还原段时被还原成一氧化碳。气化区的上部是干馏区和干燥区,燃料靠下部气化区传导和辐射的热量进行加热升温,木材在干燥区蒸发得到的水分和在干馏区热解生成的醋酸、甲醇和木焦油等液体产物,在向下流动通过气化区时,发生氧化、高温分解和还原反应,转变成气体产物。因此,煤气中的液体产物很少,可以简化净化设备。下吸式炉多属小型,气化效率比上吸式炉低5~8%,这是因为:①木焦油等液体产物在气化区中热解时多消耗了一部分热能;②生成的高温煤气没有与原料进行热交换使原料的干馏程度较差,气化区额外负担了部分原料的干馏作用,消耗了一部分热量,影响气化区还原反应的进行;③煤气出口温度高达600~700℃,带走的显热损失较大;④小颗粒的燃料容易通过环形孔落入下部,不再进行气化反应,损失较大。但下吸式煤气发生炉比较简单,操作方便。煤气可取代液体燃料,用于小型动力机械。
下吸式煤气发生炉由耐火砖砌成,有钢制外壳。燃料(细木块、泥煤等)由加料口加入,生成的气体通过环形孔吸出,空气则经风嘴吸入炉内,燃料的气化区位于煤气出口环形孔的平面上或稍高一些。
平吸式煤气发生炉
原料从顶部加入炉内,空气从煤气发生炉的下部一侧的风嘴送入,煤气从另一侧的斜炉栅下面的出口管引出,炉内气体按水平方向流动。气化区位于风嘴与炉栅之间,气化区的上部是干馏区和干燥区。燃料干燥和干馏得到的产物进入气化区,生成的煤气通过炉栅由出口管引出,煤气中仍含有部分的焦油和其他干馏产物。平吸式煤气发生炉由于空气是由风嘴高速吹入炉内,风嘴附近的温度可高达2000℃,炉子的效率较高,得到的煤气质量也较好。但是,这种炉子只能使用灰分较少和灰分熔点较高的燃料。
产品用途
煤气用作燃料,使用方便。木材干馏厂用作为干馏炉的燃料。在林区用作动力设备的燃料,可取代液体燃料。液体产品的加工利用见木材干馏。
1、低温储存法。低温储存法是储存烹饪食物级常用的方法。其主要原理是通过低温有效地抑制微生物的生长和繁殖,降低酶的活性,减弱食物内的化学反应,较好的保持食品原有的风味和营养价值。低温储存按其温度的不同可分为冷藏法和冷冻法,冷藏的温度是在冰点以上。采用冷藏的食物主要有蔬菜、鲜肉、鲜鱼、水果、奶制品以及熟制品和半成品等食物。冷冻法是将食物在低于冰点的环境中冻结,适用于储存动物性食物等。冷冻法可以使食物保存较长的时间不变质。但是长时间存放,虽然食物的质且变化不大.但水分减少,其背养价值降低,吃起来口感也不好。另外,两种以上食物存放在同一个冷冻箱内时,要用无毒害的食品袋密封隔离。预防气味相互污染.同时也可减少食物水分的流失。
2、高温储存法。高温储存法是餐饮业储存食物经常使用的方法,因为微生物对高温的承受能力弱,当温度提高时可有效地杀灭微生物.并破坏酶的活性.可防止微生物对食物的影响,达到储存食物的目的。其方法是先将食物用开水煮透或蒸透(达到100度以上的高温),取出或仍用原汤泡上.放在凉爽通风的地方不搅动,防止食物重新被污染。采用此方法可使食物在较长的时间内不变质。这种方法适用于保存动物性食物的成品和半成品以及水发干货类等食物。
3、通风储存法。通风储存法主要适用于保存粮食、干货食物和需要风干的食物.它们的特点都是怕霉、怕捂。例如米、面、花生、蔬菜等食物,在储存的时候都需要通风.这样可使霉菌不易生长,保持食物的原有成分,减少霉变。
4、腌、渍、酱、泡储存法。此种方法一般是用盐、糖、醋、酱和五香料,按照一定的比例方法加人食物内,使食物吸收一定的浓度。来抑制微生物的生长.达到长期保存食物的目的。例如:腌菜制品有咸萝卜条、咸豆角、糖醋蒜等。酱菜制品有酱五香大头菜、酱黄瓜、酱八宝菜等。泡菜制品有泡洋白菜、泡辣椒、泡茄子等。通过腌、渍、酱、泡等处理后的食物,一般营养价值会降低,因为食物中一部分维生素、无机盐被破坏和损失.特别是动物性食物的纤维肌会变硬.不易被人体吸收消化。但是加工烹调后香味浓郁,口味极好。这种储存食物的方法简单易行,在饮食行业中得到广泛应用。
5、烟熏储存法。烟熏是用锯未、松拍枝等材料,在不完全燃烧的情况下所产生的烟气来熏烤食品的一种方法,经烟熏后的食物不但减少了食物内部的水分,而且烟气中有杀菌和防腐作用的木焦油、杂酚油等附在食物的表面上.能防止细菌的生长,从而达到防腐储存的作用,一般常见的熏制品有熏鱼、熏鸡、熏肉等。
6、真空密封保存方法。真空密封保存方法是使食物在真空的状态下,不与空气中的微生物接触.进行密封保存食物的一种方法,如罐装制品、真空包装制品等。此方法适用于多种食物的保存
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