木材热解复习

一、是非题 10分二、填空题19分三、名词解释 21分 7

四、简答题 30分 6五、论述题 20分

1.木材碳化（错）。

2.碳钢（）。

3.木质碳（）。

4.烧炭（对）。

5.炭同位素（）。

6.炭纤维（对）。

7.碳粒子（）。

8.炭黑（）。

9.炭刷（）。10.化合碳（）。11.碳电极（）。12.炭末（）。

13.生物碳（）。14.炭糊（）。15.碳素材料（）。16.元素碳（）。

17.活性碳（错）。18.玻璃炭（）。19.动物炭（）。20.炭素技术

（）。

1.木材干馏过程大体上划分为四个阶段，其中有干燥阶段、

预炭化阶段、煅烧阶段三个阶段是吸热阶段，另外有炭化阶段是放热阶段。

2.在木材热解过程中，三个主要组分最激烈热解的温度范围是：为

180~300℃，为240~400℃，为280~550℃。

3.随着炭化温度的升高，木屑炭的得率，而固定碳含量却。

4.木材中水分的存在状态分别为和。在纤维饱

和点以下，木材中水分的存在状态主要是。

5.木炭按加工温度来分：、、。

6.吸附曲线可分为三类：吸附等温线、吸附等压

线、吸附等量线。

7.活性炭再生方法主要有两大类：脱附再生、分

解再生。

8.影响木材干馏的因素主要有温度、速度、压力、木材的含水率、木块的大小、木材的腐朽和其他。

9.植物原料干燥过程可以划分为三个时期：恒速干燥时期、

干燥的中间时期和内部扩散作用时

期。

10．木材干馏可以得到木炭、初木醋

液、

木煤气产物等。

11．用磷酸作活化剂与氯化锌相比较，活性炭的得率较高，炭活化的温度较低，活化料漂洗时不需要加盐酸，炭活化产生的废烟气对环境的危害程度大大减轻。

12. 作活化剂生产糖液脱色用的活性炭效果较好，活性炭的灰分含量往往较高等。

1.木材热解：在隔绝空气或通入少量空气的条件下，使木材或其他植物原料受

热分解制取各种热解产品的方法。

2.木材干馏：在隔绝空气的条件下，让木材在干馏釜中进行热分解，以制取甲

醇、醋酸、丙酮、木焦油抗聚剂、松焦油、木炭及木煤气等多种化工产品的方法，叫做木材干馏。

3.绝对含水率：绝对含水率（简称含水率）即水分重量占木材绝干重量的百分

率,一般木材工业中采用。

4.活性炭纤维：活性炭纤维－纤维状活性炭，是把纤维状原料经过炭化、活化

处理得到的一种纤维状活性炭产品。

5.活性炭的再生：将使用后达到吸附饱和状态失去吸附能力的活性炭，用物理

的、化学的或生物化学的方法，把所吸附的物质除去，使活性炭恢复吸附能力的操作叫做活性炭的再生。

6.活性炭：是由含碳物质制成的外观黑色、内部空隙结构发达、比表面积大、

吸附能力强的一类微晶质碳。

7.比表面积：1g活性炭所具有的颗粒外表面积与颗粒内部孔隙的内表面积之总

和称作比表面积。

8.吸附剂：吸附时，能将其他物质聚集到自己表面上的物质叫做吸附剂。

9.竹炭：竹炭是以丰富的毛竹为资源，采用高温热解技术，精心烧制而成。

10.木材气化：以森林采伐和木材加工剩余物(或木炭)为原料，在煤气发生炉内

热加工，使转变成煤气的方法。

11.木材液化：在高温及催化剂等条件的共同作用下，使木材转化成液体燃料的

热化学过程。

12.自由水：也称游离水，存在于细胞腔和细胞间隙中，即存在于木材的大毛细

管系统，与木材呈物理结合，但结合并不紧密的水分。

13.比孔容积：1g活性炭所含有的颗粒内部孔隙的总体积称作比孔体积，简称比

孔容。

14.孔隙率：表示活性炭颗粒内部孔隙体积占颗粒体积的比率，常用百分率表示。

15.真密度：真密度又叫绝对密度，是以规定条件下试样的无孔真实体积为基准

表示的密度。

16.颗粒密度：颗粒密度又叫块密度、汞置换密度，是以规定条件下试样的颗粒

体积为基准表示的密度。

17.充填密度：充填密度又叫堆积密度、公升重或松密度，是以规定条件下试样

的充填体积为基准表示的密度。

18.明子：松树砍伐后留在林地上的根株，或者因灾害而倒在林地上的松木，受

土壤中微生物作用导致边材部分逐渐腐烂，留下的富含树脂物质的部分称作明子。

19.固定碳：固定碳是一个假定的概念，它是在900℃的温度下，不通入空气进

行煅烧时的无灰分的木炭。固定碳是一个假定的概念，它代表在高温缺氧条件下煅烧木炭时，木炭中保留的不含灰分的物质。

四、简答题

1.简述蒸馏、分馏和干馏的区别。

答：蒸馏是将液态物质加热到沸腾(汽化)，并使其冷凝(液化)的连续操作过程．蒸馏的目的是从溶液中分离出某种(或几种)纯液态物质．它要求溶液中的其他成分的沸点与馏出物相差很大的物质．如用天然水制取蒸馏水，从烧酒中提取酒精等。

分离沸点比较接近的液态混合物——分馏

干馏属化学变化，蒸馏和分馏属物理变化

2.简述活性炭孔隙的大小、分类，各种类孔隙的作用。

答：*活性炭孔隙的大小分布范围很广。孔隙半径的上限没有界限，但是为了便于测定，一般规定到7.5um为止；半径小于1nm时，测定变得逐渐困难，因此半径的下限不太清楚，有人认为，似乎半径0.4~0.5nm或者更小的孔隙也确实存在。

杜比宁分类：大孔（半径＞100nm）、过渡孔（半径2~100nm ）、微孔（半径＜2nm）

大孔：比孔容积为0.2~0.8cm3/g，比表面积为0.5~2m2/g

1）多分子层吸附，比表面积不大，吸附有限；

2）作为吸附质进入过渡孔和微孔的通道；

3）作催化剂载体时，可作催化剂的附着部位。

过渡孔：比孔容积为0.02~0.10cm3/g，比表面积为20~70m2/g，小于总比表面积的5%

延长活化时间、减慢升温速度或化学药品活化等方法，可提高过渡孔的比例，使比孔容积高过0.7cm3/g，比表面积达200~450m2/g

1)气相吸附：气体分压较高，毛细凝聚作用吸附并凝聚成液体状态；

2)液相吸附：能吸附焦糖等大分子；

3)作为吸附质进入微孔的通道。

微孔：比孔容积为0.2~0.6cm3/g，比表面积为800~2800m2/g，占总比表面积的95%

气相吸附：吸附质分压较低时，微孔是主要场所；容积充填进行吸附

3.在气体活化过程中，活性炭的孔隙结构是怎样发达起来的。

答：

4.什么叫化学药品活化法？氯化锌在木屑的炭、活化过程中可能发生的作用。答：化学药品活化法是使用氯化锌、磷酸或其他化学药品作活化剂生产活性炭的方法，简称化学法。

（1）氯化锌的润胀作用；（2）氯化锌的催化脱水作用；（3）氯化锌的骨架造孔作用。

5.简述木材干馏的几个阶段特点。

答：干燥阶段：120~150℃以下。

吸热、由外部供给热量；木材化学组成基本无变化。

预炭化阶段：150~275℃

吸热、由外部供给热量；木材中不稳定组分开始分解。

炭化阶段：275~450℃，

放热、急剧分解

煅烧阶段：450~500℃

吸热

6.简述影响木材热解过程的主要因素。

答：（1）木材炭化的最终温度

木材炭化的最终温度对热解产物的产量、组成的影响是很大的。（2）炭化速度

炭化速度影响到炭化装置的生产率大小。

（3）压力

压力对木材热解过程影响很大，

（4）木材的含水率

木材的含水率直接影响木材热分解过程的时间以及燃料的消耗量。

（5）木材的大小

木材的碎分(锯开、劈开、剥皮)对木树干燥和炭化过程、炭化产物的产量和质量有很大影响。

（6）木材的腐朽

7.简述竹炭的性质和用途。

答：竹炭的性质：竹炭的导电性竹炭产生远红外线竹炭产生负离子竹炭的调湿性能竹炭可以防幅射

?竹炭的用途：竹炭能吸收空气中的多种有害气体

?竹炭能吸附水中多种有害物质

?竹炭中矿物质的应用

?竹炭工艺品

?竹炭远红外线、负离子、防辐射的应用

竹炭除臭竹炭食品

8.影响氯化锌活化法的主要因素。

答：（1）锌屑比；（2）原料的种类和性质：A原料的种类；B原料的含水率；C 原料的颗粒度大小；（3）活化温度和时间；

9.影响气体活化的主要因素。

答：（1）活化剂的种类；（2）活化剂的用量；（3）活化温度；（4）活化时间：（5）原料炭的种类和性质：A原料炭的种类；B原料的炭化温度；C原料炭的颗粒度；D原料炭的灰分及无机添加剂的影响。

10.简述氯化锌法生产粉未状活性炭中回收和漂洗操作，在这两个工序中加入盐

酸的作用各是什么。

答：开动斗式提升机，将活化料加入回收桶回收氯化锌。先用25—30波美度的氯化锌溶液洗涤，得到的浓锌液送往配制氯化锌溶液，再用较稀的锌液洗涤，洗涤时加入适量盐酸，并将溶液加热到70摄氏度以上，使氧化锌转变为氯化锌。最后要求洗涤液的浓度降至1波美度以下。回收过的炭用水冲入漂洗桶中，用90摄氏度以上的热水漂洗，第二次漂洗时加入适量盐酸，并加热至沸腾，以除去炭中的铁质，直至洗液不含铁为止。

11.简述针叶材干馏得到的液体产物粗木醋液的主要成分。

答：针叶材干馏的粗木醋液澄清后分二层，上层为粗松节油，下层为沉淀木焦油，粗松节油为红褐色液体，相对密度为0.95~1.02。

主要成分是萜烯类与萜烯醇类物质。如蒎烯、蒈烯、双戊烯、雄刈萱醇等。还含有少量的醛、酮类物质。

12.简述活性炭吸附剂的主要特点。

答：（1）非极性与疏水性；（2）微孔发达、比表面积大、吸附能力强；（3）具有催化性质；（4）性质稳定、可以再生。

五．论述

1．氯化锌连续法生产粉状活性炭的工艺流程怎样？

氯化锌连续法生产粉状活性炭的工艺流程如下：

1. 木屑的筛选和干燥

木屑由斗式提升机送到振动筛筛选，选取6—40目木屑，由鼓风机输送到旋风分离器，分离后的木屑落如贮仓中。然后进行气流干燥，木屑由贮仓下面圆盘加料器定量连续地落入螺旋进料器，加入热风管，由热风炉来的热空气高速气流带走及干燥，木屑含水率由原来的40%左右下降到15%—20%，干木屑在旋风分离器分离后落入干木屑贮仓。

2. 氯化锌溶液的配制

氯化锌溶液的配制是根据生产的要求，配制规定浓度的氯化锌溶液。配制时，将回收工序回收的浓度约40波美度的锌液，用泵泵入配锌池中，再加入固定氯化

锌和盐酸，配制成规定浓度和酸碱度的氯化锌溶液，或直接用水配制亦可，然后用泵泵入浓锌池备用。

3. 捏和

用泵将浓锌池的氯化锌液泵入浓锌液高位槽，由于木屑贮仓下部落下的木屑用斗式提升机提升至计量槽，一定量的木屑放入捏和机，同来自高位槽的定量浓锌液拌和后，倒入回转炉的料斗中。

4. 炭、活化

由料斗下部的圆盘加料器和螺旋进料器将木屑加入回转炉，从炉的另一端通入热烟道气，将木屑炭化和活化，活化料落入出料室，定期取出，用小车推到回收工序的斗式提升机加料处。

5. 回收、漂洗

开动斗式提升机，将活化料加入回收桶回收氯化锌。先用25—30波美度的氯化锌溶液洗涤，得到的浓锌液送往配制氯化锌溶液，再用较稀的锌液洗涤，洗涤时加入适量盐酸，并将溶液加热到70摄氏度以上，使氧化锌转变为氯化锌。最后要求洗涤液的浓度降至1波美度以下。回收过的炭用水冲入漂洗桶中，用90摄氏度以上的热水漂洗，第二次漂洗时加入适量盐酸，并加热至沸腾，以除去炭中的铁质，直至洗液不含铁为止。

6. 离心脱水、干燥和粉磨

活性炭在离心机中脱水，然后在外热式回转干燥器中干燥至含水率4—6%，再送往球磨机磨粉即为成品。

另外附设专门的废气、废水处理系统，以回收烟气中的氯化锌和盐酸，消除公害。2