1、 第二章第二章木材热解及活性炭木材热解及活性炭wood pyrolysis 木材工业学院材料系木材工业学院材料系Department of wood industry Nanjing Forestry University第一节第一节 木材热解木材热解 1 1、木材热解的定义、木材热解的定义 2、木材热解的分类木材热解的分类 3、木材热解的原料、木材热解的原料 4、热解主要产品、热解主要产品 5、木材热解过程、木材热解过程 6 木材热解的方法和产物木材热解的方法和产物 7 影响木材热解过程的因素影响木材热解过程的因素 8 木炭的性质木炭的性质 木材工业学院材料系木材工业学院材料系Departm
2、ent of wood industry Nanjing Forestry University本本节节主主要要内内容容1 1、木材热解的定义、木材热解的定义 木材在隔绝空气或通入少量空气的条件下受热分解的过程木材在隔绝空气或通入少量空气的条件下受热分解的过程；也指用以制取化学产品的方法和生产，它包括烧炭、木材干馏、也指用以制取化学产品的方法和生产，它包括烧炭、木材干馏、木材气化、活性炭制造、松根干馏和桦皮干馏等木材气化、活性炭制造、松根干馏和桦皮干馏等 特定条件特定条件在特定条件下加热处理木材等植物原料在特定条件下加热处理木材等植物原料 温度温度：40010004001000 气氛气氛：有无
3、含氧气体存在：有无含氧气体存在 其他其他：化学物质存在：化学物质存在2 2、木材热解的分类、木材热解的分类木材热解工业根据目的产物的不同分为木材热解工业根据目的产物的不同分为烧炭烧炭（又称木材炭化）、（又称木材炭化）、木材干馏木材干馏、木材气化木材气化和和活性炭活性炭生产等部门生产等部门；烧炭：烧炭：-得到木炭得到木炭将原料木材装入将原料木材装入炭窑炭窑中，将少部分木材点火燃烧，部分通入空气，合中，将少部分木材点火燃烧，部分通入空气，合大部分木材受热分解大部分木材受热分解干馏：干馏：-得到木煤气得到木煤气在隔绝空气的条件下加热，使其分解得到气体、液体和固体产品；在隔绝空气的条件下加热，使其分解
4、得到气体、液体和固体产品；气化：气化：-得到可燃性气体得到可燃性气体将原料木材装入气化炉中，部分通入空气，使木材在高温下与氧反应将原料木材装入气化炉中，部分通入空气，使木材在高温下与氧反应转变成可燃性气体。转变成可燃性气体。活性炭：活性炭：由含碳物质制得的外观黑色、内部孔隙结构发达、比表面大、吸附能由含碳物质制得的外观黑色、内部孔隙结构发达、比表面大、吸附能力强的一类微晶质碳。力强的一类微晶质碳。木材工业学院材料系木材工业学院材料系Department of wood industry Nanjing Forestry University3、木材热解的原料、木材热解的原料 木材工业学院材料系
5、木材工业学院材料系Department of wood industry Nanjing Forestry University木材及各种木质废弃物木材及各种木质废弃物农业剩余物农业剩余物有机性轻工业废弃物有机性轻工业废弃物 别小看这些炭窑不起眼，保健作用还挺好的 选用特别的木材(青岗木)，燃烧超过天，将木材完全炭化，成为一种可吃、可治疗的备长炭。炭窑在完成炭烧后，将炭从窑里取出来，让窑自然降温。当温度降到度，就可以让客人进入窑内桑拿 公斤林木出公斤公斤林木出公斤炭，一窑烧毁林木六七炭，一窑烧毁林木六七千公斤千公斤4、热解主要产品、热解主要产品固体形态固体形态产物：木炭、竹炭、木质成型物炭、活
6、性炭产物：木炭、竹炭、木质成型物炭、活性炭液体液体产物：木醋液（热油）产物：木醋液（热油）-冷凝流下的液体冷凝流下的液体气态气态产物：木煤气（可燃性）产物：木煤气（可燃性）木材工业学院材料系木材工业学院材料系Department of wood industry Nanjing Forestry University5、木材热解过程、木材热解过程 木材工业学院材料系木材工业学院材料系Department of wood industry Nanjing Forestry University干燥阶段干燥阶段(室温至室温至150)从开始加热升温到干馏釜内物一料温度达到从开始加热升温到干馏釜内物一
7、料温度达到150150为干燥阶段。为干燥阶段。木材主要是木材主要是吸收热量吸收热量、蒸发水分，其、蒸发水分，其化学组成几乎未发生变化化学组成几乎未发生变化。预炭化阶段预炭化阶段(150275)木材中不稳定的部分开始热分解，分解产物有二氧化碳、一氧化木材中不稳定的部分开始热分解，分解产物有二氧化碳、一氧化碳、反应水及少量的有机物质。碳、反应水及少量的有机物质。本阶段结束时，木材呈棕褐色，仍具有较高的强度，尚未转变本阶段结束时，木材呈棕褐色，仍具有较高的强度，尚未转变成木炭。成木炭。外界供给热量才能保证温度不断升高外界供给热量才能保证温度不断升高 -吸热吸热炭化阶段炭化阶段(275450)木材工业
8、学院材料系木材工业学院材料系Department of wood industry Nanjing Forestry University木材热分解反应急剧进行，生成大量的气态和液态产物。木材热分解反应急剧进行，生成大量的气态和液态产物。液态产物中含有醋酸、甲醇、木焦油等多种有机物；液态产物中含有醋酸、甲醇、木焦油等多种有机物；气态产物中可燃性成分如一氧化碳、甲烷等含量增加。气态产物中可燃性成分如一氧化碳、甲烷等含量增加。在本阶段后期，原料木材已经转变成木炭。在本阶段后期，原料木材已经转变成木炭。放出热量。放出热量。煅烧阶段煅烧阶段(450以上以上)木材工业学院材料系木材工业学院材料系Depa
9、rtment of wood industry Nanjing Forestry University 炭化阶段完成后，放热反应停止，木材热解过炭化阶段完成后，放热反应停止，木材热解过程基本结束。程基本结束。降低木炭中挥发物，提高固定碳含量，增进木降低木炭中挥发物，提高固定碳含量，增进木炭质量。炭质量。在煅烧阶段，有少量的液态和气态产物放出在煅烧阶段，有少量的液态和气态产物放出 吸热过程吸热过程6木材热解的木材热解的方法方法和和产物产物 木材工业学院材料系木材工业学院材料系Department of wood industry Nanjing Forestry University木材热解的主
10、要方法木材热解的主要方法：木材干馏木材干馏木材炭化木材炭化木材气化木材气化液液 化化随着热解方法的不同，热解产物也不一样。随着热解方法的不同，热解产物也不一样。A 木材干馏木材干馏 木材工业学院材料系木材工业学院材料系Department of wood industry Nanjing Forestry University-定义定义 在在隔绝空气隔绝空气条件下，将木材放在干馏釜中加热条件下，将木材放在干馏釜中加热分解分解，以制取木炭并回收液态和气态产物的热解，以制取木炭并回收液态和气态产物的热解方法，称作木材干馏。方法，称作木材干馏。-设备设备 干馏釜干馏釜，随着外观形态、加热方法及操作方
11、式随着外观形态、加热方法及操作方式的不同，干馏的不同，干馏釜釜可分成立式与卧式，外热式与内可分成立式与卧式，外热式与内热式，间歇式与连续式等多种形式。热式，间歇式与连续式等多种形式。木材干馏木材干馏冷凝冷却冷凝冷却干馏干馏 木材工业学院材料系木材工业学院材料系Department of wood industry Nanjing Forestry University-工艺流程工艺流程 备料备料蒸汽气体蒸汽气体木煤气木煤气木醋液木醋液木炭木炭原料木材原料木材木材干馏木材干馏 木材工业学院材料系木材工业学院材料系Department of wood industry Nanjing Forest
12、ry University-产物产物粗木醋液（木焦油）：粗木醋液（木焦油）：可凝性液体可凝性液体产物冷凝冷却后以粗产物冷凝冷却后以粗木醋液形式回收，供进一步加工利用；得率木醋液形式回收，供进一步加工利用；得率45-48%(1/2)木煤气：木煤气：不凝性气体不凝性气体具有可燃性，称作木煤气，通常返具有可燃性，称作木煤气，通常返回干馏釜燃烧，作为木材干馏自身的热源使用。得率为回干馏釜燃烧，作为木材干馏自身的热源使用。得率为16-18%（1/6）木炭：木炭：残留在干馏釜中的固体物质为木炭。残留在干馏釜中的固体物质为木炭。得率为得率为35-38%（1/3），主要作为能源），主要作为能源木材干馏木材干馏
13、 木材工业学院材料系木材工业学院材料系Department of wood industry Nanjing Forestry University-产物产物粗木醋液（木焦油）：粗木醋液（木焦油）：含有约含有约200种有机物质种有机物质,有机物在木醋液中的浓度约有机物在木醋液中的浓度约 20%酸类酸类：醋酸、甲酸、草酸等：醋酸、甲酸、草酸等醇类醇类：甲醇（即木精）：甲醇（即木精）酯类酯类：酚类酚类：愈创木酚作为外伤的药物：愈创木酚作为外伤的药物其他有机物其他有机物木材干馏木材干馏 木材工业学院材料系木材工业学院材料系Department of wood industry Nanjing For
14、estry University-产物产物木煤气：木煤气：常作为干馏行业自己的燃料使用。常作为干馏行业自己的燃料使用。CO2、CO、CH4、H2等木材干馏木材干馏 木材工业学院材料系木材工业学院材料系Department of wood industry Nanjing Forestry University-产物产物木炭：木炭：主要成分为碳，以固定碳表示主要成分为碳，以固定碳表示固定碳含量固定碳含量=1-（灰分（灰分%+挥发分挥发分%）*100%木炭在一定条件下：（木炭在一定条件下：（900）煅烧）煅烧5min （850，煅烧，煅烧7min固定碳固定碳含量越高，质量好，一般为含量越高，质量好
15、，一般为70-90%，黑炭黑炭比白炭高比白炭高B 木材炭化木材炭化 木材工业学院材料系木材工业学院材料系Department of wood industry Nanjing Forestry University定义定义 在有限制地供给在有限制地供给少量空气少量空气的条件下，的条件下，让木材在炭窑或炭化炉中受热炭化，以制让木材在炭窑或炭化炉中受热炭化，以制取木炭的方法称作木材炭化，俗称取木炭的方法称作木材炭化，俗称烧炭烧炭。B 木材炭化木材炭化 木材工业学院材料系木材工业学院材料系Department of wood industry Nanjing Forestry University炭
16、窑烧炭炭窑烧炭烟气的变化烟气的变化u先冒先冒白烟白烟（含大量水蒸汽）（含大量水蒸汽）u变变黄烟黄烟（含大量有机物如焦油等）（含大量有机物如焦油等）u再变再变青烟青烟（炭化尾声）（炭化尾声）得到得到-黑炭黑炭（在窑内冷却，出炭，（在窑内冷却，出炭，15-18%）-白炭白炭（冒青烟后，将侧门打开，采用热出炭，质地坚（冒青烟后，将侧门打开，采用热出炭，质地坚硬，敲击有金属声硬，敲击有金属声)木材炭化装置木材炭化装置 木材工业学院材料系木材工业学院材料系Department of wood industry Nanjing Forestry University炭窑：质量最好的炭炭窑：质量最好的炭移动
17、式炭化炉：移动式炭化炉：24h炭化，质量不好炭化，质量不好果壳炭化炉果壳炭化炉：生产能力大，得率：生产能力大，得率30%木材炭化的产物木材炭化的产物 木材工业学院材料系木材工业学院材料系Department of wood industry Nanjing Forestry University木炭木炭 木材炭化时，热解过程中生成的液态产物及木煤气，大部分在炭木材炭化时，热解过程中生成的液态产物及木煤气，大部分在炭化装置中与供给的少量空气发生燃烧反应，转变成燃烧产物二氧化化装置中与供给的少量空气发生燃烧反应，转变成燃烧产物二氧化碳和水，并放出热量以维持炭化过程的正常进行；碳和水，并放出热量以维
18、持炭化过程的正常进行；剩余的液态产物及木煤气，随烟气排出，大多未回收利用剩余的液态产物及木煤气，随烟气排出，大多未回收利用木材炭化的产物木材炭化的产物 木材工业学院材料系木材工业学院材料系Department of wood industry Nanjing Forestry University木炭木炭 的的主要用途主要用途：作为活性炭的原料（气体活化法）作为活性炭的原料（气体活化法）二硫化碳（用硫蒸汽通过高温的木炭层）二硫化碳（用硫蒸汽通过高温的木炭层）有色冶金（用木炭作还原剂）有色冶金（用木炭作还原剂）民用（烧烤、野炊、旅游）民用（烧烤、野炊、旅游）C 木材气化木材气化 木材工业学院材料
19、系木材工业学院材料系Department of wood industry Nanjing Forestry University定义：定义：在高温下，在在高温下，在气化剂气化剂的作用下，使木材原料转化为的作用下，使木材原料转化为气气体燃料木煤气体燃料木煤气的热化工过程，称作的热化工过程，称作木材气化木材气化。气化剂的种类：气化剂的种类：（空气空气、氧气氧气、水蒸汽水蒸汽、混合气体混合气体）主体设备主体设备：煤气发生炉煤气发生炉木材气化的产物木材气化的产物 木材工业学院材料系木材工业学院材料系Department of wood industry Nanjing Forestry Univer
20、sity木煤气木煤气一种一种 木材气化时，在热解过程中生成的木材气化时，在热解过程中生成的固态产物木炭固态产物木炭，由于进一步与氧化性气体作用，由于进一步与氧化性气体作用，最终也转变成可燃性气最终也转变成可燃性气体体。气化剂不同，木煤气不同：气化剂不同，木煤气不同：空气空气煤气、煤气、氧气氧气煤气、煤气、水水煤气、煤气、混合混合煤气煤气通常煤气需进行处理，除去焦油等通常煤气需进行处理，除去焦油等D 木材液化木材液化 木材工业学院材料系木材工业学院材料系Department of wood industry Nanjing Forestry University定义定义：在高温、加压并有催化剂存
21、在条件下，使木材在高温、加压并有催化剂存在条件下，使木材转变成转变成液态燃料油液态燃料油的热化工过程，称作木材液化。的热化工过程，称作木材液化。木材液化还处于研究开发阶段，尚未实现工业化木材液化还处于研究开发阶段，尚未实现工业化。D 木材液化木材液化 木材工业学院材料系木材工业学院材料系Department of wood industry Nanjing Forestry University美国的研究状况：美国的研究状况：1、PERC法法 2、LBL法法日本的直接液化法日本的直接液化法7 7 影响木材热解过程的因素影响木材热解过程的因素 木材工业学院材料系木材工业学院材料系Departme
22、nt of wood industry Nanjing Forestry University以木材干馏过程为例以木材干馏过程为例 木材的种类木材的种类：树种不同，干馏产物的得率也不同。：树种不同，干馏产物的得率也不同。木材的含水率木材的含水率：原料木材含水率的大小，对干馏过程的时：原料木材含水率的大小，对干馏过程的时间、燃料消耗量、木炭质量和木醋液浓度都有一定影响间、燃料消耗量、木炭质量和木醋液浓度都有一定影响 木块的大小木块的大小：木材导热系数小，热量由木块表面传到内：木材导热系数小，热量由木块表面传到内部需要一定时间，随着木块体积的增大，传热时间也加长部需要一定时间，随着木块体积的增大，
23、传热时间也加长 8 8 木炭的性质木炭的性质 木炭木炭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。留焦油的不纯的无定形碳。成分成分:木炭除含碳素碳素外，还含有氢、氧、氮氢、氧、氮以及少量的其他元素。其含量与树种的关系不大，主要取决于炭化的最终温度炭化的最终温度。1.1.木炭的外部形态木炭的外部形态 质量高的木炭断面具有黑色光泽，敲打时发出响亮清脆的金属声。在低于250时烧制的炭，表面带
24、褐色，不易敲断，燃烧时有火焰300350烧制的木炭表面呈黑色，当烧制温度达500时，敲打时，木炭发出响亮金属声。2.2.木炭的固定碳木炭的固定碳 经高温（850950）煅烧几分钟后所残留的碳称为固定碳，在高温条件下使用时，不再挥发，可以全部参加反应。它是木炭中最主要的成分。一般的木炭可能含70%80%的固定碳。随煅烧温度升高，木炭中固定碳的相对含量增加。木炭的性质木炭的性质3 3.木炭的挥发分木炭的挥发分 木炭在高温下煅烧时放出一氧化碳、二氧化碳、氢、甲烷和其他碳氢化合物等气态产物称为挥发分。烧制木炭的温度在300700 以内时，随着温度的升高，木炭煅烧时所分出的挥发分的组成发生下列变化：二氧
25、化碳、一氧化碳和甲烷的含量逐渐降低，而氢的含量逐渐增加。烧炭的温度升高时，木炭的发热量增高，而气体的发热量降低。4.4.木炭的机械强度木炭的机械强度 表示它对压碎和磨损的抵抗能力，它在木炭的转装和运输上以及在冶金工业应用上有很大意义。木炭强度沿纵向较高，径向较低，而弦向最低。当烧制木炭最终温度相同时，木炭强度随烧炭时间的增加而增加。木炭的性质木炭的性质5.5.木炭的比重和孔隙度木炭的比重和孔隙度 木炭的比重因树种、木材的质量、炭化的最终温度和升温速度而不同。一般比重大的木材烧成的木炭比重也大。木炭孔隙度决定木炭大部份性质，如反应能力、导热性、吸附性等。6.6.木炭的发热量木炭的发热量 与炭化温
26、度有关，炭化温度高，木炭碳素含量大，发热量也较高。黑炭黑炭由于有较多的挥发分，着火早，升温快，但燃烧时间短。白炭白炭着火迟，但燃烧时间较长。7.7.木炭的灰分木炭的灰分 木炭烧完后成为白色或淡红色的物质称为灰分。含量一般在6%以内;木炭中灰分含量随烧制温度、树种、被炭化木块和树皮的比例、树木的立地条件、砍伐季节、运材和烧制方法而不同。一般烧制温度愈高，灰分含量愈大，由阔叶材烧制的木炭其灰分含量比针叶材高；树皮含灰量比木材高。木炭的用途木炭的用途 1.冶金工业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，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，
27、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。3.二硫化碳生产二硫化碳生产生产1吨二硫化碳约需0.5吨的木炭。4.木炭砖的压制木炭砖的压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
28、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。炭疗就是采用备长炭为原料的一种炭窑保健，利用烧炭疗就是采用备长炭为原料的一种炭窑保健，利用烧炭过程中遗留下来的热能、远红外线、负离子，从而炭过程中遗留下来的热能、远红外线、负离子，从而加速细胞新陈代谢，刺激汗腺，将毒素从体内排除。加速细胞新陈代谢，刺激汗腺，将毒素从体内排除。炭疗对肩周炎、关节炎、风湿、腰肌劳损、更年期综炭疗对肩周炎、关节炎、风湿、腰肌劳损、更年期综合症、成年人亚健康等病症有明显的帮助合症、成年人亚健康等病症有明显的帮助 第二节第二节 活
29、性炭活性炭 木材工业学院材料系木材工业学院材料系Department of wood industry Nanjing Forestry University 木材工业学院材料系木材工业学院材料系Department of wood industry Nanjing Forestry University园园柱柱形形颗颗粒粒活活性性炭炭 对各种气体有强对各种气体有强大的吸附力、具大的吸附力、具有吸毒性、可应有吸毒性、可应用于溶剂回收及用于溶剂回收及代替粉状炭在固代替粉状炭在固定床中脱色、精定床中脱色、精制、除臭。特别制、除臭。特别是在净化空气、是在净化空气、净化饮用水、废净化饮用水、废水处理等
30、方面具水处理等方面具有独特作用。有独特作用。一、概一、概 述述 木材工业学院材料系木材工业学院材料系Department of wood industry Nanjing Forestry University1、定义：、定义：由含碳物质制得的外观黑色、内部孔隙结构发达、比由含碳物质制得的外观黑色、内部孔隙结构发达、比表面大、吸附能力强的一类微晶质碳。表面大、吸附能力强的一类微晶质碳。2、原料：、原料：多种含碳物质都可以用来生产活性炭多种含碳物质都可以用来生产活性炭林农副产物林农副产物：木屑、木片、坚果壳、果核等；：木屑、木片、坚果壳、果核等；矿物性原料矿物性原料：泥煤、褐煤、烟煤、无烟煤等；
31、：泥煤、褐煤、烟煤、无烟煤等；工业性有机废弃物工业性有机废弃物：煤沥青、石油沥青、纸浆废液、水解木素、废塑：煤沥青、石油沥青、纸浆废液、水解木素、废塑料、废橡胶、动物血液等等。料、废橡胶、动物血液等等。实验室有时用砂糖、合成树脂等原料，研制灰分含量很少的活性炭。实验室有时用砂糖、合成树脂等原料，研制灰分含量很少的活性炭。概概 述述活性炭活性炭 粉状活性炭：粉状活性炭：小于小于O.18mm的颗粒占多数的活性炭的颗粒占多数的活性炭 颗粒活性炭颗粒活性炭3 3、分类分类（依外观形状）（依外观形状）成型颗粒炭成型颗粒炭 不定型破碎状颗粒炭不定型破碎状颗粒炭圆柱状圆柱状球球 状状纤维状纤维状毡毡 状状峰
32、巢状峰巢状概概 述述活性炭活性炭 木质活性炭：木质活性炭：包括果壳、果核等包括果壳、果核等 煤质活性炭煤质活性炭分类分类（依原料性质分）（依原料性质分）骨炭骨炭 有机废料炭有机废料炭其他活性炭其他活性炭概概 述述活性炭活性炭糖用炭糖用炭药用炭药用炭分类分类（依用途分）（依用途分）催化剂载体炭催化剂载体炭净水炭净水炭化学炭化学炭物理炭物理炭依活化方法分依活化方法分活性炭活性炭（化学药品活化法）（化学药品活化法）（气体活化法）（气体活化法）建筑炭建筑炭 高能调湿炭包高能调湿炭包 万用炭布万用炭布住宅地面空间调湿产品住宅地面空间调湿产品 家俱和住宅隔断使用的防潮、隔音、防家俱和住宅隔断使用的防潮、隔
33、音、防 电磁波、防霉、除臭产品电磁波、防霉、除臭产品办公绿化炭 名称：壁炭毯名称：壁炭毯说明：吊顶隔断使用的炭毯说明：吊顶隔断使用的炭毯竹炭机能与环境关系竹炭机能与环境关系 生活保健生活保健 木炭值得关注的成分，首推矿物质，树木经过长年生长，从泥土中吸收了含有各种各样物质的精华，经过木材的碳化过程，把矿物质保留在木炭中。净水炊食炭系列净水炊食炭系列 竹炭（五片入）竹炭（100克装）沫浴系列沫浴系列 竹 酢 洗 颜 皂 俻 长 炭 卸 妆 皂 竹 炭 清 脂 皂 俻 长 炭 沐 浴 乳 竹 醋 液 洗 颜 乳 俻 长 炭 洗 发 乳 泡 澡 炭 包炭工艺品炭工艺品十二生肖挂件 手机链 钥匙扣 风
34、铃 炭项链炭茶简介炭茶简介一种全新的引入纯天然环保健康理念的有机茶有机茶，该产品从土壤改良和茶树栽培，到茶树管理以及制茶工艺、包装储藏方式、泡茶用水都结合采用了全新的健康环保新基材“炭的生活、竹炭和木炭的应用技术。一、土壤改良和茶树栽培一、土壤改良和茶树栽培以竹木炭粉和颗粒作为茶树土壤改良的过滤基材，增强了土壤保水保肥性，使土壤透气不板结，并让茶树根系所吸收的养份得到充分过滤，有效的防止了茶树对有害金属、农药等有毒化学成分的吸收，从而保障了茶叶品质的优良。二、茶树管理二、茶树管理在茶树管理中，采用了最新的有机农化技术。以竹、木材在烧炭过程中提取的“竹醋液”和“木醋液”（含有500多种有机质，P
35、H值2.5-3.1）为主要载体，添加多种植物提取液如大蒜素等，用作茶树的营养液和害虫防治，避免使用化学农药和化肥，从而保证了茶叶的无农药残留。三、制茶工艺三、制茶工艺在制茶车间中放置了适量的备长炭、竹炭（每立方米大于0.6kg），以达到调节湿度、净化空气、增加空气中的负离子含量的效果，在此特殊的“备长炭屋”中，结合传统制茶工艺，并使用了备长炭来烘干茶叶，更增添茶叶的香气和滋味。四、包装储藏方式四、包装储藏方式1、茶叶采用真空包装，在小包装袋中添加适量的高温竹、木炭粒子，可以使茶叶品香稳定，并在冲泡时改良水质，使茶水入口顺滑香甜。2、有机炭茶的标记为：炭茶CHARCOAL TEA.3、茶叶储藏时
36、与“备长炭包”置放在5-10环境下进行调温调湿保鲜，防止茶叶吸收异味，并延缓茶叶生化成分发生化学变化，使茶叶滋味醇和可口，更有可能提升茶叶的滋味品质。五、泡茶用水五、泡茶用水七分茶三分水，好茶要用好水泡。泡茶用的水要用备长炭或竹炭浸泡烧制，这样竹炭可以吸收水中氯离子和其它有害杂质，达到净化水质，缩小水的分子束，并使硬水软化的功效，这样泡出的茶效果更佳。4、活性炭的用途、活性炭的用途 木材工业学院材料系木材工业学院材料系Department of wood industry Nanjing Forestry University规格品种多、使用针对性强是产品的一大特点规格品种多、使用针对性强是产
37、品的一大特点作为作为吸附剂吸附剂和和催化剂载体催化剂载体在工业上广泛应用在工业上广泛应用A、活性炭应用于液相吸附、活性炭应用于液相吸附l食糖、峰蜜食糖、峰蜜等的精制，除去色素、发色体、灰分、亲液胶体、生等的精制，除去色素、发色体、灰分、亲液胶体、生成胶体的菌类，提高产品纯度；成胶体的菌类，提高产品纯度；l酒类酒类加工，除去醛类、酯类和产生气味的物质，防止浑浊加工，除去醛类、酯类和产生气味的物质，防止浑浊l油脂油脂精制，各种食用油和一些工业油如蓖麻油等的精制，以除去精制，各种食用油和一些工业油如蓖麻油等的精制，以除去色素、杂气味、皂类和黄粉等。色素、杂气味、皂类和黄粉等。用途用途A-用于液相吸附
38、用于液相吸附 木材工业学院材料系木材工业学院材料系Department of wood industry Nanjing Forestry Universityl制药工业制药工业用于抗菌素、解热药、维生素、磺胺药、生物碱、激用于抗菌素、解热药、维生素、磺胺药、生物碱、激素、注射针剂等的精制，除色素、杂质和热源等素、注射针剂等的精制，除色素、杂质和热源等l冶金工业冶金工业用于精选铜矿，有色金属提纯，回收金、银、钯等贵用于精选铜矿，有色金属提纯，回收金、银、钯等贵重金属；重金属；l环境保护环境保护用于饮用水的除杂味、气味、除氯等净化；用于废水用于饮用水的除杂味、气味、除氯等净化；用于废水处理除去有
39、机药品和有害的无机化合物。处理除去有机药品和有害的无机化合物。用途用途B-用于气相吸附用于气相吸附 木材工业学院材料系木材工业学院材料系Department of wood industry Nanjing Forestry Universityl回收溶剂：回收溶剂：回收生产过程中使用的各种挥发散失的溶剂，以便回收生产过程中使用的各种挥发散失的溶剂，以便返回再用，并可使车间中的溶剂浓度保持在爆炸极限以下：如回收返回再用，并可使车间中的溶剂浓度保持在爆炸极限以下：如回收甲苯、二甲苯、甲醇、乙醇、异丙醇、乙醚、甲乙酮、丙酮、乙酸甲苯、二甲苯、甲醇、乙醇、异丙醇、乙醚、甲乙酮、丙酮、乙酸乙酯、石油等
40、乙酯、石油等 l净化气体：净化气体：工业上用来净化排出的有害气体，防止环境污染及工业上用来净化排出的有害气体，防止环境污染及回收利用有用物质，如回收排气中的硫以制硫酸。回收利用有用物质，如回收排气中的硫以制硫酸。l国防和民用工业中用作国防和民用工业中用作防毒面具防毒面具，防御毒气和有害气体，防御毒气和有害气体。l核工业核工业上，上，在核反应堆操作中吸附混入保护气体中的氩和氮，在核反应堆操作中吸附混入保护气体中的氩和氮，也吸附漏入的放射性氙和氪也吸附漏入的放射性氙和氪用途用途C-作催化剂和催化剂载体作催化剂和催化剂载体 木材工业学院材料系木材工业学院材料系Department of wood i
41、ndustry Nanjing Forestry Universityl主要用于合成纤维、合成氯乙烯、植物油的异构化、松香歧化主要用于合成纤维、合成氯乙烯、植物油的异构化、松香歧化和氢化，制造过氧化氢，使硫化氢转化成元素硫等和氢化，制造过氧化氢，使硫化氢转化成元素硫等l其他用途：其他用途：如农业上能促进氮的生物固定作用；如农业上能促进氮的生物固定作用；作防腐涂料的填充剂；作防腐涂料的填充剂；制造锌空气电池的去极剂；制造锌空气电池的去极剂；l日常生活日常生活:香烟过滤嘴香烟过滤嘴、冰箱除臭剂冰箱除臭剂，防臭鞋垫防臭鞋垫5、活性炭的生产方法、活性炭的生产方法 木材工业学院材料系木材工业学院材料系D
42、epartment of wood industry Nanjing Forestry University化学药品活化法化学药品活化法气体活化法气体活化法混合活化法混合活化法气体活化法气体活化法 木材工业学院材料系木材工业学院材料系Department of wood industry Nanjing Forestry University定义定义：是用水蒸气、烟道是用水蒸气、烟道(二氧化碳二氧化碳)气、空气、空(氧氧)气或它们的气或它们的混合气体作为活化剂生产活性炭的方法，又叫物理法。混合气体作为活化剂生产活性炭的方法，又叫物理法。优点：优点：可生产颗粒、粉末等各种活性炭；可生产颗粒、粉末
43、等各种活性炭；产品的纯度高，不含化学杂质；产品的纯度高，不含化学杂质；生产过程中，对环境基本无影响生产过程中，对环境基本无影响缺点：缺点：原料消耗量很大，原料消耗量很大，10-1210-12吨秸秆原料吨秸秆原料-1-1吨活性炭吨活性炭化学药品活化法化学药品活化法 木材工业学院材料系木材工业学院材料系Department of wood industry Nanjing Forestry University定义：定义：是用氯化锌、磷酸等无机药品为活化剂生产活性炭是用氯化锌、磷酸等无机药品为活化剂生产活性炭的方法，简称化学法。的方法，简称化学法。优点：优点：缺点缺点：环境保护和设备腐蚀等问题；环
44、境保护和设备腐蚀等问题；目前在活性炭生产中仍占有相当重要的地位。目前在活性炭生产中仍占有相当重要的地位。6、活性炭的再生、活性炭的再生 木材工业学院材料系木材工业学院材料系Department of wood industry Nanjing Forestry University定义定义：使吸附达到饱和状态，失去吸附能力的活性炭恢复活使吸附达到饱和状态，失去吸附能力的活性炭恢复活性，恢复吸附性能的操作。性，恢复吸附性能的操作。物理吸附物理吸附：加热法加热法（用水蒸汽）（用水蒸汽）化学药品处理法：化学药品处理法：化学吸附化学吸附：再生能力差，大多需高温、再活化处理。再生能力差，大多需高温、再活
45、化处理。混合活化法混合活化法 木材工业学院材料系木材工业学院材料系Department of wood industry Nanjing Forestry University定义：定义：是把气体活化剂和化学药品活化剂是把气体活化剂和化学药品活化剂配合使用配合使用的活化方法，的活化方法，常用于生产特种活性炭。常用于生产特种活性炭。优点：优点：有将化学药品活化后的物料再用气体活化剂活化的两步有将化学药品活化后的物料再用气体活化剂活化的两步活化法，以及把原料用化学药品处理后再用气体活化剂活化的一活化法，以及把原料用化学药品处理后再用气体活化剂活化的一步法两种方式。步法两种方式。此法在生产上用得不太
46、普遍。此法在生产上用得不太普遍。国外活性炭生产使用及发展概况国外活性炭生产使用及发展概况 木材工业学院材料系木材工业学院材料系Department of wood industry Nanjing Forestry University产量：产量：世界活性炭的年产量约世界活性炭的年产量约7070万万t t，其中一半以上是由美，其中一半以上是由美国、日本及西欧经济共同体等工业国生产，并且，绝大部分供国、日本及西欧经济共同体等工业国生产，并且，绝大部分供各生产国自己使用，出口数量很少。各生产国自己使用，出口数量很少。生产方法：生产方法：以以气体活化法气体活化法，特别是水蒸气活化法为主。，特别是水蒸
47、气活化法为主。美国美国曾用磷酸法，日本及西欧仍用氯化锌法生产部分粉状活曾用磷酸法，日本及西欧仍用氯化锌法生产部分粉状活性炭。性炭。近年来，化学法发展缓慢，而物理法及颗粒炭发展较快。近年来，化学法发展缓慢，而物理法及颗粒炭发展较快。国内活性炭生产使用及发展概况国内活性炭生产使用及发展概况 木材工业学院材料系木材工业学院材料系Department of wood industry Nanjing Forestry University产量：产量：19981998年上升到年上升到1010万万t t以上。国内除少数几个省、区外，以上。国内除少数几个省、区外，都建有活性炭生产厂。都建有活性炭生产厂。原料
48、：原料：以木屑、木炭、果壳、果核等以木屑、木炭、果壳、果核等木质原料木质原料生产的活性生产的活性炭约占总产量的炭约占总产量的一半一半左右。左右。生产方法生产方法：气体活化法和化学药品活化法所占的比重大体气体活化法和化学药品活化法所占的比重大体相当。相当。以以木炭、坚果壳木炭、坚果壳(核核)及煤及煤为原料的活性炭厂，使用以水蒸为原料的活性炭厂，使用以水蒸气、烟道气为主的气、烟道气为主的气体活化法生产气体活化法生产；以以木屑木屑等为原料的工厂，大多采用等为原料的工厂，大多采用化学药品活化法化学药品活化法生产生产粉状炭，并且主要用粉状炭，并且主要用氯化锌氯化锌作活化剂；作活化剂；近年来，部分工厂开始
49、使用近年来，部分工厂开始使用磷酸作活化剂磷酸作活化剂。二、活性炭的微观结构二、活性炭的微观结构 木材工业学院材料系木材工业学院材料系Department of wood industry Nanjing Forestry University1 1、游离态碳的三种存在方式、游离态碳的三种存在方式结晶态：结晶态：碳原子排列得非常有规律碳原子排列得非常有规律（金刚石、石墨）（金刚石、石墨）微晶质碳：微晶质碳：化学组成中碳含量都在化学组成中碳含量都在8095；结构中含有；结构中含有石墨状微晶石墨状微晶（活性炭、木炭、焦炭、炭黑、无烟煤等）（活性炭、木炭、焦炭、炭黑、无烟煤等）无定形碳无定形碳（非组织
50、碳）：沥青（非组织碳）：沥青石墨的结构石墨的结构 木材工业学院材料系木材工业学院材料系Department of wood industry Nanjing Forestry University (a)(b)(c)石墨结晶和乱层结构石墨结晶和乱层结构(a)、(b)石墨结晶；石墨结晶；(c)乱层结构乱层结构 2、构成微晶质碳的三要素、构成微晶质碳的三要素 木材工业学院材料系木材工业学院材料系Department of wood industry Nanjing Forestry University碳的基本微晶碳的基本微晶(碳原子构成石墨状微晶碳原子构成石墨状微晶)单一网平面状碳单一网平面状碳
