木材干餾的工藝流程包括木材干燥、木材干餾、氣體冷凝冷卻、木炭冷卻和供熱系統(tǒng)。木材可采用自然干燥和人工干燥的方式,一般要求原料的含水率低于20%。木材干餾產(chǎn)生的蒸氣氣體混合物在焦油分離器或列管冷凝器中進(jìn)行冷凝冷卻,使其中可凝結(jié)的蒸氣冷凝為木醋酸、焦油。木炭可在干餾釜或?qū)iT(mén)的冷卻設(shè)備中進(jìn)行冷卻。供熱系統(tǒng)可為木材干餾提供熱量,所用的燃料包括干餾產(chǎn)生的木煤氣、煤氣或煤等。
木材干餾設(shè)備即干餾釜,根據(jù)加熱方式的不同,可分為內(nèi)熱式和外熱式。熱量通過(guò)釜壁傳給木材的加熱方式稱(chēng)為外熱式,木材通過(guò)載熱體進(jìn)入釜內(nèi)與木材直接接觸的加熱方式稱(chēng)為內(nèi)熱式。根據(jù)形式的不同干餾釜可分為臥式和立式,根據(jù)操作方式的不同可分為連續(xù)式和間歇式。下面以連續(xù)內(nèi)熱式干餾釜為例,對(duì)木材干餾的工藝流程加以說(shuō)明。
可用于工藝創(chuàng)作的材料在料場(chǎng)成捆裝入車(chē)內(nèi),經(jīng)軌道送至斷材機(jī)截成200mm長(zhǎng)的木段,通過(guò)傳送機(jī)和提升機(jī)送至干燥器進(jìn)行干燥,干燥的熱源為木煤氣。干木段間歇出料,由傳送帶和提升機(jī)送至干餾釜。
干餾釜是以半連續(xù)方式工作的,木段在其中干燥、炭化、煅燒和冷卻。用木煤氣燃燒生成的熱煙氣載熱體,在開(kāi)始啟動(dòng)或低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)可使用煤氣作為輔助燃料。隨著炭化進(jìn)程,向于餾釜的下部送入冷的不凝縮性氣體,用來(lái)冷卻木炭,亦可回收部分熱量,木炭經(jīng)提升機(jī)送入木炭庫(kù)。
干餾所產(chǎn)生的蒸氣氣體混合物與熱載體從干餾釜的上部被引出,依次通過(guò)前冷凝器和列管式冷凝器,分離出木醋液收集在木醋液儲(chǔ)槽中,不凝縮性氣體由風(fēng)機(jī)送至泡沫吸收器,用水吸收甲醇等低沸點(diǎn)組分,而氣體被冷卻到20~30℃,用鼓風(fēng)機(jī)冷卻木炭,然后木炭燃燒產(chǎn)生載熱體。干餾氣在國(guó)內(nèi)曾用于利用農(nóng)林廢棄物生產(chǎn)燃?xì)?,為農(nóng)村居民提供炊事用能。
影響立式干餾釜產(chǎn)量的主要因素包括木材含水率、木材形態(tài)、加料速度、載熱體溫度和數(shù)量以及氣體出口溫度與壓力等。其中,木材含水率和載熱體溫度對(duì)產(chǎn)量影響。一般每立方米的木材可以得到137kg木炭、37kg乙酸和65kg焦油。