干餾
編輯干芳是加熱固體材料以產生氣態產品(可能凝結成液體或固體)。 該方法可能涉及熱解或熱解,也可能不涉及(例如,冰和玻璃的簡單混合物可以在不破壞任何化學鍵的情況下分離,但有機物包含更多樣化的分子,其中一些可能會破壞) .
如果沒有化學變化,只有相變,它類似于經典蒸餾,盡管它通常需要更高的溫度。 發生化學變化的干餾是一種破壞性蒸餾或裂化。
使用
編輯該方法已被用于從煤和木材中獲取液體燃料。 它還可以用于分解礦物鹽,例如硫酸鹽 (SO2?4) 通過熱解,在這種情況下產生 二氧化硫(SO2)或三氧化硫(SO3)氣體溶于水可制得硫酸。 通過這種方法首次鑒定并人工生產了硫酸。 當植物來源的物質,例如。 煤、油頁巖、泥炭或木材在沒有空氣的情況下被加熱(干餾),它們分解成氣體、液體產品和焦炭/木炭。 分解產物的產率和化學性質取決于原料的性質和干餾的條件。 在 450 至約 600°C 的溫度范圍內分解稱為碳化或低溫脫氣。 在高于 900°C 的溫度下,該過程稱為焦化或高溫脫氣。 如果煤被氣化成煤氣或干餾成焦炭,那么煤焦油就是其中的副產品。
木材
當木材被加熱到 270°C 以上時,它開始碳化。 如果沒有空氣,最終產品(因為沒有氧氣與木材發生反應)就是木炭。 如果存在空氣(含氧),當溫度達到約 400-500°C 時,木材會著火并燃燒,燃料產品是木灰。 如果木材被加熱遠離空氣,首先水分被驅散。 在此之前,木材溫度保持在 100–110°C 左右。 當木材干燥時,它的溫度會升高,在大約 270°C 時,它會開始自發分解。 這是在木炭燃燒中發生的眾所周知的放熱反應。 在這個階段,木材碳化副產品的演變開始了。 隨著溫度升高,這些物質逐漸釋放出來,在大約 450°C 時,演化完成。 固體殘留物,木炭,主要是碳(約 70%)和少量焦油狀物質,只有將溫度升高到約 600°C 以上才能被驅除或完全分解。
在木炭燃燒的常見做法中,通過燃燒一部分來對帶電的木材進行內部加熱,所有副產品蒸汽和氣體都會以煙霧的形式排放到大氣中。 副產品可以通過將廢氣通過一系列水來回收,以產生所謂的木醋液(焦木酸),并且不可冷凝的木氣通過冷凝器并可以燃燒以提供熱量。 木煤氣僅可用作燃料,通常含有 17% 的甲烷; 2%氫; 23% 一氧化碳; 38% 二氧化碳; 2% 的氧氣和 18% 的氮氣。 它的氣體熱值約為 10.8 MJ/m3(290 BTU/立方英尺),即大約是天然氣值的三分之一。 對落葉喬木進行蒸餾時,產品是甲醇(木醇)和木炭。 松木的蒸餾導致松焦油和瀝青從木材中滴落,留下木炭。 來自白樺樹皮的白樺焦油是一種特別精細的焦油,被稱為俄羅斯油,適用于皮革保護。 木焦油的副產品是松節油和木炭。
焦油窯是干餾爐,歷史上在斯堪的納維亞半島用于從木材中生產焦油。 它們建在靠近森林的地方,由石灰石或地面上更原始的洞構成。 底部傾斜成一個出口孔,讓焦油倒出。 木頭被劈成手指大小,密密麻麻堆在一起,最后被泥土和苔蘚覆蓋得嚴嚴實實。 如果氧氣進入,木材可能會著火,生產就會毀于一旦。 最重要的是,一堆火堆起來并點燃。 幾個小時后,焦油開始傾倒并持續數天。
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