日本竹材熱解研究的現狀

日本竹材熱解研究的現狀胡福昌陳順偉(浙江省林業(yè)科學(xué)研究院)摘要概述了日本近10年來(lái)關(guān)于竹炭、竹醋液和竹活性炭的制造和利用方面的研究情況,并對我國當前竹材熱解利用方面存在的問(wèn)題提出了有益的建議。關(guān)鍵詞熱解;活性炭;竹炭;竹醋液;竹活性炭20世紀90年代以來(lái),日本興起“竹炭熱”,進(jìn)而進(jìn)入干餾爐內加熱竹材,前期是竹醋液回收工序,溫波及我國,引發(fā)了各地竹炭開(kāi)發(fā)大潮。許多業(yè)內人士度控制在350~400℃C,千餾氣體導人冷凝器冷凝后成希望能更多地了解日本竹材熱及其應用方面的研究為竹醋液,經(jīng)過(guò)數小時(shí)竹醋液不再產(chǎn)生時(shí),將空氣導現狀,以便更好地指導我國的竹炭研究和開(kāi)發(fā)。為爐內,竹材開(kāi)始自燃,溫度上升,產(chǎn)生的氣體旁路導此,我們收集日本近10年來(lái)有關(guān)這方面的研究資料,人氣體冷卻器,停止導入空氣,自燃冷卻。通常一個(gè)并整理歸納為竹炭化過(guò)程、竹炭、竹醋液和竹活性炭周期需要6~8h,自然冷卻需12h左右。4個(gè)方面予以介紹。12竹的炭活化特性1竹材炭化過(guò)程的研究阪田祐作等用流通式熱天平在N2氣流下測定了竹材與木材同屬植物質(zhì)原料,炭化過(guò)程大體上應苦竹材的熱重曲線(xiàn),表明該竹材在200℃左右開(kāi)始該是一樣的,故竹材的于餾炭化基本上是利用現行的熱解,到500℃完成,炭化物的絕干收率23%。同時(shí),炭化設備和在已有經(jīng)驗的基礎上進(jìn)行。但由于兩者還用固定床反應器比較了竹與椰子殼850℃保溫1h在纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的含量和材體的組織結的熱解結果,炭化收率苦竹材仍為23%,而椰子殼則構上存在較大的差別,因此,竹材的炭化也有明顯為25%,比表面積均在10m2/g以下,孔分布竹炭在孔特點(diǎn)。半徑3.5m附近有一尖峰,椰子殼炭則在7~8m左1.1炭化工藝和設備右有一不太高的峰,CO2比表面積竹炭370m2/g,椰子田島次郎等用土窯、簡(jiǎn)易預制砌塊窯和連續式干殼炭410m2/g將這些炭化料用水蒸氣壓為24%的N2餾爐進(jìn)行了不同爐型木竹炭化的比較試驗,發(fā)現炭混合氣體在850℃活化,發(fā)現竹炭在活化過(guò)程的初期的揮發(fā)份偏高,連續式干餾爐得到的木(竹)醋液酸性主要是使孔的大小均勻、半徑約0.5~0.5sm的超微最強。北九州市森林生產(chǎn)聯(lián)合體采用了一種干餾和孔迅速增加,最高BET比表面積達1480m2/g,孔徑炭化分開(kāi)進(jìn)行的裝置,干餾在稱(chēng)之為“竹醋液回收的擴展主要在活化后期發(fā)生。而椰子殼炭則與其不爐”中進(jìn)行,該爐的外殼用鋼板制成,內襯耐酸的氧化同,微孔的增加和孔徑的擴展幾乎在同時(shí)進(jìn)行,最大鋁容積18m3,可裝600kg竹材,直接火加熱方式溫BE比表面積1300m3/g度控制在200℃。該裝置自動(dòng)控制升溫速度、最終溫細川健次等研究發(fā)現不同竹的炭化物有不同的度和加熱時(shí)間,通常干餾時(shí)間為4h,可得竹醋液表面構造6,用爆碎和鈷60照射的方法處理原料,對240L;干餾結束后,爐內竹材用叉式升降機移入炭化竹的炭活化有促進(jìn)作用7。河野公房等用簡(jiǎn)易轉爐爐該炭化爐的內壁澆灌耐火混凝土,用與前述回收炭化柳杉、扁柏、洋槐和竹進(jìn)行比較2,發(fā)現竹的炭化爐相同的控溫裝置將炭化爐內溫度控制在850~時(shí)間最短。田島次郎進(jìn)行的不同含水率竹材炭化試100℃C范圍燃燒時(shí)間3h,由點(diǎn)火噴嘴點(diǎn)火,使其自驗8,表明平均含水率35%左右是必要的,砍伐后放燃,每爐可得竹炭120kg(收率20%)。在日本市場(chǎng)展置3周或野外堆積16周可達到適宜的含水率;另外,銷(xiāo)的還有一種“高溫干餾裝置”4。該裝置采用理論他在用木材炭化爐進(jìn)行竹材炭化試驗時(shí)發(fā)現8,炭的空氣量或低于理論空氣量的完全燃燒氣體噴嘴,在燃收率與排煙溫度100~150℃范圍內的升溫速度有關(guān)。燒室燃燒產(chǎn)生無(wú)殘留氧的高溫燃燒氣,由引風(fēng)機吸引梁川甲午等利用程序控溫的小型爐進(jìn)行毛竹的毒論象炭化試驗制造高強度無(wú)裂紋的竹炭,發(fā)現短時(shí)間內能材料以及用竹炭粉作電磁波屏蔽的材料6;杉浦難以使竹材充分的熱解,此后快速升溫達到高溫很重銀治認為竹炭對CO2的吸附性能高,不腐爛,保水、透要。佐久間光好為了探討保持竹材外形且硬度高的水、保肥性好,可作土壤改良劑使用門(mén)。佐久間光好炭化技術(shù)10),將干燥的竹材用水溶性酚醛樹(shù)脂1:1作了加竹炭的熱水和不加竹炭的熱水冷卻試驗,發(fā)現溶液浸漬1周,500~700℃燒成,不能達到所預期的加了竹炭的熱水不容易變涼,認為如果把竹炭加在洗叩擊炭時(shí)音濁的效果,改用剛砍伐的竹材以稀釋5倍澡水中,即使是自來(lái)水,也可獲得類(lèi)似溫泉那樣的滿(mǎn)的酚醛樹(shù)脂浸漬同時(shí)提高炭化溫度并延長(cháng)時(shí)間得足感。他還提出對于濕度很大的日本夏天,解決到了保持原形無(wú)裂縫的優(yōu)質(zhì)炭。新村孝善等研究了木結構房屋諸多問(wèn)題的辦法是用木、竹炭吸濕,作了炭化溫度對竹炭固有體積電阻的影響,發(fā)現電阻結露時(shí)和強制水浸時(shí)吸濕能力的比較試驗結果竹炭率隨著(zhù)炭化溫度上升而降低,最后達到0.1mcmo比木炭要好9。北角至等用福崗縣產(chǎn)的竹炭,天然竹材熱解與木材相比,生成焦油少酸性成份多,硬質(zhì)沸石和活性炭等各種濾材作了性狀、濾出水的濁尤其是甲酸多,這是竹材纖維素含量高的緣故5。度和有機質(zhì)的含量的比較試驗,認為竹炭對濁度2竹炭的研究的改善有機質(zhì)的減少有一定效果,但灰分中的鹽類(lèi)被2.1竹炭的分類(lèi)溶出,不能作為魚(yú)類(lèi)飼育水和活魚(yú)水的水質(zhì)凈化濾以干餾炭化的最終溫度來(lái)區分炭的類(lèi)型時(shí),有的材,而且易碎,沖洗后再使用困難。巖田磨治測定了分3種5:低溫炭400℃、中溫炭600700℃高溫炭充填在護墻板中沿壁面一層粒度大小不同的竹炭在1000℃;也有的分2種141:將400-600℃炭化的稱(chēng)為年間的吸濕量,了解其調濕功能并測定了大小不低溫炭、800~1000℃炭化的稱(chēng)高溫炭,又叫備長(cháng)炭。同種類(lèi)不同的竹炭以及竹炭粘結劑成型物的吸濕效22竹炭的組成與物性2果1巖田圭司對長(cháng)時(shí)間慢速炭化短時(shí)間高溫精煉的此外還可利用竹炭開(kāi)發(fā)生活用品。巖田圭司提竹炭作了分析測定,結果表明其灰分含量約2%~出了竹炭制作導電性片狀材的方案,一是把磨得4%,其中主要是硅的氧化物,此外也含有鈣、錳、鈉、很細的導電性竹炭粉與助劑混合后裝入外層預制好鉀的氧化物;拉曼光譜測定結果顯示,在波長(cháng)400~的囊(袋)中,再復上一層平面狀的里層形成復合結1800cm-1之間,1127cm-1處有相對強度引起的單構;二是把導電性的竹炭粉和助劑混合后裝入衣物、峰,可以判定竹炭是非常純粹的炭,表明夾雜物對測織物蒲團、枕頭、帽子、墊子和龐物用具等物品中縫定沒(méi)有影響。巖田磨治作了不同竹材炭化試制品的合或粘合,具有空氣清凈作用按摩作用、消臭作用、品質(zhì)評價(jià)2),探討了作為炭化指標的精煉度與比表紅外線(xiàn)作用調溫調濕作用、抗菌和抑制毒性的作用;面積大小、比表面積與亞甲基藍吸附力之間的關(guān)系。三是將導電性竹炭粉和適當的助劑調成膏狀或漿狀津村忠對某竹炭生產(chǎn)組合用土窯燒制的竹炭作了物涂布在外形復雜或空間狹小等不便被復和充填的被性測定,結果表明炭化指標精煉度的質(zhì)量波動(dòng)頗大保護物表面。目前,日本市場(chǎng)上已有充填木(竹)炭的竹炭中有許多竹細胞壁炭化后形成的類(lèi)似六角床墊出售。形的孔徑約幾十微米的大孔,1000℃燒制的竹炭其木(竹)炭作燃料的傳統利用方式本文不作敘述。吸附力是傳統備長(cháng)炭的10倍,比表面積在200~3竹醋液300m2/g5。竹炭吸附水蒸氣的性能優(yōu)于同條件下3.1竹醋液的成分測定和加工精制炭化的椰子殼炭5,炭化度越低對水蒸氣的吸脫附速溝口忠等對竹醋液進(jìn)行成分測定的結果表度越快B。750℃以上炭化的優(yōu)質(zhì)竹炭,電阻率明2),其中有機物占竹醋液總量的77%,有機物中0.1』/cm,其對頻率4CHz的電磁波衰減30dB,對醋酸占58%,其他主要成分有糠醛、愈創(chuàng )木酚、酚、2,35GHz的電磁波衰減60dB以上1,表現出良好的電6-甲基酚等。此外,還研究了超臨界萃取濃縮竹醋磁波屏蔽性能。小林龍一作了炭化方法不同的5種液的方法2。把100ml醋液原液與100g硅膠混合竹炭的物性測定2,固定炭、揮發(fā)份灰分各不相同,裝入超臨界萃取裝置,超臨界流體使用CO2,溫度完全能達到“日本木炭新用途協(xié)議會(huì )規格”的僅1種。40℃、壓力80~400kg/cm2對萃取物的測定結果表23竹炭的利用明,竹醋液中有效成分酚的選擇性萃出多,與酯成分中村和善提出可用低溫干餾炭作脫臭、調濕的功相比效果相同或更好。北九州市森林生產(chǎn)聯(lián)合體將200℃干餾溫度下產(chǎn)生的竹醋液靜置貯藏4個(gè)月,使保鮮劑,放入水果中有優(yōu)良的防腐保鮮效果稱(chēng)之為微塵和其他懸浮物凝聚沉降至槽底,還有一層油膜浮抗菌竹活性炭。武川真美還提出將400~600℃制成于液面,抽取中部的液體作為優(yōu)質(zhì)竹醋液3。的竹粉狀活性炭散布在高爾夫球場(chǎng)上,有利于草坪生32竹醋液的利用長(cháng)x0)。阪田祐作等在竹梢上吸附金屬離子后炭化,竹醋液可能的用途有:胃腸藥皮膚藥青貼藥制成了金屬化合物微粒高度分散的多孔體),金屬的配藥等作醫藥的原料,熏煙味的哺育劑等作食品添化合物用的是硝酸亞鐵,產(chǎn)品的細孔基本上是直徑為加劑,提取甲醇和醋酸等作化工原料,其他還有染料4mm的中孔,且十分均勻,幾乎不形成超過(guò)4mm的孔。媒染劑、動(dòng)物除臭劑、農藥添加劑、土壤改良劑、發(fā)根5結語(yǔ)促進(jìn)劑、動(dòng)物營(yíng)養助劑等。木附久登在果樹(shù)上噴灑代日本竹材熱解的研究方興未艾,其經(jīng)濟意義通過(guò)森錳鋅等農藥時(shí)添加竹醋液,僅一次就得到戲劇性的熱解產(chǎn)品應用的展開(kāi)已顯現出來(lái),但全面評價(jià)為時(shí)尚效果24),直到收獲時(shí)也未見(jiàn)到蝽害蟲(chóng)侵害的發(fā)生,竹早。分析“竹炭熱”的背景,筆者認為主要出于環(huán)境保醋液本身無(wú)殺傷力,主要起驅避作用。阿部正范作了護和資源充分利用上的考慮,因而其發(fā)展前景看好。竹醋液防治香菇害菌木素木霉菌的試驗2),在7日我國“竹炭熱”是由出口帶動(dòng)的,這不失為山區農內菌床培養基表層覆一層竹醋液直至出菇,發(fā)現1%民致富的一條門(mén)路。但應該看到,在竹炭開(kāi)發(fā)過(guò)程濃度可完全防止感染,025%濃度在2~3天內可抑中,存在著(zhù)竹炭燒制工藝落后資源浪費大等問(wèn)題給制繁殖,0,5%濃度在7日內可以抑制繁殖。溝口忠生態(tài)環(huán)境帶來(lái)了較大的負面影響,這些問(wèn)題應予重視等將竹醋液混入培養基作植物種子發(fā)芽和生長(cháng)調節并加以解決。同時(shí),我國還應開(kāi)展對竹炭和竹醋液的試驗2,結果表明竹醋液濃度為01mg/kg、1.0mg/利用研究努力開(kāi)拓更大的市場(chǎng),為竹炭產(chǎn)業(yè)的持續kg時(shí)大體上無(wú)活性,而10mg/kg尤其是20mg/kg以上發(fā)展打下良好基礎。有強的抑制活性,竹醋液濃度100mg/kg時(shí)則對植物種子的生長(cháng)抑制活性與100mg/kg的2,4-D相同。參考文獻谷口紳二等研究了竹醋液對木材的防腐效果2),用1田島次郎,德田進(jìn)助,木竹炭等D新用途開(kāi)發(fā)E寸石研究,日培養皿進(jìn)行木材腐朽菌的繁殖試驗,發(fā)現在添加竹醋本科學(xué)技術(shù)文獻速報:906440液的培養皿上不長(cháng)菌即使竹醋液揮發(fā),菌的繁殖也2河野公房,金川聰,林業(yè)技術(shù)現地適應促進(jìn)事業(yè)(簡(jiǎn)易炭窯爾召木炭制造技術(shù)確立,日本科學(xué)技術(shù)文獻速報:903319變遲;用竹醋液處理2年生苗的移植床,苗木的生長(cháng)3渡部勲.竹炭、竹酸液刀生產(chǎn)匕販殼{)v了,日本三美株式會(huì )量高于對照區;但用竹醋液、木醋液、鋸屑醋液、竹炭、社,1995木炭、鋸屑炭進(jìn)行切花(插瓶花)壽命延長(cháng)試驗,得不4產(chǎn)品說(shuō)明書(shū).高溫干餾裝置.日本三美株式會(huì )社,1995到確定的結果。5版田祐作,難波竹己等,竹活性炭制造七子分子力吸著(zhù)4竹活性炭特性:沙活性炭上比較, Bamboo Joumal,1993,(11):71-77阪田祐作等將苦竹和榔子殼于N2氣流保護下6細川健次,山口克.竹力一水表面構造, Bamboo Journal850℃的炭化物用水蒸氣分壓24%的N混合氣體在7細川健次,山口克,竹類(lèi)活性炭O調制子O前處理方法D檢討850℃活化,測定活化炭對多種氣體的吸附量2),結 Bamboo Journal,196:6-n2果顯示盡管甲烷的吸附量椰子殼活化炭大于竹活化8田島次朗.森林資源有效利用二閱寸召研究,竹材(炭化)二腿炭但活化60mn的椰子殼樣品與活化30~45mim的寸3研究,日本科學(xué)技術(shù)文獻速報32,o4竹樣品大體上一致。梁川甲午,谷村公,竹炭化實(shí)驗.日本科學(xué)技術(shù)文獻速報:9084509竹活性炭可能的用途有:脫臭劑淡水魚(yú)處理10佐久間光好,竹D炭化實(shí)驗(72/一兒樹(shù)脂含浸透)日本科學(xué)劑、凈水劑、化學(xué)處理用、特殊的過(guò)濾材料等。技術(shù)文獻速報:J24356武川真美提出,用170~300℃溫度范圍加熱11新村孝善松永一彥等,竹炭電氮的物性七電磁波沙-兒F炭化,再在100~150℃水蒸氣噴射活化制成的竹炭粉效果仁閥石研究:日本科學(xué)技術(shù)文獻速報:0024559狀活性炭與紙漿纖維混合后抄紙,制造活性炭紙板12巖田磨治,佐野寡等.竹炭物性評價(jià)上用途開(kāi)發(fā)(第2報),用加工成瓦楞箱作水果包裝箱具有良好的保鮮效果途開(kāi)發(fā).日本科學(xué)技術(shù)文獻速報:905385513津村忠.竹炭物性評價(jià)匕用途開(kāi)發(fā)(第1報),用途開(kāi)發(fā).日本他提出的另一技術(shù)方案,是把同條件下制造的竹科學(xué)技術(shù)文獻速報:99053854粉狀活性炭裝入無(wú)紡布制成的袋中封緊,成為一包包14中原惠.縣產(chǎn)木竹資源活用仁上環(huán)境凈化資材⑦開(kāi)發(fā),日本毒記級科學(xué)技術(shù)文獻速報:361264824木附久登,竹酢液{害蟲(chóng)忌避效果少了.日本科學(xué)技術(shù)15巖田圭司.導電性竹炭沁一卜材上子制造方法,公開(kāi)特許公文獻速報:8104434報,平10-24461925阿部正范.竹炭⑦用途開(kāi)發(fā)試驗.日本科學(xué)技術(shù)文獻速報16中村和善,竹+為7機計用途開(kāi)發(fā),日本科學(xué)技術(shù)文獻速J8l14363報:510314626谷口紳二,池本省吾,等,竹酢液等利用技術(shù)⑦確立,日本科17杉浦銀治.竹簽炭燒日本科學(xué)技術(shù)文獻速報:513573學(xué)技術(shù)文獻速報:00045518佐久間光好.竹專(zhuān)活力寸(竹炭掃).日本科學(xué)技術(shù)文獻速27阪田祐作,井上吉明,等,竹上十氵殼力弓調制(仁炭化物書(shū)上UF報:9803393賦活物O力又吸著(zhù)特性). Bamboo Joumal,1993,(11):63-7019佐久間光好,竹利用O床下調濕材,日本科學(xué)技術(shù)文獻速報:28武川真美特殊竹活性一卜制造方法及U了特殊竹活性J804435炭一卜在用v制作九孫段水一兒箱并U仁特殊竹活性炭20北角至,酒井基介,等.竹材用途開(kāi)發(fā)試驗,日本科學(xué)技術(shù)文獻老用v大段水一兒箱,公開(kāi)特許公報,平7-709速報:911326129武川真美,抗菌竹活性炭制造方法及抗菌竹活性炭入021小林龍一,德田進(jìn)助.木竹炭等新用途開(kāi)發(fā){闖寸石研究.日并F二抗菌竹活性炭又抗菌竹活性炭入0八少+⑦使用方本科學(xué)技術(shù)文獻速報:J04083法.公開(kāi)特許公報,平7-12610122溝口忠,小野和博,等,竹酢液O有效活用法⑦檢討仁寸乙研30武川真美,竹粉活性炭制造方法及了竹粉活性在用v究作酢液⑦植物種子發(fā)芽生長(cháng)制御活性.日本科學(xué)技術(shù)文獻速了兒7場(chǎng)等仁扮計石土壤改善方法.公開(kāi)特許公報,平4報:14412808ll2灣口忠小野和博,等,竹昨液⑦有效活用法⑦檢討仁闋寸石研31阪田祐作谷原學(xué),等,竹上書(shū)<丁b均-細孔性炭素,究,超臨界抽出仁上b竹酢液⑦濃縮,日本科學(xué)技術(shù)文獻速報金屬鐵復合體制造.日本科學(xué)技術(shù)文獻速報:091294J0001443(通訊地址:31003,杭州市留下小和山)蘇北地區楊木加工企業(yè)存在問(wèn)題及發(fā)展對策沈文星丁勝金剛(南京林業(yè)大學(xué)經(jīng)濟管理學(xué)院)摘要蘇北地區是我國規模較大的楊樹(shù)生產(chǎn)基地,作為遠生豐產(chǎn)的楊樹(shù)具有重要的經(jīng)濟價(jià)值,是生產(chǎn)膠合板的重要的原料,對當地經(jīng)濟的發(fā)展具有重要的推動(dòng)作用。楊木加工企業(yè)由于生產(chǎn)規模小,在其發(fā)展過(guò)程中面臨著(zhù)些問(wèn)題,作者根據實(shí)地調查,提出了加強和改善對楊木加工企業(yè)的宏觀(guān)管理、財政支持等政策措施,并針對當地楊木加工仝業(yè)的情況,提出加強林業(yè)基礎產(chǎn)業(yè)建設,實(shí)現林業(yè)產(chǎn)銷(xiāo)一體化,通過(guò)市場(chǎng)來(lái)優(yōu)化加工企業(yè)結構的措施。關(guān)鍵詞楊木;加工企業(yè);產(chǎn)業(yè)政策;發(fā)展對策;蘇北地區江蘇北部的徐(州)淮(陰)地區屬黃泛區,農業(yè)生1.1國家對楊木加工企業(yè)管理體制建設滯后產(chǎn)條件差,工業(yè)基礎薄弱。自20世紀70年代中期經(jīng)楊木加工企業(yè)在蘇北地區以中小企業(yè)形式為主,南京林業(yè)大學(xué)引進(jìn)美洲黑楊、歐美楊品種,經(jīng)過(guò)十多我國目前沒(méi)有制定有關(guān)扶持中小型企業(yè)的法律規范年的推廣,取得了巨大的成功,整個(gè)蘇北已形成較大中小型企業(yè)的發(fā)展缺乏必要的法律保護,由于楊木加規模的楊樹(shù)生產(chǎn)基地,由此帶動(dòng)起來(lái)的楊木加工業(yè)已工企業(yè)大都是在20世紀80年代中期逐漸建立和發(fā)成為當地經(jīng)濟發(fā)展的一支重要力量。但實(shí)際工作中展起來(lái)的,我國在鄉鎮企業(yè)建立和發(fā)展初期給予減免也存在著(zhù)一些問(wèn)題影響了楊木加工企業(yè)的發(fā)展。稅和信貸支持政策等,楊木加工企業(yè)很少享受到。1楊木加工企業(yè)面臨的問(wèn)題楊木加工企業(yè)宏觀(guān)管理部門(mén)職權不清,一方面,在蘇北楊木加工企業(yè)以私營(yíng)小企業(yè)為主,國有、國家宏觀(guān)管理是依據所有制性質(zhì)和隸屬部門(mén)而不是集體性質(zhì)的企業(yè)較少,楊木加工企業(yè)成立和發(fā)展正處按企業(yè)規模來(lái)管理,所以楊木加工企業(yè)在蘇北一般是在我國經(jīng)濟結構發(fā)生劇烈變動(dòng)的時(shí)期,這種變革必然由鄉鎮企業(yè)局來(lái)管理。而鄉鎮企業(yè)局每年僅僅通過(guò)給木材加工企業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了重大的影響征收管理費與企業(yè)發(fā)生關(guān)系,不能進(jìn)行實(shí)質(zhì)上的管