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詳細介紹

生 物 質(秸 稈)

可 控 式 連 續 分 解 技 術

 

 

 

四川大宇中和農業科技發展有限公司

 

木焦油科普目錄

一 企業簡介....................................................................................................................1

二 木焦油是什么、從何而來?...................................................................................1

三 研究木焦油應用的意義是什么?..........................................................................1

四 木焦油的開發研究已到達什么地步?..................................................................2

五 木焦油的制造采集方法是什么?..........................................................................3

六 木焦油的性質及成分有哪些?..............................................................................4

七 木焦油為什么要精制提純?..................................................................................4

八 木焦油精制方法有哪些?......................................................................................5

九 木焦油在各國有怎樣的應用現狀?.....................................................................6

十 木焦油的應用有哪些方面?.................................................................................6

   一、企業簡介

    四川大宇中和農業科技發展有限公司成立于2016年4月。是一家以農業技術研發,秸稈碳化處理及炭產品銷售,新能源技術研發為主營業務的高科技型企業。公司自主研發的具有自主知識產權、原創性生物質(秸稈)可控式連續分解技術,包含3項發明專利,14項實用新型專利,正在申報的專利多達20項,科技含量高。該技術能能夠100%分解各種生物質秸稈,并且分解過程無任何殘留物,不會對環境造成再次污染。對秸稈的分解是連續的、可控的,單項目年處理秸稈可達1-8萬噸,處理量大。處理過程不需要外部能源,依靠秸稈自身能量的釋放就能夠完成分解,節能環保。秸稈分解后的木炭粉、木醋液、木焦油、可燃氣體是生活和工業資源,具有較高的市場附加值。實現了秸稈處理的科學化、規?;?、工業化和資源化。

通過生物質(秸稈)可控式連續分解技術處理1噸秸稈可以生產出300KG木炭粉,轉化比例高達30%。


   二、木焦油是什么、從何而來?

    木焦油,木材干餾的到的液體產物澄清時沉在下部的黑色油狀液體,含有酚類,酸類,烴類等有機化合物。通常通過木材(針葉木或其他木)在炭窯中炭化時排出來的產品(例如,瑞典焦油或松焦油)或在蒸餾甑或蒸餾爐中蒸餾制得的產品(蒸餾焦油)。蒸餾焦油可直接從焦木水沉淀而得(沉淀焦油),也可通過蒸餾焦木水(焦油已部分溶解)制得(溶解焦油)。所有這些焦油都是烴、酚及其同系物、糖醛、乙酸及其他各種產品的復雜混合物。

 

   三、研究木焦油應用的意義是什么?

    我國傳統農業內涵豐富,森林資源、秸稈資源十分充足,為木焦油生產提供了豐富的原料,隨著我國日益出現的化肥農藥使用過于頻繁,可耕地面積逐步減少的趨勢,有必要進一步減少工業化肥農藥的使用量、改良土地、提高單位面積農作物的產量,因此研究將木焦油應用于制造培養農作物、茶、果樹以及綠化樹、草等需要的土壤改良材料,替代農藥防止產生病蟲害的材料和替換化肥促進農作物和樹木生長的生物質無污染農業肥料等有著重要意義。

又由于木焦油是木材、秸稈等通過炭化方式得到的一種植物源物質,它在變廢為寶的綜合利用以及環境保護和可持續發展農業上具有重要意義。


   四、木焦油的開發研究到達什么地步了?

   近年來,日本對精制木焦油(簡稱木焦油)進行了大量研究,發現將木焦油的稀釋液或木焦油與木炭粉的混合物(粉劑)施用于某些作物時,具有明顯的促進生長效果,對樹木的莖、葉及根系發育有顯著的促進作用。日本研究還發現,根據不同用途采取不同的精制方法得到的木焦油,可以作為醫藥原料(皮膚藥等)、食品添加劑(熏液等)、染料原料(媒染劑原料)、脫臭劑(庭用脫臭劑原料等)、農藥原料(農藥添加劑)、土壤改良劑(發根促進劑等)和植物促進劑原料等。日本在木焦油的研究開發、廣泛應用方面在全球已走在前列,這和日本清潔、高效、可持續發展的經濟發展政策不無關系。

   隨著國內外對木焦油的深入研究,木焦油的各項性能與作用日益被認識并得到重視,開始廣泛應用于農業、林業、畜牧業、食品加工業、醫藥衛生業和輕化工業。尤其是木焦油具有促進植物生長、抗菌、防病等多種作用,是很好的綠色肥料和農藥,在農業上的應用越來越廣泛。木焦油在應用中只所以表現出奇特的性能作用,是由于其眾多的微量成份具有天然有機綜合平衡作用。國內外實驗證明,木焦油中任何一種單一成份或幾種配合成份都無法達到木焦油的作用效果,這說明木焦油是人工難以合成和其它復配產品無法取代的獨特物質。

    目前,木焦油在我國的研究開發工作剛剛起步,在化妝品和飲料方面研究甚少。但是我國木焦油的原材料秸稈、木材等資源豐富可再生、價廉、應用前景廣泛,因此積極拓展對其研究是十分必要的。


五、木焦油的制造采集方法是什么?

1.木焦油制造法:

    木炭窯法:使用各種雜木樹枝、果園剪定下來不用的枝條等在木炭窯燜燒產生煙氣使其自然氣冷凝結成為液體而成,質量較好,但含樹脂高的針葉樹、木麻黃、含油漆的廢棄家具不得使用。

    爐熱解法:制造法簡單方便,主要原料可用稻殼或蔗渣,首先將稻殼倒滿于爐中,然后在上剖中央放置一團廢紙,點燃,使稻殼著火后即為液體流向煙囟下面排出口流入收集桶中,成為粗制木焦油,以汽油桶制之爐子約可裝填20公斤稻殼,通常約一天左右,稻殼即可大致燒完,不再排出液體時,將蓋子打開,倒出殘留部份,噴水使其熄火即成為燻炭,如果燃燒時間太長,殘余物都變成稻殼灰,即無法收集到燻炭。

    混合法:將少量樹枝和稻殼放在一起燜燒干餾的方法。

    生物質秸稈可控式連續分解技術法:木焦油是秸稈分解的副產品,也可用各類秸稈、稻殼、椰殼、木炭等廢棄物分解通過分解爐連續自動化處理生產,產物對人、畜無害,不會污染環境,是化學農藥的理想替代品。生物質秸稈可控式連續分解技術,即可在制碳的同時提取木焦油,每熱解1噸生物質,通??缮a400-500m3燃氣,250-300kg固體碳,200-250kg木焦油和30-50kg木焦油,即1噸生物質熱裂解的產物中四分之一為木焦油,作為生物質熱裂解的重要副產物,木焦油的采集、儲存及蒸餾等為工藝的關鍵難點。

2、采集方法:當前的采集原理主要是在原材料經碳化熱解過程中將導出的蒸汽氣體混合物經冷凝分離后得到的液體產物通過通道進入儲液罐儲存收集。


  六、木焦油的性質及成分有哪些?

    木焦油的主要成分是木雜酚油,通常把從非充脂木材制得的焦油加以蒸餾,用氫氧化鈉處理、再酸化及再蒸餾使之與其他成分分離后制得。木雜酚油是無色液體,但在空氣與光的作用下呈現顏色,有煙味,有腐蝕性,主要用作消毒劑及防腐劑。

  木焦油的性狀:

色相

密度

氣味

PH

淡黃色透明液體

1.004~1.015(20℃)

醋酸的刺激性氣味

2.2~2.6

 

  七、木焦油為什么要精制提純?

秸稈、木材等這類生物質原材料分解后所得到的木焦油原液是含有很多化合物,性質不穩定且混有大量焦油組分的渾濁液體,精制后,木焦油會因精餾程度不同,而使其物化性質大不相同(見圖1)。原始木焦油粗液中,含有多種對人體和禽畜有害的成分,在精制過程中的苯酚含量會隨著精制過程逐漸減少,有害物質被祛除的效果十分明顯。


圖1:精餾木焦油示意圖


   八、木焦油精制方法有哪些?

主要有四種方法:

    1、靜置法:將粗液倒入容器靜置幾星期,粗液中的物質就會分層沉淀,發現粗木焦油分為3層,上層為不穩定的木焦油,占10%~15%(質量分數,下同),屬于低沸點化合物;下層為渾濁木焦油,占20%- 30%,其中含有大量的木焦油和聚合物;中間的澄清部分是有效木焦油。這方法是木焦油精制最簡單方便的方法,但缺點就是靜置需要很長時間不利于工業化生產。

    2、蒸餾法:蒸餾法就是利用混合物各成分沸點不同的特性對混合物進行分離的方法,該方法分為常壓蒸餾法、減壓蒸餾法。

常壓蒸餾是指在蒸餾過程中,首先將低沸點組分,醋酸與大量的水一同蒸餾出來,而后蒸餾出含有酚類的高沸點組分,再反復蒸餾已蒸餾出的餾分,以便除去較多的不穩定化合物和溶解焦油,餾分中化合物種類大為減少。

減壓蒸餾法與常壓蒸餾法不同,可通過調節減壓程度、加熱浴的溫度來促進目的成分的餾出。使用不同填料或卷壓板精餾塔可以進一步提高混合物的分離效果。這方法適合工業化大規模處理木焦油粗液。

   3、過濾法:通過利用活性炭吸附法的原理(就是利用活性炭大的比表面積及其吸附能力強大的特點),來吸附木焦油中的木焦油、沉淀物及懸浮物。

    4、分配法:該方法是利用木焦油含有酸性成分、中性成分、堿性成分等性質,通過改變木焦油的特性,把木焦油所含成分分成幾組的方法,改變所使用藥品種類、濃度等條件,如用酸、堿把木焦油的多種成分混合物劃分成酸性、酚類、羰基、中性及堿性物質成分,這是一種簡單易行的方法。


   九、木焦油在各國有怎樣的應用現狀?

    木焦油是一種含烴類、酸類、酚類較高的有機化合物,加工后可獲得雜酚油、抗聚劑、浮選起泡劑,木瀝青等產品。也可用于醫藥、合成橡膠和冶金等部門。 

在我國,對木焦油的應用研究起步并不晚,不少科研單位相繼對木焦油的應用開始研究,但在實際中應用起步較晚。隨著人們對環保與健康的重視,近幾年來不少科研單位和企業相繼推出了木焦油肥料、農藥和美容保健產品,開始在實際生產和生活中推廣應用,沿海一些發達地區還出現從日、韓進口木焦油微肥用于綠色作物生產的現象。


 十、木焦油的應用有哪些方面?

    由于木焦油的綠色無污染性質,使其具有廣泛的應用前景:

    1.1生物質油

    生物質油(Bio-oil)是纖維素、半纖維素和木質素的各種降解物所組成的一種混合物。生物質主要包括薪炭林、經濟林、用材林、農作物秸稈和農林產品加工殘余物如甘渣、木屑等。

    生物質油作為一種液體燃料,最易開發的應用技術是直接燃燒,但生物質油較差的燃料性質,使得其燃燒工藝的開發比化石燃油復雜,目前生物質油要立足于大量的燃油鍋爐和窯爐,獨立開發這項項目涉及到的一些技術難題和解決方案主要:一是生物質油較大的粘度和表面張力使得霧化效果較差,通過預熱降低生物質油粘度或在生物質油中加入少量的添加劑,并采用針對生物質油能量密度低而設計的新型空氣霧化噴嘴實現了在較低壓力下生物質油的良好霧化。二是生物質油氣化潛熱大,十六烷值低,點火困難,在現有的燃油自動點火工藝上,采用改進的高能點火裝置,成功實現了生物質油燃燒的冷啟動問題。三是生物質油中一些固體顆粒和高分子木質素裂解物難以燃盡,通過燃料和空氣的充分混合強化燃燒的充分性,從而降低了污染物的排放。

    1.2塑化劑(英語:Plasticizer,Phthalate)

    增塑劑、可塑劑,是一種增加材料的柔軟性或使材料液化的添加劑。其添加對象包含了塑膠、混凝土、墻壁材料、水泥與石膏等等。同一種塑化劑常常使用在不同的對象上,但其效果往往并不相同。塑化劑種類多達百余種,但使用得最普遍的即是一群稱為鄰苯二甲酸酯類的化合物。據統計2004年全世界的塑化劑市場,總量約在550萬噸左右并朝600萬噸邁進。

    塑膠添加塑化劑依據使用的功能、環境不同,制造成擁有各種韌性的軟硬度、光澤的成品,其中愈軟的塑膠成品所需添加的塑化劑愈多。一般常使用的保鮮膜,一種是無添加劑的PE(聚乙烯)材料,但其黏性較差;另一種廣被使用的是PVC(聚氯乙烯)保鮮膜,有大量的塑化劑,以讓PVC材質變得柔軟且增加黏度,非常適合生鮮食品的包裝。

    混凝土使用塑化劑(減水劑),可以增加混合物的工作性方便施工不易產生蜂窩,從而可減少含水比例,增加強度。在墻壁材料中加入塑化劑可以增加混合物的液化程度,如此便不用添加太多水分,可減少干燥墻面所需時間。但塑化劑對人體有害。

 


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