[科普中國(guó)]-木材蒸餾

木材蒸餾通常指木材的干餾，是木材熱加工方法之一。通常將來(lái)材置于干餾窯中，在隔絕空氣的條件下加熱分解，可得木炭、木煤氣、甲醇、乙酸和木焦油等產(chǎn)物。如用松木為原料，還可獲得松節(jié)油。

概述木材干餾生產(chǎn)的主要過(guò)程是：把干餾原料（木材采伐和加工剩余物）經(jīng)過(guò)干燥，然后置于于餾釜（窯）或沸騰床中，在隔絕空氣或通入少量空氣的條件下，加熱分解，得到蒸汽氣體，再經(jīng)冷凝獲得木焦油和木醋液，不能冷凝的氣體是木瓦斯，剩在釜（窯）中的是木炭。如用松根做原料，得到的焦油產(chǎn)物是松焦油。這些東西經(jīng)過(guò)再加工，可以得到很多種產(chǎn)品。

木材干餾是森林資源綜合利用的重要途徑之一。1

工藝流程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)量影響最大。一般每立方米的木材可以得到137kg木炭、37kg乙酸和65kg焦油。2

相關(guān)拓展1661年，英國(guó)波義耳( Boyle）首先在木材干餾的液體中發(fā)現(xiàn)了甲醇，木材干餾成為工業(yè)上制取甲醇最古老的方法。這種方法用60~100 kg木材來(lái)分解干餾，只能得到約1 kg甲醇，今天這種方法在工業(yè)上已經(jīng)被淘汰了。但在1924年以前，甲醇差不多全部是用木材或其廢料的分解蒸餾來(lái)生產(chǎn)的。木材蒸餾提取的甲醇中含有丙酮和其他雜質(zhì)，因此從甲醇中除去這些雜質(zhì)是非常困難的，并且甲醇的產(chǎn)率也是很低的。3

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

耿彩芳 - 副教授 - 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)