① 木炭是怎样制成的
木材和木质材料经过不完全燃烧,或在隔绝氧气的条件下热解所残留的深褐或黑色多孔固体。木炭保存了木材的原来构造,并在孔内残留有木材炭化时所产生的焦油,是一种优质燃料和有多种用途的碳素原料。
历史沿革
人类对木炭的认识和使用,起源于对火的掌握和使用。当人类发现燃烧的木材被砂土掩盖后所残留的黑色固体——木炭能在砂土下继续保持阴燃不灭,而且再次燃烧时火力既大又没有烟雾时,人类不仅有了保留火种的手段,而且对火的使用有了很大进步。中国对木炭的认识和利用很早就有文字记载。《诗经》中多次提到发火取热的薪材树种。《礼记》“月令”中有季秋之月“草木黄落乃伐薪为炭”的记载,不仅谈到制炭,而且指出烧炭的理想季节。殷商时代的青铜器,春秋战国时代的铁器等冶炼铸造都使用优质木炭作燃料。秦汉以后煤虽被用于铁的冶炼,但由于木炭有其优点,不仅仍然大量使用,而且还用做固体表面渗碳剂来淬制武器。唐代不仅木炭生产规模庞大,而且烧炭技术也传至日本和朝鲜。
欧洲早在纪元前3000年以前,塞浦路斯人就用木炭制造青铜兵器,供应希腊、罗马军队。薪炭是欧洲整个中世纪的基本燃料。美国在19世纪后期以前炼铁仍用木炭,1890年左右发展了除生产木炭外还生产液体产品(醋酸、丙酮、木精等)的干馏工业。目前液体产品已被合成工业所代替,但木炭是人们极为重视的可再生能源,仍在民间和工业中大量使用。
种类
因烧制条件不同而分为:白炭、黑炭、干馏木炭、桴(枹)炭等。或因原料树种不同分为:硬阔叶树木炭、阔叶树木炭、松木炭、竹炭、果壳炭等。因加工不同分为:压积炭、活性炭。桴炭指民间炉灶内余烬木炭。按用途分可分画用炭、研磨用炭、火药用炭、日本的茶汤炭等。
成分
除碳素外还含有氢、氧、氮以及少量的其他元素。商品木炭的技术指标,包括水分、灰分、固定碳。木炭中水分多少将影响其实际重量和有效热值。灰分因原材料树种而异,其中含钙、镁、钾、锰以及少量其他元素。木炭中的磷、硫含量比其他固体燃料少是其优点。固定碳是指木炭经过高温(850~950℃)煅烧几分钟后所残留的碳素,它是在高温条件下反应时,可以有效使用的碳素。木炭属于碳化物一类,经高温炭化得到的木炭中具有一种共同特性的结构单元,它们是一种平面六角形的环状碳原子网,以相应的价互相联结,几层平行的碳原子网组成的碳束构成微晶,微晶之间的相互排列是无规则的。边缘联结着一些碳综合体和官能团。其宏观结构则仍保持木材原有形式。
性质
木炭的比重与煅烧温度有关。真比重为1.3~2.0;容积重为0.2~0.5;孔隙占总体积的70%以上。木炭是憎水物质,存放时,含水率3~6%,有时可达7%以上。其吸湿性受空气的相对湿度和木炭表面氧化程度的影响,表面氧化程度越大,吸湿力越强。木炭含有极性官能团时亲水性增强。木炭吸湿性虽差,但在水中浸湿能力却很强,吸收的水分可以超过自身重量。木炭比热为0.25~0.29卡/克·℃,热导率是23.77卡/厘米·秒·℃,发热量在8000卡/克左右。木炭的化学反应能力比煤大得多。这是与木炭的微观化学结构以及孔隙度大有关,并且有灰分的催化作用所致。木炭的比电阻约等于1010~1012欧姆·厘米(顺纤维方向仅为垂直方向的1/5~1/3)。木炭有大量的裂缝存在,外力作用下会扩展导致破碎。木材炭化时在240~400℃之间不仅重量大减,而且收缩也最显着。木炭的抗压强度,沿纤维纵向接近于焦炭,沿纤维横向仅为焦炭的1/6~1/4。木炭中有一定量的微孔和过渡孔,具有一定的吸附能力,比煤炭的吸附性能大得多。木炭孔内焦油物质影响吸附性能,在制备活性炭时,应将它除去。
炭化原理
木材在100℃左右会失去水分,逐渐干燥。在缺氧的条件下受到更高温度时,进行热分解生成水分和CO、CO2等挥发物,最后得到残留的木炭。
木材炭化时的关键温度为273±25℃,低于此温度木材必须有外热才能继续升温炭化。当达到此温度后,由吸热反应转为放热反应,可以依靠放出的反应热自行继续升温炭化。
烧制方法
先将原料加热干燥,进而达到炭化,炭化完毕,密封隔绝空气进行冷却。另有一种烧制方法,可在炭化将完成时,使赤热的木炭与空气接触,利用热解挥发物的燃烧来进行高温精炼,然后再隔绝空气进行冷却。前一种方法制得的炭表面显黑色,称黑炭。后一种方法制得的木炭含固定碳较高,表面残留白色灰分,故名白炭,白炭是中国独创的一种传统的烧制方法。朝鲜和日本也在应用。木炭烧制有两种类型:①堆烧法。将薪材集中堆架,部分用土覆盖,然后点燃薪材使其炭化。炭化将近全部完成时,再将柴堆全部用土密封,待木炭冷却后,破土取炭。此法操作粗放,不易控制,产量和质量都很差。②窑烧法。能较好地控制炭化条件,提高木炭的质量和产量。有黑炭窑、白炭窑和改良窑等类型。如简单的土窑、砖窑、室型窑以及新型连续作业窑(立式或卧式)等都有应用。
② 如何区分化学里的碳和炭
碳是元素,炭则是一种物质;碳之于炭其实有有如氢对于氢气;
所以,碳氢化合物、含碳量、碳水化合物、碳酸等等词语都用“碳”;
而木炭、煤炭、焦炭等等都用“炭”
③ 木炭的主要成分是什么化学式怎么写
木炭的主要成分是碳元素,化学式是C。
④ 木炭是怎样烧成的
木炭是由木材或木质原料经过不完全燃烧,或者在隔绝空气的条件下热解,所残留的深褐色或黑色多孔固体燃料。
木炭是保持木材原来构造和孔内残留焦油的不纯的无定形碳。中国商代的青铜器和春秋战国时代铁器的冶炼都用木炭,利用其吸湿性来观测气候变化等。
(4)化学木炭怎么扩展阅读;
木炭并不是木材燃烧就可以形成的,通常木炭是木材不完全燃烧的产物,它保留了木材原本的构造。木炭的用途极广,绘画、化妆、医药、火药、渗碳等方面都是有应用的,木炭最常见的用途就是作为燃料使用。
此外,在我国春秋战国时期,就用木炭来冶炼铁器,并且利用其吸湿性来观测气候变化等。在现代,木炭还可以作为金属冶炼、食品和轻工业的燃料,电炉冶炼的还原剂等等。并且在化学工业上也是经常使用的,常作二硫化碳和活性炭等的原料。
木炭分类可分为硬阔木炭、阔叶木炭、松木炭等类型。是根据材料的不同而有所区分,通常硬阔木炭的材质是硬阔叶材,比如桦木属等材质。阔叶木炭是由硬、软阔叶材混合烧制的炭。松木炭是由松木或其他针叶材烧制的炭。此外还有一些果壳类的形成的就是果壳炭了。
⑤ 木碳是怎么来的
木炭主要成分是碳元素,灰分很低,热值约27.21~33.49兆焦/千克,此外还有氢、氧、氮以及少量的其他元素,其含量与树种的关系不大,主要取决于炭化的最终温度。木炭属于憎水性物质,灰分含量在 6%以内,孔隙占木炭体积7%以上,比重一般为 1.3~1.4,发热量取决于炭化条件,一般在 8000 千卡/千克左右 ,木炭的还原能力大于焦炭。木炭有大量的微孔和过渡孔,使它不仅有较高的比表面积,而且孔内焦油物质被排除后将有很好的吸附性能。与氧气完全燃烧产生二氧化碳,不完全燃烧产生有毒气体一氧化碳。较为疏松。
微机量热仪是测试木炭热值的设备。 [1]
制备方法编辑
制法有两种:
(1)窑烧法,用泥土筑窑,满装木材,从窑门或火门点燃烧,使木材在窑内炭化,挥发物逸出而剩余木炭;
(2)干馏法,即木材干馏。按照出窑的熄火方法,有黑炭和白炭两种。
炭窑简单介绍:窑的形式、构造很多,如浙江窑、鲤鱼窑、木瓢窑、湖南木窑和四川木窑、速度较快的铁窑、机窑等等。通常以闷窑熄火的方法叫做窑内熄火法,所得到的炭称为“黑炭”。当木材在窑内炭化完毕时,趁热从窑内扒出,然后用湿沙土熄火的方法,称为窑外熄火法。在熄火过程中,木炭与空气接触而进行煅烧,炭的外部被氧化,生成的白色灰附在木炭上,称为“白炭”。白炭比黑炭坚硬。 [1]
制备原料编辑
按烧炭用的原料可分为:
①硬阔木炭。由硬阔叶材如壳斗科麻栎属、栲属树木为主,次要的还有桦木属等。如水青冈、桦、麻栎、苦槠、榆、槭等。
②阔叶木炭。由硬、软阔叶材混合烧制的炭。如杨、椴、柳等。
③松木炭。由松木或其他针叶材烧制的炭。如马尾松、红松、云杉等。
按成材与不成材可分为:
第一类不成材林主要用于民间烧炭用,即薪炭材;第二类成材林主要用于工业、民用木材加工,既薪材林。
此外还有用竹类烧制的竹炭和用果壳、果核(椰子壳、桃核)等木质原料烧制的果核炭。
从家用炉灶中收取的柴炭则俗称桴炭。
如将木炭粉碎后拌以适当的粘合剂,再进行压积成型和焙烧则制成压积炭
⑥ 木炭燃烧的化学方程式为:______
首先是氧气充足, 先燃烧的木炭是充分燃烧的, 生成二氧化碳:
C + O₂== CO₂
如果氧气足够多,就只有上述一个反应了. 如果氧气不足, 就会发生下一个反应,生成一氧化碳:
2C + O₂ == 2CO
木炭主要成分是碳元素,灰分很低,热值约27.21~33.49兆焦/千克,此外还有氢、氧、氮以及少量的其他元素,其含量与树种的关系不大,主要取决于炭化的最终温度。木炭属于憎水性物质,灰分含量在 6%以内,孔隙占木炭体积7%以上,比重一般为 1.3~1.4。
发热量取决于炭化条件,一般在 8000 千卡/千克左右 ,木炭的还原能力大于焦炭。木炭有大量的微孔和过渡孔,使它不仅有较高的比表面积,而且孔内焦油物质被排除后将有很好的吸附性能。与氧气完全燃烧产生二氧化碳,不完全燃烧产生有毒气体一氧化碳。较为疏松。
(6)化学木炭怎么扩展阅读:
机制炭优势在于其生产过程中没有环境污染:
1、废渣:
机制炭生产过程中无需添加任何添加剂和化学药品,其产品也没有任何废品产生,即使是再小的可以也能回收利用创造效益。所以以其生产过程中无任何废渣产生。
活性炭的生产过程中有重金属残留,对环境有较为严重的影响。
2、废液:
机制炭生产过程中无需水源,所以根本不会对水有任何污染,更谈不上废液了。
而活性炭不同在生产过程中需要用大量的水源来活化和漂洗,所以生产过程中要排放大量的废液,也正是这个原因生产才受到国家的明文限制。
3、废气:
机制炭的各个生产过程产生的气体基本都是水蒸气和一部分可燃气体(可以回收当作燃料使用),所以机制炭生产过程中基本对空气也没有任何污染。
活性炭由于需要活化其中一些化学药剂比如说氯化锌会对大气有一定污染。
按烧炭用的原料可分为:
①硬阔木炭。由硬阔叶材如壳斗科麻栎属、栲属树木为主,次要的还有桦木属等。如水青冈、桦、麻栎、苦槠、榆、槭等。
②阔叶木炭。由硬、软阔叶材混合烧制的炭。如杨、椴、柳等。
③松木炭。由松木或其他针叶材烧制的炭。如马尾松、红松、云杉等。
按成材与不成材可分为:
第一类不成材林主要用于民间烧炭用,即薪炭材;第二类成材林主要用于工业、民用木材加工,既薪材林。
此外还有用竹类烧制的竹炭和用果壳、果核(椰子壳、桃核)等木质原料烧制的果核炭。
从家用炉灶中收取的柴炭则俗称桴炭。
如将木炭粉碎后拌以适当的粘合剂,再进行压积成型和焙烧则制成压积炭。
⑦ 木炭怎么做的
木炭的制作方法:
一种是窑烧法,也就是用泥土筑成窑,里面装满木头,然后点火燃烧,使木材在窑内炭化,挥发物逸出。另一种是干馏法,即将木材置于干馏窑中,在隔绝空气的条件下加热分解出木炭,此为木材干馏。
木炭是木材或木质原料经过不完全燃烧,或者在隔绝空气的条件下热解,所残留的深褐色或黑色多孔固体燃料。
其实无论采用什么生产工艺,木炭都是通过加热的方式将木头中的气体和液体挥发出去的产物。剩下的物质就是木头的固体可燃物部分,因此才能在燃烧时只发热而不冒烟。
(7)化学木炭怎么扩展阅读
木炭主要分为白炭、黑炭、活性炭、机制炭等四大类。白炭主要以硬阔叶材中的壳斗科、榆科树木为原料,优点是燃烧时间长、不冒烟、无污染,但受潮容易发爆、价格昂贵。黑炭主要以软阔叶薪炭材为主,优点是易点燃,缺点是易发爆、不耐烧、燃烧时有烟等。
活性炭可以说是木炭的深加工,种类也有很多,按照原料的不同可以分为植物原料炭、煤质炭、石油质炭、骨炭等。活性炭有发达的孔隙结构,有很大的总表面积和吸附能力,不会溶于水和其他溶剂,具有物理和化学上的稳定性。
机制炭以木屑为原料,主要把木屑经过高温高压成形最后送入炭化炉炭化而成。整个生产过程不需要添加任何的添加剂,相对而言比较环保。它的特点主要是燃烧时间长、热值高、不冒烟、环保等,所以受到了各大烧烤店的青睐。
⑧ 木炭燃烧的化学方程式
木炭在氧气中燃烧的化学方程式:C+O2=点燃=CO2。反应后的产物可用澄清的石灰水来进行检验。
木炭在氧气中燃烧的现象:在空气中发出红光,在氧气中发出白光,放热,生成一种使澄清石灰水变浑浊的无色气体。增大氧气的浓度可以使碳原子和氧分子碰撞的机会增多,从而促进可燃物的燃烧。
(8)化学木炭怎么扩展阅读:
注意事项:
做木炭在氧气中燃烧的实验时,最好选用长条片状的木炭。可以先用镊子或坩埚夹住木炭,加热到发红,再放到燃烧匙里。
红热的木炭应该由上而下慢慢地放入盛有氧气的集气瓶中,如果一开始就伸到瓶底,木炭燃烧所生成的二氧化碳会把瓶中部和上部的氧气排出,木炭就不能顺利燃烧。
⑨ 怎么用化学方法去除木炭
我想你应该先说清楚木炭存在什么物质中,这样才能有针对性的除去,能跟木炭反应的有很多,楼上的说很好,还可以用浓硫酸,等等的酸氧化掉。
⑩ 如何制造出木炭
制法有两种:
1、窑烧法,用泥土筑窑,满装木材,从窑门或火门点燃烧,使木材在窑内炭化,挥发物逸出而剩余木炭。
2、干馏法,即木材干馏。按照出窑的熄火方法,有黑炭和白炭两种。
通常以闷窑熄火的方法叫做窑内熄火法,所得到的炭称为“黑炭”。当木材在窑内炭化完毕时,趁热从窑内扒出,然后用湿沙土熄火的方法,称为窑外熄火法。在熄火过程中,木炭与空气接触而进行煅烧,炭的外部被氧化,生成的白色灰附在木炭上,称为“白炭”。白炭比黑炭坚硬。
(10)化学木炭怎么扩展阅读:
木炭用途:
1、冶金工业
木炭用来冶炼铁矿石,木炭与焦炭熔炼的生铁,即使化学组成相同,其结构与机械性质仍不相同。木炭冶炼的生铁一般具有细粒结构,铸件紧密,没有裂纹的特点,用木炭生产的生铁含杂质少,适于生产优质钢。
2、渗碳剂
凡是要求表面具有较高的硬度和耐磨性,而中心具有良好韧性的所有钢制品都要进行渗碳。用来对钢制品进行渗碳作用的含碳混合物称为渗碳剂。单纯木炭的渗碳效果较差。因此常用木炭作为原料,再加入一定数量的接触剂,制成渗碳剂。
3、二硫化碳
木炭是制造二硫化碳的最好原料,用来制造二硫化碳的木炭,应当是坚硬、容积重大、灰分和水分含量小,固定碳含量高。