| 劉志坤 李自建 高畢
（浙江林學(xué)院工程學(xué)院，臨安，311300）
摘 要：竹材加工過程中會產(chǎn)生大量加工剩余物，大多數(shù)企業(yè)將此作為燃料，有些小型加工點(diǎn)則廢棄，既浪費(fèi)資源，又影響環(huán)境。本研究將竹材加工剩余物（實(shí)驗(yàn)材料為竹屑）定溫干餾，即在干餾過程中使竹屑均勻加熱升溫，在控制溫度條件下分階段裂解，獲得化學(xué)成分較為單純的竹醋液和均質(zhì)竹炭。
關(guān)鍵詞：竹屑、干餾、溫度
竹材加工過程中會產(chǎn)生大量加工剩余物，據(jù)統(tǒng)計(jì)，在竹地板、竹材膠合板、竹涼席以及竹制日用品的生產(chǎn)中竹材的重量利用率低于40%，有60%以上的竹材在加工過程中變成加工剩余物，現(xiàn)大多數(shù)企業(yè)將此作為燃料，有些小型加工點(diǎn)則廢棄，既嚴(yán)重浪費(fèi)資源，又影響環(huán)境。竹材加工剩余物的利用早已成為竹材加工企業(yè)非常關(guān)注的熱點(diǎn)問題，也是加工利用中的技術(shù)難題。過去已開展的利用方法有：一是利用加工剩余物加工成成型燃料，它是在高溫、高壓條件下加工剩余物壓縮成棒狀或顆粒狀且質(zhì)地堅(jiān)實(shí)的成型物[1]，二是將加工剩余物通過物理法或化學(xué)法制造活性炭[2]，三是將生物質(zhì)材料進(jìn)行能源轉(zhuǎn)化利用，對生物質(zhì)材料（加工剩余物）進(jìn)行裂解、液化、氣化和燃燒等轉(zhuǎn)化[3]，四是利用加工剩余物制造人造板開展綜合利用。綜觀上述各種利用方法和途徑，有的存在加工工藝?yán)щy；有的存在技術(shù)難度大、短期內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)技術(shù)上的重大突破，暫時(shí)還不能工業(yè)化利用；有的經(jīng)濟(jì)上不可行。為了充分利用資源，探索竹材及加工剩余物高效利用新途徑，本研究采用高溫干餾方式對竹材加工剩余物進(jìn)行熱解，從而獲得化學(xué)成分較為單純的竹醋液和均質(zhì)竹炭。
1 實(shí)驗(yàn)與工藝
1.1 實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備
竹屑取自竹席加工廠的加工剩余物，試驗(yàn)前已自然堆放三個(gè)月，堆放中曾經(jīng)發(fā)酵，第一次實(shí)驗(yàn)竹屑含水率為30.1%，第二次實(shí)驗(yàn)竹屑含水率為42.1%。干餾釜為外熱式自制干餾釜，具有控溫裝置和促使竹屑流動的裝置，干餾中竹屑均勻翻動，均勻加熱，采用人工輔助和自動相結(jié)合的控溫方式控制干餾溫度。
1.2 干餾工藝
根據(jù)竹材主要化學(xué)成熱分解的基本規(guī)律，干餾工藝采用分階段控溫方式使半纖維素、纖維素、木質(zhì)素先后解熱，溫度分110℃，170℃、225℃和275℃及以上等四個(gè)溫度段。開始升溫速度較快，當(dāng)料溫超過110℃以上時(shí)采用階梯方式升溫，升溫時(shí)間盡可能縮短，升溫至下一設(shè)定溫度時(shí)，保溫并收集竹醋液，當(dāng)竹醋液流量很小時(shí)，再升溫至另一階梯溫度繼續(xù)收集竹醋液。在各階梯溫度點(diǎn)，通過冷凝裝置冷凝,獲得化學(xué)成分較為單純的竹醋液。
1.3 干餾具體操作方法
干餾前測出竹屑的含水率，稱量竹屑100kg放入干餾釜中，密封升溫，記錄起始溫度和時(shí)間。當(dāng)料溫即將上升至設(shè)定值時(shí)開始控制，逐漸達(dá)到目標(biāo)溫度控制值，避免升溫慣性導(dǎo)致溫度失去控制，根據(jù)事先設(shè)定的目標(biāo)溫度，記錄各階段的時(shí)間及竹醋液的數(shù)量，每隔15分鐘采集竹醋液樣品，測定PH值，并觀察顏色變化。
2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1、表2。
表1 第一次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)一覽表
| 序號 |
時(shí)間 |
溫度（℃）（反應(yīng)釜頂端出口） |
單位時(shí)間內(nèi)收集竹醋液質(zhì)量（kg） |
PH |
| 1 |
20:47 |
93.5 |
2.1 |
3 |
| 2 |
21:02 |
100 |
4.35 |
3 |
| 3 |
21:17 |
100 |
7.05 |
3 |
| 4 |
21:32 |
101 |
5.2 |
3 |
| 5 |
21:47 |
101 |
3* |
2.8 |
| 6 |
22:02 |
101 |
0.6* |
2.8 |
| 7 |
22:17 |
130 |
10.4 |
2.8 |
| 8 |
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