杨木炭胶合成型速燃炭的制备与燃烧性能.pdf

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1、第26卷2010正第6期6月农业工程学报TransactiousoftheCSAE、，01。26No。6Jun．2010257杨木炭胶合成型速燃炭的制备与燃烧性能周建斌，段红燕，李思恩，刘应强(南京林业大学化学工程学院，南京210037)摘要：为了研究了胶黏剂的类型、胶炭比、引燃剂的种类和添加_蕈、成犁压力、成型时间等困素对速燃炭燃烧性能的影响，该文利用杨木屑经炭化后得到杨木炭，以杨木炭为主要原料，添加适量不同种类的胶黏剂和引燃剂制备速燃炭。结果表明：将胶黏剂A和杨木炭以质量比为0．6：1的胶炭比混合，并添加占杨木炭质量分数为5％的硝酸钾，在25

2、MPa的成型压力下保持2min，制各出的速燃炭有较好的速燃效果。不仅具有一定强度，燃烧时无毒、无烟、无味，并能在5S内快速点燃速燃炭。速燃炭的抗压系数达8．60N／mm2，燃烧剩余物的质量分数为6．33％，燃烧时间可持续11．20min／g，热值达到35762．76J／g。该研究可为粉末燃料的成型胶黏剂研制提供依据。关键词：胶黏剂，燃烧，废弃物利用，杨木炭，速燃炭doi：10．3969／j．issn．1002—6819．2010．06．044中图分类号：TQ519文献标识码：A文章编号：1002—6819(2010)一06—0257—05周建斌，

3、段红燕，李思思，等．杨木炭胶合成型速燃炭的制备与燃烧性能【J]．农业工程学报，2010，26(6)：257—261．ZhouJiartbin，DuanHongyan，LiSisi，eta1．Preparationandcombustionpropertiesofinflammablecarbonfrompoplarcarbon[J]．TransactionsoftheCSAE，2010，26(6)：257—261．(inChinesewithEnglishabstract)0引言在中国，木材采运、加工过程会产生大量的枝丫、梢头、锯末、板皮、截头等

4、剩余物。如何充分利用这些天然资源，是一个值得深入探讨的问题。目前比较常见的方法是将它们粉碎成屑，用螺旋机组挤压威型后炭化制成成型炭棒作为燃料【l也J，但该法生产设备投入费用高，磨损大，工艺缺陷明显。因此迫切需要开发一种经济、安全、方便、无毒害的生物质加工成型工艺。受到粉末活性炭胶合成型制成型炭研究的启示【}。丌，参考了一些国外专利【84】，作者进行了炭粉成型专用胶黏剂和燃料炭成型工艺的试验研究。由于粉末炭成型困难以及此速燃炭产品性能的特殊要求，故选择适用的成型用黏结剂必须是无毒、易燃的环保类，而此成为解决炭粉成型工艺的技术关键，作者选取了3类常见

5、价廉的胶黏剂进行研究。将木质材料先烧制成炭，粉碎后与一定比例的黏结剂和引燃剂捏和、成型的工艺方法，制成了具有一定强度，燃烧无烟、无味、安全卫生的速燃炭，并且在5s内可以迅速点燃，满足了有些场合(如餐饮、宾馆、旅游、地质和航海等行业)“一点即燃”【l0】的需要，具有显著的经济和社会效益。所开发的可燃性炭粉成型胶黏剂也可用于其他粉末燃料的成型。1材料与方法1．1试验材料收稿15I期：2009．10-28修订日期：2009-12．30基金项目：江苏省林业三项工程项目(LYSX200705)作者简介：周建斌(1965)，男。江西吉安人，教授，博士，从事木

6、材热解及炭材料研究。南京南京林业大学化学工程学院，210037。Email：zhoujianbin@njfu，COlll．CB杨木炭：杨木加工剩余物杨木屑为原料，采用干馏设备在600℃下对其进行保温30min，得到的固体产物。1．2主要试剂胶黏剂“11】：是一种可燃性的淀粉胶黏剂。将A加入水中配制成质量分数为5％的混合物，冉加入少量的增稠剂，即可制得胶黏剂A。胶黏剂B：B是一种纤维素胶黏剂，主要成分是羧甲基纤维素钠盐，它是纤维素的一种醚类衍生物，无毒。胶黏剂C：C是一种热塑性高分子胶黏剂，主要成分是聚乙烯醇。引燃剂：各类易燃的无机材料，碳酸钠、硝

7、酸钠、硝酸钾【12】、硝酸锶、氯化钠‘131、二氧化硅、氧化钙、氢氧化铝【14】、六次甲基四剧151以及以一定质量比例混合的氢氧化铝和氯化钠【l31，均为工业纯，且无毒无害。1．3主要仪器、设备电动两柱液压机，SFLS．10型，泰州市荣美液压机械制造有限公司；数显氧弹式热量计，XRY-1A型，上海昌吉地质仪器有限公司；计算机控制记忆式冲击试验机，JJ．300型。1．4试验方法1．4．1速燃炭的制备工艺将100g粒径小于0，25n'll'／l的杨木炭置于烧杯中，然后加入～定比例的胶黏剂和引燃剂，充分搅拌均匀后，倒入成型机中挤压成型，脱模，干燥至含水

8、率<4．0％，即得直径为30film，厚度为10mm的饼状速燃炭。成型工艺为饼状成型，且在常温下进行。1．4．2速燃炭燃烧性能的测定将干