一、工业炭的定义
工业木炭,是一种多孔性物质,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。
二、工业炭的特点
工业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。
三、工业炭的应用
工业木炭用于冶炼业的还原剂,如炼单晶硅、炼铜、炼钢;农牧业中的肥料、饲料的添加剂;含碳产品的生产原料,如生产火药、鞭炮、蚊香、二硫化碳、碳化硅等的原料。
1、冶金
木炭现在广泛用于我们的工业领域,并且通常可以用于有色金属和晶体硅的生产,木炭冶炼的生铁一般晶粒结构细小,杂质少,适合生产优质钢。在有色金属的生产中,木炭经常被用作表面助焊剂以形成保护层。
2、炭砖
炭砖是一种燃烧时无烟的砖,不会产生碳尘,它具有吸湿性和吸水性低、比重高、热值高的优点。它由木炭制成,便于运输,它不仅可以燃烧,还可以用于冶金、移动气化炉等。
3、渗碳剂
渗碳剂是冶金工业中使用的添加剂,一般韧性好的钢材都要渗碳,当然,单独使用木炭的渗碳效果较差,所以经常使用木炭作为原料,并加入一定量的接触剂制成渗碳剂。
4、二氧化硫
二氧化硫的生产也需要木炭,木炭是生产二氧化硫非常优质的原料,当然,在化工行业,也要求使用木炭。通常使用坚硬、体积大、水分低、含碳量高的产品,生产1吨二硫化碳大约需要0.5吨木炭。
5、木炭干燥剂
它由几种天然矿物组成,外观为灰白色颗粒,无毒无害,是一种可降解的环保干燥剂,吸湿率在50%以上。
四、市场规模
近几年来,我国为了保护生态平衡,陆续颁布了“禁伐禁烧”的政策法令,同时加大了对伐木烧炭的打击力度。这样一来,使市场的木炭供应更加紧张。另外,我国海关总署等有关部委也下文禁止外径大于4公分、长度大于10公分的棒状树炭出口,而对机制木炭则大开绿灯。这一切都为发展机制木炭的生产铺平了道路,开拓了机制木炭在海内外的销售市场。
我国不断加大生态环境建设力度,大力实施天然林保护工程,禁止砍伐林木、限用天然林木炭、严禁土窑烧炭,使机制木炭取代天然木炭成为必然。2020年我国木炭产量约186.4万吨,同比2019年193.4万吨减少了3.6%,近几年我国木炭行业产量情况如下图所示:
2015-2020年我国工业炭产量统计
数据来源:中经先略整理