竹炭的基本概念

1、竹炭的基本概念1、 炭的定義與分類炭是一種既傳統(tǒng)又現(xiàn)代的材料，作為燃料已被人們普遍認(rèn)知。炭還是一種多孔性材料，具有很強的吸附、調(diào)濕、凈化、除臭等功效。目前常見的主要有木炭、竹炭、活性炭、炭黑、煤炭、及焦炭等。國家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T176641999）中定義木炭有硬闊葉木炭、闊葉木炭和松木炭。硬闊葉木炭由硬闊葉材及樺木材的混合材燒質(zhì)而成。闊葉木炭由硬、軟闊葉的混合材燒質(zhì)而成。松木炭由松木或針葉材燒質(zhì)燒質(zhì)而成2、“白炭”與“黑炭” 人們通常將木炭分為白炭和黑炭，其中白炭又可以分為烏岡炭、白炭和青炭。白炭，是指木材在窯內(nèi)炭化完畢時趁熱從窯內(nèi)扒出，然后用濕沙土熄滅的方法，在熄滅的過程中，木炭與空氣接觸而進

2、行煅燒，炭的外部被氧化，生產(chǎn)的白色灰附在木炭上。這種炭質(zhì)地很硬，比重大，色黑、斷面有金屬光澤，當(dāng)輕輕敲擊時會發(fā)出清脆悅耳的金屬聲，燃燒時不發(fā)煙，發(fā)熱量高，燃燒持久，很少有黑色的粉末掉落，又十分適合用于水質(zhì)凈化和沐浴等方面的用途。黑炭，采用悶窯熄火的方法得到的炭，性質(zhì)與白炭相反。過去老百姓家中炭火盆里燒的炭大都是燒質(zhì)粗糙的黑炭。它燃燒時常冒煙并發(fā)出爆裂聲，發(fā)熱量小，由于炭化溫度較低，揮發(fā)分多，著火容易。它易于散落下黑粉，不適于菜肴、飲水和沐浴使用，可以用來除濕和除臭。3、 竹炭竹炭是以竹材為原料經(jīng)高溫炭化獲得的固體產(chǎn)物。按質(zhì)量等級可分為一級品、合格品兩個等級；按形狀不同可分為筒炭、片炭、顆粒炭、

3、碎炭、粉末炭等。在日本，以干餾炭化的最終溫度分，有的可分3種：低溫竹炭400、中溫竹炭600700、高溫竹炭1000；也有2種：將400600炭化的稱為低溫竹炭、8001000炭化的稱為高溫竹炭。4、 活性炭活性炭是一種用途很廣的吸附劑和催化劑，是由一些含炭的原料經(jīng)過炭化和活化等加工過程生產(chǎn)出來的?；钚蕴繛楹谏?，主要由碳元素構(gòu)成。其性質(zhì)穩(wěn)定，不溶于水及有機溶劑，能耐酸堿等化學(xué)藥品的作用；并且可通過再生的方法恢復(fù)其活性而反復(fù)使用。活性炭根據(jù)外觀形狀可分成粉末狀、顆粒狀及纖維狀三類；根據(jù)使用原料不同可分成植物類原料（木屑、木炭等）、礦物類原料（煤、石油焦碳等）及其他原料（紙漿、水解木質(zhì)、廢塑料等）

4、所生產(chǎn)的活性炭；按制造方法不同可非為氣體活化法活性炭、化學(xué)藥品活化法活性炭及混合活化法活性炭；按用途可分為氣相吸附用活性炭（溶劑回收活性炭、脫硫炭等）、液相吸附用活性炭（糖用炭、味精炭、水處理炭等）及催化劑或催化藥劑載體用活性炭等。5、 機制炭機制炭包括木質(zhì)機制炭和竹質(zhì)機制炭及其他生物質(zhì)機制炭。俗稱“炭棒”、“燒烤炭”。它的利用竹木材等生物質(zhì)材料加工剩余物或碎炭，經(jīng)粉碎、干燥、擠壓成型、炭化等工藝過程制得的。是純天然綠色環(huán)保產(chǎn)品，可代替?zhèn)鹘y(tǒng)木炭，用于燒烤取暖和水質(zhì)凈化等，對保護生態(tài)環(huán)境具有特別重要的意義。機制炭形狀規(guī)則，結(jié)構(gòu)合理，有統(tǒng)一長度和大小，中空或?qū)嵭慕Y(jié)構(gòu)，利于燃燒和使用；不含化學(xué)物質(zhì)，

5、無毒無異味，無污染，燃燒時間長；無煙無炭頭、燃燒無火花、燃燒期間殘灰自然落下不飄起來、燃燒后殘灰塵少、易燃。6、 竹炭纖維竹炭纖維，是選用納米級竹炭粉末，經(jīng)過特殊工藝加入粘膠紡絲液中，加工成粒，再經(jīng)過近似常規(guī)紡絲的纖維產(chǎn)品。竹炭纖維內(nèi)鑲嵌有納米級竹炭，使得該功能纖維充分體現(xiàn)出了竹炭所具有的吸附異味、散發(fā)淡雅清香、防菌抑菌、遮擋電磁波輻射、發(fā)射遠(yuǎn)紅外線、調(diào)節(jié)溫度濕度等功效，對人體有保健作用。用這種纖維可以制作醫(yī)療防護服、嬰幼及孕婦防護服、床上用品、高檔內(nèi)衣面料、賓館及家庭用品、車船等交通工具裝飾用品，還可以做空氣過濾用材、家用電器防電磁波輻射等。7、“炭”與“碳”炭=碳（無定形碳或石墨）+有機揮

6、發(fā)分+水分。這就可以看出炭是以碳為主并包含多雜質(zhì)的混合物。因此，應(yīng)寫“竹炭”而不是“竹碳”，其中含有“固定碳”而不是“固定炭”。8、 炭與“黑鉆石”竹材經(jīng)高溫?zé)峤夂蟮玫街裉浚錂M切面具有光澤，表面光滑且沒有裂縫和起皺，結(jié)構(gòu)十分致密，敲打或摔落時較不易破碎且不易折斷，且會發(fā)出鏗鏘的清脆金屬聲。其產(chǎn)品具有去污、除臭、抗菌、美容與美膚、隔熱、釋放遠(yuǎn)紅外線、產(chǎn)生負(fù)離子等性能，可開發(fā)系列產(chǎn)品，為人類創(chuàng)造優(yōu)質(zhì)生活環(huán)境，故竹炭在日本和臺灣享有“黑鉆石”之稱。9、 竹炭顆粒大小和目數(shù)竹炭顆粒大小通常以炭粒的直徑或目數(shù)還定義的，數(shù)目與直徑之間的關(guān)系見下表。目數(shù)11毫米210.450.250.220.160.15

7、0.130.080.0510、 竹炭的元素組成竹炭元素組成是竹炭性質(zhì)的基礎(chǔ)之一。它包括碳、氫、氧等元素和灰分?；曳质侵裉吭诟邷匮趸瘲l件下，完全燃燒后，留下的各種無機物質(zhì)的混合物。竹炭的元素組成含量由炭化最高溫度而定，隨著炭化最高溫度的升高，竹炭中碳元素的含量增加，氫和氧的含量降低，灰分含量略有增加。11、 竹炭的基本理化性能指標(biāo)竹炭的基本理化性能主要包括竹炭的含水率、灰分含量、揮發(fā)分含量、固定碳含量、密度、比表面積、電阻率、pH值和熱值等。12、 竹炭的含水率竹炭中的水分通常有三種來源。一是生產(chǎn)過程中吸附的；二是在儲運過程中吸附空氣中的水蒸汽；三是在生產(chǎn)、儲運過程中非正常的吸水（雨水、雪水等）

8、。剛從窯體中取出的竹炭的含水率約為12%，在空氣中穩(wěn)定的含水率（平衡含水率）通常為1010%。在許多的應(yīng)用領(lǐng)域中竹炭的含水率是個重要的指標(biāo)之一，因此竹炭成品的干燥與密封是個不容忽視的環(huán)節(jié)。在不同使用場合要求不同的含水率，作為燒烤燃料和導(dǎo)電材料的竹炭要求水分含量越低越好。而作為改良土壤的水分、調(diào)濕的竹炭要求水分含量就比較高。13、 竹炭的PH值竹炭PH 值表示竹炭的酸堿性程度,竹炭的酸堿性隨著炭化最高溫度上升而由酸性向堿性變化。竹炭的PH值直接影響其吸附氣體的種類、吸附值。14、 竹炭的密度竹炭密度為單位體積的質(zhì)量。由于竹炭是一種多孔性物質(zhì)，他的密度同活性炭一樣可分為以下3種：堆積密度，指在規(guī)定

9、條件下，單位體積的竹炭，包括它的 孔隙體積和顆粒間的孔隙在內(nèi)的質(zhì)量；顆粒密度，指在規(guī)定條件下，單位體積的竹炭，包括它的孔隙體積，但不包括顆粒之間的空隙的質(zhì)量；真密度，指在規(guī)定條件件下，單位體積的竹炭，不包括空隙體積和顆粒間的空隙的重量。竹炭為無固定的長寬厚尺寸的固體物，不便于準(zhǔn)確測定其長寬厚尺寸并計算其體積，故采用AG204型密度測定儀，所測得的密度為真密度。15、 竹炭的灰分竹材中灰分含量較多，主要有磷、鉀、硅、鈣、鋁、鎂、鐵、鈉、鋇、銅、錳等十種元素組成。這些元素物質(zhì)在竹材熱解過程中仍然存在竹炭之中而成為竹炭灰分。竹炭灰分含量一般隨著炭化溫度升高而略有增多。這主要是因為炭化溫度升高，熱解加

10、劇，竹炭中的化學(xué)鍵進一步斷裂，易與竹炭灰分中金屬元素形成金屬硫酸鹽及硅酸鹽等，因此竹炭灰分含量增加。不同竹材部位灰分含量也各不相同。這主要是由于竹材中竹青、竹黃、竹節(jié)中灰分含量各不相同，并且不同竹齡的竹材灰分含量變化不一，因而導(dǎo)致竹炭灰分含量分布不均。16、 竹炭的揮發(fā)分竹炭在高溫下煅燒時生成二氧化碳、一氧化碳、甲烷和氫氣等氣體，統(tǒng)稱揮發(fā)分。隨著炭化最高溫度升高，揮發(fā)分含量急劇下降，這是由于溫度越高，竹材炭化越充分，如二氧化碳、一氧化碳、甲烷等揮發(fā)分物質(zhì)被揮發(fā)掉或參與二次反應(yīng)而導(dǎo)致留在竹炭中的揮發(fā)分物質(zhì)減少。不同部位竹材揮發(fā)分亦有差別，這主要是組成竹材的纖維素、半纖維素、本質(zhì)素含量各不相同。1

11、7、 竹炭的固定碳固定碳是指在高溫下有效的碳元素的百分含量，在我國一般參照木炭的固定碳的計算方法，以竹炭絕干后的質(zhì)量見區(qū)其灰分含量和揮發(fā)分含量來計算。其計算公式： 固定碳=100-（A+V） 式中：A揮發(fā)分含量%； V灰分含量%。固定碳含量是衡量竹炭量的重要指標(biāo)之一，它直接標(biāo)志著竹炭的燒制水平。隨著燒制溫度的升，固定碳含量顯著提高。這主要是因為炭化溫度高，揮發(fā)性物質(zhì)大量減少，而固定碳與揮發(fā)分含量又存在負(fù)相關(guān)性，所以固定碳含量增加。當(dāng)溫度升高到一定程度（如800）后，其固定碳 含量增加變化很平緩，由此說明在燒制竹炭的過程中選擇并控制好最高溫度對提高和穩(wěn)定竹炭質(zhì)量是十分重要的。18、 竹炭的電阻竹

12、炭的電阻值和炭化溫度有著親切的關(guān)系，當(dāng)竹材受熱溫度升高時，竹炭的電阻值降低，導(dǎo)電性增強，尤其是400800之間變化更大，經(jīng)試驗我們發(fā)現(xiàn)在750800時，電阻率出現(xiàn)了大幅度降低，之后變化趨穩(wěn)。由此可見，在溫度750附近竹炭電阻值有一個轉(zhuǎn)折點。竹炭有片炭、顆粒炭和粉末炭之分，應(yīng)分別采用不同的測量方法。測量電阻的方法一般有充放電法、諧振回路法、電橋法等。19、 竹炭的精煉度精煉度大日本木炭標(biāo)準(zhǔn)中用來測定木炭的炭化程度的一種方法，此項標(biāo)準(zhǔn)對指導(dǎo)生產(chǎn)與消費具有一定作用，常用精煉計來測定，它的原理是根據(jù)木炭電阻測定其炭化度，測定范圍是100-108，其指數(shù)0-8稱為精煉度，109以上的精煉度尾。炭化度越高

13、，電阻值越小，精煉度值越小。一般炭化溫度與精煉度有如下關(guān)系：精煉度00-11-22-55-77-9溫度（）900800-900700-800600-700500-600400-500目前竹炭炭化程度也可參照木炭的精煉度來進行分等，精煉度高低同溫度、揮發(fā)分、水分、灰分等因素有關(guān)。20、 竹炭的熱值物質(zhì)的熱值指單位質(zhì)量的燃料完全燃燒后冷卻到原來的溫度所放出的熱量。竹炭的熱值是作為燒烤或冶煉金屬用炭時的一項重要的理化指標(biāo)。它實際上體現(xiàn)了物質(zhì)的儲存能量的大小。一般來說，竹炭的熱值隨著炭化終點溫度升高而值增加。單位用焦耳/克（J/g）或卡/克（K/g）。21、 竹炭的比表面積竹炭的比表面積是指單位質(zhì)量所

14、占有表面積的大小。竹炭的孔隙是在高溫炭化過程中，基本微晶的結(jié)構(gòu)中除去部分的碳所產(chǎn)生的孔隙。竹炭孔隙性能常常決定吸附性能的大小，因此在產(chǎn)品銷售時竹炭的孔徑-孔隙分布及比表面積的性能常常列于產(chǎn)品說明書中，供用戶參考。22、 炭板竹炭具有良好的導(dǎo)電性，可作為屏蔽材料，將竹炭與樹脂膠粘劑按一定的比例混合均勻，經(jīng)成型和熱壓制成一定厚度、尺寸、密度的復(fù)合板。這種板保留了竹炭得一些功能，同時具有一定的阻燃性、耐磨性和電磁屏蔽等功效。23、 納米光觸媒竹炭納米改性竹炭是將具有光催化性能的納米材料TiO2（二氧化鈦）經(jīng)過特殊工藝負(fù)載到竹炭微孔壁上，使竹炭不僅保留了原來強有力的吸附性能而且利用納米光催化材料TiO2在光的作用下殺死細(xì)菌、病毒和