參考案例許春暉

1、刨花板熱解特性的研究摘要為了了解廢棄人造板的熱解特性，提高廢棄人造板熱解產(chǎn)物的定向應(yīng)用價值，采用刨花板作為研究對象，熱解終溫分別為 250、300、350、400，以 20/min的升溫速度在電控炭化爐中進行低溫熱解處理，觀測了不同終溫對廢棄刨花板熱解炭化產(chǎn)物的影響。根據(jù)試驗得出結(jié)果表明：隨著熱解終溫的不斷升高，剩余固體越來越少，熱解終溫越高刨花板的失重越明顯；隨著熱解終溫的升高，刨花板板的尺寸大小隨著熱解終溫的不同形變的大小也不同，當熱解終溫在 250時，刨花板尺寸沒有變化，當熱解終溫在 300時，刨花板尺寸有一定的變化，當熱解終溫在350和 400時，刨花板尺寸變化非常明顯，甚至出現(xiàn)了斷裂

2、情況。當在相同溫度，密度不同的情況下，刨花板的失重率幾乎相同，所以密度對于刨花板的失重率并無影響。： 熱解特性、炭化、失重、溫度英要ABSTRACTIn order to understand the pyrolysis characteristics of waste Chipboard panels,wood-based panels to improve waste pyrolysis productsed value, usingparticoard as the research object, final pyrolysis temperature was 250300350400

3、, with 20 / min heating speed electronically controlled carbonizationfurnace at low temperature pyrolysis pros, observing the influence of differentfinal temperature carbonization pyrolysis of waste fiberboard products. The resultsshowedt: With the final pyrolysis temperature rising, remaining solid

4、 and liquidproducts decreased, the product gas is raised, final pyrolysis temperature, the higherthe weight loss is more obvious particoard; with the final pyrolysis temperatureincreases, Particoard board size with the size of the different final pyrolysistemperature deformation is different, when t

5、he final pyrolysis temperature at 250 ,particoard size does not change, when the final pyrolysis temperature at 300 ,there are some changes particoards when the final pyrolysis temperature at 350 and 400 , particoards change is very obvious, and even the breakage.Keywords：Pyrolysis Characteristics，

6、Carbonization， Weightleess，Temperature目錄第一章 前言1世界刨花板工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀1世界刨花板的發(fā)展趨勢1世界刨花板的生產(chǎn)能力1我國刨花板行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀2刨花板產(chǎn)值規(guī)模2刨花板的發(fā)展應(yīng)用3廢棄人造板的危害3廢舊人造板的處理4廢棄人造板的處理方法4廢舊人造板能源化利用的處理技術(shù)4國內(nèi)熱解研究現(xiàn)狀5國外熱解研究現(xiàn)狀5刨花板在生產(chǎn)、使用及其廢棄物處理中遇到的熱解問題6刨花板的阻燃與防火64.2 廢棄刨花板的能源化利用及其存在與展望74.3 本課題研究的內(nèi)容8第二章 刨花板的特性分析9試驗準備9試驗材料9實驗設(shè)備9刨花板的密度101.4刨花板的工藝流程11試驗過程11刨

7、花板的工業(yè)分析11含水率的測定13揮發(fā)分的測定13灰分的測定14固定碳的測定14試驗結(jié)果與分析15試驗結(jié)果15不同密度的楊木刨花板的工業(yè)分析結(jié)果15試驗小結(jié)16第三章 刨花板熱解炭化失重率的探究17試驗準備17試驗材料17試驗設(shè)備17試驗方法19試驗結(jié)果與分析20相同溫度不同密度下刨花板失重的試驗結(jié)果20相同密度不同溫度下刨花板的熱解失重結(jié)果24刨花板尺寸變化分析25第四章 總結(jié)與展望261.總結(jié)262.展望26致 謝28參考文獻29第一章 前言1 世界刨花板工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀1.1 世界刨花板的發(fā)展趨勢刨花板生產(chǎn)開始在 19 世紀的后期，曾被稱作碎料板、粒子板、微粒板。當刨花板出現(xiàn)之后，有將近 1

8、00 年內(nèi)的專利大多數(shù)都使用“人造板”這一名稱，定名為“刨花板”的歷史還沒有很長時間1。刨花板是一種利用施加膠料和輔料或未施加膠料和輔料的木材或非木材植物制成的刨花材料 （如木材刨花、亞麻屑、 甘蔗渣等）壓制成的板材。我國對刨花板的定義是：由木材碎料或非木材植物碎料與膠黏劑一起熱壓而成的板材稱為刨花板。刨花板生產(chǎn)的發(fā)展與刨花板機械制造業(yè)的發(fā)展是密切相關(guān)的。刨花板熱壓機是刨花板成套設(shè)備中的主機，刨花板熱壓機可以分為兩大類，即連續(xù)式熱壓機與周期式熱壓機。從刨花板熱壓機的發(fā)展看刨花板的發(fā)展歷程與趨勢，基本上是經(jīng)歷了多層熱壓機單層熱壓機連續(xù)熱壓機這樣一個過程。刨花板的發(fā)展從設(shè)備角度看，是向著穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)

9、量的規(guī)模化、自動化甚至是智能化的方向發(fā)展：從人們對刨花板的認知和追求層面上來看的話，首先就是產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定，要求力學性能指標的穩(wěn)定、量越來越低，趨近去“零”的；同時具備阻燃或者耐燃、防潮防水、防霉等復(fù)合功能型的刨花板乃是今后的發(fā)展方向2。1.2 世界刨花板的生產(chǎn)能力1944 年建立了第一家小型刨花板工廠，由于有許多研究的設(shè)備，所以該廠的生產(chǎn)規(guī)模很快就擴大了。1945 年，引進了歐洲的刨花板生產(chǎn)技術(shù)，在東部建成了第一套年產(chǎn) 3530m的碎料板工廠。1946 年，人們開始研究刨花的形態(tài)，尺寸、樹種板材密度對刨花板質(zhì)量和強度的影響，認識到了刨花板長、寬、厚之間的關(guān)系。1947 年，在比利時首次生產(chǎn)了

10、亞麻稈板2。進入新世紀，世界經(jīng)濟的快速發(fā)展，刨花板產(chǎn)業(yè)也得到了迅猛發(fā)展，2007和歐盟的生產(chǎn)能力只比 2006 年提高 0.4%，包含東歐和俄羅斯厚，歐美刨年花板總生產(chǎn)能力提高 4.6%，約 276.9 萬 m，由此可知增長的重點在東歐國家。俄羅斯、羅馬尼亞、立陶宛和斯洛伐克新建的大量工廠使得 2007 年歐洲其他國家刨花板生產(chǎn)能力提高了 16.7%3。隨著生產(chǎn)線的調(diào)整，固定成本的變化不大，因此可變成本是影響產(chǎn)品價值的關(guān)鍵。生產(chǎn)方式的改變可以增加銷售收入，因此以前刨花板行業(yè)就出現(xiàn)了提高板材附加值的趨勢，由于市場需求的不確定性，這種策略既有優(yōu)勢也有劣勢，更富于。如果運用得當，從長遠來看不失為一種

11、低風險的選擇。2 我國刨花板行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀2.1 刨花板產(chǎn)值規(guī)模刨花板作為木質(zhì)人造板的主要板種之一，自 20 世紀 40 年代以來，在半個多世紀的發(fā)展歷程中，憑借其優(yōu)良的特性、廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域及相對低廉的市場價格，得到迅速發(fā)展，現(xiàn)已遍及到世界各地3。20 世紀 50 年代刨花板的生產(chǎn)進入我國，經(jīng)歷數(shù)十年的艱難歷程，我國刨花板生產(chǎn)技術(shù)在發(fā)展的過程中不斷成熟，特別是到了 80 年產(chǎn)技術(shù)水平達到了一個新的高度。2003 年以后，刨花板生產(chǎn)能力迅速發(fā)展，從 2003 年的 750m增長到 2007 年的 1077 萬 m，年均增長 9.5%；我國刨花板消費量也從 1996 年的 348 萬 m增長到 20

12、06 年的 883 萬 m，年均增長 9.7%。雖然我國刨花板生產(chǎn)近年有了較快的發(fā)展，但在技術(shù)水平、生產(chǎn)規(guī)模及產(chǎn)量與歐美相比還存在著較大差距，產(chǎn)品質(zhì)量和品種還不能滿足市場的需求，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)也還不夠完善，人造板產(chǎn)量的 12%與歐洲 67%4的比例相距甚遠，這一比刨花板產(chǎn)量僅占例在一定程度上影響了我國木材綜合利用率的提高。現(xiàn)有的 500 多家總體上，我國絕大多數(shù)刨花板生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)規(guī)模過小，刨花板生產(chǎn)企業(yè)的約 600 多條線生產(chǎn)線中，生產(chǎn)規(guī)模從年產(chǎn) 1000m到 10 萬 m不等，生產(chǎn)規(guī)模超過年產(chǎn) 3 萬 m的生產(chǎn)線僅有 70 條左右，平均單線生產(chǎn)能力1 萬 m/a5，與發(fā)達國家相比還存在較大的差距。2

13、.2 刨花板的發(fā)展應(yīng)用隨著刨花板的發(fā)展，刨花板以其優(yōu)良的性價比在國際上享有很高的聲譽，尤其是在歐美的環(huán)保意識很強的國家，近十年來刨花板一直以 50%的比例占領(lǐng)人造板消費市場，其廣泛應(yīng)用于建筑、家具制造、裝飾裝修和船舶等行業(yè)。世界刨花板的總需求量呈上升趨勢，到 2010 年，世界刨花板的年需求量約為 6500萬 m6，由于歷史的原因，長期以來我國刨花板產(chǎn)品幾乎僅用于家具制作、櫥柜制作以及復(fù)合門制作等。近幾年隨著刨花板工藝的不斷改進及社會對刨花板認知度的不斷提高，刨花板的應(yīng)用范圍也在不斷拓展，刨花板的市場需求呈穩(wěn)步增長的趨勢，尤其是近兩年刨花板市場呈現(xiàn)供銷兩旺的好勢頭，預(yù)計到 2010年我國刨花板

14、市場需求將超過 1300 萬 m7。家具制造一直都是人造板的傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域，在人造板的三種中，大約50%的刨花板、65%的刨花板和中（高）密度板均用于家具制造。20 世紀90 年代以來我國家具一直保持著 15%以上的年平均增長速度。20042007 年我國家具產(chǎn)值分別為 2730、3400、4050、5087 億元，四家具產(chǎn)值增長了 86%為我國刨花板和中高密度板的快速發(fā)展提供了有利的發(fā)展空間2。我國家具在世界市場上所占的份額已經(jīng)達到了 16.2%，稱為世界第二大家具出口國，按出8?？谡?30%計算，出口額將達到 1300 億目前，房地產(chǎn)業(yè)已稱為我國經(jīng)濟三大支柱產(chǎn)業(yè)之一。工業(yè)化中期階段是城鎮(zhèn)化水

15、平提高最快的時期。我國工業(yè)化已進入加速發(fā)展階段，經(jīng)濟發(fā)展和的增長是刺激建筑業(yè)發(fā)展的重要，在房地產(chǎn)業(yè)的強勢拉動之下，建筑市場對人造板的需求在今后的很長一段時間內(nèi)必將持續(xù)增長，這為刨花板帶來了巨大的發(fā)展空間。20 世紀 90 年代以來，刨花板逐漸被應(yīng)用于強化地板，導(dǎo)致其產(chǎn)量急劇上升，近 5 年來全球強化地板的產(chǎn)銷量增長了近 10 倍8。刨花板還可以用于車輛與船舶制造、產(chǎn)品包裝、體育用品、家用電器及其它一些輕工行業(yè)。2.3 廢棄人造板的危害我國是一個人造板生產(chǎn)和消費大國，隨著人造板生產(chǎn)和應(yīng)用規(guī)模的不斷擴大，人造板的產(chǎn)量逐年大幅提高。人造板產(chǎn)品主要用于家具和室內(nèi)裝修及板材加工，隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展，近年

16、來我國家具、人造板等木材工業(yè)發(fā)展迅速，使得我國原本短缺的森林資源更加捉襟見肘，也使得我國每年產(chǎn)生的中含有大量的木材廢棄物，這些廢棄的木材大都含有脲醛樹脂或三聚胺樹脂等膠黏劑，富含 N 元素9，但是我國目前對于這些廢棄木材的處理方式主要為和填埋，這樣不僅造成資源的浪費，而且污染環(huán)境，增加環(huán)境處理的難度與費用。所以，廢棄木材的利用對解決我國木材，減少環(huán)境污染與處理費用具有現(xiàn)實的經(jīng)濟意義。3 廢舊人造板的處理3.1 廢棄人造板的處理方法隨著進程的發(fā)展，我國每年都會產(chǎn)生大量的廢棄木質(zhì)材料，由于廢舊木質(zhì)材料不僅造成資源浪費而且還污染了環(huán)境。所以廢舊人造板的回收與循環(huán)利用顯得尤為重要。目前對廢舊人造板的處

17、理主要有回收再生法、液化法、熱解法三種，其中熱解法又有高溫快速熱解和中低溫炭化兩種方式。3.2 廢舊人造板能源化利用的處理技術(shù)熱解，又稱為裂解或熱裂解，工業(yè)上也稱為干餾。主要利用有機物的不穩(wěn)定性，在隔絕空氣或通入少量空氣的條件下對其加熱，使有機物發(fā)生裂解，并分解為：（1）以氫氣、一氧化碳、甲烷、氣體；（2）在常溫下為液態(tài)的包括乙酸、等碳氫化合物為主的可燃性、甲醇、芳烴及焦油等化合物在內(nèi)的熱解油；（3）純碳與玻璃、金屬、土砂等混合形成的炭黑等。熱解技術(shù)是固體廢棄物資源化利用的重要途徑之一。熱解技術(shù)有如下幾個特點：（1）熱解可以將固體廢棄物中的有機物轉(zhuǎn)化為以性能源，燃燒尾氣組分無法利用；氣、油和炭

18、黑為主的由于是缺氧分解，排氣量少，有利于減輕對大氣環(huán)境的二次污染；熱解溫度相對較低，廢物中的硫、重金屬等有害成分大部分被固定在炭黑中，揮發(fā)量少，燃燒過程中有害金屬揮發(fā)量高，尾氣的污染性強；（4）熱解過程為吸熱過程，燃燒過程為放熱過程。3.3 國內(nèi)熱解研究現(xiàn)狀10對火場中硬木地板材料變氧濃度燃燒過程進行了研究，分析了氧濃度對燃燒熱失重過程的影響。等對木材油茶樹試樣在正?？諝鈼l件下木材微觀分解機理研究，以及各對熱解和燃燒結(jié)果的影響。沈永兵等在常壓熱重分析儀和加壓熱重分析儀上對木屑進行了熱解實驗，利用熱重分析法對其熱解行為特性和動力學規(guī)律進行了分析。母軍8等研究廢舊人造板熱解特性的實驗結(jié)果表明：在相

19、同的熱解條件下，板熱解程度大于刨花板的。隨著熱解終溫的不斷提高，氣體的產(chǎn)量增加，固體與液體的產(chǎn)量減少，同時，板固體產(chǎn)物中的 N 含量高于刨花板。、沈德魁8等對杉木在中途一次變氣氛的情況，以期模擬真實火災(zāi)場景下木材的熱解情況。但目前尚未擁有模擬真實火災(zāi)場景下回燃狀況下刨花板的熱解研究。3.4 國外熱解研究現(xiàn)狀Corte11進行生物質(zhì)快速熱解，研究結(jié)果表明：當升溫速率極快，停留時間極短，且溫度在 850左右的條件下，氣體的產(chǎn)物為氣，而溫度在 950下長時間停留的產(chǎn)物則為氣。當熱解溫度遠超過 800時，主要產(chǎn)物為氣。Girods12等認為熱解可以分步進行，第一步是低溫熱解，這樣可以去除大部分 N，剩

20、余 N 將會固定在固體炭中，從而使人造板在接下來的熱解過程中減少N 的量。gren13進行生物質(zhì)的高溫熱解，以氮氣為載體，研究發(fā)現(xiàn)：反應(yīng)溫度在800-1400時，停留時間的長短能夠決定了熱解產(chǎn)物的組成，溫度在 1200以上時，氣體產(chǎn)物主要為氣，當溫度達到 1400時，熱解油的含量極少。法國學者研究了廢棄人造板生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)換的利用，提出可以通過低溫熱解的方式減少 N 的含量從而減少污染氣體的排放和高溫氣化提高熱值的方法來得到清潔能源14。Nakai15研究得知，廢棄人造板低溫熱解產(chǎn)物的應(yīng)用比較廣泛。4 刨花板在生產(chǎn)、使用及其廢棄物處理中遇到的熱解問題4.1 刨花板的阻燃與防火可燃物熱解是火災(zāi)事件

21、的先導(dǎo)過程，是引起后續(xù)的陰燃著火和火焰蔓延等各種現(xiàn)象的重要。火災(zāi)是火失去控制蔓延的一種性現(xiàn)象，通常包括森林，建筑，油類等火災(zāi)以及可燃氣和粉塵?；馂?zāi)是各種危害中發(fā)生最頻繁且極具性的之一。根據(jù)世界火災(zāi)統(tǒng)計中心以及歐洲研究的結(jié)果，許多發(fā)達國家每年火災(zāi)直接損失占國民經(jīng)濟總產(chǎn)值的 2左右，相當于人均每年20 英鎊，而整個火災(zāi)代價約占國民經(jīng)濟總產(chǎn)值的 1，二左右。我國的火災(zāi)形勢也越來越嚴峻。據(jù)統(tǒng)計，1998 年率在十萬分之共發(fā)生火災(zāi) 14326起，死 2389 人，傷 4905 人，直接損失 14.4 億元16。統(tǒng)計結(jié)果還表明，隨著國民經(jīng)濟和技術(shù)的發(fā)展，火災(zāi)以每年平均 4017的增長率吞噬著人民的生命和。

22、同時，火災(zāi)還對環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)造成不同程度的破壞，火災(zāi)還會給社會帶來不安定的。因此無論是還是在其他國家，減少火災(zāi)對生產(chǎn)，生活及資源環(huán)境的危害都已經(jīng)成為國家的問題。燃燒是一種氧化反應(yīng)。燃燒過程的發(fā)生需要具有三大要素：可燃物、溫度和氧。板是一種固體可燃物，需要通過熱分解形成氣相燃燒。熱分解剩余的碳的燃燒是固相燃燒，此過程被稱為非均相燃燒。刨花板作為室內(nèi)作為室內(nèi)裝修的常用材料，是導(dǎo)致室內(nèi)火災(zāi)發(fā)展和蔓延的客觀條件之一。研究刨花板對室內(nèi)火災(zāi)發(fā)生和發(fā)展的影響規(guī)律具有十分重要的意義。因此，對其進行阻燃處理使其成為難燃級材料對防止火災(zāi)的發(fā)生和蔓延起著重要作用。刨花板是采用刨花、木渣為原料，以脲醛膠為粘合劑，石蠟

23、乳液為防水劑，經(jīng)熱壓而成。傳統(tǒng)的阻燃刨花板的生產(chǎn)多采用阻燃劑浸漬法。如山東萊州刨花板廠曾利用硼酸、硼砂的水溶液浸泡刨花，然后干燥，再經(jīng)熱壓粘合而成。然而，現(xiàn)代的刨花板的成套加工設(shè)備工藝先進，密閉性好，自動化程度相對較高。如采用傳統(tǒng)的浸漬法生產(chǎn)刨花板，則需增加浸泡-脫水-烘干等設(shè)備和廠房，不僅投資大，而且破壞了原設(shè)備簡捷先進的流水線。因此，刨花板的阻燃處理必須在滿足現(xiàn)有設(shè)備條件下重新設(shè)計。如果阻燃劑能從施膠工序，利用施膠設(shè)備進入生產(chǎn)線，則能最大程度地滿足如上條件。為達此目的，阻燃劑應(yīng)滿足如下要求：（1）高效。指在添加量不太大的情況下就可達到有關(guān)阻燃的標準。一般來說，隨著阻燃劑的增加，會使刨花板強

24、度下降。所以，采用高效阻燃劑是使阻燃刨花板保持一定強度的基本措施。（2）與脲醛膠的相融共存性好。當阻燃劑和膠混合后，需在設(shè)備和刨花上停留一段時間，因此，阻燃劑與脲醛膠應(yīng)該有良好的相融共存性。由于脲醛膠為質(zhì)子膠，所以阻燃劑除與脲醛膠有相近極性外，還應(yīng)是近中性物，否則兩者不能相容。（3）與石蠟乳液的相融共存性好。阻燃劑不僅需要與膠粘劑有良好的相容性，還應(yīng)不破壞石蠟乳液的穩(wěn)定性，以保證阻燃刨花板有足夠的耐水性。（4）成本低廉。在保證以上三點的情況下，應(yīng)盡量降低成本，以提高經(jīng)濟效益【18】。4.2 廢棄刨花板的能源化利用及其存在與展望從材料學的角度看，材料和環(huán)境有著密切聯(lián)系和相互作用的關(guān)系。未來材料科

25、研、開發(fā)、設(shè)計、制造和使用，除了要不斷提高性能、價格比外，還必須注意環(huán)境保護，即材料應(yīng)具有良好的“環(huán)境協(xié)調(diào)性”，具體表現(xiàn)在無污染、廢物量減少、可循環(huán)使用、節(jié)約能源、節(jié)省資源等等。廢棄木質(zhì)材料指使用后廢棄不用的木質(zhì)材料，包括實體木材、人造板和紙張。在國外，廢棄木材和廢紙被稱為未來的“第四森林資源”。如何更好的利用廢棄木質(zhì)材料，其利用方法有以下幾種：（1）再使用，即在木制品使用后，收回修補后再繼續(xù)利用，基本不改變原木材的形狀、性質(zhì)和用途。（2）循環(huán)利用，即將廢棄木質(zhì)材料加以物理、化學處理后，制造出性質(zhì)和用途與木材相近的新材料，如再生刨花板等。該板為采用一部分廢棄木材加建筑物廢棄木材、廢棄包裝材和集

26、裝箱等作為原料制成。制造工藝和普通刨花板的生產(chǎn)工藝類似，但在原料工段有所不同。為減少廢棄木材中的鐵釘、石塊等對削片機、刨片機刀具的損壞，先采用無刀式錘式機將廢棄木材，再利用磁選、水洗和氣流分選對粗刨花進行一次或者多次的篩選，除去鐵釘、石塊等雜物后，進行刨片等加工。利用廢棄木材制成的刨花一般只能作為芯層材料使用，其使用量最高可達到整個板材原料用量的 70%19。（3）再生利用，即利用廢棄木質(zhì)材料再生成另一與原來木材性質(zhì)不同的物質(zhì)，如生產(chǎn)碳和材料等。（4）講解，即使不能循環(huán)利用的廢棄木質(zhì)材料在自然或人工條件下，講解或水解為肥料和飼料使用。為了更好的利用廢棄木質(zhì)材料，應(yīng)做好以下幾方面的研究工作。各種

27、廢棄木質(zhì)材料的原料特性評估，生產(chǎn)工藝的調(diào)整，產(chǎn)品性能評價，產(chǎn)品標準，經(jīng)濟性等等。在已有的或稍加改進的生產(chǎn)線上，利用好廢棄木質(zhì)材料資源。從長遠考慮，對廢棄木質(zhì)材料利用應(yīng)該解決一些問題。如何更加深刻滴認識各種廢棄木質(zhì)材料的原料特性、污染程度、污染物對現(xiàn)有生產(chǎn)工藝的影響有多大，研究在現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備和工藝利用廢棄木質(zhì)材料的方法，解決廢棄木加材料的收集、分類、集中、和產(chǎn)品的利用問題，以及利用廢棄木質(zhì)材料制造的產(chǎn)品被市場接受的程度等20。4.3 本課題研究的內(nèi)容本試驗采用楊木刨花板為試驗材料，楊木刨花板為所得，主要由楊木刨花和脲醛膠等組成。本試驗采用熱解炭化的方法對楊木刨花板進行處理，探究在相同溫度、相同

28、升溫速率和相同保溫時間下不同密度對刨花板熱解炭化失重率結(jié)果的影響，第二章 刨花板的特性分析1.試驗準備1.1 試驗材料試驗材料為利用木材刨花機將廢棄楊木刨花板板加工成楊木刨花，再利用脲醛膠和楊木刨花在攪拌機攪拌混合，從而利用熱壓機壓制成密度不同的刨花板，然后根據(jù)試驗要求鋸成一定尺寸規(guī)格的試件。楊木刨花板尺寸：300mm*300mm*10mm1.2 實驗設(shè)備圖 1-1木材刨花機木材刨花機，它包括機架，置于機架上的，固定在上的刀架，木料由進料口進入機器，在機器經(jīng)過刀片的切片，打出刨花，出來的刨花大小、厚度均勻，和木工廠手工出的刨花沒有差別。原料由進料口進入后，先經(jīng)刀片，切削進入室，由高速旋轉(zhuǎn)的錘片

29、的撞擊和剪切刀的任用下，再由內(nèi)置風葉產(chǎn)生的風力經(jīng)篩網(wǎng)送出料口或外置風機抽送出料口。刨花大小由調(diào)整刀片長短和篩網(wǎng)孔徑大小來決定，以適應(yīng)各種不同需要。木刨花可以廣泛用于刨花板生產(chǎn)、易碎品填充物、作生物能源、寵物填窩料、刨花板、造紙廠做木漿紙的原料等多種行業(yè)。用途：可以做刨花板（刨花板），造紙廠做木漿紙的原料，公司做易碎品充填物，用于小型養(yǎng)豬、牛、羊及各種動物的窩內(nèi)做充填物，還可以用作生物能源。圖 1-2 熱壓機熱壓機是加工膠粘物速成的設(shè)備，如木夾板或木板的膠黏合，經(jīng)系統(tǒng)加壓使 2 塊或多塊板之間膠粘合部緊密結(jié)合，再經(jīng)層與層之間熱源高溫傳熱，膠水很快凝固產(chǎn)品成型。熱源較常用的有電熱、循環(huán)油熱、高頻發(fā)

30、熱等。本試驗在負壓的基礎(chǔ)上加以正壓，配以的膠水進行熱壓。由于它的壓力很大、溫度低，膜壓時間短，使工件的變形程度大大降低。通過對壓力的調(diào)整控制，可以使壓出的工件達到理想化的狀態(tài)。1.3 刨花板的密度試驗材料為利用木材刨花機將廢棄楊木刨花板加工成楊木刨花，然后根據(jù)所需密度不同取量稱重，再利用質(zhì)量 10%的脲醛膠和楊木刨花在攪拌機攪拌混合 10min 左右，如需650g/cm密度的刨花板，則需利用密度公式：質(zhì)量=體積*密度，需要 585g 左右的刨花進行，因為誤差和熱壓過程中并不有攪拌的刨花都能利用到，所以需再加上 80-100g 的刨花來使試驗結(jié)果更加精確。最后利用熱壓機配上 10mm 的厚度規(guī)壓

31、制成密度不同的刨花板試件并貼上分類。表 1刨花板試件密度厚（大）厚（中）厚（?。┟芏龋╣/）0.850.750.651.4刨花板的工藝流程原料-刨花-入庫-干燥-分選-拌膠-鋪裝-預(yù)壓-熱壓-后處理-檢驗刨花板又叫做微粒板、顆粒板、蔗渣板，由于木材或其他木質(zhì)素材料制成的碎料，施加膠黏劑后在熱力和壓力作用下膠的人造板，又稱碎料板。刨花的幾何形態(tài)對刨花板的質(zhì)量有較大的影響，其中影響最大的是厚度。一般刨花越薄，板的強度越高，但過薄的刨花容易碎裂，很難保證刨花板的表面質(zhì)量和強度要求。在測試刨花板的抗拉強度和抗彎強度時，總希望刨花在板內(nèi)斷裂而不是被拔出。這樣的刨花板才能夠發(fā)揮刨花最大的木質(zhì)強度，這樣理想

32、的刨花幾何形狀，即刨花的長，寬和厚度是制造刨花板重要的工藝參數(shù)，也是工藝和設(shè)備追求的方向。2.試驗過程2.1 刨花板的工業(yè)分析刨花板的工業(yè)分析是從實際燃燒過程角度，分析在燃燒過程中物質(zhì)的變化情況，其主要內(nèi)容包括分析中的水分、灰分、揮發(fā)分的質(zhì)量百分比，因此用到的試驗儀器和設(shè)備也是有不同的。原料的是用銼子人工。（1）水分測定的試驗儀器、設(shè)備：DHGC 型全自動電腦干燥箱（圖 2-1所示）?？販胤秶?0250；恒溫波動值：1；控溫精度：1，杭州藍天化驗儀器廠；sartoriusBS224S 電子天平（圖 2-2 所示）。最大量程 220g；最小分度 0.0001g，賽多利斯科學儀器；干燥皿、玻璃稱

33、量瓶。圖 2-1 干燥箱圖 2-2 分析天平圖 2-3 馬弗爐（2）灰分測定的試驗儀器和設(shè)備：馬弗爐（圖 2-3 所示）、瓷灰皿、干燥皿、分析天平、耐熱瓷板或石棉網(wǎng)。馬弗爐：爐膛具有足夠的恒溫區(qū)，能保持溫度為（81510）。（3）揮發(fā)分測定的試驗儀器、設(shè)備：揮發(fā)分坩鍋、馬弗爐、分析天平、干燥皿。2.1.1 含水率的測定稱取粒徑小于 0.2mm 的刨花板粉末試樣 1g 左右，打開蓋子放入 105110的干燥箱中，蓋上蓋子取出，在空氣流中冷卻到室溫，然后稱重，根據(jù)式樣的質(zhì)量損失計算出水分的百分含量。試驗步驟：打開蓋子在干燥箱中烘 1 小時，蓋上蓋子取出，在空氣流中冷卻到室溫，然后稱重，數(shù)據(jù)。隨后每

34、 30 分鐘取出，冷卻，稱重，直到連續(xù)兩次變化小于 0.001g。刨花板的含水率計算如下：刨花板的揮發(fā)分計算如下：4.試驗小結(jié)的工業(yè)分析和元素分析是了解性質(zhì)的重要指標，根據(jù)刨花板粉末的工業(yè)分析和元素分析結(jié)果不僅可以初步判斷其特性和分析利用途徑，而且還可以計算其燃燒熱、理論燃燒溫度和燃燒產(chǎn)物組成及熱平衡等重要參數(shù)。因此，對板粉末進行工業(yè)分析及元素分析的測定，對于了解刨花板的性質(zhì)、應(yīng)用是的。水分其質(zhì)量分數(shù)變化不大。水分增加會降低燃燒室溫度，影響的著火性，增加煙氣容積，加劇低溫腐蝕和灰堵?；曳执嬖趯θ紵牟焕海?）影響中的揮發(fā)物的析出和著火燃燒；（2）增加了鍋爐受熱面積、灰結(jié)渣、磨損和腐蝕的可能性

35、，并且嚴重污染環(huán)境。揮發(fā)分的主要組成元素為碳、氫、氧，主要組成氣體為氫氣，各類碳氫化合物和一氧化碳，以及一些、水蒸氣、氮氣等。揮發(fā)分氣體受熱很容易達到著火溫度而燃燒。第章 刨花板熱解炭化失重率的探究1.試驗準備1.1 試驗材料試驗材料為利用木材刨花機將廢棄楊木刨花板加工成楊木刨花，然后根據(jù)所需密度不同取量稱重，再利用質(zhì)量 10%的脲醛膠和楊木刨花在攪拌機攪拌混合 10min 左右，如需650g/cm密度的刨花板，則需利用密度公式：質(zhì)量=體積*密度，需要 585g 左右的刨花進行，因為誤差和熱壓過程中并不有攪拌的刨花都能利用到，所以需再加上 80-100g 的刨花來使試驗結(jié)果更加精確。最后利用熱

36、壓機配上 10mm 的厚度規(guī)壓制成密度不同的刨花板，然后根據(jù)試驗要求鋸成 300mm*45mm*10mm 規(guī)格的試件并貼上分類。1.2 試驗設(shè)備實驗炭化設(shè)備：GWG-1/1300 型（如圖 2-4 左邊所示）可開啟式高溫管式氣氛爐專為電子材料試驗而設(shè)計制作，該電爐采用不銹鋼外殼虛新型整體爐膛結(jié)構(gòu)，選用多晶作為整體爐膛材料，上下爐膛可開啟，上下爐膛沿爐口等徑橫向各布置三根硅碳棒，反應(yīng)管橫貫爐膛，兩端用不銹鋼法蘭盤密封，可通氣氛保護，控溫熱電偶位于爐膛中間位置恒溫區(qū)，測溫熱電偶從不銹鋼恒溫區(qū)，具有升降溫快速、爐溫均勻、保溫效果好、重量輕、高效節(jié)能、美觀精巧等諸多特點。溫控裝置為臺式標準機箱機構(gòu)，選

37、用一臺 WT-100E 型智能溫度程序控制儀（如圖 2-4 右邊所示），儀表可編輯多達 50 段溫度工藝曲線，并具有多重調(diào)節(jié)、輸出功率分段限幅、手動/自動切換、輸出啟動等功能，通過對可控硅模版移相觸發(fā)方式，自動調(diào)節(jié)加熱功率，從而達到對電爐的溫度測量和程序控制，具有控溫精度高和超溫自動斷電等功能，是和小批量生產(chǎn)的理想燒結(jié)設(shè)備。三圖 2-4 可開啟式高溫管式氣氛爐（左）和智能溫控裝置（右）轉(zhuǎn)子流量計（如圖 2-5 所示）由兩個組成，轉(zhuǎn)子流量計一件是從下向上逐漸擴大的錐形管另一件是置于錐形管中且可以沿管的中心線上下移動的轉(zhuǎn)子。當轉(zhuǎn)子流量計測量流體的流量時，被測流體從錐形管下端流入，流體的沖擊著轉(zhuǎn)子，

38、并對它產(chǎn)生一個作用力（這個力的大小隨流量大小而變化）；當流量足夠大時，所產(chǎn)生的作用力將轉(zhuǎn)子托起，并使之升高，同時，被測流體流經(jīng)轉(zhuǎn)子與錐形管壁間的環(huán)形斷面，這時作用在轉(zhuǎn)子上的力有三個：流體對轉(zhuǎn)子的動壓力、轉(zhuǎn)子在流體中的浮力和轉(zhuǎn)子自身的重力。 流量計垂直安裝時，轉(zhuǎn)子重心與錐管管軸會相重合，作用在轉(zhuǎn)子上的三個力都沿平行于管軸的方向。當這三個力達到平衡時，轉(zhuǎn)子就平穩(wěn)地浮在錐管內(nèi)某一位置上。圖 2-5 轉(zhuǎn)子流量計1.3 試驗方法選取規(guī)格為 300mm*45mm*10mm 刨花板條尺寸并稱取板條的質(zhì)量，數(shù)據(jù)。然后將刨花板板條置于高溫管式氣氛爐中，確保爐中處于密封狀態(tài)，同時確保氣路密封良好。實驗開始前 5

39、min 以 200 ml/min 的流量通入氮氣，實驗開始后保持 100 ml/min 的流量，使整個實驗過程保持在氮氣氣氛下進行熱解炭化處理，熱解炭化終溫設(shè)為 250、300、350、400，升溫速度為 20/min。熱解時從室溫按升溫速度升到終溫，保溫 30min 后，繼續(xù)保持氮氣通入爐中，停爐冷卻，進入降溫階段，自然降溫至 100左右（確保炭化產(chǎn)物取出時不會發(fā)生燃燒現(xiàn)象）收取熱解炭化產(chǎn)物。2.試驗結(jié)果與分析2.1 相同溫度不同密度下刨花板失重的試驗結(jié)果表 2-1 在溫度為 250下不同密度刨花板的失重率溫度 250質(zhì)量（g）炭化后（g）失重率（%）650g/cm刨花板750g/cm刨花板

40、850g/cm刨花板84.487.110078.178.891.57.469.528.51圖 2-1 在 250溫度下不同密度的失重率由圖 2-1 可以看出，當溫度維持在 250時，隨著所用刨花板材質(zhì)密度的增大，650g/cm、750g/cm和 850g/cm密度刨花板的失重率有小范圍內(nèi)的起伏，相對而言，在 750g/cm密度時刨花板的失重率最大，綜合比較三者失重率的大小，從而得出結(jié)論：在 250溫度下失重并不明顯。表 2-2 在溫度為 300下不同密度刨花板的失重率溫度 300質(zhì)量（g）炭化后（g）失重率（%）650g/cm刨花板750g/cm刨花板850g/cm刨花板75.392.1108

41、.962.072.786.517.6721.0620.57圖 2-2 在 300溫度下密度的失重率由圖 2-2 可以看出，當溫度在 300時，隨著所用刨花板密度的增大 750g/cm 密度的刨花板比 650g/cm的刨花板失重相對較大，而與 850g/cm的刨花板失重幾乎相同。綜合三者失重率的大小得出結(jié)論：在 300溫度下，750g/cm和850g/cm密度的刨花板失重相對 650g/cm的刨花板而言失重較大。表 2-3 在溫度為 350下不同密度刨花板的失重率溫度 350質(zhì)量（g）炭化后（g）失重率（%）650g/cm刨花板750g/cm刨花板850g/cm刨花板73.188.5103.73

42、1.536.039.056.9159.3262.39圖 2-3 在 350溫度下不同密度的失重率由圖 2-3 可以看出，當溫度在 350時，失重開始明顯，呈遞增趨勢，隨著所用刨花板密度的增大，失重也越來越明顯。由三者失重率得出結(jié)論：當溫度在 350時，失重開始明顯，并且密度越大失重越明顯。表 2-4 在溫度為 400下不同密度刨花板的失重率溫度 400質(zhì)量（g）炭化后（g）失重率（%）650g/cm刨花板750g/cm刨花板850g/cm刨花板79.984.6101.226.731.332.566.5863.0167.89圖 2-4 在 400溫度下不同密度的失重率由圖 2-4 可以看出，當溫

43、度在 400時，失重更加明顯，但 750g/cm刨花板的失重相對 650g/cm和 850g/cm的刨花板較小，850g/cm失重最大。由此可以得出結(jié)論：在溫度為 400時，失重更加明顯，并且密度越大，失重越明顯。2.2 相同密度不同溫度下刨花板的熱解失重結(jié)果將密度為 650g/cm、750g/cm和 850g/cm的刨花板試樣分別標記為 A、B和 C，試驗結(jié)果如下表表 3-1相同密度刨花板在不同溫度下的失重率A 失重率%B 失重率%C 失重率%溫度2507.469.528.5130017.6721.0623.0735056.9159.3262.3940066.5863.0167.89圖 3-

44、1 相同密度不同溫度下的熱解失重率由圖 3-1 可以看出，當密度相同，隨著溫度的升高，失重率越來越大，不同密度之間相同溫度下失重率也幾乎相同，所以因此得出結(jié)論：在相同溫度下，密度的大小跟刨花板的失重率無關(guān)。3.刨花板尺寸變化分析從下面四張可以看出刨花板熱解炭化后的樣子，隨著終溫的不斷升高，刨花板熱解炭化的顏色逐漸加深變黑，在 250前刨花板顏色基本不怎么改變，該階段主要是干燥脫水與預(yù)炭化段，而在 250之后刨花板開始炭化，顏色開始快速變黑，刨花板開始分解，此時已有少量液體和氣體析出，隨著溫度升的升高析出物會越來越多。在終溫為 250與 300時刨花板的尺寸基本不變，然而當終溫到了 350和 4

45、00時，刨花板的尺寸出現(xiàn)了明顯的變化，刨花板失去了原先的矩形形狀，出現(xiàn)了不規(guī)則的彎曲變形，且刨花板開始變得松弛易斷，表面出現(xiàn)了一層炭黑粉末，在 350時刨花板的外表面出現(xiàn)了細小的裂紋，當溫度達到 400時，刨花板的外表面以出現(xiàn)了斷裂，內(nèi)板也會出現(xiàn)相同的炭化形式，并隨機的出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，失去了原有的強度與韌性。250炭化后的刨花板300炭化后的刨花板350炭化后的刨花板400炭化后的刨花板第章 總結(jié)與展望1.總結(jié)生物質(zhì)炭化技術(shù)是在完全無氧（可在惰性氣體氣氛下）或只提供有限氧的情況下對生物質(zhì)進行加熱分解而取得多種產(chǎn)品的方法。炭化過程主要分為干燥、預(yù)炭化、炭化和煅燒 4 個階段，其產(chǎn)物有固體炭、生物油

46、和可燃氣體。炭化屬于吸熱反應(yīng)，通常需要提供熱源才可使反應(yīng)順利進行。按照供熱方式，可將炭化技術(shù)分為外熱式和內(nèi)熱式 2 種，炭化所需能量由原料本身提供的稱為內(nèi)熱式，能量由外部熱源提供的則稱為外熱式。本次實驗采用外熱式，即炭化所需能量通過電加熱提供。影響刨花板熱解失重的有很多，比如:刨花板材質(zhì)、滯留時間、升溫速率、保溫時間等。本試驗研究的是密度對于刨花板熱解失重的影響，從刨花的開始到刨花板成型然后再進行試驗這一過程讓我學習到了很多，也體會到了完成一項試驗的艱辛和試驗成功后的喜悅。2.展望我個人比較喜歡大自然，經(jīng)過本次試驗同樣也很希望刨花板在以后的生活中能更加生態(tài)化利用，能給人們帶來更好的生驗，同樣給

47、大自然帶來保護，讓的世界越來越美好。刨花板是將木材等原材料切削成一定規(guī)格的碎片，經(jīng)過干燥，拌以膠粘劑、硬化劑、防水劑，在一定的溫度下壓制而成的一種人造板材。刨花板結(jié)構(gòu)比較均勻，加工性能好，可以根據(jù)需要加工成大幅面的板材，是制作不同規(guī)格、樣式的家具較好的原材料。制成品刨花板不需要再次干燥，可以直接使用，吸音四和隔音性能也很好。但它也有其固有的缺點，因為邊緣粗糙，容易吸濕，所以用刨花板制作的家具封邊工藝就顯得特別重要。另外由于刨花板容積較大，用它制作的家具，相對于其他板材來說，也比較重。刨花板為顆粒狀結(jié)構(gòu)，不易于銑型。剛壓制出的刨花板強度低，韌性低，容易折斷，不注意就會帶來不必要的損失，在裁板時容易造成暴齒的現(xiàn)象，所以部份工藝對加工設(shè)備要求較高。所以我希望在將來的刨花板生產(chǎn)中能以技術(shù)加以改進，使刨花板的利用率越來越高，讓人們的生活越來越好！致 謝