最近涉獵木炭行業(yè)新的發(fā)展機(jī)遇探討,偶讀白居易的《賣炭翁》,理解這首詩(shī)在當(dāng)代經(jīng)濟(jì)學(xué)背景下的妙意所在。先是“可憐身上衣正單,心憂炭賤愿天寒”的矛盾心理——這個(gè)在寒風(fēng)中瑟縮的老人,竟將生存希望寄托于更嚴(yán)酷的寒冷;而“夜來(lái)城外一尺雪”,卻又給老人帶來(lái)了商機(jī)和希望。這種違背常情的渴望,在如今的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)下有太多的似曾相識(shí):世界能源地緣不穩(wěn)定,寄希望于貴金屬暴漲;全球大宗商品漲價(jià),帶來(lái)的資源性行業(yè)的瘋漲。忽而一想,當(dāng)今時(shí)代,有了煤炭石油以及天然氣、液化氣等能源,木炭這個(gè)該銷聲匿跡了行業(yè),還會(huì)煥發(fā)出新的生機(jī)嗎?答案有否定更有肯定:古代銷售的木炭,是那個(gè)時(shí)候最清潔、熱值做好的能源了,現(xiàn)在有了煤炭石油以及天然氣、液化氣等能源,木炭在民用燃料這一塊逐漸退出市場(chǎng)了;彼時(shí)的木炭和此時(shí)的木炭的用途正在發(fā)生巨大的變化,木炭這個(gè)古老的行業(yè)正在煥發(fā)著勃勃生機(jī)。一、古人為啥要把木頭變成木炭?木頭,也是木材,是一種生物質(zhì)。從實(shí)物組成看,由水和其它有機(jī)物和礦物質(zhì)組成。其中的有機(jī)物主要由木質(zhì)素、纖維素及半纖維素構(gòu)成,以碳?xì)滏溄M成,多是芳烴鏈。從元素組成上看,碳約占44%,氫約占6%,氧約42.5%,另含0.5%以下之氮和其他元素每種不超過(guò)1%的礦物質(zhì)。主要是鈣、鉀、鈉、鎂、鐵及錳,還有少量的硫、氯、硅、磷等元素。這只是一個(gè)大概的區(qū)間,不同的材質(zhì),元素含量占比會(huì)有不同。在古代,人們將木材轉(zhuǎn)化為木炭使用是有一個(gè)漫長(zhǎng)的發(fā)展過(guò)程的。最開(kāi)始原始社會(huì)用木材燃燒時(shí),會(huì)產(chǎn)生很多煙霧,嗆人。古人發(fā)現(xiàn)把上次燒過(guò)的木材中沒(méi)完全燒掉的殘?jiān)?-木炭,再次使用時(shí)仍能發(fā)出熱量,但不嗆人了。再后來(lái)發(fā)現(xiàn)木炭產(chǎn)生的熱量很高,甚至高過(guò)木材直接燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量,這對(duì)于陶瓷和金屬冶煉而言,是可以提高到木材難以達(dá)到的溫度。特別是偶然間發(fā)現(xiàn)煉鐵時(shí),礦中混入了木炭煉出的鐵的性能功能更好了。木炭還有二個(gè)好處:由于水分以及輕組分釋放了,木炭變輕,點(diǎn)火溫度變低;木炭比木柴更便于儲(chǔ)存,運(yùn)輸。由此,木炭的用途更廣泛了。點(diǎn)擊輸入圖片描述(最多30字)二、木頭如何變成木炭?最古時(shí),人們還沒(méi)有像現(xiàn)在人這樣,對(duì)從木材到木炭的物化性質(zhì)轉(zhuǎn)變,有這么深的認(rèn)識(shí)。實(shí)際上,就是通過(guò)加熱高溫,把木材中多種復(fù)雜成分去除,保留了以碳為主的木炭。真正的認(rèn)識(shí)的轉(zhuǎn)變,是從對(duì)生產(chǎn)目的變得更加明確(例如冶煉行業(yè)的發(fā)展)開(kāi)始的。隨著兩個(gè)控制因素掌握,木炭行業(yè)開(kāi)始趨于成熟:隔離加熱;隔絕空氣(最初是不完全燃燒,自加溫;現(xiàn)代工藝是密閉)。木炭生產(chǎn)更精深的工藝改變,也變得越來(lái)越趨于碳的去雜質(zhì)以及碳的結(jié)構(gòu)改變上。木炭的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程是在密閉的爐內(nèi),木材加熱后,木質(zhì)素中的有機(jī)物多以氣態(tài)首先分離,纖維素中的碳?xì)滏湐噫湥蛛x出氣態(tài)組分:這些氣態(tài)組分經(jīng)過(guò)冷凝后,液態(tài)部分成了水、木醋和焦油以及少量的灰分;冷卻物氣體可再次燃燒,最終變成二氧化碳以及其他氣體組分放空。最終留下的是碳組分和部分無(wú)機(jī)鹽組分,就是木炭。三、木炭已經(jīng)不用的地方現(xiàn)在老百姓生活餐飲,有灶具,氣體燃燒;用火盆的取暖,已經(jīng)過(guò)時(shí)了,也不清潔;用來(lái)燒爐子,或者燒炕取暖,也沒(méi)人用了。以上的原因是木炭的價(jià)性比不如煤炭和秸稈直接燒。木炭的價(jià)格,會(huì)嚇退人的。在傳統(tǒng)的金屬冶煉領(lǐng)域,有了焦炭替代后,木炭也退出了市場(chǎng)。現(xiàn)在在木炭取暖方面,還有用的地方,也是玩玩而已:例如當(dāng)做復(fù)古,如碳手盆,腳盆,南方還是有見(jiàn)的。四、木炭的新戰(zhàn)場(chǎng)一是金屬硅的提煉,用木炭作還原劑。在碳質(zhì)還原劑化學(xué)成分中,主要應(yīng)考慮固定碳、灰分、揮發(fā)分和水分。碳質(zhì)還原劑的電阻率要大,氣孔率要高。木碳具有很高的比電阻和反應(yīng)能力,而且雜質(zhì)含量少,是熔煉工業(yè)化學(xué)用硅的較為理想的還原劑。多年的生產(chǎn)實(shí)踐證明,木炭是滿足冶煉化學(xué)用硅需要的重要碳質(zhì)原料,但炭的來(lái)源受到限制,無(wú)法再大量使用木炭還原劑。從國(guó)外的情況看,絕大多數(shù)國(guó)家已不再使用木炭。我國(guó)是世界最大的金屬硅生產(chǎn)國(guó)。國(guó)內(nèi)的很多廠家在尋求和使用木炭代用品方面也做了大量工作。但木炭仍然是主力軍。二是燒烤用碳。再明白不過(guò)了。量很大,對(duì)碳的質(zhì)量要求最低了。點(diǎn)擊輸入圖片描述(最多30字)三是活性炭。活性炭的碳源不僅是木材,還有很多生物質(zhì),如稻殼,竹子等。活性炭的特點(diǎn)是空隙率大,是非常理想的催化劑載體和過(guò)濾用的吸附材料,以及環(huán)保用的吸附材料。點(diǎn)擊輸入圖片描述(最多30字)這幾乎是一個(gè)全新的產(chǎn)品樹(shù),一個(gè)全新的世界:常見(jiàn)的家庭室內(nèi)空氣凈化用;醫(yī)用口罩有活性炭過(guò)濾層;凈水機(jī)的第一個(gè)過(guò)濾棒;養(yǎng)花用的花盆底層填料。點(diǎn)擊輸入圖片描述(最多30字)6、工業(yè)生產(chǎn)及工業(yè)品。工業(yè)的催化劑載體分子篩框架;工業(yè)生產(chǎn)過(guò)濾液體中的雜質(zhì),先吸附,再形成濾餅過(guò)濾;污水處理廠的凈化劑; VOCs氣體的吸附劑;制糖過(guò)程的脫色劑;農(nóng)業(yè)土壤性能調(diào)理劑。看到這里,你還小看木炭嗎?完全是煥發(fā)了新的生機(jī)。點(diǎn)擊輸入圖片描述(最多30字)
最近涉獵木炭行業(yè)新的發(fā)展機(jī)遇探討,偶讀白居易的《賣炭翁》,理解這首詩(shī)在當(dāng)代經(jīng)濟(jì)學(xué)背景下的妙意所在。
先是“可憐身上衣正單,心憂炭賤愿天寒”的矛盾心理——這個(gè)在寒風(fēng)中瑟縮的老人,竟將生存希望寄托于更嚴(yán)酷的寒冷;而“夜來(lái)城外一尺雪”,卻又給老人帶來(lái)了商機(jī)和希望。
這種違背常情的渴望,在如今的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)下有太多的似曾相識(shí):世界能源地緣不穩(wěn)定,寄希望于貴金屬暴漲;全球大宗商品漲價(jià),帶來(lái)的資源性行業(yè)的瘋漲。
忽而一想,當(dāng)今時(shí)代,有了煤炭石油以及天然氣、液化氣等能源,木炭這個(gè)該銷聲匿跡了行業(yè),還會(huì)煥發(fā)出新的生機(jī)嗎?
答案有否定更有肯定:
古代銷售的木炭,是那個(gè)時(shí)候最清潔、熱值做好的能源了,現(xiàn)在有了煤炭石油以及天然氣、液化氣等能源,木炭在民用燃料這一塊逐漸退出市場(chǎng)了;
彼時(shí)的木炭和此時(shí)的木炭的用途正在發(fā)生巨大的變化,木炭這個(gè)古老的行業(yè)正在煥發(fā)著勃勃生機(jī)。
一、古人為啥要把木頭變成木炭?
木頭,也是木材,是一種生物質(zhì)。
從實(shí)物組成看,由水和其它有機(jī)物和礦物質(zhì)組成。
其中的有機(jī)物主要由木質(zhì)素、纖維素及半纖維素構(gòu)成,以碳?xì)滏溄M成,多是芳烴鏈。
從元素組成上看,碳約占44%,氫約占6%,氧約42.5%,另含0.5%以下之氮和其他元素每種不超過(guò)1%的礦物質(zhì)。主要是鈣、鉀、鈉、鎂、鐵及錳,還有少量的硫、氯、硅、磷等元素。這只是一個(gè)大概的區(qū)間,不同的材質(zhì),元素含量占比會(huì)有不同。
在古代,人們將木材轉(zhuǎn)化為木炭使用是有一個(gè)漫長(zhǎng)的發(fā)展過(guò)程的。
最開(kāi)始原始社會(huì)用木材燃燒時(shí),會(huì)產(chǎn)生很多煙霧,嗆人。古人發(fā)現(xiàn)把上次燒過(guò)的木材中沒(méi)完全燒掉的殘?jiān)?-木炭,再次使用時(shí)仍能發(fā)出熱量,但不嗆人了。
再后來(lái)發(fā)現(xiàn)木炭產(chǎn)生的熱量很高,甚至高過(guò)木材直接燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量,這對(duì)于陶瓷和金屬冶煉而言,是可以提高到木材難以達(dá)到的溫度。
特別是偶然間發(fā)現(xiàn)煉鐵時(shí),礦中混入了木炭煉出的鐵的性能功能更好了。
木炭還有二個(gè)好處:
由于水分以及輕組分釋放了,木炭變輕,點(diǎn)火溫度變低;
木炭比木柴更便于儲(chǔ)存,運(yùn)輸。
由此,木炭的用途更廣泛了。
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二、木頭如何變成木炭?
最古時(shí),人們還沒(méi)有像現(xiàn)在人這樣,對(duì)從木材到木炭的物化性質(zhì)轉(zhuǎn)變,有這么深的認(rèn)識(shí)。
實(shí)際上,就是通過(guò)加熱高溫,把木材中多種復(fù)雜成分去除,保留了以碳為主的木炭。
真正的認(rèn)識(shí)的轉(zhuǎn)變,是從對(duì)生產(chǎn)目的變得更加明確(例如冶煉行業(yè)的發(fā)展)開(kāi)始的。
隨著兩個(gè)控制因素掌握,木炭行業(yè)開(kāi)始趨于成熟:隔離加熱;隔絕空氣(最初是不完全燃燒,自加溫;現(xiàn)代工藝是密閉)。
木炭生產(chǎn)更精深的工藝改變,也變得越來(lái)越趨于碳的去雜質(zhì)以及碳的結(jié)構(gòu)改變上。
木炭的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程是在密閉的爐內(nèi),木材加熱后,木質(zhì)素中的有機(jī)物多以氣態(tài)首先分離,纖維素中的碳?xì)滏湐噫湥蛛x出氣態(tài)組分:
這些氣態(tài)組分經(jīng)過(guò)冷凝后,液態(tài)部分成了水、木醋和焦油以及少量的灰分;
冷卻物氣體可再次燃燒,最終變成二氧化碳以及其他氣體組分放空。
最終留下的是碳組分和部分無(wú)機(jī)鹽組分,就是木炭。
三、木炭已經(jīng)不用的地方
現(xiàn)在老百姓生活餐飲,有灶具,氣體燃燒;
用火盆的取暖,已經(jīng)過(guò)時(shí)了,也不清潔;
用來(lái)燒爐子,或者燒炕取暖,也沒(méi)人用了。
以上的原因是木炭的價(jià)性比不如煤炭和秸稈直接燒。木炭的價(jià)格,會(huì)嚇退人的。
在傳統(tǒng)的金屬冶煉領(lǐng)域,有了焦炭替代后,木炭也退出了市場(chǎng)。
現(xiàn)在在木炭取暖方面,還有用的地方,也是玩玩而已:例如當(dāng)做復(fù)古,如碳手盆,腳盆,南方還是有見(jiàn)的。
四、木炭的新戰(zhàn)場(chǎng)
一是金屬硅的提煉,用木炭作還原劑。
在碳質(zhì)還原劑化學(xué)成分中,主要應(yīng)考慮固定碳、灰分、揮發(fā)分和水分。碳質(zhì)還原劑的電阻率要大,氣孔率要高。木碳具有很高的比電阻和反應(yīng)能力,而且雜質(zhì)含量少,是熔煉工業(yè)化學(xué)用硅的較為理想的還原劑。
多年的生產(chǎn)實(shí)踐證明,木炭是滿足冶煉化學(xué)用硅需要的重要碳質(zhì)原料,但炭的來(lái)源受到限制,無(wú)法再大量使用木炭還原劑。
從國(guó)外的情況看,絕大多數(shù)國(guó)家已不再使用木炭。
我國(guó)是世界最大的金屬硅生產(chǎn)國(guó)。國(guó)內(nèi)的很多廠家在尋求和使用木炭代用品方面也做了大量工作。但木炭仍然是主力軍。
二是燒烤用碳。
再明白不過(guò)了。量很大,對(duì)碳的質(zhì)量要求最低了。
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三是活性炭。
活性炭的碳源不僅是木材,還有很多生物質(zhì),如稻殼,竹子等。活性炭的特點(diǎn)是空隙率大,是非常理想的催化劑載體和過(guò)濾用的吸附材料,以及環(huán)保用的吸附材料。
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這幾乎是一個(gè)全新的產(chǎn)品樹(shù),一個(gè)全新的世界:
常見(jiàn)的家庭室內(nèi)空氣凈化用;
醫(yī)用口罩有活性炭過(guò)濾層;
凈水機(jī)的第一個(gè)過(guò)濾棒;
養(yǎng)花用的花盆底層填料。
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四是工業(yè)生產(chǎn)及工業(yè)品。
工業(yè)的催化劑載體分子篩框架;
工業(yè)生產(chǎn)過(guò)濾液體中的雜質(zhì),先吸附,再形成濾餅過(guò)濾;
污水處理廠的凈化劑;
VOCs氣體的吸附劑;
制糖過(guò)程的脫色劑;
農(nóng)業(yè)土壤性能調(diào)理劑。
看到這里,你還小看木炭嗎?完全是煥發(fā)了新的生機(jī)。
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