在化學(xué)的奇妙世界里，木材干餾猶如一顆璀璨的明珠，閃耀著獨(dú)特的光芒。這項(xiàng)古老的技藝，正以全新的姿態(tài)走進(jìn)我們的現(xiàn)代生活，為諸多領(lǐng)域帶來創(chuàng)新與變革。今天，就讓我們一同深入探索木材干餾的奧秘。

一，什么是木材干餾

木材干餾，英文名為 dry distillation of wood，是將木材或木質(zhì)原料放置在干餾釜中，在隔絕空氣的條件下進(jìn)行熱解，并對(duì)其初級(jí)液體產(chǎn)品進(jìn)一步加工的化學(xué)工藝過程 ，是木材熱解的關(guān)鍵組成部分 。

從熱方式來看，它分為外熱式和內(nèi)熱式。外熱式干餾如同給干餾釜這個(gè) “小房子” 從外面加熱，熱量透過釜壁，慢慢傳遞到釜內(nèi)，使木材升溫?zé)峤猓@種方式常見于小型干餾設(shè)備；內(nèi)熱式干餾則像是直接往 “小房子” 里送熱氣，把載熱介質(zhì)直接送入釜內(nèi)，與木材親密接觸進(jìn)行加熱，多用于半連續(xù)式和連續(xù)式設(shè)備 。

按照干餾物的種類，又有闊葉材干餾、松根干餾和樺皮干餾等之分 。比如，樺皮干餾就十分有趣，以樺木外皮為原料，經(jīng)過干餾能制取樺皮焦油，這種焦油可厲害啦，它能滲入皮革中，讓皮革變得柔軟又富有彈性，還具有防腐作用，就像給皮革穿上了一層 “防護(hù)鎧甲”；同時(shí)，它還有消毒殺菌的本領(lǐng)，在治療外傷和皮膚病等方面也能大顯身手 。

二，木材干餾的歷史溯源

木材干餾的歷史源遠(yuǎn)流長，如同一條古老的長河，流淌著人類智慧的結(jié)晶。早在 1661 年，英國科學(xué)家羅伯特?波義耳（Robert Boyle）在木材干餾的液體中首次發(fā)現(xiàn)了甲醇，這一發(fā)現(xiàn)，猶如在黑暗中點(diǎn)亮了一盞明燈，開啟了木材干餾研究的新篇章 。在過去，盡管早期的木材蒸餾方法效率不高，但一直到 1924 年前，它都是工業(yè)上制造甲醇的主要途徑 。不過，由于從木材蒸餾提取的甲醇含有雜質(zhì)，去除雜質(zhì)的過程既復(fù)雜，產(chǎn)率又不高，漸漸地，這種方法在工業(yè)舞臺(tái)上的光芒被新的技術(shù)所掩蓋 。

三，木材干餾的過程揭秘

木材干餾可不是一個(gè)簡單的加熱過程，它蘊(yùn)含著一系列復(fù)雜而又神奇的變化，就像一場在微觀世界里上演的精彩 “魔術(shù)秀” 。

1，前期準(zhǔn)備：木材干燥

在正式開始干餾之前，木材需要進(jìn)行干燥處理，這一步至關(guān)重要，就好比運(yùn)動(dòng)員上場前要做好熱身準(zhǔn)備一樣。干燥程度會(huì)直接影響干餾產(chǎn)品的得率和成本，還和干餾的熱效能、醋酸濃度、炭的質(zhì)量有著千絲萬縷的聯(lián)系 。一般來說，木材在干餾前，含水率最好能控制在 10% - 20% 這個(gè)甜蜜區(qū)間內(nèi)，不宜超過 25% 。干燥方法多種多樣，有人工干燥和天然干燥兩類。天然干燥，也就是堆垛氣干法，雖然經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，但它需要漫長的時(shí)間，可能要 1 年以上，而且還得占用較大的堆垛場地，就像一個(gè)慢性子的人，做事不緊不慢；人工干燥則借助干燥設(shè)備，能夠在較短時(shí)間內(nèi)讓木材達(dá)到較低的含水率，比如把木材裝在車內(nèi)，通過隧道式干燥室，利用煙道氣來干燥，還有新型的直立式連續(xù)干燥室，將木材切成一定長度，從頂部進(jìn)口進(jìn)入，用煙道氣（溫度調(diào)節(jié)在 200℃以下）加熱，干燥蒸發(fā)的水分和廢煙氣從下口排出，干燥后的木材從下部由輸送機(jī)送出，效率大大提高 。

2，干餾階段：復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)

當(dāng)干燥后的木材進(jìn)入干餾釜，好戲才真正開場。木材是一個(gè)復(fù)雜的有機(jī)綜合體，在熱解過程中會(huì)發(fā)生一系列讓人眼花繚亂的化學(xué)反應(yīng) 。當(dāng)加熱到 275℃時(shí)，木材就像被按下了 “開關(guān)”，開始放熱反應(yīng)，釋放出大量的熱，同時(shí)產(chǎn)生大量的熱解產(chǎn)物 。整個(gè)干餾過程大致可以分為 4 個(gè)階段：

預(yù)熱和再干燥階段：從低溫慢慢升到 120℃，這個(gè)階段主要是木材中水分的蒸發(fā)，就像給木材 “洗了個(gè)熱水澡”，把多余的水分都趕跑了。當(dāng)溫度升到 170℃時(shí)，木材開始悄悄發(fā)生熱解 。

吸熱反應(yīng)階段：溫度在 170 - 275℃之間，此時(shí)木材的化學(xué)組成開始發(fā)生明顯變化，半纖維素和木材組成中的不穩(wěn)定部分率先 “發(fā)難”，發(fā)生熱解，產(chǎn)生二氧化碳和一氧化碳，同時(shí)生成醋酸等物質(zhì) 。

放熱反應(yīng)階段：當(dāng)溫度到達(dá) 275℃時(shí)，木材仿佛變成了一個(gè) “小宇宙”，開始放出大量熱量。反應(yīng)物除了水之外，還有醋酸、甲醇、木焦油和木煤氣等。由于不同木材放出熱量的能力各不相同，所以終了溫度也不完全一致 。加

木炭燒成階段：這一階段根據(jù)對(duì)木炭質(zhì)量的要求來決定升溫程度，一般要升溫到 400℃以上，如果想要燒制成質(zhì)量較高的木炭，還可以提高到 500℃ 。

3，產(chǎn)物收集：冷凝與分離

木材干餾產(chǎn)生的蒸氣氣體混合物，就像一群 “調(diào)皮的小精靈”，需要經(jīng)過特殊的處理才能把它們 “收服”。這些混合物會(huì)在焦油分離器或列管冷凝器中進(jìn)行冷凝，在這里，它們會(huì)發(fā)生奇妙的變化，可凝結(jié)的蒸氣冷凝為木醋酸和焦油 。未冷凝的氣體，也就是木煤氣，會(huì)繼續(xù) “飄蕩”，而留在釜中的固體產(chǎn)物就是我們常見的木炭啦。如果原料是松樹根，那得到的就是松焦油 。