影响木材炭化因素的理论研究

研究固体材料热解行为和规律,是研究固体着火,蔓延过程及其燃烧特性的关键,而炭化过程是固体炭性材料热解过程中极为重要的一面。木材和其他纤维质材料构成了建筑火灾中可燃物的绝大部分,因此了解木材炭化情况是非常必要的。木材炭化是一个非常复杂的过程,其中包含了木材的蒸发过程,热解过程,质量传递和热传递等,这些因素与木材的物理性质共同作用于木材的炭化过程。研究影响因素有助于更好的掌握炭化痕迹特征,为火灾调查工作提供更准确的科学依据。本文主要通过对木材炭化影响因素的研究,分别总结出影响木材炭化的内部因素和外部因素,以及这些因素对木材炭化的影响效果,火调人员在掌握了木材炭化的不同影响因素和炭化痕迹特征后,有助于火调人员根据木材炭化痕迹判定火灾发生发展过程,进而确定起火部位和起火点。     

正交实验法分析水热炭化的影响因素

本文采用正交实验法分析了蔗糖和葡萄糖两种生物质通过水热炭化方法制备炭材料的实验条件,实验结果表明:蔗糖比葡萄糖更容易炭化,选择蔗糖作为炭源、溶液的浓度为25%、反应温度为180℃、反应时间为36 h、填充率为80%为实验的最合适条件。     

胶合木钢夹板螺栓连接节点的抗火性能

为研究我国常用树种胶合木钢夹板螺栓连接节点的抗火性能,进行了4个胶合木钢夹板螺栓连接试件的炭化速度试验,以及两组(共8个)胶合木钢夹板螺栓连接试件在不同持荷水平下的耐火极限试验.结果表明:钢夹板边缘内侧区域木材的炭化速度小于钢夹板边缘外侧区域,不同截面的水平向炭化速度小于竖向炭化速度,炭化速度随着受火时间的延长有降低的趋势;试件端距达到规范要求后,将端距从7d增加到10d并不能明显提高耐火极限,耐火极限随着持荷水平的增加而明显降低;其他条件相同时,耐火极限试件升温快于炭化速度试件.     

煤/HDPE共炭化材料CH4吸附性能的研究

研究了手选分离的黄陵镜煤、丝炭与HDPE共混物的共炭化产物结构和性质,并对炭化产物的CH4吸附性能进行了对比分析。结果表明:煤/HDPE共炭化物产率随温度的升高而降低,镜煤/HDPE共炭化物产率远低于丝炭/HDPE;炭化温度为400℃、质量比为7:3的镜煤/HDPE共炭化产物的CH4吸附能力最强。     

不同外部辐射热流下小尺寸原木燃烧特性实验研究

木材因其优异的隔热性能、力学强度和观赏价值而被广泛应用于建材、家具和工艺品中。作为一种可燃材料，木材的燃烧过程会经历热解、点燃、炭化与开裂。目前对于木材燃烧特性的研究，样本通常选用均质的人造板材或避开缺陷的原木。但实际情况下，不同树种结构各异，制备而成的原木板表面的纹理分布不均匀，同时原木中还存在木节等结构缺陷，这些因素都可能影响原木板材的燃烧过程。该文在火焰蔓延量热仪下开展小尺寸原木板材燃烧实验，使用3种树种（辐射松、白松、杉木）的原木，比较了不同外部辐射热流下原木的燃烧特性，获得了不同树种的典型燃烧行为、热释放速率曲线和点燃特性。结果表明，不同树种、不同纹理、结构缺陷（木节）会影响原木的燃烧行为。随着外部辐射热流的增加，原木的点燃时间缩短，热释放速率峰值增加。在该文实验工况范围内，外部辐射热流15 kW/m²时原木点燃时间的重复性差异最大约35%,高于均质人造板材，体现了原木结构非均质性对其燃烧特性的影响，但这一差异随外部辐射热流的增加而减小。对于同一树种，疏、密纹理样本的燃烧特性存在差异，辐射松疏、密纹理原木点燃时间差值最大可达500 s以上，且平行于纹理方...     

木质素基生物炭制备及对亚甲基蓝的吸附性能

研究温度对生物炭得率、吸附性能的影响.采用无氧慢速热解的方法,以酶解木质素为原料,制备不同温度下的生物质炭,测定热解得率、生物炭得率、挥发分、灰分及对亚甲基蓝的吸附值.热解试验结果表明:随着炭化温度从300℃逐渐升高到700℃,热解得率先降低后升高,挥发成分先升高后降低,生物炭得率先降低后升高.在500℃时,热解得率和生物炭得率分别为54.09%和50.77%,灰分含量为3.32%,挥发分含量为45.91%;热解温度为300℃时,木质素基生物炭对亚甲基蓝的吸附值最大,为37.31 mg/g;热解过程中,C—H、C=O键断裂.     

杨木地板基材密实和碳化改性

采用"密实化(常温/100℃、增湿/不增湿)-炭化(温度:240、260、280℃;时间:30～180s)"两步法工艺改性意杨木材,测试了密实前后板材的断面密度分布,密实后板材的吸湿/水浴回弹,以及炭化后板材的表面硬度、耐磨性和润湿性。结果表明:密实化提高了木材的表层密度,压缩率由表及里呈递减趋势,压缩程度可由密实工艺参数调控;在常温、常湿条件下,密实后的意杨板材具有较低的回弹率;密实和炭化提高了木材的硬度和表面耐磨性,改变了木材的表面润湿性。     

煤／HDPE共炭化材料CH4吸附性能的研究

研究了手选分离的黄陵镜煤、丝炭与HDPE共混物的共炭化产物结构和性质，并对炭化产物的CH4吸附性能进行了对比分析。结果表明：煤／HDPE共炭化物产率随温度的升高而降低，镜煤／HDPE共炭化物产率远低于丝炭／HDPE；炭化温度为400℃、质量比为7：3的镜煤／HDPE共炭化产物的CH4吸附能力最强。     

污泥基吸附剂的制备及吸附铜离子的性能

以焦化污水处理过程产生的剩余污泥为原材料,采用水热炭化法和热解法将其制成污泥基吸附剂,并研究其对重金属Cu2+的吸附性能。采用正交实验法确定水热炭污泥基吸附剂的最佳制备条件是反应温度170℃、反应时间1.5 h、水与湿污泥之比是15 m L:95 g;在水热炭化之后的热解温度为600℃,制得热解炭污泥基吸附剂。通过比表面分析仪、扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪、X射线衍射仪等分析手段,对污泥基吸附剂进行吸附性能分析,初步探究吸附机理。采用污泥基吸附剂对Cu2+的吸附实验表明,水热炭化法制得的污泥基吸附剂对Cu2+的吸附率70.26%,水热炭化法联合高温热解法制得的污泥基吸附剂对Cu2+的吸附率为96.80%,为焦化废水剩余污泥的处理处置和综合利用提供了参考。     

细叶红锥木材物理力学性质试验

<正> 细叶红锥(Castanopsis concina auct. non(Champ.)A. DC.)是我国阔叶用材树种,木材呈红褐色,材质坚实,不易蛀蚀,可作工业用材及家具。 本实验测试了细叶红锥木材物理力学性质,并对木材密度和各种强度进行了回归分析。 一、材料与方法 在福建省南靖县南坑区采集样木9株。 9株样木共制得符合要求的物理试件161个,力学强度试件906个,共进行各项力学试验1200次、物理性质测定1479次。 二、试验结果 1.木材物理力学性质的等级 细叶红锥木材物理力学性质的试验均值见表1。 细叶红锥木材基本密度中(偏重),材性类别中(偏高)者居多,径、弦向干缩差异属中,为1.63。     

Fabrication method and microstructural characteristics of coal-tar-pitchbased 2D carbon/carbon composites

The lignin-cellulosic texture of wood was used to produce two-dimensional(2D) carbon/carbon(C/C) composites using coal tar pitch. Ash content tests were conducted to select two samples among the different kinds of woods present in Iran, including walnut, white poplar, cherry, willow, buttonwood, apricots, berry, and blue wood. Walnut and white poplar with ash contents of 1.994wt% and 0.351wt%, respectively, were selected. The behavior of these woods during pyrolysis was investigated by differential thermal analysis(DTA) and thermo gravimetric(TG) analysis. The bulk density and open porosity were measured after carbonization and densification. The microstructural characteristics of samples were investigated by scanning electron microscopy(SEM), X-ray diffraction(XRD), and Fourier-transform infrared(FT-IR) spectroscopy. The results indicate that the density of both the walnut and white poplar is increased, and the open porosity is decreased with the increasing number of carbonization cycles. The XRD patterns of the wood charcoal change gradually with increasing pyrolysis temperature, possibly as a result of the ultra-structural changes in the charcoal or the presence of carbonized coal tar pitch in the composite's body.     

KOH活化杨木制备活性炭的特性研究

通过热重法对杨木颗粒以及用KOH浸渍后的杨木颗粒进行热解实验,通过TG、DTG、DSC曲线的变化规律,分析在主要失重阶段发生的物理变化、化学变化以及炭得率.结果表明:活化剂KOH中的K+对木材的热解具有催化作用,形成活性炭的温度基本为600,℃,温度高于800,℃时,活性炭发生烧失反应;升温速率对炭得率几乎没有影响;加入活化剂KOH后,提高了炭得率,但是炭得率与活化剂/杨木颗粒的质量比值成反比.     

木质素热解/炭化官能团演变与焦炭形成

为了深入理解生物质热解/炭化过程,制备功能型焦炭,采用热重红外联用仪研究了木质素热解/炭化官能团演变与焦炭形成,并对所形成焦炭进行了导电性测试.实验结果表明:木质素热解/炭化过程分为4个阶段:200℃以下为自由水的脱除阶段;200～ 500℃为热解阶段,焦炭开始形成;500～900℃时焦炭中C-C键和C-H键进一步断裂,苯环大部分已被解链或芳香族化,形成无定形炭,在此阶段,焦炭的电阻率迅速下降,由986 Ω·cm减小到0.6 Ω·cm;900～1400℃时,碳碳双键几乎完全消失,焦炭内部结构重组,形成了一种介于无定型结构和石墨结构之间的新结构,电阻率达到0.2Ω·cm,导电性进一步增强.     

生物质干馏热解工艺的设计与实现

利用农林废弃物为原料,经干馏热解,使原料中的碳、氢元素转化成氢气、甲烷、一氧化碳等混合可燃气体,同时产生副产品木炭、木醋液和木焦油。该项目的推广,不仅解决了农民燃气做饭问题,而且作为可再生能源的开发应用具有深远的意义。     

新疆胡杨木材的构造、材性及其利用(Ⅰ)

<正> 胡杨(Populus euphratica Oliv.)具有耐盐碱、耐涝、抗旱、抗寒、抗沙埋等特性,为一般乔木树种所不及。它是沙荒、盐碱地造林的优良树种。在新疆地区,分布着大面积的天然林,蓄积有上百万立方米的木材。新疆巴州农业研究所巴州二十九团盐碱地造林试验站1979年以来,已营造了大面积成活率很高的胡杨人工林。 本文着重研究胡杨木材的构造、化学成分、纤维形态及物理力学性质等,兹将试验结果整理如下,供研究参考。     

柞木干燥中电阻率与温度和含水率的关系

测试柞木在干燥过程中不同含水率和不同温度下的电阻率,对测试数据进行处理、分析来确定它们之间的关系,从而为提高木材干燥控制中通过测试木材电阻来确定木材含水率的准确性奠定了理论基础.     

竹炭炭化机理及吸附性能的初步研究

对不同最终炭化温度的竹炭产物进行FT-IR光谱分析及SEM图片解析。尝试结合理论推测,探究竹炭炭化机理。根据已有的竹炭吸附有害气体性能评价的标准方法,加以改进,准确测试竹炭对甲醛的吸附率,并提出相应的可行性方向。     

黑杨派新无性系木材性状的遗传改良

<正>基本密度、纤维长度和微纤丝角在Ⅰ-69杨×小叶杨和Ⅰ-69杨×欧洲黑杨F_1无性系的测验群体中均具有广阔的遗传基础,并且相互之间的关系是独立的,表明选育一个密度大、纤维长、微纤丝排列紧密的优质材性基因型是可能的。木材性状株内变异模式揭示了树干利用率。基本密度水平变化呈“马鞍型”,是较理想的类型,纤维长度随年轮逐渐增大,平均纤维长度达到国际木材解剖学会规定的中级长度标准;微纤丝角从髓心到树皮是逐渐减小的。三个性状在垂直方向的变异对树干纵向利用率不会产生很大的影响。