干餾(英語:Dry 蒸餾),是固體在隔絕空氣條件下加熱分解的反應過程。這種方法將固體材料加熱至產生氣態產物的溫度,隨后可將這些氣態產物冷凝成液態或固態產物。與傳統蒸餾相比,干餾需要更高的溫度。
干餾通常用于從炭或生物質(如木材)中提取液態燃料。此外,干餾還可通過熱解來分解礦物質鹽,例如對硫酸鹽干餾可以產生二氧化硫和三氧化硫,溶于水后可得到硫酸。對煤進行干餾可以得到煤焦、煤溚、煤焦油、粗氨水和煤氣等產物。值得注意的是,干餾過程不一定涉及熱裂解或熱分解反應。
應用
最初制得環己酮的方法是干餾庚二酸鈣。在煤的化學加工中,干餾一直是重要的方法。干餾過程除用于煤化,還應用于油母頁巖、木材和農副產品等的加工過程。干餾后,原料的成分和聚集狀態都將發生變化,產物中固態、氣態和液態物質都有。對木材干餾可得木炭、木焦油、木煤氣;對煤干餾,可得冶金焦、煤焦油、粗氨水、焦爐煤氣。
干餾是煤在隔絕空氣條件下受熱變化的過程,煤在干餾過程中有復雜的變化,其主要為干餾過程中煤能源的性質的變化,在研究干餾過程時,主要是應了解煤的粒度變化,軟化及熱分解、結焦等。煤的干餾又稱煤的碳化。
過程機理
干餾是一個復雜的化學反應過程,包括脫水、熱解、脫氫、熱縮合、加氫、焦化等反應。不同物質的干餾過程雖各有差別,但一般均可分為三個階段:
①脫水分解。干餾操作初期,溫度相對較低,有機化合物首先脫水,隨著溫度升高,逐漸分解產生低分子揮發物。
②熱解。隨著干餾溫度的繼續升高,有機物中的大分子發生鍵的斷裂,即發生熱解,得到液體有機物(包括焦油)。這些干餾產物隨干餾物質而異,如干餾糠殼可得糠醛,干餾油母頁巖可得頁巖油和一些雜環化合物。
③縮合和碳化。當溫度進一步提高時,隨著水和有機物蒸氣的析出,剩余物質受熱縮合成膠體。同時,析出的揮發物逐漸減少,膠體逐漸固化和碳化。隨著溫度升高、加熱時間延長,所生成的固體產物中的碳含量逐漸增多,氫、氧、氮和硫等其他元素含量逐漸減少。
從木材干餾可得木炭,從煤可得冶金焦。
過程條件
不同物質的干餾所需的溫度差別很大,可以從100℃以上(如木材干餾)到1000℃左右(如煤高溫干餾)。壓力可以是常壓,也可以是減壓病。干餾所得氣、液、固產物的相對數量隨加熱溫度和時間變化而有差別,如低溫干餾一般可獲得較多的液體產物。因此,變換和調節干餾過程的條件即可達到不同的生產目的。
干餾生產大多采用間歇操作,但干餾裝置可因原料種類和目的不同而異,一般可分為外熱式和自熱式兩類。外熱式是將原料放入金屬或耐火材料制成的密閉干餾爐(窯)內,外部用燃料燃燒供熱。現代干餾裝置多采用這種型式。自熱式則是在干餾的同時,向干餾爐內通入一定量的空氣,使部分干餾原料燃燒放熱,因此原料利用率較低,只在小規模生產中采用。
參考資料 >