木煤氣

木煤氣（wood gas）木材氣化時的要產物，或木材乾餾時在冷凝分離出木焦油和才醋液等液體產物後剩下的不凝性氣體。含有一氧化碳、氫氣、甲烷等可燃性氣體，作燃料用。是合成氣燃料，可以作為爐子燃料，和車輛替代汽油，柴油或其他燃料。在富氧環境中，這些氣體可以作為燃料被焚燒，以產生二氧化碳，水和熱量。在一些氣化爐此過程之前是裂解（Pyrolysis），其中生物質或煤首先被轉換為炭，釋放出的甲烷和含有豐富的多環芳香烴的焦油。

基本介紹

• 中文名：木煤氣
• 外文名：Wood gas
• 成分：一氧化碳、甲烷、氫氣等
• 產生：二氧化碳，水和熱量
• 套用：能源

木煤氣介紹

在高溫和氣化劑（空氣或含氧物質）的作用下，木材轉變為可燃燒的氣體，稱為木煤氣。由木材轉變為木煤氣的過程，稱為木材的氣化過程，實現這一過程的關鍵設備是煤氣發生爐。將木材轉變為木煤氣後，燃燒過程易調解，燃燒完全，火焰溫度高，沒有灰渣，且易於輸送，所以採用木煤氣做燃料比直接用木材好。

生產原料

木材廢料，森林採伐剩餘物，農作物秸稈和其他含碳有機物。常用的氣化劑為空氣、水蒸氣及它們的混合氣體。

木材氣化原理

木炭之類含碳材料進入煤氣發生爐中，經過乾燥、乾餾兩個區域以後進入氣化區，與氣化劑發生反應，轉變為可燃性氣體。

產生煤氣的氣化反應是在固體炭化物與氣化劑之間發生的多相反應。反應經過三個步驟：氣化劑穿過固體炭化物表面的氣膜擴散到炭化物表面，氣化劑在炭化物表面發生氣化反應，氣化反應產物穿過固體炭化物表面的氣膜擴散出來，其中氣化反應速度主要取決於氣化劑及氣化產物穿過固體炭化物表面氣膜的擴散速度。

煤氣發生因素

①木塊的大小。木塊的大小影響氣化劑與木塊的接觸面積，從而影響氣化反應速度，因此木塊應預先粉碎至規定的大小。

②木材的含水率。本材的含水率，蒸發水分所消耗的熱量增加，使煤氣發生爐中乾燥區所占的比例增大，導致煤氣發生爐的生產能力下降。

③氣化劑的種類及用量。丘i化劑的種類對氣化反應速度、煤氣的組成及熱量都有影響。其rfl以水蒸氣為氣化劑生產的煤氣的發熱量最大，達10000～11300kJ/Nm³，而以空氣和水蒸氣構成的複合氣化劑生產的煤氣的發熱量最低，為1000～10400 kJ/Nm³。在一定範圍內，提高氣化劑流速，可提高氣化反應速度，增加煤氣發生爐的生產能力。

④氣化溫度。適當提高氣化溫度，可以提高氣化反應速度，增加生產能力，但溫度太高，會出現爐料燒結熔化，燒壞爐內金屬構件。因此，雖然在理論上煤氣發生爐內氣化區溫度可以提高到1600℃左右，但實際上受材質的影響，提高的幅度是有限的。

利用

由不同樹種和不同乾餾釜型熱解所得的木煤氣，它們的組成百分率也稍有不同，它含有45～50%的二氧化碳、28～30%的一氧化碳、18～24%的甲烷、1.5～3%的乙烯和1～3%的氫。

木煤氣在現代乾餾工藝中，都利用為熱解的熱源。在間歇作業的乾餾釜中，由於熱解溫度逐漸上升，每立方米氣體（在0℃和760毫米汞柱時）的發熱量和由1公斤木材所得的氣體量，也隨著增加。

木煤氣含有的二氧化碳，可用氫氧化銨吸收下來，製成碳酸氫銨肥料。
NH₄OH+CO₂—→NH₄HCO₃

此外，還可利用它通過酚納溶液來分解酚納，製取雜酚。一般木焦油鎦程在190～230℃的餾分，與氫氧化納作用後，可以分離出烴油，它的酚鈉溶液，一般都以硫酸來分解，製取雜酚。分解後的水溶液，經濃縮結晶，還可回收碳酸氫納（叉稱小蘇打）。它的反應式如下：
R—ONa+CO₂+H₂O—→R—OH+NaHCO₃

熱解產生的二氧化碳如果加以利用，經濟意義很大。如某木材幹鎦廠全年的加工量為30000層積立方來材。木材熱解所產生的木煤氣中含有的二氧化碳，按統計全年約為2160噸，但該廠木焦油車間全年分解所需的二氧化碳理論用量僅僅是63噸。像這樣一個中型規模的木材千餾廠，全年從乾餾車間和氣體循環系統中排出的大量二氧化碳，就白白浪費了，故必須設法加以利用。二氧化碳經過淨化、壓縮而成的乾冰（即固體二氧化碳）在工業上的用途很大。

此外，還可把木煤氣進行不完全的燃燒，製成炭黑，供橡膠工業作為耐磨劑用。

套用

在第二次世界大戰期間，作為化石燃料定量配給的一個結果，木煤氣就被用來給車輛提供動力。僅在德國，約有50萬“生產者氣”的車輛是在使用一直到戰爭結束。卡車，客車，拖拉機，機車，輪船和火車都配備有木材氣化裝置。在1942年（當木煤氣還沒有達到普及的最高程度），大約有73000輛木煤氣汽車在瑞典，65000輛在法國，10000輛在丹麥和將近8000輛在瑞士。1944年，芬蘭有43000“木汽車”，其中30000輛是公共汽車和卡車，7000輛私人汽車，4000輛拖拉機和600隻船。