CN101077979A - 一种机制木炭的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种机制木炭的制造方法。将原料紫茎泽兰、松针、各种树枝或者其混合物，实施烘干、粉碎处理后，通过控制木炭制棒机的挤压压力和温度制成炭棒，然后送入炭化窑控制燃烧程度和时间进行炭化，最后冷却后得到成品环保机制木炭产品。本发明机制木炭的制造方法取料广泛，不仅可以单独适用紫茎泽兰、松针、各种树枝，还可以是其混合物；同时在生产中不需要特殊的设备和机器，所以生产简单易行成本低廉；并且生产中也不需要添加任何化学辅助材料，所以制造获得机制木炭对人体无毒无害，特别是利用松针制造获得的机制木炭用于烧烤食物，味道独特口感更佳；同时也为有害的紫茎泽兰，提供了一种变废为宝的资源化生产途径。

Description

一种机制木炭的制造方法
技术领域
本发明涉及一种机制木炭的制造方法。
背景技术
机制木炭，可以广泛的应用于人们的各行领域，如小到取暖、烘烤食物、大到工业冶炼、炸药制作等。传统获得机制木炭的方法主要是通过将木材高温炭化后实现，由于这种制造方法所需原材料木材的成本高，同时大量的砍伐林木资源也不利于生态环保，为此利用紫茎泽兰、松针及各种树枝制造机制木炭的方法，目前已经成为一种更科学和更有益的新方法。
如公开号CN1664065A的中国发明，提供了一种将农林固体废弃物与木制油按质量比为2～5∶1混合后高温炭化得到机制木炭方法。
如公开号CN1765739A的中国发明，提供了一种将紫茎泽兰与水、碳酸钾或氯化锌混匀，经超声波处理，再送入微波辐射装置加热活化，然后进行酸洗、水洗、烘干得到活性炭方法。
以及还有更多方法，但这些制造方法基本上都需要在制造中添加其它辅助材料实现，为此不仅增加了制造成本还复杂了制造方法；特别是这种各种化学成分含量较高的机制木炭，人们长期直接使用后，必然将存在一定的危害；另外，就同一种制造方法框架下，可以具体实现加工的原材料类别不够丰富，给制造带来了不便。
发明内容
鉴于现有技术的以上不足，本发明要解决的任务是：提供一种不需要添加任何化学辅助材料，只需要通过控制原料成型时的挤压压力和温度大小，以及炭化时的燃烧程度和时间值，就能单独利用松针、紫茎泽兰、各种树枝或其混合物生产制造获得机制木炭的方法。
本发明通过如下工艺步骤实现：
一、将原料紫茎泽兰、松针、各种树枝或者其混合物，实施第一次烘干，使其水份含量≤20％；
二、将原料粉碎使其颗粒大小达到≤3毫米。
三、将原料第二次烘干，使其水分含量达到≤5％。
四、将原料通过控制木炭制棒机的挤压压力和温度，制成直径为4厘米或5厘米、长度为50厘米、形状为圆形或棱形的炭棒。
该挤压压力和温度为下列之一；
1)原料为紫茎泽兰，工作温度控制在550～650℃，挤压压力300吨；
2)原料为松针，工作温度控制在650～700℃，挤压压力400吨；
3)原料为树枝，工作温度控制在500～550℃，挤压压力220吨；
4)原料为紫茎泽兰、松针、树枝中任其两种原料以上的混合物，工作温度控制在450～500℃，挤压压力260吨；
五、原料送入炭化窑燃烧炭化，具体步骤如下：
第一阶段点火：将炭棒引燃到10分之1时，停止向炭化窑供氧，但保持排气孔畅通；
第二阶段断气燃烧：将炭化窑的排气量控制在最小的流量，然后再逐步增大到最大排气量，即逐步到完全开启出气孔，这一逐步增大燃烧过程保持在72小时完成为宜；
第三阶段进气燃烧：开始供氧并逐步增大供氧，使其炭棒开始燃烧，这一逐步增大供氧燃烧过程保持在10小时完成为宜；
第四阶段高温炭化：增大到最大供氧量，使其炭棒完全充分的燃烧，这一逐步增大到最大供氧燃烧过程保持在4小时完成为宜；然后逐步停止供氧与排气，使其炭棒停止燃烧熄灭，使其排除硫、一氧化碳等有害成分，这一停止供氧与排气环节控制在8个小时完成为宜。
六、待炭化窑自然冷却到40℃以下，即可将炭棒取出获得成品环保机制木炭产品。
采用如上方案后，本发明的有益效果是：
本方法制造机制木炭取料广泛，不仅可以单独适用紫茎泽兰、松针、各种树枝，还可以是其混合物；同时在生产中不需要特殊的设备和机器，所以生产简单易行成本低廉；并且生产中也不需要添加任何化学辅助材料，所以制造获得机制木炭对人体无毒无害，特别是利用松针制造获得的机制木炭用于烧烤食物，味道独特口感更佳；同时也为有害的紫茎泽兰，提供了一种变废为宝的资源化生产途径。
附图说明
图1表示的是炭化窑的外观示意图。
图中标号如下：
1炭化窑               2出气孔                 3点火门
4出气孔
具体实施方式
实施例一
利用紫茎泽兰为原材料实施加工。
一、第一次烘干：采收4.5吨紫茎泽兰，然后凉干或烘干，使其水份含量＜10％，约能获得3.5吨干料。当然原料越干越好，这样更有利于下一步的破碎。
二、粉碎：通过粉碎机使其颗粒大小达到＜3毫米，一般采用普通农用粉碎机粉碎即可。
三、第二次烘干：通过专门的直热式或换热式烘干设备，(越干越好，便于成型)使其水分含量达到＜5％，约能获得3.25吨干料。烘干温度保持在200～500℃为宜，当然原料越干越好，这样更有利于下一步的成型。
四、制棒：通过木炭制棒机，将3.25吨干料全部制成直径为5厘米，长50厘米的圆形棒，约能获得3吨圆形棒。制棒时木炭制棒机的工作温度保持温度在550～650℃，工作挤压压力在300吨左右为宜。
五、炭化：
将制好的3吨圆形炭棒以横竖交错的方式叠装入炭化窑，实施炭化。
如图1所示，炭化窑可以砌成边长宽为2米的内空正方体，窑顶的4个边角和中间设有5个直径为10厘米的出气孔；炭化窑的一侧设有1个高80厘米宽60厘米的点火门，点火门还设有3个进气孔，其中1个直径为10厘米的进气孔设于点火门的中间，另2个直径为5厘米的进气孔设于点火门的中下位置。
第一阶段点火：在点火门放置部分易燃木材，将其点燃并以此引燃炭棒，当炭棒被引燃到了10分之1时，停止供氧，即封闭点火门以及3个进气孔，5个出气孔保持畅通；
第二阶段断气燃烧：将炭化窑的排气量控制在最小的流量，即封闭窑顶4个边角的出气孔，只保持窑顶中间的出气孔畅通，使其炭棒不充分的缓慢燃烧，这时出气孔会有大量浓烟排出，然后再逐步增大到最大排气量，即逐步开启其它4个出气孔，直到冒烟大量减少，这一逐步增大燃烧过程保持在72小时完成为宜；这一过程主要表现为不停的有烟从排气孔冒出，炭化窑中并无明火燃烧；
第三阶段进气燃烧：开始供氧并逐步增大供氧，即逐步打开点火门最下面的2个进气孔，直到出气孔没有浓烟排出为止，这一过程炭化窑中也无明火燃烧，这一逐步增大供氧燃烧过程保持在10小时完成为宜；
第四阶段高温炭化：增大到最大供氧量，即把点火门中间进气孔打开，使其炭棒完全充分的有明火燃烧，这一逐步增大到最大供氧燃烧过程保持在4小时完成为宜；然后逐步停止供氧与排气，即逐步将所有的进气孔与出气孔慢慢封掉，使其炭棒停止燃烧熄灭，使其排除硫、一氧化碳等有害成分，这一停止供氧与排气环节控制在8个小时完成为宜；
在对炭化窑的进气孔、出气孔实施封闭或开启控制时，可以直接采用耐火泥或普通泥堵封或挖除实现。
六、冷却：待炭化窑自然冷却到40℃以下，即可将炭棒取出获得成品环保机制木炭产品。
实施例二
利用松针为原材料实施加工。
完全参照实施例一的制造方法，不同之处在于：
制棒时保持温度在650～700℃，工作挤压压力在400吨左右为宜。
实施例三
利用各种林下树枝为原材料实施加工，其树枝的具体种类没有限制和挑选，如：栗树枝、松树枝等，只要是植物树枝都可以。
完全参照实施例一的制造方法，不同之处在于：
制棒时保持温度在500～550℃，工作挤压压力在220吨左右为宜。
实施例四
利用松针、紫茎泽兰、松树枝的均匀混合物为原材料实施加工。
完全参照实施例一的制造方法，不同之处在于：
制棒时保持温度在450～500℃，工作挤压压力在260吨左右为宜。

Claims (5)

1、一种机制木炭的制造方法，其特征在于：将原料紫茎泽兰、松针、各种树枝或者其混合物，实施烘干、粉碎处理后，通过控制木炭制棒机的挤压压力和温度制成炭棒，然后送入炭化窑控制燃烧程度和时间进行炭化，最后冷却后得到成品环保机制木炭产品；
所述通过控制木炭制棒机的挤压压力和温度制成炭棒，是指原料及其木炭制棒机的生产温度、工作压力为下列之一，
1)原料为紫茎泽兰，工作温度控制在550～650℃，挤压压力300吨；
2)原料为松针，工作温度控制在650～700℃，挤压压力400吨；
3)原料为树枝，工作温度控制在500～550℃，挤压压力220吨；
4)原料为紫茎泽兰、松针、树枝中任其两种原料以上的混合物，工作温度控制在450～500℃，挤压压力260吨；
所述原料送入炭化窑控制燃烧程度和时间进行炭化，是指以下具体步骤，
第一阶段点火：将炭棒引燃到10分之1时，停止向炭化窑供氧，但保持排气孔畅通；
第二阶段断气燃烧：将炭化窑的排气量控制在最小的流量，然后再逐步增大到最大排气量，即逐步到完全开启出气孔，这一逐步增大燃烧过程保持在72小时完成为宜；
第三阶段进气燃烧：开始供氧并逐步增大供氧，使其炭棒开始燃烧，这一逐步增大供氧燃烧过程保持在10小时完成为宜；
第四阶段高温炭化：增大到最大供氧量，使其炭棒完全充分的燃烧，这一逐步增大到最大供氧燃烧过程保持在4小时完成为宜；然后逐步停止供氧与排气，使其炭棒停止燃烧熄灭，使其排除硫、一氧化碳等有害成分，这一停止供氧与排气环节控制在8个小时完成为宜。
2、根据权利要求1所述的一种机制木炭的制造方法，其特征在于：所述原料粉碎，是指使其颗粒大小达到≤3毫米。
3、根据权利要求1所述的一种机制木炭的制造方法，其特征在于：所述烘干是指，将原料第一次烘干使其水分含量≤20％；然后粉碎处理后，再将原料第二次烘干，使其水分含量≤5％。
4、根据权利要求1所述的一种机制木炭的制造方法，其特征在于：所述原料利用木炭制棒机制成炭棒，是指将原料制成直径为4厘米或5厘米、长度为50厘米、形状为圆形或棱形的炭棒。
5、根据权利要求1所述的一种机制木炭的制造方法，其特征在于：所述最后冷却后得到成品环保机制木炭产品，是指待炭化窑自然冷却到40℃以下，即可将炭棒取出获得成品环保机制木炭产品。
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PB01 Publication
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