CN102206498A - 用中小径竹烧制高密度竹炭的方法 - Google Patents

用中小径竹烧制高密度竹炭的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102206498A
CN102206498A CN2011101134917A CN201110113491A CN102206498A CN 102206498 A CN102206498 A CN 102206498A CN 2011101134917 A CN2011101134917 A CN 2011101134917A CN 201110113491 A CN201110113491 A CN 201110113491A CN 102206498 A CN102206498 A CN 102206498A
Authority
CN
China
Prior art keywords
bamboo
air flow
flow quantity
charcoal
charing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2011101134917A
Other languages
English (en)
Inventor
庄晓伟
陈顺伟
潘炘
章江丽
朱杭瑞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang Academy of Forestry
Original Assignee
Zhejiang Academy of Forestry
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang Academy of Forestry filed Critical Zhejiang Academy of Forestry
Priority to CN2011101134917A priority Critical patent/CN102206498A/zh
Publication of CN102206498A publication Critical patent/CN102206498A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel

Landscapes

  • Coke Industry (AREA)

Abstract

一种用中小径竹烧制高密度竹炭的方法，选用列管式移动床干馏炭化炉等烧炭各阶段温度可控、高温区温度达1000℃、炉下部近出炭口有密封区的炭化炉烧制，对竹材进行劈分和截段处理后入炉，再经过熏烟干燥与预炭化、主炭化、煅烧精炼、密闭冷却出炭等步骤烧制而成，本竹炭密度达0.9-1.2g/cm3，应用领域进一步拓宽。用本方法烧制高密度竹炭，其中小径竹的原料丰富、更新期短，烧制时几乎不需其它供热热源，25.5-42小时即可出炭，生产周期短、生产效率高，节能效果显著。

Description

用中小径竹烧制高密度竹炭的方法
技术领域
本发明涉及一种含碳物料干馏制炭的方法，具体是竹材干馏烧制高密度竹炭的方法。
背景技术
全球范围内的森林禁伐，普遍采用以竹代木，造成毛竹等大径竹的过度开发利用，大径竹的资源趋紧。毛竹等大径竹一般需4龄后方可利用，更新期长。而另一方面食用笋竹中的雷竹等中径竹、山野遍坡的小径竹尚未得到充分利用，这类竹2龄即可利用，更新周期短，能解决竹材短缺的燃眉之急。CN201427338公告了“一种小径竹胶合板”，开拓了小径竹利用的新途径。当人们认识竹炭具有许多特殊的理化特性，有极高的利用价值后，烧制竹炭已十分普遍，有干馏热解法和土窑烧制法两种方法，目前在一般炭化炉中干馏热解，其精炼温度难以提高，烧制不出高密度的竹炭，竹炭品质不甚理想。土窑烧制竹炭的高温干馏时间长达20天，效率低，又需大量薪柴作热源，与低碳经济相悖。CN1667085公开了“一种竹炭的生产方法”，以毛竹为原料，经热解炭化、高温精炼和降温退窑三个步骤，需用煤、竹木下脚料作热源，并用热电耦辅助加热，能耗高。CN1485400公开了“一种制取导电竹炭的方法”，采用分级控温，一开始就将炉温升至1500℃，用土封堵炉门降温至700℃，再打开炉门点火升温至1500℃，再封堵炉门降温至常温后出炭，泡洗、烘干，制成导电竹炭。业内学者公知，在竹炭的烧制过程中，因采用的炉窑不同、各阶段控制的温度不同、时间不同、气体氛围不同、竹材原料不同等因素的影响，烧制成的竹炭的理化特性差异极大。经检索，尚未发现用中、小径竹为原料，基本不另加热源，只需25.5-42小时烧制出高密度竹炭的方法的相关报道。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种用中小径竹烧制高密度竹炭的方法。
解决上述技术问题所采用的技术方案是：本用中小径竹烧制高密度竹炭的方法，按下列步骤进行：
(1)炭化炉的选择：采用市售的列管式移动床干馏炭化炉或自燃内热移动床干馏炭化炉或通风均匀的移动床连续炭化炉烧制，并在设备主炭化段炉体高度的基础上增高1-2m，炉体有效容积5-7m3，炉体内筒直径1.2-1.6m；
(2)竹材的预处理：将中、小径竹材劈分或不劈分，截锯成长度≤30cm的段料投入炉内；
(3)竹材的熏烟干燥和预炭化：点燃炉下部少量引燃物，引竹材焖烧产烟以200℃以下低温互相熏烤干燥，100-200℃，耗时5-10h，前1小时空气流量800-1000m3/h，后保持空气流量1500-1800m3/h；
(4)主炭化：步骤(3)结束后即转入主炭化阶段，升温至200-450℃，耗时15-24h，升温至420℃前空气流量1500-1800m3/h，420-450℃时保持3小时空气流量1500-1800m3/h后保持1小时空气流量600-1000m3/h，空气流量交替变化至完成这阶段炭化，再升温至450-600℃，耗时4-6h，保持空气流量1500-1800m3/h；
(5)煅烧精炼：升温至600℃-800℃，耗时1-2h，保持空气流量1500-1800m3/h；再升温至800-1100℃，耗时0.5-1h，保持空气流量800-1000m3/h；
(6)密闭冷却与出炭：密闭隔绝空气冷却6-12h，出炭。
本发明的有益效果是：中小径竹材尚未充分开发利用，资源丰富，烧制过程几乎不另用热源，耗时短，节能显著、效率高，烧制成的竹炭密度高，主要呈微孔结构，吸附性强、远红外发射率高。
具体实施方式
下面本发明结合实施例作进一步详述：烧制本炭需选择列管式移动床干馏炭化炉或自然内热移动床干馏炭化炉或通风均匀的移动床连续炭化炉烧制，这些炉除用少量引燃柴外，几乎全用竹材本身发生变化所产生的热，节能，各阶段温度可控，确保竹炭质量。中径竹可以劈分锯成段料入炉，小径竹可不劈分即截段入炉。下面叙述烧炭四个阶段的情况。
炭化第一个阶段是竹材熏烟和预炭化阶段，竹材先从炉子上方加料，将燃烧室产生的200℃以下低温烟气导入炭化炉内，烘烤竹材进行干燥，维持100-200℃，耗时5-10h，前1小时空气流量800-1000m3/h，后保持空气流量1500-1800m3/h。
炭化的第二阶段是主炭化阶段，第一阶段的干燥竹材炭化的持续自身放热反应，裂解轻质气体自燃排出，可燃气遇导入的空气燃烧，部分烟气沿着炉管上升与炭化中的竹材进行热交换使其升温，温度控制在200-450℃，耗时15-24h；通过加长炭化炉该段主炭化温度的行程、延长该主炭化段的时间、控制420-450℃段得空气导入，产生高沸点的芳烃为主的烟气和不易挥发的焦油类物质在炉内主炭化段的停留时间延长，使其在竹材的表面充分冷凝，并逐渐向里渗透，有利于竹炭产品的密实化。再升温至450-600℃，耗时4-6h，保持空气流量1500-1800m3/h，使得部分更高沸点成分与竹材的表面接触冷凝、渗透，进一步密实化竹炭产品。
炭化第三阶段为煅烧精炼阶段，中、小径竹材壁薄，易炭化过头，应减少竹炭煅烧精炼的时间、降低精炼后期的空气流量。即已基本炭化的初级竹炭沿着炉体继续下降进入煅烧精炼区，竹炭发生自发脱除氢、氧的芳构化过程，产生的可燃气与导入的空气发生有控制的燃烧，竹炭处于可控绝氧状态煅烧，烟气上升与竹炭接触，升温至600-800℃，耗时1-2小时，保持空气流量1500-1800m3/h。再升温至800-1100℃，初步石墨化，固定碳含量不断增加，炭体结构收缩更加密实化，精炼耗时0.5-1小时，保持空气流量800-1000m3/h，提高炭化得率。
最后，竹炭继续下降进入密闭隔绝空气冷却阶段，要求底部出料口有很好的密封性，冷却时间6-12小时。
用本方法烧制成的高密度竹炭的密度为0.9-1.2g/cm3、碘吸附值400-700mg/g、BET比表面积300-600m2/g、总孔容积0.2-0.3cm3/g、远红外放射率90-95％。
中、小径竹材壁薄、绝干密度大，但含水率相对较低等因素导致中小径竹物料流动性差，在移动床中易出现架桥堵料而炭化过度或炭化不完全现象，为克服这些缺陷，本发明人采用炉腔大的炭化炉或加长主炭化段的高度，通过竹材的自重和竹焦油的充分渗透和顺畅流通的手段，解决架桥的问题。
中小径竹的纤维宽度普遍小于毛竹的纤维宽度，有利于小径竹在炭化精炼阶段竹炭体积的收缩，竹炭密度增大。毛竹的冷水抽出物和热水抽出物含量为8-13％，而白哺鸡竹、早竹、雷竹的冷水抽出物和热水抽出物含量＜8％，为3-6％。而纤维素总含量，毛竹为50％左右，中小径竹为60％以上。因此，本发明人降低在炭化的烟熏干燥和预炭化阶段的温度和时间。
本中、小径竹材制备功能型高密度竹炭的生产方法是通过空气通量和炭化温度、炭化时间的协同调控来实现。即延长高沸点的芳烃为主的烟气和不易挥发的焦油类物质在炉内主炭化段的停留时间，使其在竹材的表面充分冷凝，并逐渐向里渗透，达到竹炭产品的密实化目的。
竹炭的功能化和致密化大大拓宽了其应用领域，减少其微细颗粒漂浮于空气中造成的环境污染。高密度竹炭能够提高竹炭的金属质感，与功能矿石复合制备保健功能的日用品和饰品；高密度的功能竹炭可通过粘合剂制备高密度高强度的导电等各种用途的复合材料。竹炭致密化(比重＞1)能够提高其在催化载体、水处理等生物质载体、纤维纺织的功能颗粒载体等方面的应用效果和可行性。竹炭致密化有利于竹炭与涂料、胶粘剂、比重较大的粉体以及其他有机物之间的共混，制备功能型产品。

Claims (1)

1.一种用中小径竹烧制高密度竹炭的方法，其特征是按下列步骤进行：
(1)炭化炉的选择：采用市售的列管式移动床干馏炭化炉或自燃内热移动床干馏炭化炉或通风均匀的移动床连续炭化炉烧制，并在设备主炭化段炉体高度的基础上增高1-2m，炉体有效容积5-7m3，炉体内筒直径1.2-1.6m；
(2)竹材的预处理：将中、小径竹材劈分或不劈分，截锯成长度≤30cm的段料投入炉内；
(3)竹材的熏烟干燥和预炭化：点燃炉下部少量引燃物，引竹材焖烧产烟以200℃以下低温互相熏烤干燥，100-200℃，耗时5-10h，前1小时空气流量800-1000m3/h，后保持空气流量1500-1800m3/h；
(4)主炭化：步骤(3)结束后即转入主炭化阶段，升温至200-450℃，耗时15-24h，升温至420℃前空气流量1500-1800m3/h，420-450℃时保持3小时空气流量1500-1800m3/h后保持1小时空气流量600-1000m3/h，空气流量交替变化至完成这阶段炭化，再升温至450-600℃，耗时4-6h，保持空气流量1500-1800m3/h；
(5)煅烧精炼：升温至600℃-800℃，耗时1-2h，保持空气流量1500-1800m3/h；再升温至800-1100℃，耗时0.5-1h，保持空气流量800-1000m3/h；
(6)密闭冷却与出炭：密闭隔绝空气冷却6-12h，出炭。
CN2011101134917A 2011-05-03 2011-05-03 用中小径竹烧制高密度竹炭的方法 Pending CN102206498A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011101134917A CN102206498A (zh) 2011-05-03 2011-05-03 用中小径竹烧制高密度竹炭的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011101134917A CN102206498A (zh) 2011-05-03 2011-05-03 用中小径竹烧制高密度竹炭的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102206498A true CN102206498A (zh) 2011-10-05

Family

ID=44695567

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011101134917A Pending CN102206498A (zh) 2011-05-03 2011-05-03 用中小径竹烧制高密度竹炭的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102206498A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103484138A (zh) * 2013-09-24 2014-01-01 尚鼎炉业科技（扬州）有限公司 竹炭制造工艺及其制造设备
CN108479706A (zh) * 2018-04-25 2018-09-04 浙江省林业科学研究院 一种改性竹炭及其制备方法和应用
CN110841596A (zh) * 2019-12-02 2020-02-28 万安县朝荣毛竹林场 一种竹炭的制备工艺
CN112680238A (zh) * 2020-12-10 2021-04-20 中科皖业(铜陵)有限公司 一种新型稻草木炭烧制工艺
CN113200543A (zh) * 2021-06-18 2021-08-03 南京林业大学 介入生物质油制备活性炭前驱体的方法
CN114606015A (zh) * 2022-03-16 2022-06-10 福建竹家女工贸有限公司 一种竹炭化过程中阶梯化热解及冷却工艺

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1425742A (zh) * 2001-12-14 2003-06-25 南通诺林能源设备有限公司 环保型再生炭炭化工艺
WO2006082632A1 (ja) * 2005-02-02 2006-08-10 Norio Yamagishi 竹炭、竹炭粒粉末、炭化物、及び、それらの製造方法
CN101921604A (zh) * 2010-08-30 2010-12-22 浙江建中竹业科技有限公司 一种竹子干馏炭化的方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1425742A (zh) * 2001-12-14 2003-06-25 南通诺林能源设备有限公司 环保型再生炭炭化工艺
WO2006082632A1 (ja) * 2005-02-02 2006-08-10 Norio Yamagishi 竹炭、竹炭粒粉末、炭化物、及び、それらの製造方法
CN101921604A (zh) * 2010-08-30 2010-12-22 浙江建中竹业科技有限公司 一种竹子干馏炭化的方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
胡福昌 等: "竹炭竹醋液连续化烧制技术", 《世界竹炭通讯》, vol. 3, no. 2, 31 December 2005 (2005-12-31), pages 37 - 39 *
陈顺伟: "连续式高性能竹炭烧制", 《浙江林业》, 31 July 2005 (2005-07-31), pages 30 - 31 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103484138A (zh) * 2013-09-24 2014-01-01 尚鼎炉业科技（扬州）有限公司 竹炭制造工艺及其制造设备
CN103484138B (zh) * 2013-09-24 2017-04-12 尚鼎炉业科技（扬州）有限公司 竹炭制造工艺及其制造设备
CN108479706A (zh) * 2018-04-25 2018-09-04 浙江省林业科学研究院 一种改性竹炭及其制备方法和应用
CN108479706B (zh) * 2018-04-25 2021-04-02 浙江省林业科学研究院 一种改性竹炭及其制备方法和应用
CN110841596A (zh) * 2019-12-02 2020-02-28 万安县朝荣毛竹林场 一种竹炭的制备工艺
CN112680238A (zh) * 2020-12-10 2021-04-20 中科皖业(铜陵)有限公司 一种新型稻草木炭烧制工艺
CN112680238B (zh) * 2020-12-10 2024-05-28 中科皖业(铜陵)有限公司 一种新型稻草木炭烧制工艺
CN113200543A (zh) * 2021-06-18 2021-08-03 南京林业大学 介入生物质油制备活性炭前驱体的方法
CN114606015A (zh) * 2022-03-16 2022-06-10 福建竹家女工贸有限公司 一种竹炭化过程中阶梯化热解及冷却工艺
CN114606015B (zh) * 2022-03-16 2023-04-28 福建竹家女工贸有限公司 一种竹炭化过程中阶梯化热解及冷却工艺

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102206498A (zh) 用中小径竹烧制高密度竹炭的方法
CN205556584U (zh) 一种利用生物质进行炭、气、液、油联产的系统
CN102634358B (zh) 一种高效可择热解系统及其使用方法
CN103693642A (zh) 制备竹基活性炭的方法及其生产装置
CN101885487A (zh) 生物质批量连续制备活性炭的装置及方法
CN105062521B (zh) 一种回转式连续热解秸秆炭化炉
CN101921604A (zh) 一种竹子干馏炭化的方法
CN103922333B (zh) 用于煤基活性炭制备的氧炭化预处理系统
CN201737705U (zh) 生物质批量连续制备活性炭的装置
CN204824726U (zh) 一种煤炭低温干馏系统
CN102911675B (zh) 一种用于木质原料炭化的干馏炭化炉及炭化方法
CN103484138B (zh) 竹炭制造工艺及其制造设备
CN1256405C (zh) 木竹材连续干馏碳化的方法
CN201885569U (zh) 双辐射室侧置对流段的节能型焦炉气制甲醇综合加热炉
CN205347320U (zh) 一种炭化炉
CN203128486U (zh) 一种高效高温环保炭化炉
CN208378434U (zh) 一种罐式炭化炉
CN103466614B (zh) 一种活性炭生产工艺
CN206318709U (zh) 利用醋糟制备活性炭的系统
CN106552612A (zh) 一种微波提高竹炭活性增加吸附性能的方法
CN206278922U (zh) 一种污泥制备活性炭的系统
CN201852448U (zh) 双辐射室顶置对流段的节能型焦炉气制甲醇综合加热炉
CN107794068A (zh) 一种棕榈壳新型节能环保连续制炭工艺
CN107474881A (zh) 带活化段、两次气化的生物质颗粒下吸式气炭炉
CN209428458U (zh) 一种生物质气化和干馏组合集中供气工艺系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20111005