CN102994188A - 一种机制木炭的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机制木炭的生产方法，包括下述步骤：⑴将生物质材料破碎；直接放入热解炉内裂解，产出低温炭，温度250～350℃，低温炭中的含氧量约20%，含氢量约5%，裂解时间约4～6小时；⑵将低温炭通过球磨机磨成20～100目的炭粉；⑶将步骤⑵炭粉送入搅拌机内,按一定比例加入生物质焦油,搅拌均匀成浆料，送至挤压机内挤压成各种形状的型炭；⑷、将型炭放入热解炉中，温度500～1000℃，裂解时间约4～6小时，移出冷却，得高温机制木炭。本机制木炭的生产方法生产木炭周期短、耗生物质少、耗电少，成本低，机制木炭的密度大。
Description
技术领域:
本发明属于生物质热裂解技术领域，具体涉指一种机制木炭的生产方法。
背景技术:
木炭是一种优质燃料，用于烧烤、冶金和取暖。几千年来，木炭生产方法是将原木料或将粉状生物质用机器加工成棒料放入热解炉进行热裂解，生产木炭。如，一种机制木炭生产工艺（专利申请号：200810015746.4），一种特种木炭生产设备及其生产工艺（专利申请号：201210166601.0）等等。由于这种方法，生产周期长，消耗电量大，生物质消耗量大，导致生产成本高。以锯木屑做机制木炭为例，首先是将锯木屑经过离心筛选，淘汰树皮、树枝及其其它粗糙杂物，然后送入烘干系统，在约200℃进行烘干，获得含水量低于10%的干锯木屑，再通过螺杆挤压机挤压成中间有孔的四边型或六边型的棒料，移入热裂解炉进行热裂解，生物质经过5～7天的热裂解，得到木炭、生物质焦油和燃气。由于锯木屑有较大的弹性，故螺杆挤压机挤压成1吨含水量低于10%的锯木屑棒要消耗150～180度电，1吨湿锯木屑平均生产含水量低于10%的锯木屑约0.75吨，燃烧生物质500～700公斤可烘干出1吨含水量低于10%的锯木屑，可见每生产1吨含水量低于10%的锯木屑棒平均耗1.8吨生物质。
生产1吨机制木炭要消耗3吨锯木屑棒。可见，每生产1吨机制木炭，耗电约500度，耗生物质约5吨，仅热裂解时间120～160小时，且热裂解过程中产生的可燃气体热值低，约1500大卡/立方米。如果，用树枝、树皮生产机制木炭周期更长、耗材更多、成本更高，至今还没有发现用树枝、树皮生产机制木炭的企业。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种生产周期短、耗电少，耗生物质材料少、成本低的机制木炭的生产方法。
上述机制木炭的生产方法，包括下述步骤：⑴ 将生物质材料破碎；直接放入热解炉内裂解，产出低温炭，热解温度250～350℃，低温炭中的含氧量约20%，含氢量约5%，裂解时间约4～6小时；⑵ 将低温炭通过球磨机磨成20～100目的炭粉；⑶ 将步骤⑵炭粉送入搅拌机内, 按一定比例加入生物质焦油,搅拌均匀成浆料，送至挤压机内挤压成各种形状的型炭；⑷、将型炭放入热解炉中，热解温度500～1000℃，裂解时间约4～6小时，移出冷却，得高温机制木炭。
所述的步骤⑶中炭粉、生物质焦油的重量配比是：炭粉1000公斤，生物质焦油50～300公斤。
低温热解炉采用生物质热裂解炉（专利号XL201120008867.3，201220031587.9），高温热解炉采用普通生物质热裂解炉。
由于本机制木炭的生产方法采用了二次热裂解，低温裂解这个阶段的热裂解时间约4～6小时，2.8吨含水量为20%的生物质可生产1吨炭和0.1吨生物质焦油，耗电约20度；高温裂解这个阶段的热裂解时间约4～6小时，粉碎1吨炭粉耗电约10度，搅拌1吨压缩炭的原料耗电20度，挤压1吨压缩炭耗电20～30度，其它工序耗约10度电。
将低温炭通过球磨机磨成炭粉，加入生物质焦油,搅拌均匀成浆料，送至挤压机内挤压成各种形状的型炭，再放入热解炉中进行第二次裂解，因此用树枝、树皮能生产低成本机制木炭。
表1：生产1吨炭传统生产木炭的方法与本发明生产时间、耗电，耗生物质材料对比
| 本发明机制木炭的生产方法 | 传统机制木炭的生产方法 | |
| 机制木炭裂解时间 | 低温裂解4～6小时，高温裂解4～6小时 | 120～160小时。 |
| 机制木炭耗生物质材料（热裂解温度为500℃） | 4吨 | 5吨 |
| 机制木炭耗电 | 低温裂解耗电20度，高温裂解耗电70度，搅拌挤压耗电20度 | 500～600度。 |
| 密度（克/立方厘米） | 0.8～1.2 | 0.7～1 |
从表1中可看出，本发明机制木炭的生产方法生产机制木炭生产周期短、耗生物质少、耗电少，成本低，机制木炭的密度大。
具体实施方式：
一种机制木炭的生产方法，包括下述步骤：⑴ 将生物质材料破碎；直接放入热解炉内裂解，产出低温炭，热解温度250～350℃，低温炭中的含氧量约20%，含氢量约5%，裂解时间约4～6小时；⑵ 将低温炭通过球磨机磨成20～100目的炭粉；⑶ 将步骤⑵炭粉送入搅拌机内, 按一定比例加入生物质焦油,搅拌均匀成浆料，送至挤压机内挤压成各种形状的型炭；⑷、将型炭放入热解炉中，热解温度500～1000℃，裂解时间约4～6小时，移出冷却，得高温机制木炭。
所述的步骤⑶中炭粉、生物质焦油的重量配比是：炭粉1000公斤，生物质焦油50～300公斤。
取3吨树枝，通过破碎机加工成长度小于50厘米，粗细小于10厘米的棒料，不经过烘干，直接放入一种生物质热裂解炉（专利号XL201120008867.3，201220031587.9），点燃生物质,调节进风口的大小，控制风量,当生物质升温达到250～350℃,闭炉，可生产约1吨低温炭。
实施例1：取约0.2吨低温炭，通过球磨机磨成60目的炭粉，炭粉送到搅拌机内，并加入20公斤生物质焦油，充分搅拌成浆料。通过螺杆挤压机加工成中间有一个直径约25毫米的对边距离为55毫米的六边型，长度为200毫米的棒料。再将棒料放入热裂解炉中，在无氧或微氧的条件下经过约4小时加热到500℃，停留1小时，将机制木炭移出，进行冷却，可生产0.144吨无水的木炭。
实施例2
取约0.2吨低温炭，通过球磨机磨成80目的炭粉，炭粉送到搅拌机内，并加入40公斤生物质焦油，充分搅拌成浆料。通过液压机挤压成中间有一个直径约25毫米的对边距离为55毫米的六边型，长度为200毫米的棒料。再将棒料放入热裂解炉中，在无氧或微氧的条件下经过约5小时加热到700℃，停留0.5小时，将机制木炭移出，进行冷却。可生产0.13吨无水的木炭。
实施例3
取约0.2吨低温炭，通过球磨机磨成100目的炭粉，氢炭粉送到搅拌机内，并加入60公斤生物质焦油，充分搅拌成浆料。选择液压机的出力与模具，按每平方厘米为1500公斤力的压强挤压成直径约35毫米，长度为200毫米的圆棒，再将圆棒放入热裂解炉中，在无氧或微氧的条件下经过约6小时加热到1000℃，停留0.2小时，将机制木炭移出，进行冷却，可生产0.11吨无水的木炭。
通过上述加工方法，生产出的机制木炭的强度与密度是不一样的，机制木炭实施例1的密度与强度低，但是产量较后两者大。而机制木炭实施例3的密度最大，达到1.2，属高密度机制木炭，是烧烤的高档木炭。
Claims (2)
1.一种机制木炭的生产方法，其特征在于：包括下述步骤：⑴ 将生物质材料破碎；直接放入热解炉内裂解，产出低温炭，热解温度250～350℃；⑵ 将低温炭通过球磨机磨成20～100目的炭粉；⑶ 将步骤⑵炭粉送入搅拌机内, 按一定比例加入生物质焦油,搅拌均匀成浆料，送至挤压机内挤压成各种形状的型炭；⑷ 将型炭放入热解炉中，热解温度500～1000℃，移出冷却，得高温机制木炭。
2.如权利要求1所述的机制木炭的生产方法，其特征在于，所述的步骤⑶中炭粉、生物质焦油的重量配比是：炭粉1000公斤，生物质焦油50～300公斤。
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