CN103131499A - 一种黑液竹炭及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种黑液竹炭，是由竹子加工剩余物与碱木质素二组分混合后经压机模压成型再经炭化所得，竹子加工剩余物如截头竹梢竹枝等很难被机制炭制造所利用，往往被燃烧掉，利用程度不高，碱木质素更是黑液资源化治理的难题，为烧碱法制浆或硫酸盐法制浆经酸析得到，其有粘度高、热值高的特性，将二组分混合后经压机模压成型再经炭化成炭，炭化工艺采用物料在模具内炭化，实现了炭化工艺热条件和无氧条件的极佳组合，得到的是高热值且不易破碎的炭，产品规整不易破碎且高热值，模压成型产能大，模具内炭化生产周期短，可规模化生产。

Description

一种黑液竹炭及其制造方法

【技术领域】

本发明涉及一种竹炭及其制造方法。

【背景技术】

竹炭是竹材热解得到的主要产品。现有技术中竹炭的烧制主要有两种方法，土窑直接烧制和外热式干馏釜干馏热解。土窑直接烧制一般采用原料是鲜毛竹，先在室外放置一周左右后再放入窑中进行烟熏预干燥、干燥、预炭化、炭化、煅烧、自然冷却等程序得炭。这种方法可得固定炭含量较高竹炭，但是其生产周期长，需要20余天；因空气漏入或空气量进入过大，得炭率低，只在20％左右；耗能高且环境负担重，因为需要消耗大量薪柴；因为每窑可容原竹量少，所以也产量低。采用外热式干馏釜干馏热解法，其设备从目前看主要是外热式立式干馏釜，这种干馏釜在烧制竹炭时，既可使用预干至含水率为20％～25％的竹材，也可使用未经预干的竹材，但以使用经预干的竹材为佳。由于在烧制过程中基本不存在竹炭氧化问题，因此竹炭得率较高，一般为25％左右，高者可达35％，烧制周期一般在48～72小时，但是竹炭因为温度提不高固定炭含量低，且因为干馏釜容积小产量也低；从现有技术中竹炭烧制的以上两种方法看，竹炭生产都存在产量低，不能规模化的问题，并且固定炭含量和得炭率两个技术指标不能两全等诸多问题；从现有技术竹炭的产品看，其外观形状多不规整，有筒状的、片状的、破碎状不规则的、颗粒状的以及粉状的炭粉，由此存在包装贮存等不便，使用场所也受限制；从现有技术中竹炭烧制的以上两种方法看，竹炭生产原料多以原竹为主。

现有技术中炭的烧制还有一种机制炭烧制方法，是以锯末为主要原料的，树枝，稻壳，竹屑，花生皮，葵花籽壳，糠醛渣，酒渣，甘蔗渣，玉米芯，椰子壳，咖啡壳以及南北方农作物秸秆粉碎后，也可使用，但配比方法需摸索调整。经烘干炉烘干成干湿度适当的标准原材料，冷却后进入螺杆挤压制棒机，再经高温，高压塑化后成型为薪棒，经炭化炉炭化而成成品机制木炭。如中国专利号为98112685.5的专利所述，生产机制炭的工艺方法特征为：将原料进行筛选粉碎，然后脱水干燥，干燥后的物料装入机制炭成型机内制成棒状，将成型棒状装入炉内脱烟炭化，再冷却。机制炭烧制方法利用了木材加工剩余物和农林废弃物，能够制成密度高的碳棒，若炭化工艺得当，可以生产出高固定炭含量的木炭，但是实际上，此法的原料主要还是锯末为主，对于树枝、竹屑、醛渣，酒渣，甘蔗渣，玉米芯，椰子壳，咖啡壳以及秸秆粉碎后，也可使用，但机制棒螺杆挤压成型的方法对原料的含水量和细度有严格要求，往往需要反复几次粉碎，能耗和用工提高了制造成本，如截头竹梢竹枝等大个竹材加工剩余物几乎不能被利用，竹屑易燃，采用烟道干燥损耗也大，所以在实际生产消费中机制成型竹炭很少见到。

制浆造纸的主要技术就是脱除木质纤维中的木质素，其主要的副产物黑液由于其结构复杂，生物降解难，是造纸工业主要的有机污染物，若不充分利用，流入江河湖泊，造成严重的环境污染及大量的资源浪费。在我国每年制浆造纸可利用的木质素有1000多万吨，过去大部分随造纸废水排放污染环境，现在绝大部分是被燃烧处理，大量的木质素资源有待开发利用。

【发明内容】

本发明的目的在于克服以上现有技术中在制浆造纸造成环境污染和大量的木质素资源浪费问题方面、竹炭生产存在产量低不能规模化的问题方面以及竹炭固定炭含量和得炭率两个技术指标不能两全的不足、包装贮存不便等缺陷，以及克服机制炭烧制方法的粉碎能耗和用工成本高、干燥损耗大、更多如截头竹梢竹枝等竹材加工剩余物不能被利用的问题和不足；提供了一种竹炭即黑液竹炭，其充分利用了制浆造纸的副产物木质素资源，改变现有竹炭生产技术中的制造工艺，产品固定炭含量高，形状规整且热值更高；本发明的另一目的是，提供所述黑液竹炭的一种制造方法，可实现规模化生产。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种黑液竹炭，其特征在于，所述的竹炭由原料至少包括竹子加工剩余物与碱木质素二组分混合后经压机模压成型再经炭化所得，竹子加工剩余物如截头竹梢竹枝等很难被机制炭制造所利用，往往被燃烧掉，利用程度不高，碱木质素更是黑液资源化治理的难题，为烧碱法制浆或硫酸盐法制浆经酸析得到，其有粘度高、热值高的特性，将二组分混合后经压机模压成型再经炭化成炭，得到的是高热值且不易破碎的炭，利用范围广且利用率高。

为了达到上述目的，本发明采用的另一技术方案是：

一种黑液竹炭的制造方法，包含以下生产工序：(1)原料准备(2)模压成型(3)炭化(4)脱模，其特征在于，黑液竹炭原料竹子加工剩余物不需经过粉碎直接与碱木质素混合后由压机模压成型，所压物料连同模具一起炭化，在模具内炭化，冷却脱模后即成黑液竹炭；所需的黑液竹炭原料竹子加工剩余物不需经过粉碎也不需干燥就可以直接与碱木质素混合，原料准备非常简单；采用压机模压冷态成型，任何竹材加工剩余物如竹屑截头竹梢竹枝等在常温下受60～90MPa压强的力都能被粉碎压密成密度在1.0～1.3g/cm³成型，将其固定在模具内，这个技术方案不仅仅是为了用以抵制物料压制产生的内应力和接下来受热产生的膨胀力，主要还在于为了炭化工艺所必须的热传递和无氧燃烧之需求，模具钢质为热的良导体，而被压制物料为热的不良导体，模具在炉窑内可以通过对流为主要方式的热传递迅速获得热能，再通过热传导方式传递给物料，整个炉窑内炭化物料可以非常均匀地通过热传导方式获得热能，钢质模具又能迅速获得热能补充，物料在模具内除两端外大部分面积被模具密实地包裹，又能确保其受热后热解是在无氧或微氧条件，从而实现了炭化工艺热条件和无氧条件的极佳组合。

本发明的积极效果是：

(1)所有竹制品、竹地板、竹胶板等取材后的边角料、破裂竹、竹根、竹梢、竹枝等等，都将得到充分利用；

(2)产品规整不易破碎且高热值，模压成型产能大，模具内炭化生产周期短，可规模化生产。

(3)制浆造纸中产生的大量木质素资源可以得到充分利用，减轻环境治理的压力。

【具体实施方式】

以下提供本发明具体的实施方式。但本发明不限于以下实施例。

实施例

取竹屑为原料，称重量每箩筐75公斤加入10公斤碱木质素混合均匀，倒置在规格为2000mm*200mm*160mm的压机的侧压送料系统经侧压后送至主压系统模具之上，在压强50MPa力作用压制成型，盖上模板并锁扣固定，堆叠后送入炭化炉窑，关闭窑门开始加热，温度控制在100～130℃，时间4小时，间歇开启炉窑上方排气口释放水蒸气至最后关闭，继续加温至275℃保持5小时，再继续加温至300℃时停止加温，保持温度在300℃以上7小时后，继续加温至700℃保持5小时炭化结束，冷却后脱模即可。

Claims (3)

1.一种黑液竹炭，其特征在于，所述的黑液竹炭由原料至少包括竹子加工剩余物与碱木质素二组分混合后经压机模压成型再经炭化所得。

2.一种黑液竹炭的制造方法，包含以下生产工序：(1)原料准备(2)模压成型(3)炭化(4)脱模，其特征在于，竹子加工剩余物不需经过粉碎直接与碱木质素混合后由压机模压成型，所压物料连同模具一起炭化，在模具内炭化，冷却脱模后即成黑液竹炭。

3.根据权利要求2所述的一种黑液竹炭的制造方法，其特征在于，被压制混合物料是在模具内实现炭化的。