CN103773405B - 一种紫茎泽兰的炭化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种紫茎泽兰的炭化方法，包括以下步骤：1）粉碎：将秸秆和紫茎泽兰分别粉碎；2）搅拌烘干：将粉碎后的秸秆和紫茎泽兰的碎末混合并搅拌均匀后烘干；3）压制成型：将碎末混合物在压力作用下压制成棒状物；4）炭化：将棒状物放到炭化炉内进行炭化。本发明通过将紫荆泽兰用作原料进行生产，不仅解决了紫茎泽兰排挤本地植物；侵入经济林地和农田，影响栽培植物生长；堵塞水渠，阻碍交通；牲畜误食会引发疾病甚至死亡，危害畜牧业等问题，而且将紫茎泽兰加工为炭，变废为宝。同时，该紫茎泽兰炭化的生产成本较低，能够带来较大的经济效益，生产工艺简单易行。

Description

一种紫茎泽兰的炭化方法

技术领域

本发明涉及植物资源化处理技术领域，尤其是涉及一种紫茎泽兰的炭化方法。

背景技术

紫茎泽兰，又名解放草、破坏草、马鹿草、大黑草、花升麻、细升麻，为菊科泽兰族假藿香蓟属多年生草本植物或亚灌木，原产于墨西哥，自19世纪作为一种观赏植物在世界各地引种后，因其繁殖力强，已成为全球性的入侵物种，造成广泛的生态性灾害。其繁殖力极强，在其发生区常形成单种优势群落，排挤本地植物；侵入经济林地和农田，影响栽培植物生长；堵塞水渠，阻碍交通，全株有毒性，牲畜误食会引发疾病甚至死亡，危害畜牧业。在2003年由国家环保总局和中国科学院发布的《中国第一批外来入侵物种名单》中名列第一位。在中国主要分布于中国云南、贵州、四川、广西、西藏等地。

现有技术中有很多抑制或者消除紫茎泽兰的治理方法，取得了一定的成果，但是，这些治理方法需要花费大量的人力以及物力，并且取得的效果仅仅是抑制了紫茎泽兰的繁殖速度，便于其他植物的生长，除此之外，没有带来其他的经济效益。通过在网上检索，涉及紫茎泽兰的专利（包括无权和审中的专利）总共有109项，涉及了很多关于紫茎泽兰的处理方法。例如，申请号为201110369920.7，发明名称为“一种巧除紫茎泽兰的方法”，该专利解决的技术问题是如何去除紫茎泽兰；申请号为201310364399.7，发明名称为“紫茎泽兰资源化利用方法”，该专利解决了将紫茎泽兰用于农业土肥的技术问题；申请号为200910094999.X，发明名称为“紫茎泽兰醋液作为杀植物线虫剂的应用”，该专利是将紫茎泽兰用作杀虫剂；其他专利还涉及到将紫茎泽兰造纸以及在核桃丰产栽培中的应用等等。但是，目前没有见到将紫荆泽兰成功用到炭化技术领域的专利或报道。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种紫茎泽兰的炭化方法，以解决紫茎泽兰排挤本地植物、侵入经济林地和农田且影响栽培植物生长、堵塞水渠与阻碍交通、牲畜误食会引发疾病甚至死亡，危害畜牧业等问题。

本发明通过以下技术方案解决上述技术问题：

一种紫茎泽兰的炭化方法，包括以下步骤：

1）粉碎：将秸秆和紫茎泽兰分别粉碎为直径为1-5mm的碎末；

2）搅拌烘干：将步骤1）中粉碎后的秸秆和紫茎泽兰的碎末混合后搅拌均匀，然后将其烘干至水分含量为5-10%，其中，烘干前碎末混合物中秸秆的含量为35-45%，紫茎泽兰的含量为55-65%；

3）压制成型：将经过步骤2）加工后的秸秆和紫茎泽兰的碎末混合物在压力作用下压制成型，压制后的混合物为棒状，具体为为圆柱体、六面体柱状或方柱等形状；

4）炭化：炭化过程中分为四个阶段，第一阶段，将步骤3）中压制成型后的棒状物放到炭化炉内，然后将炭化炉升温至130-180度保持2.5-3.5h；第二阶段，将炭化炉的温度升高到250-350度保持5-6h；第三阶段，往炭化炉内通入空气，并控制炭化炉内的温度以每小时升高60-80度的速度升高到900度；第四阶段，在温度达到900度后关闭炭化炉，停止通入空气，并保持70-80h后打开炭化炉取出其中的炭。

所述的秸秆可以用锯末来代替，也可以用秸秆与锯末的混合物来代替。

所述的步骤1）中，碎末的直径为2-4mm。

所述的碎末混合物中秸秆的含量为40%，紫茎泽兰的含量为60%。

所述的步骤2）中，碎末混合物烘干后的水分含量为6-9%。

所述的步骤3）中，给碎末混合物施加的压力为86-100吨。

所述的步骤4）中，第一阶段将炭化炉升温至140-160度保持3h；第二阶段将炭化炉的温度升高到260-330度保持5-6h；第三阶段控制炭化炉内的温度以每小时升高66-76度的速度升高到900度；第四阶段在温度达到900度后保持70-80h。

进一步地，所述的步骤4）中，第一阶段将炭化炉升温至150度保持3h；第二阶段将炭化炉的温度升高到300度保持5-6h；第三阶段控制炭化炉内的温度以每小时升高75度的速度升高到900度；第四阶段在温度达到900度后保持76h。

本发明的有益效果在于：

第一，将紫荆泽兰用作原料进行生产，生产原料的来源广泛，生产成本较低；

第二，将紫荆泽兰进行炭化，不仅解决了紫茎泽兰排挤本地植物；侵入经济林地和农田，影响栽培植物生长；堵塞水渠，阻碍交通；牲畜误食会引发疾病甚至死亡，危害畜牧业等问题，而且将原本作为生态公害的紫茎泽兰加工为炭，带来较大的经济效益；

第三，在将紫茎泽兰炭化的整个生产过程中，不会释放有害的烟尘，有利于环境的保护；

第四，整个生产过程仅仅分为四个步骤，生产工艺简单易行。

具体实施方式

为了方便本领域的技术人员理解，下面将结合实施例本发明做进一步的描述。实施例仅仅是对该发明的举例说明，不是对本发明的限定，实施例中未作具体说明的步骤均是已有技术，在此不做详细描述。

实施例1

一种紫茎泽兰的炭化方法，包括以下步骤：

1）粉碎：将秸秆和紫茎泽兰分别放到粉碎机中进行粉碎，粉碎后的碎末直径为1-5mm，如果碎末的直径大于5mm，容易造成后面的烘干工序中碎末烘干得不充分，进一步导致后续的压制成型工艺中原料成型不稳定且在其表面起泡；

2）搅拌烘干：将步骤1）中粉碎后的秸秆和紫茎泽兰的碎末混合，然后将该碎末混合物后搅拌均匀，可以用人工搅拌，也可用搅拌机进行搅拌，最后将搅拌均匀的碎末混合物放到烘干机中烘干至其水分含量为5-10%。其中，烘干前的碎末混合物中秸秆的含量为35%，紫茎泽兰的含量为65%；

3）压制成型：将经过步骤2）加工后的秸秆和紫茎泽兰的碎末混合物放到较大的压力作用下进行压制，成型后的混合物为棒状，具体为圆柱体、六面体柱状或方柱等形状；

4）炭化：炭化过程可分为四个阶段，第一阶段，将步骤3）中压制成型后的棒状物放到炭化炉内，然后将炭化炉升温至130-180度保持2.5-3.5h，使炭化炉内的棒状物燃烧；第二阶段，将炭化炉的温度升高到250-350度保持5-6h，使炭化炉内的水蒸气、烟气排出到炭化炉外；第三阶段，往炭化炉内通入空气，通过风门来控制空气的进入量，进一步控制炭化炉内的温度以每小时升高60-80度的速度升高到900度。如果升温过快，通过调小风门，使得进入炭化炉内的空气量减小，炭化炉内的棒状物的燃烧速度就会减慢，进而减小炭化炉的升温速度，反之，如果升温过慢，就调大风门。该阶段中，如果升温过快，棒状物将会被全部燃烧，导致最后收集不到棒状炭，如果升温过慢，炭化不彻底，达不到炭化的目的；第四阶段，待炭化炉内的温度达到900度后关闭炭化炉的风门并保持70-80h，待炭化炉完全冷却之后打开炭化炉，将棒状炭取出，从而完成紫荆泽兰的炭化加工。该阶段中，不能过早打开炭化炉，由于炭未完全冷却，接触空气后可能会复燃，因此，必须等炭完全冷却之后才能打开炭化炉。

所述的秸秆可以用锯末来代替，也可以用秸秆与锯末的混合物来代替。

实施例2

一种紫茎泽兰的炭化方法，包括以下步骤：

1）粉碎：将秸秆和紫茎泽兰分别放到粉碎机中进行粉碎，粉碎后的碎末直径为2mm、3mm或4mm，如果碎末的直径过大，容易造成后面的烘干工序中碎末烘干得不充分，进一步导致后续的压制成型工艺中的原料成型不稳定且在其表面起泡；

2）搅拌烘干：将步骤1）中粉碎后的秸秆和紫茎泽兰的碎末混合；然后将该碎末混合物后搅拌均匀，可以用人工搅拌，也可用搅拌机进行搅拌；最后将搅拌均匀的碎末混合物放到烘干机中烘干至其水分含量为6-9%，其中，烘干前的碎末混合物中秸秆的含量为45%，紫茎泽兰的含量为55%；

3）压制成型：将经过步骤2）加工后的秸秆和紫茎泽兰的碎末混合物放到较大的压力作用下进行压制，成型后的混合物为棒状，具体为圆柱体、六面体柱状或方柱等形状；

4）炭化：炭化过程可分为四个阶段，第一阶段，将步骤3）中压制成型后的棒状物放到炭化炉内，然后将炭化炉升温至130-180度保持2.5-3.5h，使炭化炉内的棒状物燃烧；第二阶段，将炭化炉的温度升高到250-350度保持5-6h，使炭化炉内的水蒸气、烟气排出到炭化炉外；第三阶段，往炭化炉内通入空气，通过风门来控制空气的进入量，进一步控制炭化炉内的温度以每小时升高60-80度的速度升高到900度，如果升温过快，通过调小风门，使得进入炭化炉内的空气量减小，炭化炉内的棒状物的燃烧速度就会减慢，进而减小炭化炉的升温速度，反之，如果升温过慢，就调大风门。该阶段中，如果升温过快，棒状物将会被全部燃烧，导致最后收集不到棒状炭，如果升温过慢，炭化不彻底，达不到炭化的目的；第四阶段，待炭化炉内的温度达到900度后关闭炭化炉的风门并保持74-78h，待炭化炉完全冷却之后打开炭化炉，将棒状炭取出，从而完成紫荆泽兰的炭化加工。该阶段中，不能过早打开炭化炉，由于炭未完全冷却，接触空气后可能会复燃，因此，必须等炭完全冷却之后才能打开炭化炉。

所述的秸秆可以用锯末来代替，也可以用秸秆与锯末的混合物来代替。

实施例3

一种紫茎泽兰的炭化方法，包括以下步骤：

1）粉碎：将秸秆和紫茎泽兰分别放到粉碎机中进行粉碎，粉碎后的碎末直径为2mm、3mm或4mm，如果碎末的直径过大，容易造成后面的烘干工序中碎末烘干得不充分，进一步导致后续的压制成型工艺中的原料成型不稳定且在其表面起泡；

2）搅拌烘干：将步骤1）中粉碎后的秸秆和紫茎泽兰的碎末混合，然后将该碎末混合物后搅拌均匀，可以用人工搅拌，也可用搅拌机进行搅拌，最后将搅拌均匀的碎末混合物放到烘干机中烘干至其水分含量为6-9%，其中，烘干前的碎末混合物中秸秆的含量为45%，紫茎泽兰的含量为55%；

3）压制成型：将经过步骤2）加工后的秸秆和紫茎泽兰的碎末混合物放到86-100吨的压力作用下进行压制，成型后的混合物为棒状，具体为圆柱体、六面体柱状或方柱等形状；

4）炭化：炭化过程可分为四个阶段，第一阶段，将步骤3）中压制成型后的棒状物放到炭化炉内，然后将炭化炉升温至140-160度保持2.5-3.5h，使炭化炉内的棒状物燃烧；第二阶段，将炭化炉的温度升高到260-330度保持5-6h，使炭化炉内的水蒸气、烟气完全排出到炭化炉外；第三阶段，往炭化炉内通入空气，通过风门来控制空气的进入量，进一步控制炭化炉内的温度以每小时升高66-76度的速度升高到900度，如果升温过快，通过调小风门，使得进入炭化炉内的空气量减小，炭化炉内的棒状物的燃烧速度就会减慢，进而减小炭化炉的升温速度，反之，如果升温过慢，就调大风门。该阶段中，如果升温过快，棒状物将会被全部燃烧，导致最后收集不到棒状炭，如果升温过慢，炭化不彻底，达不到炭化的目的；第四阶段，待炭化炉内的温度达到900度后关闭炭化炉的风门并保持75h或77h，待炭化炉完全冷却之后打开炭化炉，将棒状炭取出，从而完成紫荆泽兰的炭化加工。该阶段中，不能过早打开炭化炉，由于炭未完全冷却，接触空气后可能会复燃，因此，必须等炭完全冷却之后才能打开炭化炉。

所述的秸秆可以用锯末来代替，也可以用秸秆与锯末的混合物来代替。

实施例4

一种紫茎泽兰的炭化方法，包括以下步骤：

1）粉碎：将秸秆和紫茎泽兰分别放到粉碎机中进行粉碎，粉碎后的碎末直径为2mm、3mm或4mm，如果碎末的直径过大，容易造成后面的烘干工序中碎末烘干得不充分，进一步导致后续的压制成型工艺中的原料成型不稳定且在其表面起泡；

2）搅拌烘干：将步骤1）中粉碎后的秸秆和紫茎泽兰的碎末混合，然后将该碎末混合物后搅拌均匀，可以用人工搅拌，也可用搅拌机进行搅拌，最后将搅拌均匀的碎末混合物放到烘干机中烘干至其水分含量为5-10%，其中，烘干前的碎末混合物中秸秆的含量为40%，紫茎泽兰的含量为60%；

3）压制成型：将经过步骤2）加工后的秸秆和紫茎泽兰的碎末混合物放到86-100吨的压力作用下进行压制，成型后的混合物为棒状，具体为圆柱体、六面体柱状或方柱等形状；

4）炭化：炭化过程可分为四个阶段，第一阶段，将步骤3）中压制成型后的棒状物放到炭化炉内，然后将炭化炉升温至150度并保持3h，使炭化炉内的棒状物燃烧；第二阶段，将炭化炉的温度升高到300度并保持5-6h，使炭化炉内的水蒸气、烟气排出到炭化炉外；第三阶段，往炭化炉内通入空气，通过风门来控制空气的进入量，进一步控制炭化炉内的温度以每小时升高75度的速度升高到900度，如果升温过快，通过调小风门，使得进入炭化炉内的空气量减小，炭化炉内的棒状物的燃烧速度就会减慢，进而减小炭化炉的升温速度，反之，如果升温过慢，就调大风门。该阶段中，如果升温过快，棒状物将会被全部燃烧，导致最后收集不到棒状炭，如果升温过慢，炭化不彻底，达不到炭化的目的；第四阶段，待炭化炉内的温度达到900度后关闭炭化炉的风门并保持76h，待炭化炉完全冷却之后打开炭化炉，将棒状炭取出，从而完成紫荆泽兰的炭化加工。该阶段中，不能过早打开炭化炉，由于炭未完全冷却，接触空气后可能会复燃。因此，必须等炭完全冷却之后才能打开炭化炉。

所述的秸秆可以用锯末来代替，也可以用秸秆与锯末的混合物来代替。

综上，将紫荆泽兰用作原料进行生产，原料的来源广泛，生产成本较低；解决了紫茎泽兰排挤本地植物、侵入经济林地和农田且影响栽培植物生长、堵塞水渠与阻碍交通、牲畜误食会引发疾病甚至死亡，危害畜牧业等问题；在将紫茎泽兰炭化的整个生产过程中，不会释放有害的烟尘，有利于对环境的保护；整个生产过程仅分为四个步骤，生产工艺简单易行。

该炭化方法不仅适用于紫茎泽兰的炭化，同样适合于秸秆、木材、煤以及油页岩等原材料的炭化。

Claims (7)

1.一种紫茎泽兰的炭化方法，其特征在于包括以下步骤：

1)粉碎：将秸秆和紫茎泽兰分别粉碎为直径为1-5mm的碎末；

2)搅拌烘干阶段：将步骤1)中粉碎后的秸秆和紫茎泽兰的碎末混合后搅拌均匀，然后将其烘干至水分含量为5-10％，其中，烘干前碎末混合物中秸秆的含量为35-45％，紫茎泽兰的含量为55-65％；

3)压制成型：将经过步骤2)加工后的秸秆和紫茎泽兰的碎末混合物在压力作用下压制成型，给碎末混合物施加的压力为86-100吨，压制后的混合物为棒状，具体为圆柱体、六面体柱状或方柱形状；

4)炭化：炭化过程分为四个阶段：第一阶段，将步骤3)中压制成型后的棒状物放到炭化炉内，然后将炭化炉升温至130-180度保持2.5-3.5h；第二阶段，将炭化炉的温度升高到250-350度并保持5-6h；第三阶段，往炭化炉内通入空气，并控制炭化炉内的温度以每小时升高60-80度的速度升高到900度；第四阶段，在温度达到900度后关闭炭化炉，停止通入空气，并保持70-80h后再打开炭化炉取出其中的炭。

2.如权利要求1所述的紫茎泽兰的炭化方法，其特征在于：所述的秸秆可以用锯末代替，也可以用秸秆与锯末的混合物来代替。

3.如权利要求1所述的紫茎泽兰的炭化方法，其特征在于：所述的步骤1)中碎末的直径为2-4mm。

4.如权利要求1所述的紫茎泽兰的炭化方法，其特征在于：所述的碎末混合物中秸秆的含量为40％，紫茎泽兰的含量为60％。

5.如权利要求1所述的紫茎泽兰的炭化方法，其特征在于：所述的步骤2)中碎末混合物烘干后的水分含量为6-9％。

6.如权利要求1所述的紫茎泽兰的炭化方法，其特征在于：所述的步骤4)中，第一阶段将炭化炉升温至140-160度保持3h；第二阶段将炭化炉的温度升高到260-330度保持5-6h；第三阶段控制炭化炉内的温度以每小时升高66-76度的速度升高到900度；第四阶段在温度达到900度后保持75-77h。

7.如权利要求1或6所述的紫茎泽兰的炭化方法，其特征在于：所述的步骤4)中，第一阶段将炭化炉升温至150度保持3h；第二阶段将炭化炉的温度升高到300度保持5-6h；第三阶段控制炭化炉内的温度以每小时升高75度的速度升高到900度；第四阶段在温度达到900度后保持76h。