CN104445150A - 一种机制竹炭的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机制竹炭的制备方法，包括以下步骤：备料、进料、封窑门、预炭化、封通风口、炭化、出炭、冷却、装箱。本发明烧炭氧化程度高，出炭率高达95%以上，提高了产品质量、竹炭生产率和竹资源利用率，增加竹炭产业的经济效益。

Description

一种机制竹炭的制备方法

技术领域

本发明属于材料制备领域，具体涉及一种机制竹炭的制备方法。

背景技术

近年来，我国竹炭产业发展迅速，在我国发展时间短，而且该产业主要由林区炭农由传统的木炭生产过程转变发展起来，技术水平较低。目前竹炭产业的科学研究尚不够深，虽然已开发上百种系列产品，总体上竹炭研究仍处在初始阶段，产业普遍存在生产效益低，消耗大量竹资源等问题。

土窑法：我国95％以上为土窑。“土窑法”投资成本较低(每只窑投资约0.5～0.6万元)，土窑烧炭具有成本低、建窑方便等特点，但土窑法由于技术水平低，建窑材料多为普通砖石，无技术含量，窑的结构性能较差，因此，建窑烧制的出炭率较低，一般仅为18～20％，据调查，每只炭窑一次可烧制竹炭0.7～1.0吨，每窑烧制时间一般为18～23天，每窑一年可烧炭10~15次，即每只窑每年可烧制竹炭7～15吨左右。燃料多为就地取材，对当地林产资源造成极大浪费及破坏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机制竹炭的制备方法，烧炭氧化程度高，出炭率高达95%以上，提高了产品质量、竹炭生产率和竹资源利用率，增加竹炭产业的经济效益。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种机制竹炭的制备方法包括以下步骤：备料、进料、封窑门、预炭化、封通风口、炭化、出炭、冷却、装箱。

具体步骤如下：

（1）备料：竹制品下脚料或竹屑堆放半个月到1个月，烘干，于机制炭棒成型机中高温、高压下压制成机制炭棒；

（2）进料：将机制炭棒冷却到室温后，装入铁框或铁篮中，底层中间6根纵向放置，两边横向放置，每层机制炭棒紧密排列，最上面6层全部纵向放置，并逐层减少机制炭棒根数，使其与炭化窑的锥形顶盖保持一致；将装满机制炭棒的铁框或铁篮吊装至炭化窑内；

（3）封窑门：盖上炭化窑的顶盖；

（4）预炭化：温度300-500℃，时间110-126 h；期间打开通风口，并通过耐腐蚀高压水管进行余热回收和控制炭化温度；

（5）封通风口、炭化、精炼：关闭通风口，使机制炭棒闷烧炭化24小时；

（6）出炭：打开炭化窑的顶盖，将装满机制竹炭的铁框或铁篮吊装至冷却罐；

（7）冷却：将机制竹炭在密封的冷却罐中冷却至40℃；

（8）装箱。

一种机制竹炭的制备装置包括炭化窑和冷却罐，所述炭化窑上方设置有顶盖，炭化窑侧壁内设置有保温夹层，炭化窑内其中一侧壁上靠近上开口处设置有通风口，炭化窑内与通风口所在侧壁相对的另一侧壁上靠近底部处设置有排烟口，所述炭化窑内壁设有凹槽，所述凹槽内布设有导水管，导水管进水端与水泵出水口连通，导水管出水端与锅炉内胆连通；所述排烟口经排烟管与第一引风机进风口连通，第一引风机出风口与锅炉燃烧室连通。

所述通风口上设置有开关，所述锅炉燃烧室的烟气出口与第二引风机进风口连通，第二引风机出风口与水膜除尘器的进气口连通，水膜除尘器的排污口设置有通往沉淀池的排污管。

所述顶盖为锥形结构，顶盖底侧设置有保温层，顶盖底部设有用以固定保温层的抓钩，顶盖上对称设置有一对吊钩。

所述冷却罐包括罩体，所述罩体底部设有用以密封罩体下开口的底板，罩体上部对称设置有一对挂钩。

本发明的显著优点在于：本发明的烧炭氧化程度高，出炭率高达95%以上，提高了产品质量、竹炭生产率和竹资源利用率，增加竹炭产业的经济效益。

附图说明

图1是本发明实施例中机制竹炭制备装置的构造示意图；

图2是本发明实施例中炭化窑剖面图；

图3是本发明实施例中顶盖剖面图；

图4是本发明实施例中冷却罐构造示意图；

图中标号说明：1-炭化窑、2-冷却罐、3-顶盖、4-保温夹层、5-通风口、6-排烟口、7-凹槽、8-导水管、9-水泵、10-锅炉、11-第一引风机、12-第二引风机、13-水膜除尘器、14-保温层、15-抓钩、16-吊钩、17-罩体、18-底板、19-挂钩、20-沉淀池。

具体实施方式

实施例1

一种机制竹炭的制备方法包括以下步骤：备料、进料、封窑门、预炭化、封通风口、炭化、出炭、冷却、装箱。

具体步骤如下：

（1）备料：竹制品下脚料或竹屑堆放半个月，烘干，于机制炭棒成型机中高温、高压下压制成机制炭棒；

（2）进料：将机制炭棒冷却到室温后，装入铁框或铁篮中，底层中间6根纵向放置，两边横向放置，每层机制炭棒紧密排列，最上面6层全部纵向放置，并逐层减少机制炭棒根数，使其与炭化窑的锥形顶盖保持一致；将装满机制炭棒的铁框或铁篮吊装至炭化窑内；

（3）封窑门：盖上炭化窑的顶盖；

（4）预炭化：温度300℃，时间126 h；期间打开通风口，并通过耐腐蚀高压水管进行余热回收和控制炭化温度；

（5）封通风口、炭化、精炼：关闭通风口，使机制炭棒闷烧炭化24小时；

（6）出炭：打开炭化窑的顶盖，将装满机制竹炭的铁框或铁篮吊装至冷却罐；

（7）冷却：将机制竹炭在密封的冷却罐中冷却至40℃；

（8）装箱。

实施例2

一种机制竹炭的制备方法包括以下步骤：备料、进料、封窑门、预炭化、封通风口、炭化、出炭、冷却、装箱。

具体步骤如下：

（1）备料：竹制品下脚料或竹屑堆放1个月，烘干，于机制炭棒成型机中高温、高压下压制成机制炭棒；

（2）进料：将机制炭棒冷却到室温后，装入铁框或铁篮中，底层中间6根纵向放置，两边横向放置，每层机制炭棒紧密排列，最上面6层全部纵向放置，并逐层减少机制炭棒根数，使其与炭化窑的锥形顶盖保持一致；将装满机制炭棒的铁框或铁篮吊装至炭化窑内；

（3）封窑门：盖上炭化窑的顶盖；

（4）预炭化：温度500℃，时间110 h；期间打开通风口，并通过耐腐蚀高压水管进行余热回收和控制炭化温度；

（5）封通风口、炭化、精炼：关闭通风口，使机制炭棒闷烧炭化24小时；

（6）出炭：打开炭化窑的顶盖，将装满机制竹炭的铁框或铁篮吊装至冷却罐；

（7）冷却：将机制竹炭在密封的冷却罐中冷却至40℃；

（8）装箱。

实施例3

一种机制竹炭的制备方法包括以下步骤：备料、进料、封窑门、预炭化、封通风口、炭化、出炭、冷却、装箱。

具体步骤如下：

（1）备料：竹制品下脚料或竹屑堆放20天，烘干，于机制炭棒成型机中高温、高压下压制成机制炭棒；

（2）进料：将机制炭棒冷却到室温后，装入铁框或铁篮中，底层中间6根纵向放置，两边横向放置，每层机制炭棒紧密排列，最上面6层全部纵向放置，并逐层减少机制炭棒根数，使其与炭化窑的锥形顶盖保持一致；将装满机制炭棒的铁框或铁篮吊装至炭化窑内；

（3）封窑门：盖上炭化窑的顶盖；

（4）预炭化：温度400℃，时间118 h；期间打开通风口，并通过耐腐蚀高压水管进行余热回收和控制炭化温度；

（5）封通风口、炭化、精炼：关闭通风口，使机制炭棒闷烧炭化24小时；

（6）出炭：打开炭化窑的顶盖，将装满机制竹炭的铁框或铁篮吊装至冷却罐；

（7）冷却：将机制竹炭在密封的冷却罐中冷却至40℃；

（8）装箱。

如图1~4所示，一种机制竹炭制备装置，包括炭化窑1和冷却罐2，炭化窑1的长、宽、高分别为2000mm、1800mm、1600mm，所述炭化窑1上方设置有顶盖3，顶盖3与炭化窑1上开口密封配合确保炭化过程不漏气，炭化窑1侧壁内设置有保温夹层4，炭化窑1内其中一侧壁上靠近上开口处设置有通风口5，负责机制竹炭炭化过程供氧，通风口5有三个并且距离炭化窑1上开口50mm，炭化窑1内与通风口所在侧壁相对的另一侧壁上靠近底部处设置有排烟口6，排烟口6也是三个并且距离炭化窑1底部50mm，通风口5和排烟口6设置在不同侧壁上，防止供氧不一而无法炭化。所述炭化窑1内壁设有凹槽7，所述凹槽7内布设有导水管8，导水管8采用耐压防腐特种304H不锈钢，导水管8进水端与水泵9出水口连通，导水管8出水端与锅炉10内胆连通；所述排烟口6经排烟管与第一引风机11进风口连通，第一引风机11出风口与锅炉10燃烧室连通，其中排烟管选用304H或者ND钢耐腐蚀材料，导水管8中的常温水带走机制竹炭炭化过程产生的热量接回锅炉，达到余热利用，同时能够控制竹炭燃烧温度在合理范围，确保竹炭烧制过程质量；并且炭化窑1内温度达270-300℃的烟气也接回锅炉，也达到余热回收利用。

所述通风口5上设置有用以控制通风口5启闭的开关，所述锅炉10燃烧室的烟气出口与第二引风机12进风口连通，第二引风机12出风口与水膜除尘器13的进气口连通，水膜除尘器13的排污口设置有通往沉淀池20的排污管，处理后废水由水膜除尘器13底部溢流孔排出进入沉淀池20，循环使用。

所述顶盖3为锥形结构，顶盖3底侧设置有保温层14，保温层使用300-500mm厚高铝质耐火浇注料，顶盖3底部设有用以固定保温层14的抓钩15，顶盖3上对称设置有一对吊钩16以便行车起吊顶盖3。

所述冷却罐2包括罩体17，所述罩体17底部设有用以密封罩体17下开口的底板18，罩体17上部对称设置有一对挂钩19用于行车起吊。

本发明的机制竹炭制备装置为立式机制竹炭窑，投资成本较高，据测算，是“土窑法”的2-3倍。采用燃烧炉法具有明显的特点，主要是烧炭氧化程度高、出炭率高，提高了单位产量，每窑烧制时间一般为5～6天，每窑一年可烧炭50次，每只窑每年可烧制竹炭40～45吨左右，立式机制竹炭窑该窑内层采用导热管和保温材料砌成，在烧制过程中用导热管和保温材料作为隔火层，并实施温度与湿度双控制，既提高了成品片炭的质量和出炭率(该窑烧炭不易裂碎，成品率可达95％以上，一般在30％左右)，又避免竹林资源的损毁(仅需第一炉点火助燃其后第二炉就自燃无需助燃)，而且达到了环保要求。如果该建窑烧炭技术在全国推广使用，将使单位制炭水平提高30％以上，而且对竹资源保护工作将起到巨大作用，提高竹炭生产率和竹资源利用率，增加竹炭产业的经济效益。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (6)

1.一种机制竹炭的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：备料、进料、封窑门、预炭化、封通风口、炭化、出炭、冷却、装箱。

2.根据权利要求1所述的机制竹炭的制备方法，其特征在于：具体步骤如下：

（1）备料：竹制品下脚料或竹屑堆放半个月到1个月，烘干，于机制炭棒成型机中高温、高压下压制成机制炭棒；

（2）进料：将机制炭棒冷却到室温后，装入铁框或铁篮中，底层中间6根纵向放置，两边横向放置，每层机制炭棒紧密排列，最上面6层全部纵向放置，并逐层减少机制炭棒根数，使其与炭化窑的锥形顶盖保持一致；将装满机制炭棒的铁框或铁篮吊装至炭化窑内；

（3）封窑门：盖上炭化窑的顶盖；

（4）预炭化：温度300-500℃，时间110-126 h；期间打开通风口，并通过耐腐蚀高压水管进行余热回收和控制炭化温度；

（5）封通风口、炭化、精炼：关闭通风口，使机制炭棒闷烧炭化24小时；

（6）出炭：打开炭化窑的顶盖，将装满机制竹炭的铁框或铁篮吊装至冷却罐；

（7）冷却：将机制竹炭在密封的冷却罐中冷却至40℃；

（8）装箱。

3.一种机制竹炭的制备装置，其特征在于：包括炭化窑和冷却罐，所述炭化窑上方设置有顶盖，炭化窑侧壁内设置有保温夹层，炭化窑内其中一侧壁上靠近上开口处设置有通风口，炭化窑内与通风口所在侧壁相对的另一侧壁上靠近底部处设置有排烟口，所述炭化窑内壁设有凹槽，所述凹槽内布设有导水管，导水管进水端与水泵出水口连通，导水管出水端与锅炉内胆连通；所述排烟口经排烟管与第一引风机进风口连通，第一引风机出风口与锅炉燃烧室连通。

4.根据权利要求3所述的机制竹炭的制备装置，其特征在于：所述通风口上设置有开关，所述锅炉燃烧室的烟气出口与第二引风机进风口连通，第二引风机出风口与水膜除尘器的进气口连通，水膜除尘器的排污口设置有通往沉淀池的排污管。

5.根据权利要求3所述的机制竹炭的制备装置，其特征在于：所述顶盖为锥形结构，顶盖底侧设置有保温层，顶盖底部设有用以固定保温层的抓钩，顶盖上对称设置有一对吊钩。

6.根据权利要求3所述的机制竹炭的制备装置，其特征在于：所述冷却罐包括罩体，所述罩体底部设有用以密封罩体下开口的底板，罩体上部对称设置有一对挂钩。