CN105154116B - 一种竹屑的再利用方法、系统及所得产物的应用 - Google Patents

Abstract

一种竹屑的再利用方法、系统及所得产物的应用，其方法包括以下步骤：（1）将竹屑进行不完全燃烧，得到夹杂有竹屑油气的烟气和竹炭；（2）将夹杂有竹屑油气的烟气进行冷却，得到竹油和部分未被液化的烟气；（3）收集竹炭、竹油和部分未被液化的烟气。本发明还包括竹屑的再利用系统以及利用竹屑的再利用方法和竹屑的再利用系统所制得的竹油。采用本发明一方面可获得大量的竹油和带有形状的竹炭，在较低的成本下获得高效增值，增值空间大，效益显著；另一方面，大大提高了烟气的利用率，降低环境污染。

Description

一种竹屑的再利用方法、系统及所得产物的应用

技术领域

本发明涉及竹屑再利用技术领域，特别是一种竹屑的再利用方法、系统及所得产物的应用。

背景技术

竹子主要产于我国南方大部分省区，由于竹子含有竹油，而竹油是一种良好的天然香料，其香气具有典型的绿叶特征，接近瓜、果、茶的香型，并且具有很高的药用价值，在香料、医药、食品等方面有较大用途。然而直接采用竹子进行提取会浪费竹子这种原材料，且竹子还需要加工成成品进行销售，如此一来会增加生产成本。

竹子加工后会产生大量的竹屑、竹端头和竹边角料，现有处理竹屑的方法是焚烧、丢弃、填埋，或作为锅炉燃料等，其不足之处是，竹屑焚烧产生大量烟气，污染环境，竹屑中的多种有益成分被白白烧掉或者丢弃，造成资源浪费。

CN 103509581A公开了一种竹屑的高效环保增值利用方法，该方法的操作步骤为：将竹屑蒸馏，得到竹屑油气和脱油竹屑；将竹屑油气分离，得竹油，将脱油竹屑装入炭化炉内加热炭化，得竹炭化物、烟气；收集竹炭化物制成竹炭粉，收集烟气冷却、分离、净化，得焦油、燃气。该方法既节约了原材料，又使得竹屑变废为宝，在节约成本的基础上又获得了一定的收益。但该发明采用竹屑蒸馏来得到竹屑油气，每次蒸馏使用的竹屑数量少，且蒸馏时间长，每次获得的竹油量少，若要获得大量的竹油就会花费很长的制备时间，耗时耗力；而且蒸馏需要进行温度控制，不易把控；另外，其烟气处理方式是将收集的烟气进行冷却、分离、净化等工序，从而得到燃料、焦油等；该方法产生的烟气只是用作制备焦油、燃气，而没有用作其它，使得烟气的利用范围较为狭窄，利用率低，且收集到的烟气没有携带竹屑油气，不能获得大量的竹油。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种竹屑的再利用方法、系统及所得产物的应用，既节约成本和资源，降低环境污染，又大大提高烟气的利用率，获得大量的竹油。

本发明之一种竹屑的再利用方法，其技术方案是：包括以下步骤：

（1）将竹屑进行不完全燃烧，得到夹杂有竹屑油气的烟气和竹炭；

（2）将夹杂有竹屑油气的烟气进行冷却，得到竹油和部分未被液化的烟气；

（3）收集竹炭、竹油和部分未被液化的烟气。

进一步，所述竹屑包括碎屑、成型的竹屑或不合格的竹筷中的一种或多种。

进一步，所述成型的竹屑由高温烟气在烘干炉内烘干压制而成，高温烟气由部分未被液化的烟气加热而成。

进一步，所述成型的竹屑呈块状、条状或饼形。

本发明之一种竹屑的再利用系统，其技术方案是：包括燃烧室、冷却塔、储油池和储气罐；

所述燃烧室包括多排地下燃烧室，每排地下燃烧室的数量至少为一个；每排地下燃烧室的前方一侧设置有空气管道，所述空气管道从地下伸出至地面；所述空气管道的地下部分与每排地下燃烧室的入气口连接；地下燃烧室的后侧设有用于点燃竹屑的火道；所述地下燃烧室的出气口连接储气罐的入气口；

所述冷却塔的内腔设有多个烟气管，所述烟气管的下端连接出油管，所述出油管延伸至地下连接储油池，出油管还经鼓风机连接储气罐的出气管道；

所述储气罐的一部分埋于地下，另一部分设于地上，储气罐的出油口连接储油池。

进一步，所述冷却塔的多个烟气管的上端经管道连接烟气出口，所述烟气出口经管道与至少一个用于加热烟气的燃烧炉连接，燃烧炉的出气口连接用于烘干竹屑的竹屑烘干炉。

进一步，所述烟气管的数量为六个。

进一步，所述每排地下燃烧室的数量为三个，其中的两个地下燃烧室为纵向设置且水平排列，另一个地下燃烧室为横向设置且设于纵向设置的两个地下燃烧室的下侧。

进一步，所述出油管与鼓风机的连接处设有收集槽，用于收集出油管处泄露的竹油。

本发明之一种精油，其技术方案是：包括上述竹屑的再利用方法和竹屑的再利用系统所制得的竹油。

本发明所得烟气，可用于制备焦油、燃气、燃料等。

本发明所得竹炭，竹炭具有很强的吸附分解能力，能吸湿干燥、消臭抗菌并具有负离子穿透等性能。由于所燃烧的竹屑是经过烘干压制成型的，因此竹屑进行不完全燃烧后可直接获得一定形状的、具有微孔更细化和蜂窝化的竹炭，比表面积大，并可用作燃料（如烧烤野炊的燃料）、水质净化、居室调湿、吸附异味、保健产品、美容美肤（如竹炭肥皂）、竹醋液、服装以及口罩等，使竹屑得到了充分综合增值利用，不仅避免环境污染，还成倍增值，获得很高的经济效益。

本发明所得竹油，无毒副作用，是药、食两用的天然饮品，每吨价 8000-10000 元，它性味甘寒，能清心肺胃之火，有豁痰润燥、定惊之效。湘西怀化一带林区常饮，用于治疗中风痰迷，肺热痰壅，惊风，癫痫，壮热烦渴，子烦，破伤风等，对痰热咳嗽、痰黄粘稠、痰热蒙蔽清窍、痰热中风、舌强偏瘫、小儿惊风、四肢抽搐有较好疗效。

本发明由竹油为原料所得精油，精油本质可防传染病、对抗细菌、病毒、霉菌、可防发炎，防痉挛，促进细胞新陈代谢及细胞再生功能，让生命更美好。而某些精油能调节内分泌器官，促进荷尔蒙分泌，让人体的生理及心理活动，获得良好的发展。当竹油制备精油时，由于竹油本身具有上述优点，使得精油的功效大大增加，增值空间大，效益显著。

本发明所制备的竹油还可以用于其它领域，如石油、保健产品等。

本发明与现有技术相比具有如下特点：

（1）通过设置多排地下燃烧室，可将大量竹屑置于多个地下燃烧室同时燃烧，进而获得大量的竹油；

（2）每排地下燃烧室之间设置有空气管道，空气管道从地下伸出至地面，通过空气管道向地下燃烧室通入空气或氧气，从而控制竹屑进行不完全燃烧，来获得大量的烟气，而烟气中夹杂着竹屑油气，进而在后期获得大量的竹油；

（3）将竹屑堆积在地下燃烧室燃烧，使得产生的烟气不会污染环境；

（4）地下燃烧室的出气口连接储气罐，用于回收烟气进行下一步提取竹油用，且储气罐的一部分埋于地下，密封性好，不会造成烟气流失，即使流失也不会污染大气，且安全可靠；

（5）将地下燃烧室燃烧产生的烟气先贮存于储气罐中，再经储气罐送入冷却塔内，而不是将地下燃烧室燃烧产生的烟气直接送入冷却塔内，这样能够将烟气贮存得到集中利用，另外，当一天的工作未完成时，可放入储气罐缓存，避免工作到一半结束而造成烟气的浪费，从而大大提高烟气的利用率；

（6）将储气罐的出油口连接储油池，这是由于储气罐内的烟气在贮存过程中也会有一部分烟气被冷却成竹油，从而避免竹油的浪费；

（7）冷却塔的内腔设有多个烟气管，可将产生的大量烟气同时进行冷却，进而得到大量的竹油，既缩短了工作时间，又提高了工作效率；

（8）将冷却塔输出的烟气经燃烧炉燃烧后获得高温烟气对竹屑进行烘干，从而实现烟气的充分利用，既节约了成本和资源，又降低了环境污染；且烘干便于竹屑压制成一定的形状，待燃烧竹屑后，可获得一定形状的竹炭，从而获得较大的比表面积，广泛应用于其它领域，提高经济效益；

（9）在出油管与鼓风机的连接处设有收集槽，可收集冷却后出油管处泄露的竹油，从而避免竹油的浪费，以获得更多的竹油，提高经济效益；

（10）通过竹屑获得的竹油制备来精油，在较低的成本下获得高效增值。

附图说明

图1为本发明实施例其中两排地下燃烧室的结构示意简图；

图2为本发明实施例储气罐的结构示意简图；

图3为本发明实施例冷却塔的结构示意简图；

图4为本发明实施例竹屑烘干系统的结构示意简图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明的详细结构作进一步描述。

一种竹屑的再利用系统，包括燃烧室、冷却塔2、储油池3和储气罐4。

具体地，如图1所示：燃烧室包括六排地下燃烧室1，每排地下燃烧室1的数量为三个；每排地下燃烧室1的前方一侧设置有空气管道15，空气管道15从地下伸出至地面；空气管道15的地下部分与每排地下燃烧室1的入气口连接。三个地下燃烧室1包括两个纵向地下燃烧室11和一个横向地下燃烧室12。纵向地下燃烧室11水平间隔排列，排列间距为30cm；横向地下燃烧室12设于两个纵向地下燃烧室11的下侧，其与两个纵向地下燃烧室11之间的间距为15cm。每个地下燃烧室1的后侧均设有火道13，用于点燃竹屑。每排地下燃烧室1的前方一侧设置有空气管道15，空气管道15从地下伸出至地面，其伸出地面的高度为20cm；空气管道15的地下部分分别连接与其相对应的三个地下燃烧室1的入气口。空气管道15与地下燃烧室1的具体连接方式为：在空气管道15上设有三个分支，分别管道连接每排的三个地下燃烧室1。

本实施例中，将每排的三个地下燃烧室1设计成两个纵向地下燃烧室11和一个横向地下燃烧室12，是考虑到这种方式排布既减小占地面积，又便于空气管道15的排布。若三个地下燃烧室1均是水平排成一排的纵向地下燃烧室，则会增大横向面积，减小使用空间；若三个地下燃烧室1均是竖直排成一排的横向地下燃烧室，虽然会节省空间，但若三个横向地下燃烧室同时燃烧竹屑时，经空气管道15向三个横向地下燃烧室内通入氧气的时间间隔会增大，因为远离空气管道15的横向地下燃烧室通入氧气速度会较慢，导致通入时间长，从而增加操作人员的劳动强度。因此将每排的三个地下燃烧室1设计成两个纵向地下燃烧室11和一个横向地下燃烧室12，且纵向地下燃烧室11水平间隔排列，横向地下燃烧室12设于两个纵向地下燃烧室11的下侧，不仅节约空间，而且容易控制通入氧气的时间，使得氧气到达三个地下燃烧室1的间隔时间短。

本实施例中，地下燃烧室1包括地下腔体和与地下腔体连接的盖体14。地下腔体呈方形，用于盛装竹屑；盖体14用于防止竹屑燃烧产生的烟气排放出而污染环境。盖体14的表面两侧设有把手141，用于打开盖体14。

本实施例将多堆竹屑在不同的地下燃烧室1内同时燃烧，既能够获得大量的竹屑油气，进而获得大量的竹油，又具有成本低廉，制备时间短，环境友好的优点。

如图2所示：储气罐4的入气口41经地下管道连接地下燃烧室1的出气口16；储气罐4的出气口42设于储气罐4的前侧，储气罐4的出气口42上连接有出气管道43，出气管道43从地下伸出至地面后连接冷却塔2。将地下燃烧室1燃烧产生的烟气先贮存于储气罐4中，再经储气罐4送入冷却塔2内，而不是将地下燃烧室1燃烧产生的烟气直接送入冷却塔2内，这样能够将烟气贮存得到集中利用，另外，当一天的工作未完成时，可放入储气罐4缓存，避免工作到一半结束而造成烟气的浪费，从而大大提高烟气的利用率。

本实施例中，储气罐4为圆柱体，储气罐4的一半设于地下，另一半设于地上，密封性好，不会造成烟气流失，即使流失也不会污染大气，且一部分埋于地下，降低危险指数，安全可靠。储气罐4的出油口44连接设于地下室内的储油池3，这是由于储气罐4内的烟气在贮存过程中也会有一部分烟气被冷却成竹油，从而避免竹油的浪费。储气罐4的出油口44设于储气罐4的底部，出油口44经地下管道441连接储油池3，地下管道441以倾斜方式连接储油池3，以便于产生的竹油能够顺利进入储油池3内。

储气罐4的顶部设有安全阀45和压力表46。当储气罐4内部的烟气压力超过设定数值时，安全阀45自动打开向外排放烟气，随着烟气压力的降低，安全阀将重新关闭，从而防止储气罐4的超压危险。压力表46用于检测储气罐4内的压力，当压力到一设定值时，可停止向储气罐4内输入烟气。

如图2和图3所示：冷却塔2的下部23呈锥形，可加强冷却效果。冷却塔2的内腔设有六个烟气管21，烟气管21的下端连接出油管22，出油管22延伸至地下连接储油池3，出油管22还连接储气罐4的出气管道43。其中出气管道43从地下伸出至地面后连接出油管22，用于将储气罐4内的烟气经出油管22输送至六个烟气管21内进行烟气冷却。出油管22还延伸至地下连接呈方形的储油池3，六个烟气管21内的烟气经冷却产生竹油后再次经出油管22沉降至储油池3进行竹油的储存。本实施例中，六个烟气管21可将产生的大量烟气同时进行冷却，进而得到大量的竹油，既缩短了工作时间，又提高了工作效率。

出油管22与储气罐4的出气管道43之间设有鼓风机24，用于将储气罐4内的烟气引入至冷却塔2内，提高烟气输送速度，缩短工作时间。鼓风机24的引风口上设有引风管道241，引风管道241从地上延伸至地下后连接于储气罐4的入气口41处，用于将地下燃烧室1内的烟气引入至储气罐4内。出油管22与鼓风机24的连接处设有收集槽25，这是由于出油管22用的时间久了可能会发生泄漏，设计收集槽25就是用于收集出油管22处泄露的竹油。

如图4所示：冷却塔2的六个烟气管21的上端经管道连接烟气出口26，烟气出口26上连接有烟气输送管27，烟气输送管27的末端设有分支管，第一分支管271经第一烟气控制阀2711连接第一燃烧炉5，第二分支管272经第二烟气控制阀2721连接第二燃烧炉6，第一燃烧炉5和第二燃烧炉6分别连接第一竹屑烘干炉7和第二竹屑烘干炉8。由于烟气中携带有竹屑油气，经冷却塔2冷却后获得竹油和部分未被液化的烟气。燃烧炉用于加热烟气使之变成高温烟气，再进入竹屑烘干炉对竹屑进行烘干。由于竹屑数量和烟气产生量较多，因此本实施例提供两个燃烧炉和两个竹屑烘干炉，以提高烟气利用率。本实施例中的第一烟气控制阀2711和第二烟气控制阀2721均为手动阀，通过操作人员手动控制。烟气输送管27上连接有风机273，用于将烟气输送管27内的烟气快速鼓入分支管中，进而快速进入第一燃烧炉5和第二燃烧炉6，从而缩短烟气输送时间，提高效率。

第一燃烧炉5包括炉壳51、炉腔和设于第一炉腔下部的第一富氧空气入口52，第一分支管271与炉腔的侧面连接。第一富氧空气入口52与输送富氧空气的设备连接，如连接氧枪。采用富氧空气加热烟气，既能够加快燃烧速度，促进燃烧安全，又能降低燃料的燃点温度和减少燃尽时间，从而达到高效节能的目的。第一燃烧炉5的炉壳51由砖头砌成，保温效果好，能够大大减少烟气余热的流失，提高烟气利用率。

第二燃烧炉6包括前后连接的燃烧室61和气体混合室62，气体混合室62设于燃烧室61的前侧。气体混合室62的前端设有第二富氧空气入口621，气体混合室62的顶部连接第二分支管272。第二燃烧炉6的炉壳为不锈钢材质。第二燃烧炉6采用前后结构的卧式设计，使得热效率大大提高。

第一分支管272由三个呈一定角度的倾斜管组成。根据烟气输送管27与第一燃烧炉5的位置来控制三个倾斜管之间的角度大小。本实施例中的前两个倾斜管之间的角度为135°，末端的倾斜管与第二个倾斜管之间的角度为165°。由于烟气输送管27距离第一燃烧炉5的位置较近，因此不选择将第一分支管272设计成水平、竖直组成的管道，这样会降低烟气的流动速度；选用倾斜管从高处倾斜而下会提高烟气的流速，使得烟气快速输入至第一燃烧炉5内。

第二分支管272由水平管2722、弯管2723和竖直管2724组成，烟气输送管27依次经水平管2722、弯管2723和竖直管2724与第二燃烧炉6的顶部连通。由于烟气输送管27距离第二燃烧炉6的位置较远，因此不选择采用倾斜管，这样会增加倾斜管的数量，提高成本。

本实例中的第一分支管271的管道直径小于第二分支管272的管道直径，这是由于烟气输送管27距离第二燃烧炉6的位置较远，因此加大第二分支管272的管道直径，虽然烟气流动慢，但是接触面积大，一次流过的烟气量多，以实现与第一燃烧炉5同步。

竹屑的数量实现对多个竹屑烘干炉内的竹屑同时烘干，缩短烘干时间，提高工作效率。

本实施例竹屑的再利用方法为：

（1）根据竹屑的数量选择地下燃烧室1的数量，可以将一堆竹屑置于一个地下燃烧室1内燃烧后，再将另一堆竹屑置于另一个地下燃烧室1内燃烧，也可以将多堆竹屑在不同的地下燃烧室1内同时燃烧，竹屑包括碎屑、成型的竹屑和不合格的竹筷，成型的竹屑其形状可以多种多样，如块状、条状或饼形，以便于燃烧竹屑后，获得一定形状的竹炭，从而获得较大的比表面积；经火道13点燃竹屑后，通过空气管道15向地下燃烧室1内通入空气或氧气，控制竹屑进行不完全燃烧，以便产生大量的竹屑油气夹杂在烟气中，待竹屑不完全燃烧结束后，将地上部分的空气管道15的进气口151用砖头堵住即可；夹杂有竹屑油气的烟气则进入储气罐4内暂时贮存，以便于进行下一步提炼竹油的工序；而地下燃烧室1的地下腔体内燃烧后所获得的竹炭通过打开盖体14取出即可。通过将多堆竹屑在不同的地下燃烧室1内同时燃烧，既能够获得大量的竹屑油气，进而获得大量的竹油，又具有成本低廉，制备时间短，环境友好的优点。

（2）当需要获取竹油时，通过鼓风机24将储气罐4贮存的夹杂有竹屑油气的烟气经出气管道43和出油管22鼓入至冷却塔2的六个烟气管21中进行冷却，冷却后产生的竹油经出油管22直接沉降于储油池3内进行储存；经冷却后产生的未被液化的多余烟气则进入第一燃烧炉5和第二燃烧炉6内加热，使之变成高温烟气，再进一步用于烘干竹屑；储气罐4内剩余的烟气可用于制备燃料、焦油等，从而实现烟气利用的最大化。

所获得的竹油可用于制备精油，使得精油的功效大大增加，增值空间大，效益显著。

Claims (7)

1.一种竹屑的再利用方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将竹屑进行不完全燃烧，得到夹杂有竹屑油气的烟气和竹炭；

（2）将夹杂有竹屑油气的烟气进行冷却，得到竹油和部分未被液化的烟气；

（3）收集竹炭、竹油和部分未被液化的烟气；

所述竹屑为成型的竹屑；或者所述竹屑由碎屑或不合格的竹筷中的至少一种与成型的竹屑混合组成；所述成型的竹屑由高温烟气在烘干炉内烘干压制而成，高温烟气由部分未被液化的烟气加热而成。

2.根据权利要求1所述竹屑的再利用方法，其特征在于：所述成型的竹屑呈块状、条状或饼形。

3.一种实施根据权利要求1或2所述再利用方法的竹屑的再利用系统，其特征在于：包括燃烧室、冷却塔、储油池和储气罐；

所述燃烧室包括多排地下燃烧室，每排地下燃烧室的数量至少为一个；每排地下燃烧室的前方一侧设置有空气管道，所述空气管道从地下伸出至地面；所述空气管道的地下部分与每排地下燃烧室的入气口连接；地下燃烧室的后侧设有用于点燃竹屑的火道；所述地下燃烧室的出气口连接储气罐的入气口；

所述冷却塔的内腔设有多个烟气管，所述烟气管的下端连接出油管，所述出油管延伸至地下连接储油池，出油管还经鼓风机连接储气罐的出气管道；

所述储气罐的一部分埋于地下，另一部分设于地上，储气罐的出油口连接储油池。

4.根据权利要求3所述竹屑的再利用系统，其特征在于：所述冷却塔的多个烟气管的上端经管道连接烟气出口，所述烟气出口经管道与至少一个用于加热烟气的燃烧炉连接，燃烧炉的出气口连接用于烘干竹屑的竹屑烘干炉。

5.根据权利要求3或4所述竹屑的再利用系统，其特征在于：所述烟气管的数量为六个。

6.根据权利要求3或4所述竹屑的再利用系统，其特征在于：所述每排地下燃烧室的数量为三个，其中的两个地下燃烧室为纵向设置且水平排列，另一个地下燃烧室为横向设置且设于纵向设置的两个地下燃烧室的下侧。

7.根据权利要求3或4所述竹屑的再利用系统，其特征在于：所述出油管与鼓风机的连接处设有收集槽，用于收集出油管处泄露的竹油。