CN1304532C - 一种利用农林废弃物制造机制木炭的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用农林固体废弃物制造机制木炭的方法。将粉碎过的农林废弃物为原料与木焦油按质量比为2～5∶1混合均匀，挤压成型，将成形后棒入炭化炉进行炭化反应，反应分三段完成，第一阶段升温至120℃，时间10-20分钟，第二阶段温度为120～350℃，时间220-240分钟，第三阶段温度为350～450℃，时间130-220分钟，炭化结束，得机制木炭。炭化炉产生的尾气通入燃烧室燃烧，为炭化炉升温提供热源，分解产生的木焦油返回混料。木炭得率为40-46%，能耗低，污染小。
Description
技术领域：本发明涉及一种机制木炭的制造方法
背景技术：机制木炭由于无烟、无味、无毒，可广泛应用于家庭取暖，烧烤食品，在工业上可作为钢铁冶炼、硅铁冶炼、铜冶炼过程中的还原剂和增炭剂，也可作为工业原料，深加工活性炭、炸药和二硫化炭等高附加值的化工产品。
目前机制木炭生产工艺有：朱华生的发明(中国发明专利：公开号：CN1229831，公开日：1999年9月29日)将原料分为碎料和块料，炭化后加入粘结剂挤压成型，最后烘干；李同奋的发明(中国发明专利：公开号：CN1092458A，公开日：1994年9月21日)将糠醛渣除去杂物后制棒机压制成糠醛渣棒，经过干燥和炭化，冷却后得到机制木炭，沈智杰的发明(中国发明专利：公开号：CN127268A，公开日：2001年1月10日)将甘蔗渣干燥、粉碎、热挤压成型和炭化后得到机制木炭，用于烧烤。第一种工艺的缺点是添加了水玻璃等粘结剂，增加了成本，发热量较低，导致机制炭灰分高，达不到国家标准，应用领域较窄；第二种和第三种的缺点是需要干燥，挤压成型设备的损耗大，能耗高，挤压成型设备的推进器和成型桶的寿命较短，平均每天更换或维修1次，即使目前进行了改进，其寿命也只能维持一周，并且更换和维修的操作复杂，同时这三种工艺对炭化过程中产生的烟气没有加以处理，直接排空，对环境的污染大，使得目前机制炭的生产只能在对环保要求不高的部分偏远农村进行。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种机制木炭的制造方法，以农林固体废弃物(亚麻屑、烟杆、甘蔗渣、木屑、核桃壳、椰子壳)为原料，将其粉碎后与木焦油混合均匀，在室温下挤压成型制成棒后，再装入炭化炉炭化，制成机制木炭；对炭化过程产生的烟气和液体进行回收。
本发明是通过下面的技术方案实现：
①将原料农林固体废弃物粉碎至粒径2mm以下；
②粉碎后的原料与木焦油按质量比为2～5∶1混合均匀；
③将混匀的物料挤压成型，成形后的物料为中空的棒，长40～60cm，外径5～7cm，内径1～2cm；
④将成形后棒入炭化炉进行炭化反应，反应分三段完成，第一阶段升温至120℃，时间10-20分钟，会释放出小分子量的化合物，包括H2O、CO和CO2等尾气；第二阶段温度为120～350℃，时间220-240分钟，纤维素和半纤维素大量分解，以及木质素的软化和分解，有炭和挥发性物质生成，纤维素和半纤维素的分解大部分生成挥发份；第三阶段温度为350～450℃，时间130-220分钟，发生木质素的分解以及C-H键的进一步破裂而继续挥发，炭化炉产生的尾气通入燃烧室燃烧为炭化炉升温提供热源；分解产生的可冷凝气体经冷凝后，水、木焦油和木醋液分为两层，上层是水和木醋液(密度为1.02～1.05g/cm3)，下层是木焦油(密度为1.06～1.15g/cm3)，分离后得到木焦油，剩余的固体物就是炭；
⑤在炭化结束后，进行封炉，冷却到常温出炉，得到机制木炭产品。
炭化炉可以1～5个并列，若炭化炉为1个，加温炭化产生的尾气进入燃烧室，燃烧后产生的高温尾气可以继续为炭化炉提供热量，若炭化炉为多个，则产生的尾气集中进入燃烧室，同时为多个炭化炉提供热量。
本发明专利同传统工艺相比较，具有以下优点：
①对于农林固体废弃物原料，省去了干燥工艺；
②成型过程采用添加木焦油挤压成型，降低了挤压成型设备的损耗和能耗，使挤压成型设备的寿命提高，同时提高了制棒的效率，达到每分钟2.5～3.5根，加入木焦油使得到的机制炭灰分减少，固定碳含量增加，热值增高，且炭化所产生的木焦油可以回收利用；
③炭化过程所用热源来源于炭化过程中产生的可燃性气体，减少了能耗，降低了生产成本20～30％；
④通过对炭化过程中烟气的综合利用，实现了炭化过程的烟气达标排放，解决了炭化过程污染严重的问题；
附图说明：图1是本发明工艺流程图
具体实施方式
实施例一
将1100kg亚麻屑粉碎，其粒径小于2mm；与木焦油按3∶1(质量比)均匀混合，在室温下入挤压成型，成型后炭棒尺寸为：长45cm，直径5.5cm，空心内径2cm，成型速度2.7根/min，装入炭化炉进行炭化，第一阶段温度为室温到120℃，时间10分钟；第二阶段温度为120～350℃，时间220分钟；第三阶段温度为350～435℃，时间200分钟。产物有炭和可燃的挥发性气体，可燃的挥发性气体通过燃烧室燃烧，为炭化炉升温提供热源。分解产生的气体中，水、木焦油和木醋液，通过分离，将木焦油返回参与混合成型。温度达到435℃炭化结束，封炉、冷却到室温得到机制木炭。得率为50％，按国家标准对样品进行测定其空气干燥基弹筒发热量为34MJ/kg，固定碳含量为78％。
实施例二
将1050kg烟杆废弃物粉碎，其粒径小于2mm；与木焦油(来源于炭化过程)按5∶1(质量比)混合，在室温下入挤压成型，成型后棒尺寸为：长50cm，外径6cm，内径1.5cm，成型速度2.8根/min，装入炭化炉进行炭化，第一阶段温度为室温到120℃，时间20分；第二阶段温度为350℃，时间240分钟；第三阶段温度为450℃，时间200分钟，炭化结束。产物有炭和可燃的挥发性气体，封炉、冷却到室温得到机制木炭。得率为46％，按国家标准对样品进行测定其空气干燥基弹筒发热量为33MJ/kg，固定碳含量为76％。
实施例三
将6500kg核桃壳粉碎，其粒径小于2mm；与木焦油(来源于炭化过程)按2∶1(质量比)混合，加入成型机中成型，成型后棒尺寸为：长55cm，外径7cm，内径1cm，成型速度2.5根/min；分装入5个炭化炉中，进行炭化，第一阶段温度为室温到120℃，时间18分；第二阶段温度为350℃，时间200分钟；第三阶段温度为450℃，时间220分钟。产出炭和可燃的挥发性尾气，可燃的挥发性气体通过燃烧室燃烧，为炭化炉升温提供热源。将木焦油返回参与混合成型。5个炭化炉产生的尾气集中通过燃烧室燃烧，为5个炭化炉升温提供热源，炭化结束，停止供热，封炉，冷却到室温，出炉，得到成品木炭。得率为46％，按国家标准对样品进行测定其空气干燥基弹筒发热量为38MJ/kg，固定碳含量为81％。
Claims (4)
1.一种利用农林固体废弃物制造机制木炭的方法，其特征在于：将原料农林固体废弃物粉碎至粒径2mm以下，粉碎后的原料与木焦油按质量比为2～5∶1混合均匀，将混匀的物料挤压成型，成形后的物料为中空的棒，将中空棒入炭化炉进行炭化反应，反应分三段完成，第一阶段升温至120℃，时间10-20分钟，第二阶段温度为120～350℃，时间220-240分钟，第三阶段温度为350～450℃，时间130-220分钟，炭化结束，得机制木炭。
2、根据权利要求1所述的一种利用农林固体废弃物制造机制木炭的方法，其特征在于：所述农林固体废弃物为亚麻屑、烟杆、甘蔗渣、木屑、核桃壳、椰子壳中的一种或几种。
3、根据权利要求1或2所述的一种利用农林固体废弃物制造机制木炭的方法，其特征是：炭化炉产生的尾气通入燃烧室燃烧为炭化炉升温提供热源。
4、根据权利要求1或2所述的一种利用农林固体废弃物制造机制木炭的方法，其特征在于：炭化炉为5个并联。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20070314 Termination date: 20100228 |