专利名称：木材制炭自动生产线及生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及木材炭化生产设备及生产工艺方法，特别是涉及一种木材制炭自动生产线及生产工艺。
背景技术：
目前国内木炭的生产设备简陋和生产工艺落后，对环境的污染较为严重，生产出 的木炭制品质量不稳定性，其原因主要有两个其一，在生产设备方面，绝大部分都是利用 土窑、闷烧窑和机械窑进行生产，土窑、闷烧窑的缺点是气体和液体难收集，对周边环境影 响大，工人劳动环境恶劣，能耗大，生产出的木炭的质量不稳定，生产周期长及生产的产能 小，而机械窑最大的缺点就是能耗大，单炉生产能力小，用燃料作为助燃剂不但增加成本， 而且产生的尾气难处理，如果用电加热会导致成本增加，经济效益低；其二，在生产工艺方 面，土窑、闷烧窑基本上是靠工人师傅的经验来控制木炭质量，经验不足的操作工人常常由 于时间和火候控制不当，得不到合格的木炭，有的木材甚至全部烧成灰了，最终导致木炭的 产品质量不稳定。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中生产木炭时存在污染大、能耗高、效率低和质 量不稳定的缺点，提供一种环保、高效、节能的木材制炭自动生产线及生产工艺。为达到上述目的，本发明通过下述技术方案实现的。木材制炭自动生产线包括复数个木材车、木材车输送机、干燥窑、拉车机、拖车机、 中转室、顶车机、炭化窑、冷却窑和出炭输送机，顶车机、中转室、炭化窑、冷却窑和出炭输送 机依次连接，拉车机、干燥窑和木材车输送机依次相连，拖车机穿过中转室把干燥窑与炭化 窑连接，木材车输送机和出炭输送机通过拖车机相连，木材车在干燥窑、中转室、炭化窑和 冷却窑中的轨道上移动，其结构要点为还包括烟气除尘回收装置，干燥窑通过烟气除尘回 收装置与炭化窑连接，木材在炭化窑内炭化产生的烟气通过烟气除尘回收装置进行除尘分 离再燃烧，产生的热气输入干燥窑对木材进行干燥。这样，木材车上的木材在炭化窑内炭化后，通过顶车机推入冷却窑，通过冷却窑使 木炭冷却，冷却后的木炭通过出炭输送机把木材车从冷却窑内拔出，成品木炭在出炭输送 机区段卸下，拖车把空的木材车拖送到木材车输送机上，木材装上木材车后，木材输送机把 木材车输送到干燥窑内，木材在炭化窑内炭化产生的烟气通过烟气除尘回收装置把烟气进 行除尘，分离，燃烧，产生的热气输入干燥窑对木材车上的木材进行干燥，拉车机把干燥后 的木材从干燥窑内拉出，通过拖车机把木材车拖运至中转室，最后，通过顶车机把干燥后的 木材车顶入炭化窑内进行炭化，如此循环往复，完成木炭的生产，在此整个的木炭生产过程 中，通过机械化操作实现生产的自动化，降低了劳动强度，提高了制炭的生产效率和产品质 量，同时，木材炭化产生的烟气通过除尘、分离和燃烧，燃烧产生的热气对炭化前的木材进 行干燥，减少了环境污染，节省了制炭过程中的能源消耗。
本发明的烟气除尘回收装置的结构可以具体为 烟气除尘回收装置包括两级除尘器，冷凝设备，吸风机，混合燃烧室和管路，两级 除尘器的一端通过管路与炭化窑的木材车入口端连接，另一端与冷凝设备相连，冷凝设备 与吸风机和燃烧室依次相连，燃烧室通过管路与干燥窑的木材车的出口端相连，这样，与从 炭化窑通过管路引出的热烟气经过两级除尘器除尘，洁净的热烟气经冷凝设备分离出木醋 液和木焦油，冷却后的洁净烟气由吸风机导出，通过管路输入混合燃烧室，烟气中的木煤气 在混合燃烧室内燃烧产生热气，热气通过管路输进入干燥窑内烘干木材，以利于木材在炭 化窑中炭化，吸风机配有变频调节装置，实现对工作吸风机的运转的调节。炭化窑的两侧壁上设置有进氧控制装置、测温装置、观察窗、出口和进口设有炭化 窑升降门，防止木材在炭化过程中损失能量，内部地面设置钢轨道，木材车在钢轨上，炭化 窑木材车入口端设置有顶车机，将木材车顶入炭化窑，炭化窑的木材车出口端与冷却窑相 连。冷却窑与炭化窑相连，它们之间设有碳化窑升降门，冷却窑内设有喷水装置，喷水 装置通过喷水泵与储水罐相连，储水罐内储存有冷却用水，储水罐上设置液位计、出口阀 门，由喷水泵增压后向冷却窑内的喷水装置供水，冷却窑的出口设有冷却窑升降门，煅烧好 的木炭通过碳化窑升降门进入冷却窑，在密闭室内喷水隔氧降温，合格的木炭通过出炭输 送机从冷却窑内输出。出炭输送机包括轨道和拔车机，木材车上的木材经炭化窑炭化成木炭，经冷却窑 冷却，冷却窑冷却后的木炭车通过拔车机拔出，在此区段成品木炭被卸下，空的木材车通过 拖车机运送到木材输送机上。中转室设置在炭化窑的木材车入口处，中转室的入口设有中转室升降门，中转室 下通过拖车机，经干燥窑干燥后的木材车通过拖车机穿过中转室，通过推车机把木材车推 入炭化窑，木材车推入炭化窑时，关闭中转室入口处的中转室升降门，当打开炭化窑入口处 的碳化窑升降门时，保证炭化窑的升降门打开时减少炭化窑内的能量损失。干燥窑的两侧壁上设置有干燥窑测温装置、导入管、导出管，干燥窑的进出口都有 干燥窑升降门，内部地面设置钢轨道，干燥窑的出口端设置有拉车机，将木材车通过钢轨道 转至拖车并进入中转室，干燥窑的入口端设有木材车输送机。木材车输送机包括轨道和推车机，木材车放置在轨道上，木材在此区段被放置在 木材车上，通过推车机把装满木材的木材车推入干燥窑内进行干燥预处理。木材制炭自动生产线的生产工艺过程如下将收集来的一种去皮木材按照长度切断成尺寸为200-500mm，相对含水率为小于 20%的木材码放在木材车上，分别在干燥窑、炭化窑和冷却窑经过干燥、预炭化、炭化、煅 烧、冷却五个阶段，从而达到产品粒度在50-150mm之间的合格木炭。在干燥窑干燥3至4 小时，木材温度在150°C以下是干燥阶段，在炭化窑内预炭化4至5小时，温度在150°C至 270°C之间是预炭化阶段，炭化时间2至3小时，温度在275°C至650°C之间是炭化阶段，煅 烧时间2至3小时，温度在650°C至700°C之间是煅烧阶段，在冷却窑内冷却4至5小时，在 冷却窑的出口时温度为60°C至70°C是冷却阶段，出窑后冷却到30°C至50°C时进行卸炭和 包装。在木材车输送机区段将木材装入木材车上后通过木材车输送机把木材车送入干燥窑内，关闭干燥窑的前后升降门，木材在炭化窑内炭化产生的烟气通过烟气除尘回收装 置把烟气进行除尘，分离，再燃烧，产生的热气输入干燥窑对木材车上的木材进行干燥，拉 车机把干燥后的木材车从干燥窑内拉出，开启中转室的升降门，通过拖车机把木材车拖运 至中转室，关闭中转室升降门，最后，打开炭化窑的进出口升降门，通过顶车机把干燥后的 一辆木材车顶入炭化窑内，同时煅烧完成的木材车推入冷却窑中，一进一出，然后再关闭进 出口升降门，刚进入炭化窑内的木材进行预炭化、炭化和煅烧，整个过程在封闭的炭化窑内 进行，可以减少能量损失，大大缩短生产周期，提高生产能力，炭化后的木材车在冷却窑内 经过喷水装置的喷水冷却到温度为60°C至70°C，通过出炭输送机把木材车从冷却窑内拔 出，最后温度降至30°C至50°C时进行卸炭和包装，卸空的木材车通过拖车机拖送到木材车 输送机区段进行木材的码放，如此循环往复，完成木炭的生产。
综上所述，本发明相比现有技术具有以下优点木材在炭化过程中产生的烟气经 过除尘、回收和再利用，有效的节约了能耗，无污染排放，在生产过程中不需要外加热源， 节能环保，同时，木材制炭生产完全通过机械化操作，实现自动化的生产，整条生产线结构 简单，操作环境好，大大降低了工人的劳动强度，生产线生产效率高，一条生产线年产达 1000 10000吨，室温条件下装卸料，木材炭化均勻，制出的木炭质量高。
图1是本发明的平面布置结构示意图。图中1.木材车，2.木材车输送机，21.输送轨道，22.推车机，3.干燥窑，31.干燥 窑测温装置，32.导入管，33.导出管，34.干燥窑升降门，4.拖车机，5.中转室，51.中转室 升降门，6.炭化窑，61.进氧控制装置，62.测温装置，63.观察窗，64.炭化窑升降门，7.冷 却窑，71.喷水装置，72.喷水泵，73.储水罐，74.冷却窑升降门，8.出炭输送机，81.轨道， 82.拔车机，9.烟气除尘回收装置，91.两级除尘器，92.冷凝设备，93.吸风机，94.混合燃 烧室，95.管路，10.拉车机，11.顶车机。
具体实施例方式参照图1，木材制炭自动生产线包括复数个木材车1、木材车输送机2、干燥窑3、拉 车机10、拖车机4、中转室5、顶车机11、炭化窑6、冷却窑7和出炭输送机8，顶车机11、中转 室5、炭化窑6、冷却窑7和出炭输送机8依次连接，拉车机10、干燥窑3和木材车输送机2 相连，拖车机4穿过中转室5把干燥窑3与炭化窑6连接，木材车输送机2和出炭输送机8 通过拖车机4相连，木材车1在干燥窑3、中转室5、炭化窑6和冷却窑7中的轨道上移动， 其结构要点为还包括烟气除尘回收装置9，干燥窑3通过烟气除尘回收装置9与炭化窑6 连接，木材在炭化窑6内炭化产生的烟气通过烟气除尘回收装置9进行除尘分离再燃烧，产 生的热气输入干燥窑3对木材进行干燥。烟气除尘回收装置9包括两级除尘器91，冷凝设备92，吸风机93，混合燃烧室94 和管路95，两级除尘器91的一端通过管路95与炭化窑6的木材车1入口端连接，另一端与 冷凝设备92相连，冷凝设备92与吸风机93和混合燃烧室94依次相连，混合燃烧室94通 过管路95与干燥窑3的导入管32相连，这样，从炭化窑6中通过管路95引出的热烟气经 过两级除尘器91除尘，洁净的热烟气经冷凝设备92分离出木醋液和木焦油，冷却后的洁净烟气由吸风机93导出，通过管路95输入混合燃烧室94，烟气中的木煤气在混合燃烧室94内燃烧产生热气，热气通过管路95和导入管32输进入干燥窑3内烘干木材，干燥后的木材 以利于在炭化窑6中炭化，吸风机93配有变频调节装置，实现对工作吸风机93的运转的调 节。炭化窑6的两侧壁上设置有进氧控制装置61、测温装置62、观察窗63、出口和进口 设有炭化窑升降门64，木材在炭化过程中，炭化窑升降门64关闭，防止木材在炭化过程中 损失能量，内部地面设置钢轨道，木材车1在钢轨上移动，炭化窑6的木材车入口端设置有 顶车机11，将木材车1顶入炭化窑6，炭化窑6的木材车出口端与冷却窑7相连。冷却窑7与炭化窑6相连，冷却窑7内设有喷水装置71，喷水装置71通过喷水泵 72与储水罐73相连，储水罐73内储存有冷却用水，设置液位计、出口阀门，由喷水泵72增 压后向冷却窑7内的喷水装置71供水，冷却窑7的出口设有冷却窑升降门74，在炭化窑6 内煅烧好的木炭通过炭化窑升降门64进入冷却窑7，在密闭冷却窑7内喷水隔氧降温，合格 的木炭通过出炭输送机8从冷却窑7内输出。出炭输送机8包括轨道81和拔车机82，木材车1上的木材经炭化窑6炭化成木 炭，经冷却窑7冷却，冷却窑7冷却后的木炭车通过拔车机82拔出，在此区段成品木炭被卸 下，空的木材车1通过拖车机4运送到木材车输送机2上。中转室5设置在炭化窑6的木材车1入口处，中转室5的入口设有中转室升降门 51，中转室5下穿过一辆拖车机4，经干燥窑3干燥后的木材车1上的木材通过拖车机4穿 过中转室5，通过顶车机11把木材车1推入炭化窑6，木材车1顶入炭化窑6时，关闭中转 室5入口处的中转室升降门51，打开炭化窑6入口处的炭化窑升降门64，保证炭化窑升降 门64打开时减少炭化窑6内的能量损失。干燥窑3的两侧壁上设置有干燥窑测温装置31、导入管32、导出管33，干燥窑3的 进出口都有干燥窑升降门34，内部地面设置钢轨道，干燥窑3的木材车1出口端设置有拉车 机10，将木材车1拉出干燥窑3，通过拖车机4的运送进入中转室5，干燥窑3的入口端设有 木材车输送机2，烟气除尘回收装置9产生的热气，通过导入管32导入干燥窑3，对木材进 行干燥，产生的湿气通过导出管33排出。木材车输送机2包括输送轨道21和推车机22，木材车1放置在输送轨道21上，木 材在此区段被码放在木材车1上，通过推车机22把装满木材的木材车1推入干燥窑3内进 行干燥预处理。木材制炭的具体生产工艺过程如下将收集来的一种去皮硬质杂木按照长度切断成尺寸为200-500mm，相对含水率为 小于20%的硬质杂木码放在木材车1上，分别在干燥窑3、炭化窑6和冷却窑7经过干燥、预 炭化、炭化、煅烧、冷却五个阶段的处理，从而达到产品粒度在50-150mm之间的合格木炭。在木材车输送机2区段将硬质杂木码放在木材车1上后通过木材车输送机2把 木材车1送入干燥窑3内，关闭干燥窑3的前后干燥窑升降门34，硬质杂木在炭化窑6内 炭化产生的烟气通过管路95引出的热烟气经过两级除尘器91除尘，洁净的热烟气经冷凝 设备92分离出木醋液和木焦油，冷却后的洁净烟气由吸风机93导出，通过管路95输入混 合燃烧室94，烟气中的木煤气在混合燃烧室94内燃烧产生热气，热气通过管路95和导入 管32输进入干燥窑3内烘干硬质杂木，硬质杂木在干燥窑3内在温度150°C以下干燥3至4小时，干燥后的硬质杂木以利于在炭化窑6中炭化，吸风机93配有变频调节装置，对吸风机93的运转的进行调节，与干燥窑测温装置31相配合，实现对干燥窑3内温度的控制，干 燥硬质杂木产生的湿气通过导出管33排出，拉车机10把干燥后的硬质杂木从干燥窑3内 拉出，开启中转室5的中转室升降门51，通过拖车机4把木材车1拖运至中转室5，关闭中 转室升降门51，最后，通过顶车机11把干燥后的木材车1顶入炭化窑6内进行预炭化，在 炭化窑内预炭化4至5小时，温度在150°C至270°C之间，接着进行炭化，炭化时间2至3小 时，温度在275°C至650°C之间，最后进行煅烧，煅烧时间2至3小时，温度在650°C至700°C 之间，在预炭化、炭化和煅烧过程中，通过炭化窑6的进氧控制装置61、测温装置62、观察窗 63来调节窑内各区段的温度，以保证木炭质量，煅烧结束时，打开炭化窑6的进出口的炭化 窑升降门64，通过顶车机11将一辆经过干燥的木材车1顶入炭化窑6中，煅烧完成后的一 辆木材车1顶入冷却窑7中，一进一出，然后再关闭进出口炭化窑升降门64，可以减少能量 损失，大大缩短生产周期，提高生产能力，炭化后的木材车1在冷却窑7内经过喷水装置71 的喷水冷却，冷却4至5小时温度降为60°C至70°C时，冷却窑升降门74打开，通过出炭输 送机8的拔车机82把木材车1从冷却窑7内拔出，在出炭输送机8的轨道81上木炭的温 度降至30°C至50°C时进行卸炭和包装，卸空的木材车1通过拖车机4拖送到木材车输送机 2区段进行硬质杂木的码放，如此循环往复，完成木炭的自动化生产。
本发明未述部分与现有技术相同。
权利要求
木材制炭自动生产线，包括复数个木材车(1)、木材车输送机(2)、干燥窑(3)、拉车机(10)、拖车机(4)、中转室(5)、顶车机(11)、炭化窑(6)、冷却窑(7)和出炭输送机(8)，顶车机(11)、中转室(5)、炭化窑(6)、冷却窑(7)和出炭输送机(8)依次连接，拉车机(10)、干燥窑(3)和木材车输送机(2)相连，拖车机(4)穿过中转室(5)把干燥窑(3)与炭化窑(6)连接，木材车输送机(2)和出炭输送机(8)通过拖车机(4)相连，木材车(1)在干燥窑(3)、拖车机(4)、炭化窑(6)和冷却窑(7)中的轨道上移动，其特征在于，还包括烟气除尘回收装置(9)，干燥窑(3)通过烟气除尘回收装置(9)与炭化窑(6)连接，木材在炭化窑(6)内炭化产生的烟气通过烟气除尘回收装置(9)进行除尘分离再燃烧，产生的热气输入干燥窑(3)对木材进行干燥。
2.根据权利要求1所述的木材制炭自动生产线，其特征在于，烟气除尘回收装置(9)包 括两级除尘器(91)，冷凝设备(92)，吸风机(93)，混合燃烧室(94)和管路(95)，两级除尘 器(91)的一端通过管路(95)与炭化窑(6)的木材车(1)入口端连接，另一端与冷凝设备 (92)相连，冷凝设备(92)与吸风机(93)和混合燃烧室(94)依次相连，混合燃烧室(94)通 过管路(95)与干燥窑(3)相连。
3.根据权利要求2所述的木材制炭自动生产线，其特征在于，吸风机(93)配有变频调 节装置，变频调节装置对吸风机(93)的运转进行调节。
4.根据权利要求1所述的木材制炭自动生产线，其特征在于，炭化窑(6)的两侧壁上设 置有进氧控制装置(61)、测温装置(62)、观察窗(63)、出口和进口设有炭化窑升降门(64)， 内部地面设有钢轨道。
5.根据权利要求1所述的木材制炭自动生产线，其特征在于，冷却窑(7)内设有喷水装 置(71)，喷水装置(71)通过喷水泵(72)与储水罐(73)相连，储水罐(73)内储存有冷却用 水，由喷水泵(72)增压后向冷却窑(7)内的喷水装置(71)供水，冷却窑(7)的出口设置有 冷却窑升降门(74)，内部地面设有钢轨。
6.根据权利要求1所述的木材制炭自动生产线，其特征在于，干燥窑(3)的两侧壁上设 置有干燥窑测温装置(31)、导入管(32)和导出管(33)，干燥窑(3)的进出口都设有干燥窑 升降门(34)，内部地面设有钢轨。
7.木材制炭自动生产线的生产工艺，其特征在于，去皮硬质杂木按照长度切断成尺寸 为200至500mm，其相对含水率为小于20 %，硬质杂木码放在木材车(1)上，分别在干燥窑 (3)经过干燥处理，在炭化窑(6)经过预炭化、炭化和煅烧处理，炭化窑(6)内产生的烟气通 过烟气除尘回收装置(9)进行除尘、分离和再燃烧，产生的热气输入干燥窑(3)对硬质杂木 进行干燥，在冷却窑(7)内进行冷却处理，从而达到产品粒度在50-150mm之间的合格木炭。
8.根据权利要求7所述的木材制炭自动生产线的生产工艺，其特征在于，硬质杂木在 炭化窑(6)内炭化产生的烟气通过烟气除尘回收装置(9)除尘冷却分离出木醋液和木焦 油，剩余气体再燃烧产生热气，把热气输进入干燥窑(3)内烘干硬质杂木。
9.根据权利要求7所述的木材制炭自动生产线的生产工艺，其特征在于，硬质杂木在 干燥窑(3)内在温度150°C以下干燥3至4小时。
10.根据权利要求7所述的木材制炭自动生产线的生产工艺，其特征在于，硬质杂木在 炭化窑内预炭化4至5小时，温度控制在150°C至270°C之间，炭化时间2至3小时，温度控 制在275°C至650°C之间，煅烧时间2至3小时，温度控制在650°C至700°C之间。
11.根据权利要求7所述的木材制炭自动生产线的生产工艺，其特征在于，煅烧好的木 炭，在冷却窑(7)内冷却4至5小时温度降为60°C至70°C。
全文摘要
本发明涉及木材炭化生产设备及生产工艺方法，特别是涉及一种木材制炭自动生产线及生产工艺，自动生产线包括复数个木材车、木材车输送机、干燥窑、拉车机、拖车机、中转室、顶车机、炭化窑、冷却窑和出炭输送机，还包括烟气除尘回收装置，炭化窑内产生的烟气通过烟气除尘回收装置进行除尘分离再燃烧，产生的热气输入干燥窑干燥木材，木材经过干燥、预炭化、炭化、煅烧、冷却五个阶段的处理生成优质木炭，整条生产线实现机械化操作，自动化程度高，操作环境好，大大降低了工人的劳动强度，生产效率高，一条生产线年产达1000～10000吨，室温条件下装卸料，无污染排放，在生产中不需要外加热源，节能环保，木材炭化均匀，制出的木炭质量高。
文档编号C10B57/10GK101805626SQ201010149310
公开日2010年8月18日 申请日期2010年4月19日 优先权日2010年4月19日
发明者周建斌, 张西进, 王宇宏, 郭晓飞 申请人:洛阳龙羽圣扬投资有限公司