专利名称：一种将林业剩余物集约化生产和综合利用的方法
技术领域：
本发明涉及一种将林业剩余物集约化加工和综合利用的方法，特别是林业剩余物处理方法。属林业剩余物集约化加工技术领域。
背景技术：
云南省计划至2020年以前完成6000余万亩的中低产林改造工作。每年正常下达计划采伐指标为3000万立方米，其中商品材为1000万立方米。采伐和加工剩余物约为2000万吨，而全省剩余物综合利用项目只有纸浆、中纤板、小型机制木炭、活性炭。全部消化剩余物只有200余万吨的生产能力。这样，每年产生高达1800万吨的采伐和加工剩余物无力处理，同时，采伐剩余物还会对林场的再种植和抚育林木造成严重影响，使栽种效率降低和抚育间伐的林木无法消化，进而影响林木的正常生长，直接影响了林业资源良性生产和低产林改造的工作力度。另外，加工剩余物的抛洒和燃烧也给环境保护工作和森林防火安全造成了巨大的工作压力。本方法就是基于以上的工作矛盾所作的专项研究。与本发明相关的公开专利文献有:
一.公开号:CN101629083A
该发明涉及一种木材加工剩余物的处理方法、利用木材加工剩余物制备机制炭的方法和有该方法制备的机制炭。木材加工剩余物的处理方法包括将其进行炭化处理，得到炭和可燃气体，其中碳化处理的炭化温度为40(Γ900° C，炭化处理时间为0.5 4小时，炭化处理过程中每Ikg木材加工剩余物通入小于4 m3的空气。该处理方法，提高可木材加工剩余物的能源利用率，降低了对环境的污染；采用先炭化后成型的方式制备机制炭，可大大降低木废料直接压缩成型时的能耗，且 炭化彻底，点燃时无黑烟产生，机制炭的性能指标符合国家标准GB/T17664-1999 —级木炭的标准。二.公开号:CN1664065
该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，将成型后棒入炭化炉进行炭化反应，反应分为三段完成，第一阶段升温至120° C，时间1(Γ20分钟，第二阶段温度为120 350° C，时间220-240分钟，第三阶段温度为350 450° C，时间130-220分钟。炭化结束，得到机制木炭，木炭得率4(Γ46%。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，分解产生的木焦油反回混料；
三.公开号:CN1810928
该发明公开了一种生物质固化炭化气化综合应用方法，该制备工艺是:生物质原料是锯末、刨花、树枝、树干林业废弃物木质类原料，烘干，经分离器分离经炭化后挤压成型，可加工成低温普通机制木炭；炭化过程中，在温控作用下，还原、裂解，产生能量转换，逐步分离出含有一氧化碳、氢气、氧气、焦油的可燃混合气体是生物质燃气，经焦油净化装置处理后，便可使用。四.公开号:CN1944598该发明申请提供了一种生物质动力用炭的制备工艺及其在法典中的应用。该制备方法为:1.将生物质即秸杆，收集后晾晒、粉碎；2.粉碎后的生物质送入炭化池，进行炭化并除去其中的焦油；3.炭化后生成的生物质炭粉与黏结剂和掺料按重量分为:生物质炭粉70-80份，黏结剂10-15份，掺料10-15份比例充分搅拌混合；4.搅拌好的物料送成型机成型，制成生物质动力用炭；5.晾晒干燥后制得成品。
发明内容
本发明的目的在于克服并解决上述技术问题，提出一种将林业采伐和加工剩余物在小范围运输环境下通过本工艺的发明即可提高木材加工的利用率、生产出高质量的原生木炭和机制木炭、活性炭等高附加值产品，且节约了运费降低了成本、并对可燃气回收发电装置进行了产业化应用。本发明的目的在于提供一种解决林业剩余物集约化生产和综合利用的最佳方案
之一 。将林业剩余物集约化生产和综合利用的方法，其特征在于含有以下工艺步骤:
a)将采伐剩余物加工成规格材:
b)将采伐剩余物和加工剩余物粉碎、蒸煮、热磨；
c)将干燥后的纤维通过专用制棒机制成所需规格材料；
d)将所制棒料通过高温高效环保炭化炉完成炭化工艺，加工成灰分低、含碳量高的高温木炭；
e)将一部分剩余物粉碎后通过燃烧经可燃气回收发电装置发电；
f)将制炭加热过程回收的可燃气回收发电；
g)将剩余物燃烧制气的剩余炭化物回收，得到物理法活性炭转化原材料；
h)完成炭化后，将热交换出来的热水循环应用:在冷却炭化炉的过程可将冷却用水循环使用，得到持续热源。所述的步骤(a)将采伐剩余物加工成规格材是指:将林业剩余物可加工成规格材的材料选出后，用原木多片锯、定宽机、断料锯加工出市场所需的规格材，Φ 6cnT Φ 8cm的木材出材率可达40°/Γ45%并得到加工剩余物。所述的步骤(b)将采伐剩余物和加工剩余物粉碎、蒸煮、热磨是指:将采伐剩余物和加工剩余物通过削片机粉碎得到2cnT5Cm的木片，再经蒸煮、热磨工艺得到8(Γ200目的纤维，再经过干燥机，得到含水率10°C 14°C的干燥纤维。所述的步骤(C)将干燥后的纤维通过专用制棒机制成所需规格材料是指:将干燥后的纤维:Α.预压后经液压制棒机得到Φ 50cm Φ 200cm,密度在1.1 1.8 g/cm3的棒料，B.经热压式制棒机得到Φ 50cm Φ 200cm,密度在1.1~1.8 g/cm3的棒料。所述的干燥机为热风管道式、滚筒式或转子式。与传统剩余物的加工和生产工艺相比较，本发明具有如下优点:
1.对林业剩余物进行了集约化生产和加工。2.对于曾经丢弃在林地及加工厂的采伐剩余物和加工剩余物得到了充分利用。3.将生物质固化达到量产，有力地支撑了下一步产业化发展及工业化的生产；
4.节约和降低了运费成本。
5.使木炭和机制木炭生产周期大幅减少并形成工业化生产；
6.大幅提高烧制机制木炭原料的密度，使之为下一步高温木炭工业化生产奠定了基
础；
7.将高温木炭的生产形成工业化，为提高金属冶炼工艺水平和质量奠定了工业化基础，解决了企业使用焦炭带来的硫、磷杂质去除工艺的世界性难题。8.降低了高耗能产品的生产耗能，将物理法活性炭的成本降到了最低。9.真正将可燃气回收发电技术应用到产业化生产当中。10.契合了循环经济、低碳环保的发展理念。本方法单独相比纸浆、中纤板、机制木炭、活性炭等项目，优点是:对比纸浆、中纤板项目:1.投入少、资本 回收快。2对原材料要求少、需求量小，能充分快捷地组织原材料供应，原材料采集范围大。3.生产过程无污染。4.下游产品附加值高。本方法单独相对比机制木炭和活性炭项目本方法单独相比:1.结束了作坊式机制木炭的生产，将机制木炭的生产形成工业化。2.将高温炭的生产形成工业产业化。特点:成本低、生产效率高。结束了现有机制木炭无法炼制高温炭的现状。3.使物理法活性炭形成无污染的规模化生产。此外，相比中纤板、刨花板、纸浆、机制木炭等项目，本发明的优点还在于:更有效地利用了林业采伐剩余物及木材加工废弃物，并节能环保地生产出需要高耗能方能加工生产的高附加值终端产品；将生物质固化达到量产，有力地支撑了下一步产业化发展及工业化的生产；使木炭和机制木炭生产周期大幅缩短并形成工业化生产；大幅提高烧制机制木炭原料的密度，使之为下一步高温木炭工业化生产奠定了基础；将高温木炭的生产形成工业化。为冶炼企业提供质量稳定、含碳量高、杂质少的木炭奠定了工业化基础。使去除钢材中硫、磷等杂质不再成为难题。真正将可燃气回收发电技术应用到产业化生产当中。将燃气回收发电装置的炭化物回收转化物理法活性炭。本发明下游产品有:规格木材、木片、木粉、炭棒、白炭(高温炭)、活性炭及木焦油、木醋液、发电并网、碳汇概念销售等。
图1为本发明技术方案的工艺流程图。
具体实施例方式本发明通过以下九个步骤，各自完成全套生产工艺，获得不同的产品:
(I)采伐剩余物和加工剩余物及其他生物质原料的采集:将采伐剩余物和加工剩余物及其他生物原材料从林区或农区及加工场地将原材料运至项目地点，选出可以加工的林业剩余物，加工得到规格木材和剩余物。(2)将采伐剩余物和加工剩余物粉碎、蒸煮、热磨，得到木片和木纤维。(3)将一部分剩余物燃烧.得到可燃气体、木焦油、木醋液和炭化物。
(4)将木纤维加工成高密度棒料或其他固体状态，通过专用机器得到制炭原材料。(5)将固化后的材料完成炭化工艺，通过高温高效环保炭化炉。(6)完成炭化后将热交换出来的热水循环应用:在冷却炭化炉的过程可将冷却用水循环使用，得到持续热源。(7)将炭化过程产生的气体回收:进入第三步工艺。(8)将可燃气回收发电:冷却可燃气得到木焦油、木醋液；净化可燃气后引入燃气发电机发电。(9)将剩余物燃烧制气的剩余炭化物回收:得到物理法活性炭转化原材料。实施例1:
将采伐剩余物加工成规格材。将林业剩余物可加工成规格材的材料选出后，用原木多片锯、定宽机、断料锯加工出市场所需的规格材，Φ 6cnT Φ 8cm的木材出材率可达40°/Γ45%，并得到加工剩余物。将采伐剩余物和加工剩余物粉碎、蒸煮、热磨。将采伐剩余物和加工剩余物通过削片机粉碎得到2cnT5Cm的木片，再经蒸煮、热磨工艺得到8(Γ200目的纤维，再经过干燥机(热风管道式、滚筒式、转子式)得到含水率10° 14°的干燥纤维。将干燥后的纤维通过专用制棒机制成所需规格材料。将干燥后的纤维:Α.预压后经液压制棒机得到# 50cnT Φ 200cm,密度在1.]Λ .8 g/cm3的棒料。B.经热压式制棒机得到 Φ 50cnT Φ 200cm，密度在 1.Γ .8 g/cm3 的棒料。
将所制棒料通过高温高效环保炭化炉完成炭化工艺，加工成灰分低、含碳量高的高温木炭。传统的木炭烧制有土窑和机制窑两类，因其为点火自燃且密封不严，温度低(250° (Γ400° C)不好控制，容易使炭过烧和氧化，得炭率低(65 75%)、灰分和杂质高，一些烧制中温木炭(450° (T650° C)的炭窑只有30%左右可以达到质量要求，且含碳量低，闷窑、出窑周期长，无法形成高温(850° (Tll00° C)木炭。本发明使用的炭炉以回收可燃气发电为能源，由炉台、加热罩、内罩、冷却罩、排气管道、控制系统及其他配套设施组成。直接将传统的木炭烧制工艺优化成可支撑工业化生产的先进工艺。将一部分剩余物粉碎后通过燃烧经可燃气回收发电装置发电，可保证连续8000小时以上工作。目前比较成熟是直接燃烧技术和物化转换技术，直接燃烧技术主要适用于大规模的生物质利用项目，具有代表意义的生物质锅炉炉型是丹麦BWE (水冷振动炉排)技术和Foster wheler (福特惠勒)的循环流化床锅炉技术,主要在瑞典、丹麦等多森林国家进行了应用。其主要原因是这些国家生物质能源集中，主要以木屑、树皮等林业废弃物为主，它主要优点是效率高，可实现工业化生产。1.将制炭加热过程回收的可燃气回收发电。2.将剩余物燃烧制气的剩余炭化物回收:得到物理法活性炭转化原材料。3.将完成炭化后，将热交换出来的热水循环应用:在冷却炭化炉的过程可将冷却用水循环使用，得到持续热源。以上所有加工生产的设备及工艺方法均由昆明顺祥赛特工贸有限责任公司提供。
权利要求
1.一种将林业剩余物集约化生产和综合利用的方法，其特征在于含有以下工艺步骤: a)将采伐剩余物加工成规格材: b)将采伐剩余物和加工剩余物粉碎、蒸煮、热磨； c)将干燥后的纤维通过专用制棒机制成所需规格材料； d)将所制棒料通过高温高效环保炭化炉完成炭化工艺，加工成灰分低、含碳量高的高温木炭； e)将一部分剩余物粉碎后通过燃烧经可燃气回收发电装置发电； f)将制炭加热过程回收的可燃气回收发电； g)将剩余物燃烧制气的剩余炭化物回收，得到物理法活性炭转化原材料； h)完成炭化后，将热交换出来的热水循环应用:在冷却炭化炉的过程可将冷却用水循环使用，得到持续热源。
2.根据权利要求1所述的将林业剩余物集约化生产和综合利用的方法，其特征在于:所述的步骤(a)将采伐剩余物加工成规格材是指:将林业剩余物可加工成规格材的材料选出后，用原木多片锯、定宽机、断料锯加工出市场所需的规格材，f 6cnT Φ 8cm的木材出材率可达40% 45%并得到加工剩余物。
3.根据权利要求1所述的一种将林业剩余物集约化生产和综合利用的方法，其特征在于:所述的步骤(b)将采伐剩余物和加工剩余物粉碎、蒸煮、热磨是指:将采伐剩余物和加工剩余物通过削片机粉 碎得到2cnT5Cm的木片，再经蒸煮、热磨工艺得到8(Γ200目的纤维，再经过干燥机，得到含水率10°C 14°C的干燥纤维。
4.根据权利要求1所述的将林业剩余物集约化生产和综合利用的方法，其特征在于:所述的步骤(c)将干燥后的纤维通过专用制棒机制成所需规格材料是指:将干燥后的纤维:Α.预压后经液压制棒机得到Φ 50cm Φ 200cm,密度在1.1 1.8 g/cm3的棒料，B.经热压式制棒机得到f 50cnT Φ 200cm,密度在1.1^1.8 g/cm3的棒料。
5.根据权利要求1或4所述的将林业剩余物集约化生产和综合利用的方法，其特征在于:所述的干燥机为热风管道式、滚筒式或转子式。
全文摘要
本发明公开一种将林业剩余物集约化生产和综合利用的方法，以提高木材加工的利用率、生产出高质量的原生木炭和机制木炭、活性炭等附加值高的产品，节约运费降低了成本、并对可燃气回收发电装置进行了产业化应用。本发明特征含有以下工艺步骤a)将采伐剩余物加工成规格材，b)将采伐剩余物和加工剩余物粉碎、蒸煮、热磨，c)将干燥后的纤维通过专用制棒机制成所需规格材料，d)将所制棒料通过高温高效环保炭化炉完成炭化工艺,e)将一部分剩余物粉碎后通过燃烧经可燃气回收发电装置发电，f)将制炭加热过程回收的可燃气回收发电，g)将剩余物燃烧制气的剩余炭化物回收，h)完成炭化后，将热交换出来的热水循环应用。
文档编号C10B57/10GK103173232SQ20121050000
公开日2013年6月26日 申请日期2012年11月30日 优先权日2012年11月30日
发明者徐学冬 申请人:徐学冬