一种节能竹炭烧制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及到一种节能竹炭烧制系统，包括由炉窑和可拆卸设置在所述炉窑内的炭化釜所构成的烧制器，所述炭化釜的顶部设有温度计和排气口，其特征在于所述排气口通过排气管道连接过滤器的入口，所述过滤器的底部设有液相出口，所述过滤器的顶部设有气相管道，该气相管道连接燃气再分配装置，该燃气再分配装置通过送气管道连接所述炉窑的燃烧室；所述送气管道上均设有流量控制阀门。本实用新型将竹材烧制过程中所产生的燃气分离后做为后续工序的燃料，既省去了蒸馏物的再处理工序，同时又提供了竹炭烧制所需的燃料，节能且环保。
【专利说明】一种节能竹炭烧制系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及到竹炭烧制装置，具体指一种节能竹炭烧制系统。
【背景技术】
[0002]竹炭是以至少五年生高山毛竹为原料，经近千度高温烧制而成的一种炭。竹炭具有多孔结构，其分子细密多孔，质量坚硬。有很强的吸附能力，能净化空气、消除异味、吸湿防霉、抑菌驱虫。与人体接触能去湿吸汗，促进人体血液循环和新陈代谢，缓解疲劳。经科学提炼加工后，已广泛应用于日常生活中。竹炭由于原材料独特，且经特殊工艺加工而成，其具有许多令人意想不到的功效，在农业、材料工业、建筑装璜、环境保护、医药卫生、净化空气等方面，都有着广泛的用途。
[0003]竹炭的制备方法主要有两种，干馏热解法和土窑烧制法。
[0004]其中土窑烧制法是采用燃料直接加热方式，即窑口由燃料燃烧产生的热量上升到窑顶后，向窑内扩散，其中大部分热气流在上层流动，小部分热量向四周辐射，由上往下缓慢干燥并达到预炭化；燃烧窑内部分竹材使窑内温度继续升高，除去挥发性物质,此时窑内烟气循环流动，各点热量和温度基本均匀，完成炭化和精炼阶段，得到结构致密的竹炭。
[0005]由于竹子的炭化温度很高，需要在接近1000°C的条件下完成整个烧制过程，因此需要耗费的燃料很多，燃料部分在生产成本中占据了很大的比例。
【发明内容】
[0006]本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种基本上不需要消耗外界能源的节能竹炭烧制系统。
[0007]本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为:该节能竹炭烧制系统，包括由炉窑和可拆卸设置在所述炉窑内的炭化釜所构成的烧制器，所述炭化釜的顶部设有温度计和排气口，其特征在于所述排气口通过排气管道连接过滤器的入口，所述过滤器的底部设有液相出口，所述过滤器的顶部设有气相管道，该气相管道连接燃气再分配装置，该燃气再分配装置通过送气管道连接所述炉窑的燃烧室；所述送气管道上均设有流量控制阀门。
[0008]使用上述节能竹炭烧制系统的竹炭烧制工艺，其特征在于包括下述步骤:
[0009]I)预热工序
[0010]向所述炉窑的燃烧室中添加外界燃料，燃料燃烧将所述炭化釜内的竹材加热至180?280°C，蒸制出竹醋液；
[0011]2)加热蒸馏工序
[0012]对蒸制出竹醋液后的竹材继续加热，用3.5?4小时将炭化釜内的竹材匀速升温至650?700°C，对炭化釜内的竹材进行加热蒸馏，所生成的气相产物从所述的排气口排出，经排气管道送至过滤器中进行气液分离，过滤分离出液相，得到的气相经送气管道送回所述的炉窑内做为燃料继续加热所述的炭化釜；
[0013]3)炭化工序[0014]利用所述送气管道送来的燃料燃烧所产生的热量，使所述炭化釜内竹材的温度在650?700°C下恒温I?2小时后，得到烧制好的竹炭。
[0015]做为改进，所述的烧制器可以有多个，各所述烧制器的炭化釜上的排气管道均连接所述过滤器的入口 ；连接所述燃气再分配装置的送气管道有多根，这些送气管道分别对应连接各烧制器的炉窑的燃烧室。
[0016]使用上述节能竹炭烧制系统的竹炭烧制工艺，其特征在于各所述烧制器中同时进行的烧制工序不相同，以利用进行加热蒸馏工序的烧制器所生成的燃气来提供整个竹炭烧制系统所需要的热量；
[0017]所述的烧制工序包括:
[0018]I)预热工序
[0019]向所述炉窑的燃烧室中添加外界燃料，燃料燃烧将所述炭化釜内的竹材加热至180?280°C，蒸制出竹醋液；
[0020]2)加热蒸馏工序
[0021]对蒸制出竹醋液后的竹材继续加热，用3.5?4小时将炭化釜内的竹材匀速升温至650?700°C，对炭化釜内的竹材进行加热蒸馏，所生成的气相产物从所述的排气口排出，经排气管道送至过滤器中进行气液分离，过滤分离出液相，得到的气相经送气管道送回所述的炉窑内做为燃料继续加热所述的炭化釜；
[0022]3)炭化工序
[0023]利用所述送气管道送来的燃料燃烧所产生的热量，使所述炭化釜内竹材的温度在650?700°C下恒温I?2小时后，得到烧制好的竹炭；
[0024]上述预热工序、加热蒸馏工序和炭化工序在各所述的烧制器中交替进行。
[0025]以进行相同工序的烧制器为一组，每组烧制器中包括一个或多个烧制器。
[0026]与现有技术相比，本实用新型通过改进竹炭烧制系统，利用烧制过程中竹材所生成的燃气来提供后续工序的热量，并且改变烧制工艺，在完成竹醋液蒸馏过程后，将竹材后期的烧制分为加热蒸馏和炭化两个阶段，并且有别于现有技术，控制加热蒸馏工序在
3.5?4小时内从300°C匀速升温至650?700°C，该加热升温过程能够将竹材中的可燃性气体全部烧制出来，利用这些可燃性气体做为后续工序的燃料，既省去了蒸馏物的再处理工序，同时又提供了竹炭烧制所需的燃料，节能且环保。优选方案采用多组烧制器配合作用，加热蒸馏和炭化两个工序交替进行，这样，只需要在装置开工时使用外界燃料对第一个烧制组加热升温至加热蒸馏阶段后，即可使用该烧制组所生成的可燃性气体做为整个烧制系统的燃料，提供烧制过程中所需要的热量，这些烧制组交通工作，后续的所有工序中不需要再提供额外的燃料；节能、环保，且省去了加热馏出物的再处理。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1为本实用新型实施例工艺流程图。
【具体实施方式】
[0028]以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
[0029]如图1所示，该节能竹炭烧制工艺包括多组烧制器，每组烧制器均包括一个炉窑I和可拆卸安装在该炉窑内的炭化釜2。
[0030]其中，炉窑I可以选用现有技术中的任意一种。
[0031]炭化釜2，可拆卸安装在炉窑I内，以方便进料和出料。炭化釜2可以根据需要选用现有技术中的任意一种。炭化釜2的顶部设有监测炭化釜内温度的温度计21和排气口，排气口通过排气管道3连接过滤器4的入口。
[0032]过滤器3，用于对炭化釜送来的气相进行气液分离器，并过滤出气相中夹带的焦油。过滤器可以根据需要选用现有技术中的任意一种，也可以选用具有过滤作用的气液分离器。过滤器的入口设置在过滤器的中上部，过滤器的顶部设有气相出口，该气相出口通过气相管道6连接燃料再分配装置。过滤器的底部设有供液相和焦油排出的液相出口。
[0033]燃料再分配装置，包括储存罐5，该储存罐的入口连接气相管道6，储存罐的出口连接多根送气管道7，这些送气管道相互并联设置，并且各送气管道上均设有流量控制阀8。
[0034]各送气管道的出口分别连接各组烧制器的炉窑的燃烧室。
[0035]该节能竹炭烧制系统的工作原理描述如下:
[0036]I)蒸制竹醋液
[0037]首先向炉窑的燃烧室内装填外界的燃料，加热至180?280°C蒸制出竹醋液，蒸制出竹醋液。该步骤与现有技术相同。
[0038]2)加热蒸馏
[0039]使用外界燃料对蒸制出竹醋液后的竹材继续加热，用3.5?4小时的时间将炭化釜内的竹材匀速升温至650?700°C，升温过程中，炭化釜内的竹材被加热蒸馏，所生成的气相产物从炭化釜的排气口排出，经排气管道送至过滤器中进行气液分离，过滤分离出液相，得到的气相经送气管道送回所述的炉窑内做为燃料继续加热所述的炭化釜；
[0040]3)炭化
[0041]利用送气管道送来的燃料燃烧，对所述炭化釜内的竹材继续加热升温至650?700°C，并在此温度下恒温I?2小时后，得到烧制好的竹炭。
[0042]此时，炭化釜内的竹材受热预炭化，竹材的热分反应比较明显，竹材的化学组成开始发生变化，竹材中比较不稳定的组分分解生成一氧化碳、甲烷、乙烷、少量二氧化碳和少量醋酸、甲醇、竹焦油等物质。这个阶段为放热反应。生成的这些物质在高温下通过排气管道送至过滤器内。炭化釜内的温度在650?700°C维持I?2小时，得到竹炭。
[0043]4)出料
[0044]将完成烧制过程的炭化釜从所在的炉窑内取出，将烧制好的竹炭出料。
[0045]在过滤器内，竹焦油和醋酸、甲醇等液体组分被过滤下来，其余的一氧化碳、甲烷、乙烷和少量二氧化碳等混合气相经由过滤器的气相出口通过气相管道送至储存罐内。这些可燃气体在储存罐内经过各送气管道上流量阀门的控制，再分配后送至进行加热蒸馏工序或炭化工序的炉窑的燃烧室。
[0046]炭化釜在650?700°C恒温过程中，可通过燃烧这些可燃性气体维持炭化釜内的温度。
[0047]这些可燃性气体同时被再分配送至进行炭化工序的炉窑的燃烧室，通过燃烧这些可燃性气体，将炭化釜内的竹材加热到650?700°C，并恒温I?2小时，将竹材烧制成竹炭。
[0048]本实施例采用多组烧制器内加热蒸馏工序和炭化工序交替进行，例如，第一组烧制器内进行加热蒸馏工序时，所生成的可燃性气体少量送回第一组烧制器内为维持烧制器内的温度，大部分可燃性气体可送至其它的烧制器(图中未示出)内燃烧，提供其它烧制器内炭化工序所需要的热量。进行加热蒸馏工序的烧制器的组数和进行炭化工序的烧制器的组数可以根据实际烧制过程中燃气量的需要具体确定。
[0049]本实施例中，只需要在装置开工时对第一个进行烧制工序的炉窑添加少量外界的燃料，蒸馏出竹醋液后，继续加热，在该炉窑内炭化釜内的竹材在300?700°C加热升温过程中，所生成的可燃性气体即可维持整个烧制系统烧制过程中所需要的热量。后续的烧制过程中，只要有炉窑还在工作，该烧制器或这些烧制器即可利用自身蒸馏所产生的可燃性气体的燃烧，来维持整个烧制过程所需要的热量，不再需要额外添加燃料，节能效果非常好，且省去了蒸馏产物的部分处理工序，简化了整个烧制流程，并且环保性好。
【权利要求】
1.一种节能竹炭烧制系统，包括由炉窑和可拆卸设置在所述炉窑内的炭化釜所构成的烧制器，所述炭化釜的顶部设有温度计和排气口，其特征在于所述排气口通过排气管道连接过滤器的入口，所述过滤器的底部设有液相出口，所述过滤器的顶部设有气相管道，该气相管道连接燃气再分配装置，该燃气再分配装置通过送气管道连接所述炉窑的燃烧室；所述送气管道上均设有流量控制阀门。
2.根据权利要求1所述的节能竹炭烧制系统，其特征在于所述的烧制器有多个，各所述烧制器的炭化釜上的排气管道均连接所述过滤器的入口 ；连接所述燃气再分配装置的送气管道有多根，这些送气管道分别对应连接各烧制器的炉窑的燃烧室。
【文档编号】C10B57/02GK203498320SQ201320467790
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年8月1日 优先权日:2013年8月1日
【发明者】陈宗毓 申请人:陈宗毓