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竹炭烧制系统及竹炭烧制工艺，其特征在于包括有燃烧组和预热组；其中，所述燃烧组包括多个烧制器，各烧制器的炉窑和炭化釜之间夹层；燃烧组各炉窑的上部设有第一烟气管道，所述第一烟气管道的入口连通各自的夹层，所述第一烟气管道的出口连通预热组中第一个预热器的夹层；所述预热组由多个预热器组成，预热器的壳体和炭化釜之间具有夹层；相邻预热器的夹层之间第二烟气管道，第二烟气管道有位于夹层上部位置和下层下部位置两种，这两种位置交替设置，位于末端的预热器上设有放空管道。本实用新型将多个烧制器通过烟气管道连接在一起，充分利用烟气的余热对另外的炭化釜进行预热，两组烧制组交替工作，节能降耗效果显著。
【专利说明】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烟气上升到窑顶后，向窑内扩散，其中大部分热气流流动在上层，有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。土窑烧制法根据温度以及馏出物的不同分为预干燥、干燥、预炭化和炭化四个阶段。预干燥阶段为60?100°C，干燥阶段为100?150°C，预炭化阶段为150?270°C，炭化阶段为270?450°C，煅烧阶段为450°C至1000°C左右。竹材在炭化釜内经过炉窑内燃料的加热，从第一阶段知道第四阶段出料。燃料由于煅烧阶段需要加热到接近1000°C的温度，燃料的消耗很大，占据了竹炭生产的主要成本。
【发明内容】
[0005]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额外消耗能源的竹炭烧制系统。
[0006]本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为:该竹炭烧制系统，其特征在于包括有燃烧组和预热组；
[0007]其中，所述燃烧组包括多个烧制器，各烧制器均由炉窑和安装在该炉窑内的炭化釜所组成，并且炉窑与安装在该炉窑内的炭化釜的侧壁之间具有间距，该间距形成供烟气流通的夹层；燃烧组中各炉窑的上部均设有第一烟气管道，所述第一烟气管道的入口连通各自的夹层，所述第一烟气管道的出口连通预热组中第一个预热器的夹层；
[0008]所述预热组由多个预热器组成，各预热器均包括壳体和可拆卸安装在壳体内的炭化釜，壳体和炭化釜之间间隔有间距，该间距形成供烟气流通的夹层；相邻预热器的夹层之间设有连通两个夹层的第二烟气管道，第二烟气管道有位于夹层上部位置和下层下部位置两种，这两种位置交替设置，位于末端的预热器上设有放空管道，所述放空管道连通末端预热器夹层和大气，并且放空管道位于夹层的上部。
[0009]使用上述竹炭烧制系统的竹炭烧制工艺，包括预热工序、蒸馏工序和炭化工序，其特征在于:
[0010]装置初始开工时，向燃烧组内的炉窑中添加燃料，燃烧燃料，加热炉窑内的炭化釜，使炭化釜内的竹材经过预热工序加热、蒸制出竹醋液后，继续加热，依次进行蒸馏工序和炭化工序；
[0011]燃烧组内的炉窑燃烧所产生的热量和烟气在加热完燃烧组内的炭化釜后，带有热量的烟气经由各自的第一烟气管道进入预热组第一个炉窑的夹层内，对第一个炉窑内的炭化釜进行预热后，再经由第二烟气管道依次进入预热组其它的夹层内，依次加热第二烧制组内的各炭化釜，烟道气在预热组内的夹层中行走一遍后，最后经由第二烧制组末端烧制器的放空管道放空；
[0012]燃烧组中的烧制器在完成炭化工序后，将炭化釜从所在的炉窑内取出，倾倒出炭化釜内的竹炭；然后将预热组已经达到预热温度的炭化釜从壳体中取出，吊放到已经出料的炉窑内，在该炉窑中继续进行蒸馏工序和炭化工序；
[0013]向出料后的炭化釜中添加上新鲜的竹材后，将该炭化釜吊放到预热组空出的壳体内，进行预热程序；
[0014]如此重复，当燃烧组中一个炭化釜完成炭化工序后，就将该炭化釜从所在炉窑内吊出，倾倒出其内的竹炭，出料；然后将预热组中达到预热温度的炭化釜从所在壳体内吊起，放到出料后的炉窑中进行蒸馏和炭化工序；燃烧组中燃料燃烧所产生的烟道气经由第一烟气管道和第二烟气管道依次送到预热组的各夹层中，对预热组内炭化釜中的竹材进行预热；
[0015]重复上述操作，直到完成生产任务。
[0016]或者，还可以采用下述技术方案来实现本实用新型的实用新型目的:该竹炭烧制系统，包括由炉窑和安装在所述炉窑内的炭化釜所组成的烧制器，所述炉窑与安装在该炉窑内的炭化釜的侧壁之间具有间距，该间距形成供烟气流通的夹层；其特征在于所述的烧制器有多组，分为第一烧制组和第二烧制组，相邻烧制器之间均设有连通两个烧制器夹层的上烟气管道和下烟气管道，其中，所述上烟气管道位于炭化釜的上部，下烟气管道位于炭化釜的下部，并且各上烟气管道和各下烟气管道上均设有阀门；位于头、尾的两个烧制器的夹层的上部均设有连通大气的放空管道，所述放空管道上也设有阀门。
[0017]做为改进，各所述炉窑的顶部设有温度计和排气管道，各所述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，该燃气再分配装置的各送气管道分别连接各自对应的所述炉窑的燃烧室；并且，各所述送气管道上均设有流量控制阀门。
[0018]使用上述竹炭烧制系统的竹炭烧制工艺，包括预热工序、蒸馏工序和炭化工序，其特征在于下述步骤:
[0019]装置开工时，首先启动第一烧制组的烧制工序，对第一烧制组进行预热、蒸馏和炭化，具体步骤如下:
[0020]打开第一烧制组相邻炭化釜之间的上烟气管道和下烟气管道，第一烧制组和第二烧制组相邻的两个炭化釜之间的下烟气管道、第二烧制组内相邻炭化釜之间的下烟气管道和上烟气管道交替打开以及第二烧制组末端的放空管道；其余烟气管道和放空管道的阀门关闭；[0021]首先使用外界燃料加热第一烧制组中的各炉窑，使第一烧制组中各炭化釜在完成预热工序后，继续加热，用2.5?3.5小时从300°C匀速升温到650?700°C，进行加热蒸馏，第一烧制组中各炭化釜内的竹材在逐渐升温的过程中，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，得到的气相经气相管道送至燃气再分配站，经燃气再分配站的分配，经由各送气管道送回第一烧制组各炉窑内做为燃料燃烧，继续加热第一烧制组中各炭化釜，使第一烧制组中各炭化釜内的竹材维持在600?700°C，恒温I?2小时后得到竹炭；第一烧制组中的炭化釜内的竹碳出料；
[0022]在第一烧制组中的炭化釜进行加热的同时，第一烧制组中上游烧制器燃烧所产生的烟气经由上、下烟气管道依次进入第一烧制组的下游烧制器的夹层中，在第一烧制组末端的烧制器的夹层中汇流后，经由上烟气管道进入第二烧制组第一烧制器的夹层内，对该烧制器的炭化釜进行加热，然后烟气流交替经过下、上烟气管道依次进入第二烧制组中各烧制器的夹层内，对第二烧制组中的各炭化釜进行预热；烟气最后经由第二烧制组末端烧制器的放空管道放空；
[0023]在第一烧制组炭化釜出料的同时，关闭第一烧制组的送气管道；在第二烧制组中各炭化釜内的竹材的预热到280°C时，打开对应第二烧制组各烧制器的送气管道，同时打开第二烧制组相邻炭化釜之间的上烟气管道和下烟气管道，第二烧制组和第一烧制组相邻炭化釜之间的下烟气管道，第一烧制组内相邻炭化釜之间的下烟气管道和上烟气管道交替打开以及第一烧制组前端的放空管道，关闭其余的烟气管道和放空管道上的阀门；
[0024]利用第一烧制组蒸馏工序所生成的燃气加热第二烧制组各炭化釜内的竹材，使第二烧制组完成蒸馏工序和炭化工序；蒸馏工序和炭化工序所需控制的工艺参数与所述第一烧制组的相同；第二烧制组进行蒸馏工序所生成的燃气经过过滤后送至燃气再分配站分配使用；
[0025]通过切换送气管道的阀门，上、下烟气管道的阀门和放空管道阀门，使第一烧制组和第二烧制组的预热工序和后续的蒸馏、加热工序交替工作，并使用蒸馏工序所产生的燃气来维持整个烧制过程所需要的热量，直至完成生产任务。
[0026]与现有技术相比，本实用新型将多个烧制器通过烟气管道连接在一起，充分利用烟气的余热对另外的炭化釜进行预热，两组烧制组交替工作，省去了预热工序加热所需要的燃料，节能降耗效果好；优选方案通过设定特别的工艺，使竹材蒸馏过程中最大限度的生成可燃性气体，用于后续的加热，同时避免了溜出物的后处理，只需要在装置开工时使用少量的燃料加热到蒸馏工序产出可燃性气体后，即可通过自身所产生的燃气维持整个烧制流程的进行，不再需要使用外界的燃料，节能降耗效果显著。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1为本实用新型实施例2剖视结构的平面示意图；
[0028]图2为本实用新型实施例1俯视状态的平面示意图；
[0029]图3为本实用新型实施例1的纵向剖视示意图。
【具体实施方式】
[0030]以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。[0031]实施例1
[0032]如图2和图3所示，该竹炭烧制系统，包括有燃烧组3和预热组4。其中燃烧组包括三个烧制器I，各烧制器均由炉窑和安装在该炉窑内的炭化釜所组成，并且炉窑与安装在该炉窑内的炭化釜的侧壁之间具有间距，该间距形成供烟气流通的夹层11。
[0033]预热组由五个预热器2组成，各预热器均包括壳体和容置在壳体内的炭化釜，壳体和炭化釜之间间隔有间距，该间距形成供烟气流通的夹层。
[0034]即，燃烧组内的炭化釜是安装在炉窑内的，需要燃烧燃料对其进行加热；而预热组中的炭化釜不需要安装在炉窑内，只需要安装在壳体内，使壳体与炭化釜之间形成供烟气流通的通道即可。
[0035]燃烧组3的各炉窑的上部设有第一烟气管道5，第一烟气管道的入口连通各自的夹层，第一烟气管道的出口连通预热组中第一个预热器41的夹层的下部位置。
[0036]预热组，相邻预热器的夹层之间设有连通两个夹层的第二烟气管道6，第二烟气管道有位于夹层上部位置和夹层下部位置两种，这两种位置交替设置，位于末端的预热器上设有放空管道7，放空管道的出口连通大气，并且放空管道的入口位于末端预热器夹层的上部。
[0037]使用该竹炭烧制系统的竹炭烧制工艺描述如下:
[0038]该竹炭烧制的工艺包括预热工序、蒸馏工序和炭化工序，具体步骤描述如下:
[0039]装置初始开工时，向燃烧组内的炉窑中添加燃料，燃烧燃料，加热炉窑内的炭化釜，使炭化釜内的竹材经过预热工序加热、蒸制出竹醋液后，继续加热，依次进入竹材烧制的蒸馏工序和炭化工序。
[0040]燃烧组内的炉窑燃烧所产生的热量和烟气在加热完燃烧组内的炭化釜后，带有热量的烟气经由各自的第一烟气管道进入预热组第一个炉窑的夹层内，对第一个炉窑内的炭化釜进行预热后，再经由第二烟气管道依次进入预热组其它的夹层内，依次加热第二烧制组内的各炭化釜，烟道气在预热组内的夹层中行走一遍后，最后经由第二烧制组末端烧制器的放空管道放空。
[0041]燃烧组中各烧制器在完成炭化工序后，将炭化釜从炉窑内取出，出料；将预热组已经达到预热温度的炭化釜从壳体中取出，吊放到已经出料的炉窑内，在炉窑中继续预热工序后的蒸馏工序和炭化工序。
[0042]向出料后的炭化釜中添加上新鲜的竹材后，将该炭化釜吊放到预热组空出的壳体内，进行预热程序。
[0043]如此重复，当燃烧组中一个炭化釜完成炭化工序后，就将该炭化釜从所在炉窑内吊出，倾倒出其内的竹炭，出料；然后将预热组中达到预热温度的炭化釜从所在壳体内吊起，放到出料后的炉窑中进行蒸馏和炭化工序。燃烧组中燃料燃烧所产生的烟道气经由第一烟气管道和第二烟气管道依次送到预热组的各夹层中，对预热组内炭化釜中的竹材进行预热。
[0044]重复上述操作，直到完成生产任务。
[0045]该实施例中，各工序的温度和时间等工艺参数与现有技术相同。
[0046]本实施例充分利用各烧制器中所排出烟气的余热来对竹材进行余热，节省了烧制工序中余热所需要的燃料，节能降耗效果好。[0047]实施例2
[0048]如图2所示，该竹炭烧制系统包括多个烧制器，各烧制器均由炉窑7和安装在炉窑内的炭化釜8所组成。炉窑与安装在该炉窑内的炭化釜的侧壁之间具有间距，该间距形成供烟气流通的夹层。本实施例中有四个烧制器，其中前两个烧制器组成第一烧制组，后两个烧制器组成第二烧制组。相邻烧制器之间均设有连通两个烧制器夹层的上烟气管道9和下烟气管道10;其中，上烟气管道位于炭化釜的上部，下烟气管道位于炭化釜的下部，并且各上烟气管道和各下烟气管道上均设有阀门12 ;位于头、尾的两个烧制器的夹层的上部均设有连通大气的放空管道13，所述放空管道上也设有阀门12。
[0049]各炭化釜的顶部设有温度计14和排气管道15，各排气管道15连接过滤器16的入口。过滤器的底部设有液相出口，过滤器的顶部设有气相管道17。各气相管道连接燃气再分配装置18。该燃气再分配装置18的各送气管道19分别连接各炉窑的燃烧室；并且，各送气管道上均设有流量控制阀门20。
[0050]配套上述装置的竹炭烧制工艺，包括预热工序、蒸馏工序和炭化工序，其中预热工序与现有技术相同，而蒸馏工序和炭化工序的参数则与现有技术不同。具体描述如下:
[0051]启动第一烧制组的烧制工序，对第一烧制组进行预热、蒸馏和炭化，具体步骤如下:
[0052]打开第一烧制组两个炭化釜之间的上烟气管道和下烟气管道，第一烧制组和第二烧制组相邻的两个炭化釜之间的下烟气管道，第二烧制组两个炭化釜之间的下烟气管道和第二烧制组末端的放空管道；其余烟气管道和放空管道的阀门关闭。
[0053]首先使用外界燃料加热第一烧制组中的各炉窑，使第一烧制组中各炭化釜在完成预热工序后，继续加热，用3小时从300°C匀速升温到600°C，进行加热蒸馏，第一烧制组中各炭化釜内的竹材在逐渐升温的过程中，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，得到的气相经气相管道送至燃气再分配站，经燃气再分配站的分配，经由各送气管道送回第一烧制组中的炉窑内做为燃料继续加热第一烧制组中各炭化釜，完成燃烧送气管道送来的燃料，所产生的热量对燃烧组的各炭化釜继续加热，使第一烧制组中各炭化釜内的竹材维持在600?700°C，恒温1.5小时后得到竹炭；第一烧制组中的两个炭化釜中的竹碳出料；
[0054]在第一烧制组中两个炭化釜进行加热的同时，第一烧制组第一个烧制器燃烧所产生的烟气经由上、下烟气管道进入第一烧制组的第二个烧制器的夹层中，然后汇同第二烧制器中的烟气，经由上烟气管道进入第二烧制组第一烧制器的夹层内，对该烧制器的炭化釜进行加热，然后烟气流经过下烟气管道进入第二烧制组的第二烧制器的夹层内，利用烟气的预热对第二烧制组第二烧制器的炭化釜进行加热，烟气最后经由该烧制器的放空管道放空。
[0055]在第一烧制组炭化釜出料的同时，关闭第一烧制组的送气管道。在第二烧制组中各炭化釜内的竹材的预热到280°C时，打开第二烧制组的送气管道，同时打开第二烧制组两个炭化釜之间的上烟气管道和下烟气管道，第二烧制组和第一烧制组相邻的两个炭化釜之间的下烟气管道，第一烧制组两个炭化釜之间的下烟气管道和第一烧制组前端的放空管道；其余烟气管道和放空管道的阀门关闭。
[0056]利用第一烧制组蒸馏工序所生成的燃气加热第二烧制组各炭化釜内的竹材，使第二烧制组完成蒸馏工序和炭化工序。蒸馏工序和炭化工序所需控制的工艺参数与上述第一烧制组的相同。第二烧制组进行蒸馏工序所生成的燃气经过过滤后送至燃气再分配站分配使用。
[0057]通过切换送气管道的阀门，上、下烟气管道的阀门和放空管道阀门，使第一烧制组和第二烧制组的预热工序和后续的蒸馏、加热工序交替工作，并使用蒸馏工序所产生的燃气来维持整个烧制过程所需要的热量，节能降耗效果好，且省去了蒸馏产物的后处理过程。
[0058]本实施例以四个烧制器为例说明其结构及工作原理，烧制器的数量还可以根据竹炭的加工规模选用六个、八个或更多个。
【权利要求】
1.一种竹炭烧制系统，其特征在于包括有燃烧组和预热组；其中，所述燃烧组包括多个烧制器，各烧制器均由炉窑和安装在该炉窑内的炭化釜所组成，并且炉窑与安装在该炉窑内的炭化釜的侧壁之间具有间距，该间距形成供烟气流通的夹层；燃烧组中各炉窑的上部均设有第一烟气管道，所述第一烟气管道的入口连通各自的夹层，所述第一烟气管道的出口连通预热组中第一个预热器的夹层；所述预热组由多个预热器组成，各预热器均包括壳体和可拆卸安装在壳体内的炭化爸，壳体和炭化釜之间间隔有间距，该间距形成供烟气流通的夹层；相邻预热器的夹层之间设有连通两个夹层的第二烟气管道，第二烟气管道有位于夹层上部位置和下层下部位置两种，这两种位置交替设置，位于末端的预热器上设有放空管道，所述放空管道连通末端预热器夹层和大气，并且放空管道位于夹层的上部。
2.一种竹炭烧制系统，包括由炉窑和安装在所述炉窑内的炭化釜所组成的烧制器，所述炉窑与安装在该炉窑内的炭化釜的侧壁之间具有间距，该间距形成供烟气流通的夹层；其特征在于所述的烧制器有多组，分为第一烧制组和第二烧制组，相邻烧制器之间均设有连通两个烧制器夹层的上烟气管道和下烟气管道，其中，所述上烟气管道位于炭化釜的上部，下烟气管道位于炭化釜的下部，并且各上烟气管道和各下烟气管道上均设有阀门；位于头、尾的两个烧制器的夹层的上部均设有连通大气的放空管道，所述放空管道上也设有阀门。
3.根据权利要求2所述的竹炭烧制系统，其特征在于各所述炉窑的顶部设有温度计和排气管道，各所述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，该燃气再分配装置的各送气管道分别连接各自对应的所述炉窑的燃烧室；并且，各所述送气管道上均设有流量控制阀门。
【文档编号】C10B57/02GK203403060SQ201320469040
【公开日】2014年1月22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