专利名称：一种利用中药或植物药提取固体废弃物制造机制炭的方法
技术领域：
本发明涉及中药或植物药提取废渣处理领域，特别是涉及一种中药或植物药提取后的固体废弃物制造机制炭的方法。
背景技术：
中药或植物药提取固体废弃物主要指在中药和植物药提取生产的全过程中产生的固体剩余物。我国每年产生的中药或植物药提取固体废弃物的总量数以千万立方米计，长期以来，中药或植物药加工行业产生的这些植物残渣大部分做为废物扔掉，将这些废渣加以充分利用一直是人们想要解决的问题，将上述物质加工成炭为解决这一问题打开了新途径。在木材越采越匮乏的今天这更具有重大的意义。
机制炭由于无烟、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等金属冶炼过程中的还原剂和增炭剂，也可作为工业原料，深加工活性炭等高附加值的化工产品。
目前机制炭生产工艺有公开号为CN1229831的中国发明专利，一种人工合成炭的制造方法，将植物质纤维分成碎料、块料，然后将其炭化成炭粉，再加入粘合剂拌和并挤压成形，最后烘干。该工艺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；公开号为CN1279268的中国发明专利，一种用甘蔗渣来制造烧烤用的炭的方法。该方法包括干燥、粉碎、成形和炭化等步骤。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，该工艺使用甘蔗渣为原料，资源少，使用范围窄。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种利用中药或植物药提取固体废弃物制造机制炭的方法，中药或植物药提取固体废弃物为原料，将其粉碎，在室温或加热条件下挤压成型制成棒后，再装入炭化炉炭化，制成机制炭；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将原料中药或植物药提取固体废弃物粉碎至粒径2mm以下；将混匀的物料挤压成型，成形后的物料为中空棒状，长40～60cm，外径5～7cm，内径1～2cm；将成形后的棒装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10～30分钟，释放小分子量化合物，如一氧化碳、二氧化碳和水；第二阶段温度为120～350℃，时间200～400分钟，纤维素和半纤维素大量分解，木素软化和分解，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100～300分钟，发生木素的分解以及碳氢键进一步断裂而继续挥发，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冷凝后，焦油和水、木醋液分为两层，上层是水和木醋液，下层是焦油，分离后得到焦油，剩余的固体物就是炭；在炭化结束后，进行封炉，冷却到常温出炉，得到机制炭产品。
炭化炉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。
本发明专利同传统工艺相比较，具有以下优点对于中药或植物药提取固体废弃物原料，省去了干燥工艺；成型过程采用挤压成型，不添加无机粘合剂，使得到的机制炭灰分减少，固定碳含量增加，热值增高，且炭化所产生的焦油可以回收利用；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％；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。
图1是本发明工艺流程图下面，本发明将用实施例进行进一步的说明，但是它并不限于这些实施例的任一个或类似实例。
实施例一将100kg匀浆提取长春碱的长春花废渣(匀浆提取，已将长春花茎叶粉碎至粒径小于2mm)，在120℃下挤压成型，成型后炭棒尺寸为长50cm，外形为正方形，边长5cm，空心内径2cm，装入炭化炉进行炭化，第一阶段温度为室温到120℃，时间15分钟；第二阶段温度为300℃，时间240分钟；第三阶段温度为400℃，时间180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、焦油和木醋液。温度达到450℃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38MJ/kg，固定碳含量为77％。
实施例二将1000kg提取茶多酚的茶叶废渣粉碎，其粒径小于2mm，在室温下挤压成型，成型后棒尺寸为长50cm，外径6cm，内径2cm，装入炭化炉进行炭化，第一阶段温度为室温到120℃，时间20分钟；第二阶段温度为350℃，时间220分钟；第三阶段温度为450℃，时间220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炭。得率为43％，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75％。
实施例三将500kg提取喜树碱的喜树种子废渣粉碎，其粒径小于1.5mm，加入成型机中140℃成型，成型后棒尺寸为长55cm，外径6cm，内径2cm，装入炭化炉中，进行炭化，第一阶段温度为室温到120℃，时间20分钟；第二阶段温度为350℃，时间240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。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37MJ/kg，固定碳含量为80％。
实施例四将1500kg提取迷迭香精油和抗氧化剂的迷迭香枝叶废渣粉碎，其粒径小于2mm，加入成型机中100℃成型，成型后棒尺寸为长52cm，外径6cm，内径2cm，装入炭化炉中，进行炭化，第一阶段温度为室温到120℃，时间20分钟；第二阶段温度为320℃，时间260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。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43％，按国家标准对样品进行测定其空气干燥基弹筒发热量为37MJ/kg，固定碳含量为75％。
权利要求
1.一种利用中药或植物药提取固体废弃物制造机制炭的方法，将原料中药或植物药提取固体废弃物粉碎至粒径2mm以下，粉碎后的原料挤压成型，成形后的物料为中空棒状，长40～60cm，外径5～7cm，内径1～2cm，将成形后棒入炭化炉进行炭化反应，炭化结束，得机制炭。
2.根据权利要求1所述的一种利用中药或植物药提取固体废弃物制造机制炭的方法，其特征是反应分三段完成，第一阶段升温至120℃，时间10～30分钟，第二阶段温度为120～350℃，时间200～400分钟，第三阶段温度为350～450℃，时间100～300分钟。
3.根据权利要求1所述的一种利用中药或植物药提取固体废弃物制造机制炭的方法，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所述的一种利用中药或植物药提取固体废弃物制造机制炭的方法，其特征在于中药或植物药提取固体废弃物为药用植物的根、茎、叶、花、种子提取后的固形残渣。
5.根据权利要求4所述的一种利用中药或植物药提取固体废弃物制造机制炭的方法，其特征在于所述的固形残渣可以是纤维性残渣，也可以是在中药或植物药提取纯化过程中产生的非纤维性残渣。
全文摘要
本发明公开了一种利用中药或植物药提取后固体废弃物制造机制炭的方法。将中药或植物药提取后的固体废弃物粉碎，挤压成棒状，将成形后的棒装入炭化炉进行炭化反应，反应分三阶段完成，第一阶段升温至120℃，时间10～30分钟，第二阶段温度为120～350℃，时间200～400分钟，第三阶段温度为350～450℃，时间100～300分钟，炭化结束，得机制炭。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，炭得率为40～55％，能耗低，污染小。
文档编号C10B53/02GK1803981SQ20051012735
公开日2006年7月19日 申请日期2005年12月19日 优先权日2005年12月19日
发明者祖元刚, 杨磊, 祖柏实, 夏禄华 申请人:东北林业大学, 祖元刚