一种用农林废弃物快速生产机制炭的工艺方法及生产线与流程

本发明涉及农林废弃物综合处理制炭技术领域，特别涉及一种用农林废弃物快速生产机制炭的工艺方法及生产线。

背景技术：

在我国的农业、林业领域，每年都有大量的残枝败叶、桔杆丢弃，传统的处理方式仅仅是焚烧或堆沤处理，这两种方法既不符合环保要求，又浪费资金，因此，寻求一种农林废弃物无害化处理以及资源再利用的方法，对节约自然资源、实现生态经济良性循环具有重要意义。

技术实现要素：

本发明为解决上述问题所采用的技术方案是提供一种用农林废弃物快速生产机制炭的工艺方法，方法步骤如下：

a.水分蒸发，将农林废弃物放进气化炉内，将炉内温度控制在100℃至180℃，将农林废弃物所含的水分蒸发；

b.油脂蒸馏，将步骤a中的产品输送至裂解炉中进行油脂蒸馏，裂解炉的炉内温度控制在220℃至280℃；

c.炭化，将步骤b中的产品输送至厌氧炉中进行炭化，厌氧炉的炉内温度控制在320℃至340℃；

d.将步骤c中的产品输送至冷却炉中冷却至常温。

作为上述方案的进一步改进，所述步骤a之前还设置有预热步骤，农林废弃物先输送至预热炉中进行干燥。

作为上述方案的进一步改进，所述预热炉中所利用的热能为气化炉、裂解炉、厌氧炉及冷却炉中的一种或几种所排出的热量。

作为上述方案的进一步改进，所述步骤d中进行至少一次快速喷水冷却以及封炉蒸发水分。

作为上述方案的进一步改进，所述步骤a、步骤b、步骤c、步骤d所需时间均为1h至15h。

作为上述方案的进一步改进，所述农林废弃物包括有秸秆、枝桠柴、落叶、稻壳、薪柴、树皮、花生壳、刨花中的一种或几种。

一种用农林废弃物快速生产机制炭的生产线，包括有沿物料输送方向依次设置的气化炉、裂解炉、厌氧炉以及冷却炉。

作为上述方案的进一步改进，还包括设置在气化炉之前的预热炉，所述预热炉上设置有热风收集管。

作为上述方案的进一步改进，所述热风收集管的输出端连接在预热炉上，输入端分别连接气化炉、裂解炉、厌氧炉以及冷却炉。

作为上述方案的进一步改进，所述厌氧炉有并排或依次连接的至少两个。

作为上述方案的进一步改进，所述裂解炉连接有油脂收集器。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明采用农林废弃物快速生产机制炭的工艺方法，其能够充分利用农林废弃物，变废为宝，生产过程简单，易于控制，所生产出的机制炭可作活性炭及生活用炭，其原料来源广泛，生产成本低；其次，本发明还设置有预热步骤，其通过气化炉、裂解炉、厌氧炉及冷却炉中的一种或几种所排出的热量通入预热炉中，给原料先进行干燥处理，减少原料的干燥时间，提升生产的效率，同时能够节约能源，环保生产；

其次，本发明的水分蒸发步骤、油脂蒸馏步骤、炭化步骤以及冷却步骤的工艺时长均为1h至15h，生产工艺的总时长为4h至6h，能够快速生产成型炭；

本发明的一种用农林废弃物快速生产机制炭的生产线在气化炉之前设置预热炉，通过热风收集管将气化炉、裂解炉、厌氧炉及冷却炉中的一种或几种所排出的热量通入预热炉中，给原料先进行干燥处理，减少原料的干燥时间，提升生产的效率，同时能够节约能源，环保生产；其次，本发明的生产线采用至少两个厌氧炉进行厌氧炭化，根据原料所需的炭化时间而选择并排设置或依次设置，提升生产线的适用性以及生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得的其他设计方案和附图：

图1是本发明的实施例一的流程示意图；

图2是本发明的实施例二的流程示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。

一种用农林废弃物快速生产机制炭的工艺方法，其方法步骤如下：

a.水分蒸发，将农林废弃物放进气化炉内烘干1h至15h，气化炉内的温度控制在100℃至180℃，在此温度下将农林废弃物干燥至水分含量低于10％-15％；

b.油脂蒸馏，将干燥之后的农林废弃物输送至裂解炉内蒸馏1h至15h，裂解炉内的温度控制在220℃至280℃，在此温度下对原料进行蒸馏裂解，即原料中所含有的油脂蒸馏出来；

c.炭化，将脱脂之后的原料送入厌氧炉中炭化1h至15h，在320℃至340℃下原料进行炭化作用；

d.将炭化之后的原料送入冷却炉中冷却至常温，冷却时长通常为1h至15h。

作为上述方案的进一步改进，所述步骤a中，农林废弃物在无氧条件下进行干燥，并且气化炉连接有水分收集器，其能够将农林废弃物所蒸发的水分收集处理。

作为上述方案的进一步改进，所述步骤b中，裂解炉连接有油脂收集器，其能够收集在裂解蒸馏过程中蒸馏出来的油脂，避免造成污染。

作为上述方案的进一步改进，所述步骤c中，蒸馏后的原料均是在无氧状态下在加热至320℃至340℃以及在此温度下进行厌氧炭化，获得煤炭并产生一定量的可燃气体，可燃气体能够返回炉中燃烧。

作为上述方案的进一步改进，所述步骤d中，炭化后的产品在冷却炉中，在缺氧状态下自然冷却至室温。

作为上述方案的进一步改进，所述步骤d中，炭化后的产品可以采用快速喷水冷却，再封炉干燥的形式达到快速冷却的效果。

作为上述方案的进一步改进，所述步骤a之前还设置有预热步骤，即农林废弃物先送入预热炉中进行预热干燥。

作为上述方案的进一步改进，气化炉、裂解炉、厌氧炉以及冷却炉在生产时产生的热量经热气收集管输送至预热炉以预热干燥农林废弃物。

作为上述方案的进一步改进，所述农林废弃物包括有秸秆、枝桠柴、落叶、稻壳、薪柴、树皮、花生壳、刨花中的一种或几种，其大多是片状、细杆状或粒状，单体的厚度较薄、质量较小，能够快速加热升温。

作为上述方案的进一步改进，所述步骤d之后还设置有粉碎步骤，将成炭的物料经由粉碎机碎成粉末，作为原料备用。

作为上述方案的进一步改进，还包括有挤压成型步骤，将已经分化的炭化物通过挤压成型的方式生产制作成炭棒或炭块。

实施例一

如图1所示，一种用农林废弃物快速生产机炭的生产线，包括有沿物料输送方向依次设置的预热炉、气化炉、裂解炉、厌氧炉以及冷却炉，还包括有热气收集管，所述热气收集管的输入端分别管接气化炉、裂解炉、厌氧炉以及冷却炉，其输出端管接预热炉，即气化炉、裂解炉、厌氧炉以及冷却炉在生产中所散发的热量通过热风收集管通入预热炉中，对物料进行预热干燥，节省能源，利于环保；优选地，所述所述气化炉连接有水分收集器，其目的在于能够收集蒸发出来的水分进行循环利用；所述裂解炉连接有油脂收集器，收集到的油脂能够留作他用或者是作为生产线中加热所需的能源。

作为上述方案的进一步改进，所述热气收集管上设置有鼓风机，其能够将后段的设备上所散发的热量鼓入预热炉中，达到预热干燥的效果。

所述厌氧炉有并排设置的至少两个，本实施例优选地采用两个，两个厌氧炉能够同时工作，其目的在于，农林废弃物的含炭纤维大小不同，若本次炭化的物料的含炭纤维较小，则可以采用两个厌氧炉同时工作的方式，提升生产线的效率。

作为上述方案的进一步改进，所述水分收集器可以是采用市面上常用的型号，其包括有储水器以及与气化炉管接的连通管，连通管上设置有冷凝组件，该冷凝组件可以是环绕在连通管上其中一段的冷凝管，气化炉中流出的带有水分的空气在冷凝管处冷却，将空气中的水分冷凝出来并落入储水器中，进一步地有，连通管上冷凝组件与气化炉之间的区域还设置有风机，其能够将气化炉中的气流抽出。

作为上述方案的进一步改进，所述油脂收集器可以采用市面上常用的型号，其收集原理即是原料中的油脂经高温蒸馏后变成气态，油脂收集器管接裂解炉将混有气态油脂的空气抽出，并冷却空气将油脂凝结成液态，连接管道的另一端设置油脂收集罐。

作为上述方案的进一步改进，所述冷却炉包括炉体以及设置在炉体外的喷水冷却组件，产品在冷却炉中厌氧冷却，喷水组件包括有外接水管的喷头，喷水组件在炉体的外侧喷水，给炉体降温，进一步提升降温速度，同时保证产品在冷却炉中处于厌氧环境。

作为上述方案的进一步改进，所述气化炉之前还设置有粉碎机，其目的在于将尺寸较大的农林废弃物原料粉碎成较小的尺寸，保证农林废弃物能够在规定的工艺流程时间内彻底反应(干燥、蒸馏、炭化以及冷却)。

作为上述方案的进一步改进，所述冷却炉后还依次连接有粉碎机以及成型机，其目的在于将炭化冷却后的产品粉碎成粉末状，再通过成型机压制炭棒或炭块。

实施例二

如图2所示，本实施例与实施例一的区别在于，所述厌氧炉有依次设置的至少两个，本实施例优选为两个，其目的在于，农林废弃物的含炭纤维大小不同，若本次炭化的物料的含炭纤维较大，所需的炭化时间较长，则可以采用两个厌氧炉依次工作的方式，即前一个厌氧炉进行初次炭化后输送至下一个厌氧炉中进行二次炭化，而此时前一个厌氧炉又可以接受下一批次的物料，提升生产线的效率。

需要说明的是，本发明的生产线在首次生产时可以先采用甲醇燃烧的方式供热，在制炭成功后可以改用生产出的机制炭燃烧作为供应热源，并且，在生产过程中，气化炉、裂解炉、厌氧炉以及冷却炉在生产中所散发的热量通过热风收集管通入预热炉中，达到能源回收再利用的效果，实现零排放的环保生产目标。

需要说明的是，本实施例中，农林废弃物在隔绝空气的状态下加热进行炭化。

需要说明的是，上述实施例中所述的水分收集器与油脂收集器均可以采用市面上常用的规格型号。

以上，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。