[發明專利]一種竹子干餾炭化的方法

無效

• 申請號: 201010266578.3
• 申請日: 2010-08-30
• 公開（公告）號: CN101921604A
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 發明（設計）人: 丁建中
• 申請（專利權）人: 浙江建中竹業科技有限公司
• 主分類號: C10B53/02
• 分類號: C10B53/02;C10B57/10;C10B49/02;C10C5/00;C01B31/10
• 代理公司: 湖州金衛知識產權代理事務所(普通合伙) 33232
• 代理人: 紀元;趙衛康

技術領域

本發明涉及竹加工領域，尤其涉及一種竹子干餾炭化的方法。

背景技術

竹材由纖維素、半纖維素和少量木質素組成，竹炭就是由這3種物質不同程度地分解炭化而成的。

竹炭作為竹材的一種熱解產品，是竹材高附加值綜合利用的有效途徑之一。竹炭由于具有吸潮、過濾、凈化、消毒、蓄熱、保溫、導電等突出作用，在工業、農業、環保、醫療、電子等領域得到廣泛應用。

根據熱分解過程的溫度變化，竹材活化處理主要分為四個過程：

第一，干燥過程：主要是把原材料中所含水分依靠外部供給的熱量進行蒸發，溫度控制在150℃左右，材料的化學成分沒變化。

第二，預炭化過程：由于溫度升高到275℃左右，原材料化學組成開始發生變化，其中不穩定的組分，如半纖維素分解生成二氧化碳、一氧化碳和少量醋酸等物質。

第三，炭化過程：是活性炭炭化最重要的環節，溫度達到450℃左右，因此又稱為放熱反應階段。原材料急劇地進行熱分解，生成大量分解產物。生成的液體產物中含有大量醋酸、甲醇和木焦油，生成的氣體產物中二氧化碳含量逐漸減少，而甲烷、乙烯等可燃性氣體逐漸增多。

第四，煅燒過程：這個過程溫度可達到1000℃以上，排出殘留在竹炭中的揮發性物質，提高竹炭的固定碳含量。

目前竹炭燒制的方法主要有干餾熱解法和土窯直接燒制法兩種。

(1)干餾熱解法。其設備從目前看主要是外熱式立式干餾釜，這種干餾釜在燒制竹炭時，既可使用預干至含水率為20-25%的竹材，也可使用未經預干的竹材，但以使用經預干的竹材為佳。燒制周期一般在48-72h。但精煉溫度提不高，影響竹炭密度;干餾釜容積小，竹炭產量低。

(2)土窯燒制法。它是采用燃料(木材)直接加熱方式，即窯口由燃料燃燒產生的熱量上升到窯頂后，向窯內擴散，其中大部分熱氣流流動在上層，有小部分熱量向四周輻射，由上往下緩慢干燥并達到預炭化;燃燒窯內部分竹材使窯內溫度繼續升高，除去揮發性物質，此時窯內煙氣循環流動，各點熱量和溫度基本均勻，完成炭化和精煉階段，得到結構致密的竹炭。土窯燒制法通常有煙熏預干燥、干燥、預炭化、炭化、鍛燒(精煉)、自然冷卻等階段。從目前土窯燒炭的過程來看，各階段的溫度和炭化速度要通過操作者眼觀鼻嗅，一是觀察煙囪及窯門出煙口煙的變化;二是通過聞煙味來確定。從裝窯到出炭一般要25-30天，竹炭得率為20%左右。土窯造價便宜，精煉溫度高，竹炭密度大，但質量穩定性差，得率不高。

中國專利CN200410008345.8公開了“一種竹炭的生產方法”，制備時間長，并且未考慮竹醋液收集，生產不夠經濟環保。中國專利CN03122806.2公開了一種“木竹材連續干餾碳化的方法”，制備的竹炭含灰塵雜質、表面不光澤、吸附性能不高、抗靜電能力和電磁波屏蔽性能弱，有待于進一步改進。

發明內容

本發明的目的是提供一種竹子干餾炭化方法，生產抗靜電能力高、吸附性能強的竹炭，同時能夠回收高附加值的竹醋，適于工業化生產。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：

一種竹子干餾炭化的方法，在立式移動床中從頂部加入經過截斷劈碎和初步干燥的竹子，竹子憑借重力逐漸下移，依次經歷干燥區、預炭化區、炭化區、煅燒區和冷卻區，炭化區產生的熱解氣體自下而上在干燥區與竹子逆流或者錯流使竹子干燥并達到炭化溫度，熱解氣體從頂部排出進入竹醋液冷凝器，冷凝得竹醋液；該方法通過控制所述燃燒區不同位置的溫度差進行階梯式升溫，使竹子下移過程中經歷的燃燒區以5-15℃/min的速率升溫至700-750℃并保溫40-80min，然后再以5-15℃/min的速率升溫至1000-1500℃并保溫2-8h。

本發明通過控制所述燃燒區不同位置的溫度差進行階梯式升溫，保證其升溫速率和保溫速率，在高溫下延長反應時間。由于炭化和煅燒的溫度與時間對竹炭微孔有較大影響，在高溫下延長反應時間，使竹炭微孔里層活化更充分均勻，形成更多微孔，使得竹炭吸附性能提高、抗靜電能力等性能提高。

本發明方法在煅燒區有控制地導入空氣就地就近燃燒炭化過程放出的可燃氣體，然后從煅燒區下部導出進入煙道排向煙囪;?在冷卻區竹炭沿著冷卻管道逐漸下移并與冷卻介質進行間接熱交換，降至不會自燃的溫度后取出。