本发明专利技术涉及竹加工领域，尤其涉及一种竹子干馏炭化的方法，在立式移动床中的竹子依次经历干燥区、预炭化区、炭化区、煅烧区和冷却区，热解气体从顶部排出进入竹醋液冷凝器，冷凝得竹醋液；通过控制所述燃烧区不同位置的温度差进行阶梯式升温，使竹子下移过程中经历的燃烧区以５－１５℃／ｍｉｎ的速率升温至７００－７５０℃并保温４０－８０ｍｉｎ，然后再以５－１５℃／ｍｉｎ的速率升温至１０００－１５００℃并保温２－８ｈ。优选地，将取出的竹炭放入含酸量２－４％的溶液中浸泡１－２ｈ，取出用清水清洗，然后放入烘干窑内烘干０．５－１ｈ。本发明专利技术竹炭炭化度高，导电性强、抗静电能力高；阶梯式升温使竹炭吸附性能更强；溶液泡洗使竹炭表面光亮、质量稳定，适于保健竹炭的应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及竹加工领域，尤其涉及。
技术介绍
竹材由纤维素、半纤维素和少量木质素组成，竹炭就是由这3种物质不同程度地 分解炭化而成的。竹炭作为竹材的一种热解产品，是竹材高附加值综合利用的有效途径之一。竹炭 由于具有吸潮、过滤、净化、消毒、蓄热、保温、导电等突出作用，在工业、农业、环保、医疗、电 子等领域得到广泛应用。根据热分解过程的温度变化，竹材活化处理主要分为四个过程第一，干燥过程主要是把原材料中所含水分依靠外部供给的热量进行蒸发，温度控制 在150°C左右，材料的化学成分没变化。第二，预炭化过程由于温度升高到275°C左右，原材料化学组成开始发生变化， 其中不稳定的组分，如半纤维素分解生成二氧化碳、一氧化碳和少量醋酸等物质。第三，炭化过程是活性炭炭化最重要的环节，温度达到450°C左右，因此又称为 放热反应阶段。原材料急剧地进行热分解，生成大量分解产物。生成的液体产物中含有大 量醋酸、甲醇和木焦油，生成的气体产物中二氧化碳含量逐渐减少，而甲烷、乙烯等可燃性 气体逐渐增多。第四，煅烧过程这个过程温度可达到1000°C以上，排出残留在竹炭中的挥发性 物质，提高竹炭的固定碳含量。目前竹炭烧制的方法主要有干馏热解法和土窑直接烧制法两种。(1)干馏热解法。其设备从目前看主要是外热式立式干馏釜，这种干馏釜在烧制竹 炭时，既可使用预干至含水率为20-25%的竹材，也可使用未经预干的竹材，但以使用经预 干的竹材为佳。烧制周期一般在48-72h。但精炼温度提不高，影响竹炭密度；干馏釜容积 小，竹炭产量低。(2) 土窑烧制法。它是采用燃料(木材)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勻，完成炭化和精炼阶段，得到结 构致密的竹炭。土窑烧制法通常有烟熏预干燥、干燥、预炭化、炭化、锻烧(精炼)、自然冷却 等阶段。从目前土窑烧炭的过程来看，各阶段的温度和炭化速度要通过操作者眼观鼻嗅，一 是观察烟囱及窑门出烟口烟的变化；二是通过闻烟味来确定。从装窑到出炭一般要25-30 天，竹炭得率为20%左右。土窑造价便宜，精炼温度高，竹炭密度大，但质量稳定性差，得率 不高。中国专利CN200410008345. 8公开了 “一种竹炭的生产方法”，制备时间长，并且未考虑竹醋液收集，生产不够经济环保。中国专利CN03122806. 2公开了一种“木竹材连续干 馏碳化的方法”，制备的竹炭含灰尘杂质、表面不光泽、吸附性能不高、抗静电能力和电磁波 屏蔽性能弱，有待于进一步改进。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种竹子干馏炭化方法，生产抗静电能力高、吸附性能强的 竹炭，同时能够回收高附加值的竹醋，适于工业化生产。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的，在立式移动床中从顶部加入经过截断劈碎和初步干燥的 竹子，竹子凭借重力逐渐下移，依次经历干燥区、预炭化区、炭化区、煅烧区和冷却区，炭化 区产生的热解气体自下而上在干燥区与竹子逆流或者错流使竹子干燥并达到炭化温度，热 解气体从顶部排出进入竹醋液冷凝器，冷凝得竹醋液；该方法通过控制所述燃烧区不同位 置的温度差进行阶梯式升温，使竹子下移过程中经历的燃烧区以5-15°C /min的速率升温 至700-750°C并保温40-80min，然后再以5_15°C /min的速率升温至1000-1500°C并保温 2-8h。本专利技术通过控制所述燃烧区不同位置的温度差进行阶梯式升温，保证其升温速率 和保温速率，在高温下延长反应时间。由于炭化和煅烧的温度与时间对竹炭微孔有较大影 响，在高温下延长反应时间，使竹炭微孔里层活化更充分均勻，形成更多微孔，使得竹炭吸 附性能提高、抗静电能力等性能提高。本专利技术方法在煅烧区有控制地导入空气就地就近燃烧炭化过程放出的可燃气体， 然后从煅烧区下部导出进入烟道排向烟囱；在冷却区竹炭沿着冷却管道逐渐下移并与冷 却介质进行间接热交换，降至不会自燃的温度后取出。本专利技术的立式移动床燃烧区一侧布置有许多小孔，可供助燃物如空气或竹醋液冷 凝器部分不凝缩气体等流入；另一侧对应有各个小孔处的测温点，通过与该测温点连接的 温度感应装置控制显示。当燃烧区某处的温度过低时，打开该处的小孔，导入助燃物就地 就近燃烧，使该处温度升高，保证竹子下移过程中经历的燃烧区以5-15°C /min的速率升温 至700-750°C并保温40-80min，然后再以5_15°C /min的速率升温至1000-1500°C并保温 2-8h。作为本专利技术技术方案的一种优选，在所述的煅烧区通过控制导入的在所述煅烧区 有控制地导入空气或从竹醋液冷凝器出来的不凝缩气体同时燃烧进行阶梯式升温。作为本专利技术技术方案的一种优选，从竹醋液冷凝器出来的不凝缩气体排放后作其 他设备的能源利用。作为本专利技术技术方案的进一步优选，在所述的煅烧区通过控制导入的助燃物量进 行阶梯式升温，使竹子下移过程中经历的燃烧区以12°C /min的速率升温至720°C并保温 60min，然后再以12°C /min的速率升温至1200°C并保温6h。作为本专利技术技术方案的一种优选，在1000-1500°C区喷入水蒸气或二氧化碳。本 专利技术人经研究试验得知，水蒸气或二氧化碳对竹炭的比表面积具有较大影响，在高温时通 入竹炭的活化剂水蒸气或二氧化碳，使得竹炭吸附性能进一步提高，比表面积达1000m2/g以上。这种微孔结构使竹炭具有特殊的吸附能力，有吸潮、过滤、净化、消毒、蓄热、保湿的作 用，能起到改善环境卫生、提高空气质量的作用。作为本专利技术技术方案的一种优选，将取出的竹炭放入含酸量2-4%的溶液中浸泡l_2h，取出用清水清洗，然后放入烘干窑内烘 干 0.5-lho作为本专利技术技术方案的进一步优选，将取出的竹炭放入含酸量2. 8%的溶液中浸 泡1. 6h，取出用清水清洗，然后放入烘干窑内烘干0. 8h。本专利技术通过该溶液泡洗，可去碱、降低竹炭PH值，并可除灰尘、杂质，除去微孔中 的灰分，解决黑色侵染问题，提高表面光泽性，通过烘干可减少竹炭的含水量，使竹炭电导 率保持稳定。综上所述，本专利技术具有以下有益效果1、煅烧温度高，炭化度高，导电性强、抗静电能力高；2、阶梯式升温使竹炭吸附性能更强；3、溶液泡洗使竹炭表面光亮、质量稳定；4、制得的竹炭抗静电能力高、吸附性能强、屏蔽电磁波能力强，适于保健竹炭的应用。附图说明图1是本专利技术竹子干馏炭化立式移动床的温度控制系统示意图。其中，A-干燥 区；B-预炭化区；C-炭化区；D-煅烧区；E-冷却区；F-带CPU的温度感应装置； dl/d2/d3-助燃物导入孔；tl/t2/t3_测温点。具体实施例方式以下结合附图对本专利技术作进一步详细说明。如图1所示，竹子干馏炭化的立式移动床分为干燥区A、预炭化区B、炭化区C、煅 烧区D和冷却区E。煅烧区D —侧分布有许多可以调节开启或闭合的助燃物导入孔，如dl、 d2、d3等，另一侧对应有各个小孔处的测温点如tl、t2、t3等，各小孔处温度通过与该测 温点连接的温度感应装置F显示。实施例一在立式移动床干馏炭化炉中本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种竹子干馏炭化的方法，在立式移动床中从顶部加入经过截断劈碎和初步干燥的竹子，竹子凭借重力逐渐下移，依次经历干燥区、预炭化区、炭化区、煅烧区和冷却区，炭化区产生的热解气体自下而上在干燥区与竹子逆流或者错流使竹子干燥并达到炭化温度，热解气体从顶部排出进入竹醋液冷凝器，冷凝得竹醋液；其特征在于：控制所述燃烧区不同位置的温度差进行阶梯式升温，使竹子下移过程中经历的燃烧区以５－１５℃／ｍｉｎ的速率升温至７００－７５０℃并保温４０－８０ｍｉｎ，然后再以５－１５℃／ｍｉｎ的速率升温至１０００－１５００℃并保温２－８ｈ。
【技术特征摘要】
一种竹子干馏炭化的方法，在立式移动床中从顶部加入经过截断劈碎和初步干燥的竹子，竹子凭借重力逐渐下移，依次经历干燥区、预炭化区、炭化区、煅烧区和冷却区，炭化区产生的热解气体自下而上在干燥区与竹子逆流或者错流使竹子干燥并达到炭化温度，热解气体从顶部排出进入竹醋液冷凝器，冷凝得竹醋液；其特征在于: 控制所述燃烧区不同位置的温度差进行阶梯式升温，使竹子下移过程中经历的燃烧区以5 15℃/min的速率升温至700 750℃并保温40 80min，然后再以5 15℃/min的速率升温至1000 1500℃并保温2 8h。2.根据权利要求1所述竹子干馏炭化的方法，其特征在于在所述的煅烧区通过控制 导入的助燃物进行阶梯式升温。3.根据权利要求2所述竹子干馏炭化的方法，其特征在于在所述的煅烧区通过控制 导入的助燃物量进行阶梯式升温，使竹子下移过程中经历的燃烧区...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁建中，
申请(专利权)人：浙江建中竹业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]
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