[发明专利]一种高热值木炭的制作方法

说明书

 

【技术领域】

      本发明涉及一种木炭的制作方法，具体涉及一种高热值木炭的制作方法。

 

【背景技术】

木炭是木材或木质原料经过不完全燃烧或在隔绝空气条件下热解，所残留的褐色或黑色多孔固体燃料。木炭的主要成份是炭元素，灰分很低，热值约27.21-33.49兆焦/千克，此外还有氢、氧、氮以及少量的其他元素，其含量与树种关系不大，主要取决于最终炭化的温度及时间。

木炭由于无烟、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冶炼、硅铁冶炼及铜冶炼过程中的还原剂和增碳剂，也可作为工业原料，深加工活性炭、炸药和二硫化碳等高附加值的化工产品。

现有技术中制备木炭的方法主要有两种：窑烧法和干馏法。窑烧法是用泥土筑窑，满装木材后，从窑门或火门点火燃烧，使木材在窑内炭化，挥发物逸出而剩余木炭。干馏法，即木材干馏，其是一个复杂的化学反应过程，一般可分为三个阶段：①脱水分解：干馏操作初期，温度相对较低，有机物首先脱水，随着温度升高，逐渐分解产生低分子挥发物；②热解：随着干馏温度的继续升高，有机物中的大分子发生键的断裂，即发生热解，得到液体有机物(包括焦油)；③缩合和碳化：当温度进一步提高时，随着水和有机物蒸气的析出，剩余物质受热缩合成胶体，同时，析出的挥发物逐渐减少，胶体逐渐固化和碳化，并且随着温度升高、加热时间的延长，所生成的固体产物中的碳含量逐渐增多，氢、氧、氮和硫等其他元素含量逐渐减少，进而得到木炭。

传统的窑烧法和干馏法，由于工艺条件的限制，其需要大量的能耗，并且得到的木炭含碳量较低，发热量小。

 

【发明内容】

为了克服传统工艺的缺点，本发明提供一种高热值木炭的制作方法，把传统的窑烧法和干馏法相结合，并且在制作过程中添加了精煤，使木炭的含碳量大幅度提高，其热值与传统方法生产的木炭相比有了显著提高。

本发明提供一种高热值木炭的制作方法，其包括如下步骤：

（1）选材：选取长度为15-20cm、直径为3.0-6.0cm的木材，放置在露天场所晾晒1-2天，使其含水率控制在5%-12%之间；

（2）窖烧炭化

原料干燥阶段：将检验合格的原料装入炭窖，点火，升温至160℃-180℃，烘烤4-6h；

预炭化阶段：继续升温至200℃-300℃，烘烤2-3h；

全面炭化阶段：继续升温至400℃-600℃，维持在该温度下炭化5-7h，木质原料在高温下炭化为木炭；

精煤混合：将得到的木炭降温到常温后，将其粉碎为1mm-2mm大小的木炭颗粒，放入混合机，加入精煤粉和沥青粘结剂，搅拌0.5-1h；

成型：将混合后的物料加入成型机，压缩成型炭，晾晒1-2小时；

（3）干馏：将晾晒后的型炭装入炭窖，加热到500-700℃,干馏4-6h，得成品木炭。

其中，用于制备木炭的木材可以来源于各种天然树木（如杨木、柳木、桦木、松木），也可由木屑加工而成。

所述炭窑可以采用各种常见的窑，如鲤鱼窑、木瓢窑、铁窑、机窑。

预炭化阶段的温度优选为250-300℃。

全面炭化阶段的温度优选为550℃-600℃。

精煤混合步骤中，木炭与精煤粉、沥青粘结剂的重量比为5-7：3-4：0.1-0.5，优选为6:3.7:0.3。

成型阶段中，压缩得到的型炭的形状可以为球状或棒状。

干馏阶段中，加热的温度优选为550-650℃。

下面对各操作步骤进行详细说明。

1、选材：

选材对于木炭的质量尤为重要，尤其要严格控制木材的含水率，必须控制在5%-12%之间。含水率小于5%，原料炭化速度慢，且粘度差，成棒不结实；含水率大于12%，则会导致炭棒弯曲，成炭密度小。因此，干燥原料时，可将原料放置露天场所晾晒1-2天，让其表层水份蒸发以减少炭化时间和燃料消耗。

2、窖烧炭化

2.1、原料干燥阶段：

检验合格的原料装窖后，从点火到温度升至160℃，这时原料所含的水分主要依靠外加热量进行蒸发，原材料化学性质在此没有变化，160℃-180℃高温烘烤4-6h，此阶段能有效的蒸发原材料内含的大量水分。

2.2、预炭化阶段：