[发明专利]一种竹炭的生产方法及该方法所用的炭化装置

权利要求书

1.一种竹炭的生产方法，其特征在于：所述生产方法包括如下步骤：

原料处理：将竹材切碎、烧碱浸泡、烘干和粉碎，获得竹材粉；

炭化：将所述竹材粉先进行闪速低氧炭化，再进行绝氧炭化；

换热冷却：将炭化后的产物在无氧环境下进行换热冷却，冷却后的产物为第一竹炭粉；

转化：将所述第一竹炭粉在石墨化炉中进行转化，获得第二竹炭粉；

成型：将第二竹炭粉和粘结剂混合，制成成型料；

电热炭化：将成型料进行电热炭化；和

蒸汽活化：将电热炭化后的产物进行蒸汽活化，得到竹炭；

所述闪速低氧炭化的工艺条件为：炭化温度为800～1000℃，炭化时间为3～20s，并且用于进行所述闪速低氧炭化的装置中设置有氧气浓度监测装置，利用所述监测装置将输入用于进行所述闪速低氧炭化的装置中的热风中氧气浓度控制在3％以下。

2.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：所述生产方法还包括副产物回收的步骤；所述副产物回收的步骤包括：

收集炭化步骤中溢出的气体，将所述气体冷凝，获得合成气、竹焦油和竹醋酸；和/或

收集电热炭化过程中的气体，将气体冷凝，获得竹焦油。

3.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于：所述生产方法还包括循环利用的步骤；所述循环利用的步骤包括：

将合成气作为燃料，部分用以进行所述闪速低氧炭化，部分用以进行所述蒸汽活化；

将部分或全部的竹焦油作为粘接剂，用以制备所述成型料；和/或

回收所述换热冷却步骤产生的热能，并将热能输送至原料处理步骤，用以进行所述烘干。

4.根据权利要求3所述的生产方法，其特征在于：所述闪速低氧炭化所用热源经一级加热和二级加热而获得；

所述一级加热按照如下方式进行：利用回收的合成气作为燃料加热空气；

所述二级加热按照如下方式进行：加热后的空气和石化燃料经燃烧，获得的带有热能的气体作为热源。

5.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：所述绝氧炭化的工艺条件为：炭化温度为800～1000℃，炭化时间为20～60min。

6.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：经所述换热冷却后获得的所述第一竹炭粉的温度不超过60℃；

所述转化的温度在1200～2500℃；

所述电热炭化的工艺条件为：炭化温度为350～500℃，炭化时间为0.5～1.5h，并且在通N₂的条件下进行所述电热炭化；和/或

所述蒸汽活化的工艺条件为：活化温度为800～1000℃，活化时间为2～6h。

7.根据权利要求3所述的生产方法，其特征在于：所述第二竹炭粉和所述粘结剂的用量比为1：(0.5～1)。

8.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：控制所述切碎后的竹材的长度为3～50mm，宽度为3～50mm，厚度为1～10mm；

控制烘干后的竹材的含水量不超过3％；

控制所述竹材粉的粒径不超过3mm。

9.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：浸泡用的烧碱水溶液的浓度为10～20％，浸泡时间为8～24小时，并且将浸泡后的残留液进行过滤和净化，收集净化后的水，用于配制烧碱水溶液。

10.一种权利要求1至9任一项生产方法所用的炭化装置，其特征在于：所述炭化装置包括：闪速低氧炭化塔和绝氧炭化仓，所述闪速低氧炭化塔的上端和所述绝氧炭化仓的中上部通过连通管道相通；

所述闪速低氧炭化塔包括塔体、设置在所述塔体下端的热风入口和竹材粉入口；

所述绝氧炭化仓包括仓体、设置在所述仓体底部的竹炭粉出口、设置在所述仓体顶部的气体出口。