[发明专利]一种竹炭的生产方法及该方法所用的炭化装置

说明书

本发明涉及一种竹炭的生产方法及该生产方法所用的炭化装置。所述生产方法包括：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；蒸汽活化：将电热炭化后的产物进行蒸汽活化，得到竹炭。利用该方法可以制得超高比表面积、高碘吸附值和高强度的竹炭，并且还可回收合成气、竹焦油和竹醋酸副产物。所述炭化装置可广泛用于其它生物质炭化。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，尤其涉及竹炭的生产方法及该方法所用的炭化装置。

背景技术

竹炭是以竹材为原料经高温炭化成的一种生物炭。竹炭具有疏松多孔的结构，其分子细密多孔，质地坚硬。竹炭有很强的吸附能力，能净化空气、消除异味、吸湿防霉、抑菌驱虫；与人体接触能去湿吸汗，促进人体血液循环和新陈代谢，缓解疲劳。另外，竹炭空隙度高，非常适合作为土壤微生物和有机营养成份的载体，用以增强土壤活力，是一种良好的土壤改良材料。竹炭还具有弱导电性，可以起到防静电与屏蔽电磁辐射的作用，是军用防护的重要原料。

现有技术的竹炭制备方法多为传统的干馏反应罐间歇式生产。这一方法所用的炭化温度一般不超过900℃，导致所生产的竹炭的比表面积小。而且，上述方法污染严重、劳动生产率低。

如何实现竹材快速高效炭化以及循环清洁生产，将间歇式生产提升为竹材粉体全程气流输送，实现流水线式连续运行并达到循环清洁生产要求，同时制备超高比表面积、高碘吸附值和高强度的竹炭，是本发明所解决的技术问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对现有竹炭生产方法存在的上述问题，本发明提供了一种超高比表面积、高碘吸附值和高强度竹炭的循环清洁生产方法及方法所用的炭化装置。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：

一种竹炭的生产方法，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。

优选地：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。

优选地：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。

优选地：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；