一种竹炭化过程中阶梯化热解及冷却工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种竹炭化过程中阶梯化热解及冷却工艺，包括：将竹材进行切分，分别获得竹节和节间；将竹节和节间分别置入干馏釜中的竹节区和节间区；向干馏釜中通入氮气，排出干馏釜中的空气；在脱水干干燥和预炭化阶段，分别以不同的升温速率对竹节区和节间区进行加热，其中，每个阶段竹节区的升温速率都大于节间区；在炭化阶段，通入氮气调整竹节区和节间区的升温速率达到要求和温度达到一定后进行保温；在煅烧阶段分别以不同的升温速率对竹节区和节间区进行加热，其中竹节区的升温速率都大于节间区。本发明专利技术分别通过氮气调节升温速率，以及竹节和节间分别以不同的升温速率进行热解，达到提高竹炭产率和品质的目的。达到提高竹炭产率和品质的目的。达到提高竹炭产率和品质的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种竹炭化过程中阶梯化热解及冷却工艺


[0001]本专利技术涉及竹材炭化领域，特别是涉及一种竹炭化过程中阶梯化热解及冷却工艺。

技术介绍

[0002]竹炭是以竹材为原料，经高温烧制而成的一种炭。竹炭具有疏松多孔的结构，其分子细密多孔，质地坚硬。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。经科学提炼加工后，已广泛应用于日常生活中。
[0003]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。这两种方法的竹炭产率都不高。因此，如何提高竹炭烧制过程中的竹炭产率成为了行业关注的焦点。

技术实现思路

[0004]经申请人研究发现：竹炭产率和竹材在热解炭化过程中的升温速率具有很大关系，保持在一定的升温速率可以有效的提高竹炭产量。竹材热解一般分为四个步骤脱水干燥、预炭化、炭化以及煅烧，其中，脱水干燥、预炭化以及煅烧需要外界提供热量进行，这三个阶段可以很容易的控制升温速率。而炭化过程中，竹材中的木质素分解放出大量的热不需要外界加热也可以完成热解。但是现有技术没有很好的方法控制炭化过程中放热的升温速率，热量无法及时散发使得升温速度急剧升高，导致竹炭产率下降。此外，申请人还发现竹材的竹节和竹间的炭化速度不同，如果采用同一升温速率会导致二者炭化程度不一，降低竹炭产品的品质。
[0005]有鉴于现有技术的上述的一部分缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种竹炭化过程中阶梯化热解及冷却工艺，旨在提高竹炭产率和竹炭品质。/>[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种竹炭化过程中阶梯化热解及冷却工艺，所述工艺包括：
[0007]将所述竹材进行切分，分别获得竹节和节间；将竹节和节间分别置入干馏釜中的竹节区和节间区；其中，所述竹节区位于所述干馏釜的中间区域，所述节间区位于竹节区的两侧，所述竹节区对应的干馏釜壁上设置竹节进气口和竹节排气口，所述节间区对应的干馏釜壁上设置节间进气口和节间排气口，所述干馏釜还包括用于对所述竹节区进行加热的竹节加热器和用于对所述节间区进行加热的节间加热器；
[0008]向所述干馏釜中通入氮气，排出所述干馏釜中的空气；
[0009]控制所述竹节加热器以第一升温速率对竹节区进行加热，控制所述节间加热器以第二升温速率对节间区进行加热；响应于所述竹节区和所述节间区均达到130
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150℃，进行第一时长的保温，以使所述竹节和所述节间脱水干燥；其中，所述第一升温速率大于所述第二升温速率；
[0010]响应于所述第一时长结束，控制所述竹节加热器以第三升温速率对竹节区进行加
热，控制所述节间加热器以第四升温速率对节间区进行加热；响应于所述竹节区和所述节间区均达到250
‑
275℃，进行第二时长的保温，以使所述竹节和所述节间进行预炭化；其中，所述第三升温速率大于所述第四升温速率；
[0011]响应于所述第二时长结束，分别采集所述竹节区的竹节炭化升温速率和所述节间区的节间炭化升温速率；
[0012]根据所述竹节炭化升温速率，从所述竹节进气口通入第一流速的氮气，以使所述竹节炭化升温速率降至第五升温速率；根据所述节间炭化升温速率，从所述节间进气口通入第二流速的氮气，以使所述节间炭化升温速率降至第六升温速率；其中，所述第五升温速率大于所述第六升温速率；
[0013]响应于所述竹节区和所述节区的温度均达到400
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450℃，控制所述氮气通入的流速对所述干馏釜进行第三时长的保温，以使所述竹节和所述节间进行炭化；
[0014]响应于所述第三时长结束，控制所述竹节加热器以第七升温速率对竹节区进行加热，控制所述节间加热器以第八升温速率对节间区进行加热；响应于所述竹节区和所述节间区均达到800
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1000℃，进行第四时长的保温，对所述竹节和所述节间进行煅烧；其中，所述第七升温速率大于所述第八升温速率；
[0015]响应于所述第四时长的结束，停止加热对所述竹节和所述节间进行冷却；响应于所述竹节和所述节间的温度下降至室温，获得竹炭。
[0016]可选的，所述响应于所述第二时长结束，分别采集所述竹节区的竹节炭化升温速率和所述节间区的节间炭化升温速率，包括：
[0017]响应于所述第二时长结束，分别定时采集所述竹节区的温度和所述节间区的温度；
[0018]根据所述竹节区采集的温度差和与该温度差对应的时间差，获得所述竹节炭化升温速率；根据所述节间区采集的温度差和与该温度差对应的时间差，获得所述节间炭化升温速率。
[0019]可选的，所述根据所述竹节炭化升温速率，从竹节进气口通入第一流速的氮气，以使所述竹节炭化升温速率降至第五升温速率；根据所述节间炭化升温速率，从节间进气口通入第二流速的氮气，以使所述节间炭化升温速率降至第六升温速率；包括：
[0020]根据所述竹节炭化升温速率和所述第五升温速率，确定所述竹节区的氮气热量吸收速率；根据所述竹节区的氮气热量吸收速率，确定氮气的所述第一流速，并从所述竹节进气口通入第一流速的氮气以使所述竹节炭化升温速率降至第五升温速率；其中，所述氮气的温度小于100℃；
[0021]根据所述节间炭化升温速率和所述第六升温速率，确定所述节间区的氮气热量吸收速率；根据所述节间区的氮气热量吸收速率，确定氮气的所述第二流速并从所述节间进气口通入第二流速的氮气以使所述节间炭化升温速率降至第六升温速率。
[0022]可选的，所述对所述竹节和所述节间进行冷却，包括：
[0023]分别从所述竹节进气口和所述节间进气口通入温度低于35℃的二氧化碳气体，以使所述二氧化碳对所述竹节和所述节间进行冷却。
[0024]可选的，响应于所述第一时长结束之后，所述工艺还包括：
[0025]通过所述竹节排气口和所述节间排气口收集所述干馏釜内排出的第一气体；所述
第一气体包括通入的所述氮气、竹醋液气体、竹焦油气体以及竹煤气；
[0026]采用换热器对所述第一气体进行换热冷却，获得液态竹醋液和液态竹焦油；
[0027]对换热后的所述第一气体进行洗气，获得纯净的氮气。
[0028]可选的，在对换热后的所述第一气体进行洗气，获得纯净的氮气，所述工艺还包括：
[0029]将获得的氮气重新从所述竹节进气口和所述节间进气口通入所述干馏釜，以使所述氮气进行循环利用。
[0030]可选的，采用换热器对所述第一气体进行换热冷却后，所述工艺还包括：
[0031]将所述换热器回收的热能转化为电能，用于给所述竹节加热器和所述节间加热器进行供电；其中，所述竹节加热器和所述节间加热器为电加热器。
[0032]可选的，将所述竹材进行切分，分别获得竹节和节间之前，所述工艺还包括:
[0033]根据所述竹材的种类和质量，确定所述第一时长、所述第二时长、所述第三时长以及所述第四时长。
[0034]本专利技术的有益效果：1、本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种竹炭化过程中阶梯化热解及冷却工艺，其特征在于，所述工艺包括：将所述竹材进行切分，分别获得竹节和节间；将竹节和节间分别置入干馏釜中的竹节区和节间区；其中，所述竹节区位于所述干馏釜的中间区域，所述节间区位于竹节区的两侧，所述竹节区对应的干馏釜壁上设置竹节进气口和竹节排气口，所述节间区对应的干馏釜壁上设置节间进气口和节间排气口，所述干馏釜还包括用于对所述竹节区进行加热的竹节加热器和用于对所述节间区进行加热的节间加热器；向所述干馏釜中通入氮气，排出所述干馏釜中的空气；控制所述竹节加热器以第一升温速率对竹节区进行加热，控制所述节间加热器以第二升温速率对节间区进行加热；响应于所述竹节区和所述节间区均达到130
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150℃，进行第一时长的保温，以使所述竹节和所述节间脱水干燥；其中，所述第一升温速率大于所述第二升温速率；响应于所述第一时长结束，控制所述竹节加热器以第三升温速率对竹节区进行加热，控制所述节间加热器以第四升温速率对节间区进行加热；响应于所述竹节区和所述节间区均达到250
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275℃，进行第二时长的保温，以使所述竹节和所述节间进行预炭化；其中，所述第三升温速率大于所述第四升温速率；响应于所述第二时长结束，分别采集所述竹节区的竹节炭化升温速率和所述节间区的节间炭化升温速率；根据所述竹节炭化升温速率，从所述竹节进气口通入第一流速的氮气，以使所述竹节炭化升温速率降至第五升温速率；根据所述节间炭化升温速率，从所述节间进气口通入第二流速的氮气，以使所述节间炭化升温速率降至第六升温速率；其中，所述第五升温速率大于所述第六升温速率；响应于所述竹节区和所述节区的温度均达到400
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450℃，控制所述氮气通入的流速对所述干馏釜进行第三时长的保温，以使所述竹节和所述节间进行炭化；响应于所述第三时长结束，控制所述竹节加热器以第七升温速率对竹节区进行加热，控制所述节间加热器以第八升温速率对节间区进行加热；响应于所述竹节区和所述节间区均达到800
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1000℃，进行第四时长的保温，对所述竹节和所述节间进行煅烧；其中，所述第七升温速率大于所述第八升温速率；响应于所述第四时长的结束，停止加热对所述竹节和所述节间进行冷却；响应于所述竹节和所述节间的温度下降至室温，获得竹炭。2.根据权利要求1所述的竹炭化过程中阶梯化热解及冷却工艺，其特征在于，所述响应于所述第二时长结束，分别采集所述竹节区的竹节炭化升温速率和所述节间区的节间炭化升温速率，包括：响应于所述第二时长结束，分别定时采集所述竹节区的温度和所述节间区...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛家女，
申请(专利权)人：福建竹家女工贸有限公司，
类型：发明
国别省市：