竹炭燒制系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及到一種竹炭燒制系統及竹炭燒制工藝，其特征在于包括有燃燒組和預熱組；其中，所述燃燒組包括多個燒制器，各燒制器的爐窯和炭化釜之間夾層；燃燒組各爐窯的上部設有第一煙氣管道，所述第一煙氣管道的入口連通各自的夾層，所述第一煙氣管道的出口連通預熱組中第一個預熱器的夾層；所述預熱組由多個預熱器組成，預熱器的殼體和炭化釜之間具有夾層；相鄰預熱器的夾層之間第二煙氣管道，第二煙氣管道有位于夾層上部位置和下層下部位置兩種，這兩種位置交替設置，位于末端的預熱器上設有放空管道。本實用新型將多個燒制器通過煙氣管道連接在一起，充分利用煙氣的余熱對另外的炭化釜進行預熱，兩組燒制組交替工作，節能降耗效果顯著。
【專利說明】竹炭燒制系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及到竹炭燒制裝置，具體指一種竹炭燒制系統。
【背景技術】
[0002]竹炭是以至少五年生高山毛竹為原料，經近千度高溫燒制而成的一種炭。竹炭具有多孔結構，其分子細密多孔，質量堅硬。有很強的吸附能力，能凈化空氣、消除異味、吸濕防霉、抑菌驅蟲。與人體接觸能去濕吸汗，促進人體血液循環和新陳代謝，緩解疲勞。經科學提煉加工后，已廣泛應用于日常生活中。竹炭由于原材料獨特，且經特殊工藝加工而成，其具有許多令人意想不到的功效，在農業、材料工業、建筑裝璜、環境保護、醫藥衛生、凈化空氣等方面，都有著廣泛的用途。
[0003]竹炭的制備方法主要有兩種，干餾熱解法和土窯燒制法。
[0004]其中土窯燒制法是采用燃料直接加熱方式，即窯口由燃料燃燒產生的煙氣上升到窯頂后，向窯內擴散，其中大部分熱氣流流動在上層，有小部分熱量向四周輻射，由上往下緩慢干燥并達到預炭化；燃燒窯內部分竹材使窯內溫度繼續升高，除去揮發性物質，此時窯內煙氣循環流動，各點熱量和溫度基本均勻，完成炭化和精煉階段，得到結構致密的竹炭。土窯燒制法根據溫度以及餾出物的不同分為預干燥、干燥、預炭化和炭化四個階段。預干燥階段為60?100°C，干燥階段為100?150°C，預炭化階段為150?270°C，炭化階段為270?450°C，煅燒階段為450°C至1000°C左右。竹材在炭化釜內經過爐窯內燃料的加熱，從第一階段知道第四階段出料。燃料由于煅燒階段需要加熱到接近1000°C的溫度，燃料的消耗很大，占據了竹炭生產的主要成本。
【發明內容】
[0005]本實用新型所要解決的技術問題是針對現有技術的現狀提供一種基本上不需要額外消耗能源的竹炭燒制系統。
[0006]本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案為:該竹炭燒制系統，其特征在于包括有燃燒組和預熱組；
[0007]其中，所述燃燒組包括多個燒制器，各燒制器均由爐窯和安裝在該爐窯內的炭化釜所組成，并且爐窯與安裝在該爐窯內的炭化釜的側壁之間具有間距，該間距形成供煙氣流通的夾層；燃燒組中各爐窯的上部均設有第一煙氣管道，所述第一煙氣管道的入口連通各自的夾層，所述第一煙氣管道的出口連通預熱組中第一個預熱器的夾層；
[0008]所述預熱組由多個預熱器組成，各預熱器均包括殼體和可拆卸安裝在殼體內的炭化釜，殼體和炭化釜之間間隔有間距，該間距形成供煙氣流通的夾層；相鄰預熱器的夾層之間設有連通兩個夾層的第二煙氣管道，第二煙氣管道有位于夾層上部位置和下層下部位置兩種，這兩種位置交替設置，位于末端的預熱器上設有放空管道，所述放空管道連通末端預熱器夾層和大氣，并且放空管道位于夾層的上部。
[0009]使用上述竹炭燒制系統的竹炭燒制工藝，包括預熱工序、蒸餾工序和炭化工序，其特征在于:
[0010]裝置初始開工時，向燃燒組內的爐窯中添加燃料，燃燒燃料，加熱爐窯內的炭化釜，使炭化釜內的竹材經過預熱工序加熱、蒸制出竹醋液后，繼續加熱，依次進行蒸餾工序和炭化工序；
[0011]燃燒組內的爐窯燃燒所產生的熱量和煙氣在加熱完燃燒組內的炭化釜后，帶有熱量的煙氣經由各自的第一煙氣管道進入預熱組第一個爐窯的夾層內，對第一個爐窯內的炭化釜進行預熱后，再經由第二煙氣管道依次進入預熱組其它的夾層內，依次加熱第二燒制組內的各炭化釜，煙道氣在預熱組內的夾層中行走一遍后，最后經由第二燒制組末端燒制器的放空管道放空；
[0012]燃燒組中的燒制器在完成炭化工序后，將炭化釜從所在的爐窯內取出，傾倒出炭化釜內的竹炭；然后將預熱組已經達到預熱溫度的炭化釜從殼體中取出，吊放到已經出料的爐窯內，在該爐窯中繼續進行蒸餾工序和炭化工序；
[0013]向出料后的炭化釜中添加上新鮮的竹材后，將該炭化釜吊放到預熱組空出的殼體內，進行預熱程序；
[0014]如此重復，當燃燒組中一個炭化釜完成炭化工序后，就將該炭化釜從所在爐窯內吊出，傾倒出其內的竹炭，出料；然后將預熱組中達到預熱溫度的炭化釜從所在殼體內吊起，放到出料后的爐窯中進行蒸餾和炭化工序；燃燒組中燃料燃燒所產生的煙道氣經由第一煙氣管道和第二煙氣管道依次送到預熱組的各夾層中，對預熱組內炭化釜中的竹材進行預熱；
[0015]重復上述操作，直到完成生產任務。
[0016]或者，還可以采用下述技術方案來實現本實用新型的實用新型目的:該竹炭燒制系統，包括由爐窯和安裝在所述爐窯內的炭化釜所組成的燒制器，所述爐窯與安裝在該爐窯內的炭化釜的側壁之間具有間距，該間距形成供煙氣流通的夾層；其特征在于所述的燒制器有多組，分為第一燒制組和第二燒制組，相鄰燒制器之間均設有連通兩個燒制器夾層的上煙氣管道和下煙氣管道，其中，所述上煙氣管道位于炭化釜的上部，下煙氣管道位于炭化釜的下部，并且各上煙氣管道和各下煙氣管道上均設有閥門；位于頭、尾的兩個燒制器的夾層的上部均設有連通大氣的放空管道，所述放空管道上也設有閥門。
[0017]做為改進，各所述爐窯的頂部設有溫度計和排氣管道，各所述排氣管道連接過濾器的入口，所述過濾器的底部設有液相出口，所述過濾器的頂部設有氣相管道，該氣相管道連接燃氣再分配裝置，該燃氣再分配裝置的各送氣管道分別連接各自對應的所述爐窯的燃燒室；并且，各所述送氣管道上均設有流量控制閥門。
[0018]使用上述竹炭燒制系統的竹炭燒制工藝，包括預熱工序、蒸餾工序和炭化工序，其特征在于下述步驟:
[0019]裝置開工時，首先啟動第一燒制組的燒制工序，對第一燒制組進行預熱、蒸餾和炭化，具體步驟如下:
[0020]打開第一燒制組相鄰炭化釜之間的上煙氣管道和下煙氣管道，第一燒制組和第二燒制組相鄰的兩個炭化釜之間的下煙氣管道、第二燒制組內相鄰炭化釜之間的下煙氣管道和上煙氣管道交替打開以及第二燒制組末端的放空管道；其余煙氣管道和放空管道的閥門關閉；[0021]首先使用外界燃料加熱第一燒制組中的各爐窯，使第一燒制組中各炭化釜在完成預熱工序后，繼續加熱，用2.5?3.5小時從300°C勻速升溫到650?700°C，進行加熱蒸餾，第一燒制組中各炭化釜內的竹材在逐漸升溫的過程中，所生成的氣相產物從炭化釜的排氣口排出，經排氣管道送至過濾器中進行氣液分離，過濾分離出液相，得到的氣相經氣相管道送至燃氣再分配站，經燃氣再分配站的分配，經由各送氣管道送回第一燒制組各爐窯內做為燃料燃燒，繼續加熱第一燒制組中各炭化釜，使第一燒制組中各炭化釜內的竹材維持在600?700°C，恒溫I?2小時后得到竹炭；第一燒制組中的炭化釜內的竹碳出料；
[0022]在第一燒制組中的炭化釜進行加熱的同時，第一燒制組中上游燒制器燃燒所產生的煙氣經由上、下煙氣管道依次進入第一燒制組的下游燒制器的夾層中，在第一燒制組末端的燒制器的夾層中匯流后，經由上煙氣管道進入第二燒制組第一燒制器的夾層內，對該燒制器的炭化釜進行加熱，然后煙氣流交替經過下、上煙氣管道依次進入第二燒制組中各燒制器的夾層內，對第二燒制組中的各炭化釜進行預熱；煙氣最后經由第二燒制組末端燒制器的放空管道放空；
[0023]在第一燒制組炭化釜出料的同時，關閉第一燒制組的送氣管道；在第二燒制組中各炭化釜內的竹材的預熱到280°C時，打開對應第二燒制組各燒制器的送氣管道，同時打開第二燒制組相鄰炭化釜之間的上煙氣管道和下煙氣管道，第二燒制組和第一燒制組相鄰炭化釜之間的下煙氣管道，第一燒制組內相鄰炭化釜之間的下煙氣管道和上煙氣管道交替打開以及第一燒制組前端的放空管道，關閉其余的煙氣管道和放空管道上的閥門；
[0024]利用第一燒制組蒸餾工序所生成的燃氣加熱第二燒制組各炭化釜內的竹材，使第二燒制組完成蒸餾工序和炭化工序；蒸餾工序和炭化工序所需控制的工藝參數與所述第一燒制組的相同；第二燒制組進行蒸餾工序所生成的燃氣經過過濾后送至燃氣再分配站分配使用；
[0025]通過切換送氣管道的閥門，上、下煙氣管道的閥門和放空管道閥門，使第一燒制組和第二燒制組的預熱工序和后續的蒸餾、加熱工序交替工作，并使用蒸餾工序所產生的燃氣來維持整個燒制過程所需要的熱量，直至完成生產任務。
[0026]與現有技術相比，本實用新型將多個燒制器通過煙氣管道連接在一起，充分利用煙氣的余熱對另外的炭化釜進行預熱，兩組燒制組交替工作，省去了預熱工序加熱所需要的燃料，節能降耗效果好；優選方案通過設定特別的工藝，使竹材蒸餾過程中最大限度的生成可燃性氣體，用于后續的加熱，同時避免了溜出物的后處理，只需要在裝置開工時使用少量的燃料加熱到蒸餾工序產出可燃性氣體后，即可通過自身所產生的燃氣維持整個燒制流程的進行，不再需要使用外界的燃料，節能降耗效果顯著。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]圖1為本實用新型實施例2剖視結構的平面示意圖；
[0028]圖2為本實用新型實施例1俯視狀態的平面示意圖；
[0029]圖3為本實用新型實施例1的縱向剖視示意圖。
【具體實施方式】
[0030]以下結合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。[0031]實施例1
[0032]如圖2和圖3所示，該竹炭燒制系統，包括有燃燒組3和預熱組4。其中燃燒組包括三個燒制器I，各燒制器均由爐窯和安裝在該爐窯內的炭化釜所組成，并且爐窯與安裝在該爐窯內的炭化釜的側壁之間具有間距，該間距形成供煙氣流通的夾層11。
[0033]預熱組由五個預熱器2組成，各預熱器均包括殼體和容置在殼體內的炭化釜，殼體和炭化釜之間間隔有間距，該間距形成供煙氣流通的夾層。
[0034]即，燃燒組內的炭化釜是安裝在爐窯內的，需要燃燒燃料對其進行加熱；而預熱組中的炭化釜不需要安裝在爐窯內，只需要安裝在殼體內，使殼體與炭化釜之間形成供煙氣流通的通道即可。
[0035]燃燒組3的各爐窯的上部設有第一煙氣管道5，第一煙氣管道的入口連通各自的夾層，第一煙氣管道的出口連通預熱組中第一個預熱器41的夾層的下部位置。
[0036]預熱組，相鄰預熱器的夾層之間設有連通兩個夾層的第二煙氣管道6，第二煙氣管道有位于夾層上部位置和夾層下部位置兩種，這兩種位置交替設置，位于末端的預熱器上設有放空管道7，放空管道的出口連通大氣，并且放空管道的入口位于末端預熱器夾層的上部。
[0037]使用該竹炭燒制系統的竹炭燒制工藝描述如下:
[0038]該竹炭燒制的工藝包括預熱工序、蒸餾工序和炭化工序，具體步驟描述如下:
[0039]裝置初始開工時，向燃燒組內的爐窯中添加燃料，燃燒燃料，加熱爐窯內的炭化釜，使炭化釜內的竹材經過預熱工序加熱、蒸制出竹醋液后，繼續加熱，依次進入竹材燒制的蒸餾工序和炭化工序。
[0040]燃燒組內的爐窯燃燒所產生的熱量和煙氣在加熱完燃燒組內的炭化釜后，帶有熱量的煙氣經由各自的第一煙氣管道進入預熱組第一個爐窯的夾層內，對第一個爐窯內的炭化釜進行預熱后，再經由第二煙氣管道依次進入預熱組其它的夾層內，依次加熱第二燒制組內的各炭化釜，煙道氣在預熱組內的夾層中行走一遍后，最后經由第二燒制組末端燒制器的放空管道放空。
[0041]燃燒組中各燒制器在完成炭化工序后，將炭化釜從爐窯內取出，出料；將預熱組已經達到預熱溫度的炭化釜從殼體中取出，吊放到已經出料的爐窯內，在爐窯中繼續預熱工序后的蒸餾工序和炭化工序。
[0042]向出料后的炭化釜中添加上新鮮的竹材后，將該炭化釜吊放到預熱組空出的殼體內，進行預熱程序。
[0043]如此重復，當燃燒組中一個炭化釜完成炭化工序后，就將該炭化釜從所在爐窯內吊出，傾倒出其內的竹炭，出料；然后將預熱組中達到預熱溫度的炭化釜從所在殼體內吊起，放到出料后的爐窯中進行蒸餾和炭化工序。燃燒組中燃料燃燒所產生的煙道氣經由第一煙氣管道和第二煙氣管道依次送到預熱組的各夾層中，對預熱組內炭化釜中的竹材進行預熱。
[0044]重復上述操作，直到完成生產任務。
[0045]該實施例中，各工序的溫度和時間等工藝參數與現有技術相同。
[0046]本實施例充分利用各燒制器中所排出煙氣的余熱來對竹材進行余熱，節省了燒制工序中余熱所需要的燃料，節能降耗效果好。[0047]實施例2
[0048]如圖2所示，該竹炭燒制系統包括多個燒制器，各燒制器均由爐窯7和安裝在爐窯內的炭化釜8所組成。爐窯與安裝在該爐窯內的炭化釜的側壁之間具有間距，該間距形成供煙氣流通的夾層。本實施例中有四個燒制器，其中前兩個燒制器組成第一燒制組，后兩個燒制器組成第二燒制組。相鄰燒制器之間均設有連通兩個燒制器夾層的上煙氣管道9和下煙氣管道10;其中，上煙氣管道位于炭化釜的上部，下煙氣管道位于炭化釜的下部，并且各上煙氣管道和各下煙氣管道上均設有閥門12 ;位于頭、尾的兩個燒制器的夾層的上部均設有連通大氣的放空管道13，所述放空管道上也設有閥門12。
[0049]各炭化釜的頂部設有溫度計14和排氣管道15，各排氣管道15連接過濾器16的入口。過濾器的底部設有液相出口，過濾器的頂部設有氣相管道17。各氣相管道連接燃氣再分配裝置18。該燃氣再分配裝置18的各送氣管道19分別連接各爐窯的燃燒室；并且，各送氣管道上均設有流量控制閥門20。
[0050]配套上述裝置的竹炭燒制工藝，包括預熱工序、蒸餾工序和炭化工序，其中預熱工序與現有技術相同，而蒸餾工序和炭化工序的參數則與現有技術不同。具體描述如下:
[0051]啟動第一燒制組的燒制工序，對第一燒制組進行預熱、蒸餾和炭化，具體步驟如下:
[0052]打開第一燒制組兩個炭化釜之間的上煙氣管道和下煙氣管道，第一燒制組和第二燒制組相鄰的兩個炭化釜之間的下煙氣管道，第二燒制組兩個炭化釜之間的下煙氣管道和第二燒制組末端的放空管道；其余煙氣管道和放空管道的閥門關閉。
[0053]首先使用外界燃料加熱第一燒制組中的各爐窯，使第一燒制組中各炭化釜在完成預熱工序后，繼續加熱，用3小時從300°C勻速升溫到600°C，進行加熱蒸餾，第一燒制組中各炭化釜內的竹材在逐漸升溫的過程中，所生成的氣相產物從炭化釜的排氣口排出，經排氣管道送至過濾器中進行氣液分離，過濾分離出液相，得到的氣相經氣相管道送至燃氣再分配站，經燃氣再分配站的分配，經由各送氣管道送回第一燒制組中的爐窯內做為燃料繼續加熱第一燒制組中各炭化釜，完成燃燒送氣管道送來的燃料，所產生的熱量對燃燒組的各炭化釜繼續加熱，使第一燒制組中各炭化釜內的竹材維持在600?700°C，恒溫1.5小時后得到竹炭；第一燒制組中的兩個炭化釜中的竹碳出料；
[0054]在第一燒制組中兩個炭化釜進行加熱的同時，第一燒制組第一個燒制器燃燒所產生的煙氣經由上、下煙氣管道進入第一燒制組的第二個燒制器的夾層中，然后匯同第二燒制器中的煙氣，經由上煙氣管道進入第二燒制組第一燒制器的夾層內，對該燒制器的炭化釜進行加熱，然后煙氣流經過下煙氣管道進入第二燒制組的第二燒制器的夾層內，利用煙氣的預熱對第二燒制組第二燒制器的炭化釜進行加熱，煙氣最后經由該燒制器的放空管道放空。
[0055]在第一燒制組炭化釜出料的同時，關閉第一燒制組的送氣管道。在第二燒制組中各炭化釜內的竹材的預熱到280°C時，打開第二燒制組的送氣管道，同時打開第二燒制組兩個炭化釜之間的上煙氣管道和下煙氣管道，第二燒制組和第一燒制組相鄰的兩個炭化釜之間的下煙氣管道，第一燒制組兩個炭化釜之間的下煙氣管道和第一燒制組前端的放空管道；其余煙氣管道和放空管道的閥門關閉。
[0056]利用第一燒制組蒸餾工序所生成的燃氣加熱第二燒制組各炭化釜內的竹材，使第二燒制組完成蒸餾工序和炭化工序。蒸餾工序和炭化工序所需控制的工藝參數與上述第一燒制組的相同。第二燒制組進行蒸餾工序所生成的燃氣經過過濾后送至燃氣再分配站分配使用。
[0057]通過切換送氣管道的閥門，上、下煙氣管道的閥門和放空管道閥門，使第一燒制組和第二燒制組的預熱工序和后續的蒸餾、加熱工序交替工作，并使用蒸餾工序所產生的燃氣來維持整個燒制過程所需要的熱量，節能降耗效果好，且省去了蒸餾產物的后處理過程。
[0058]本實施例以四個燒制器為例說明其結構及工作原理，燒制器的數量還可以根據竹炭的加工規模選用六個、八個或更多個。
【權利要求】
1.一種竹炭燒制系統，其特征在于包括有燃燒組和預熱組；其中，所述燃燒組包括多個燒制器，各燒制器均由爐窯和安裝在該爐窯內的炭化釜所組成，并且爐窯與安裝在該爐窯內的炭化釜的側壁之間具有間距，該間距形成供煙氣流通的夾層；燃燒組中各爐窯的上部均設有第一煙氣管道，所述第一煙氣管道的入口連通各自的夾層，所述第一煙氣管道的出口連通預熱組中第一個預熱器的夾層；所述預熱組由多個預熱器組成，各預熱器均包括殼體和可拆卸安裝在殼體內的炭化爸，殼體和炭化釜之間間隔有間距，該間距形成供煙氣流通的夾層；相鄰預熱器的夾層之間設有連通兩個夾層的第二煙氣管道，第二煙氣管道有位于夾層上部位置和下層下部位置兩種，這兩種位置交替設置，位于末端的預熱器上設有放空管道，所述放空管道連通末端預熱器夾層和大氣，并且放空管道位于夾層的上部。
2.一種竹炭燒制系統，包括由爐窯和安裝在所述爐窯內的炭化釜所組成的燒制器，所述爐窯與安裝在該爐窯內的炭化釜的側壁之間具有間距，該間距形成供煙氣流通的夾層；其特征在于所述的燒制器有多組，分為第一燒制組和第二燒制組，相鄰燒制器之間均設有連通兩個燒制器夾層的上煙氣管道和下煙氣管道，其中，所述上煙氣管道位于炭化釜的上部，下煙氣管道位于炭化釜的下部，并且各上煙氣管道和各下煙氣管道上均設有閥門；位于頭、尾的兩個燒制器的夾層的上部均設有連通大氣的放空管道，所述放空管道上也設有閥門。
3.根據權利要求2所述的竹炭燒制系統，其特征在于各所述爐窯的頂部設有溫度計和排氣管道，各所述排氣管道連接過濾器的入口，所述過濾器的底部設有液相出口，所述過濾器的頂部設有氣相管道，該氣相管道連接燃氣再分配裝置，該燃氣再分配裝置的各送氣管道分別連接各自對應的所述爐窯的燃燒室；并且，各所述送氣管道上均設有流量控制閥門。
【文檔編號】C10B57/02GK203403060SQ201320469040
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年8月1日 優先權日:2013年8月1日
【發明者】陳宗毓 申請人:陳宗毓