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一種從竹材中獲取高溫竹炭和精制竹醋的方法

文檔序號(hào):1648217閱讀:550來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:一種從竹材中獲取高溫竹炭和精制竹醋的方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種從竹材中獲取高溫竹炭和精制竹醋的方法,屬竹材深加工領(lǐng)域。
但是,目前公知的竹炭燒制技術(shù)仍然停留在采用傳統(tǒng)燒制木炭的方法來(lái)燒制竹炭,該種用土窯燒制方法產(chǎn)出的竹炭雖然成炭溫度低,只有400℃左右,但產(chǎn)品的竹炭品質(zhì)低下,并且不能吸取竹醋等有效資源,另外生產(chǎn)周期也長(zhǎng),26天才能生產(chǎn)一爐。因此不僅不能充分有效地利用竹材資源,而且也影響生產(chǎn)效益和污染環(huán)境。
綜上所述,可見尋找一種科學(xué)合理的竹炭生產(chǎn)技術(shù),提高竹材資源的綜合利用率,減少加工過(guò)程中的環(huán)境污染,已經(jīng)成為竹材資源深加工的重要課題。
本發(fā)明由下述技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。
這種從竹材中獲取高溫竹炭和精制竹醋的方法,其特征在于它是經(jīng)過(guò)電熱干餾炭化、氣相冷凝、液相冷凝分離和液相氣化冷凝精制四道工序獲得其中所述的電熱干餾炭化是將干燥潔凈的竹材在電熱干餾爐800℃-1200℃以上的高溫下炭化;所述的氣相冷凝是指將炭化過(guò)程中產(chǎn)生的干餾煙氣在隔離板式焦油分離裝置內(nèi)實(shí)現(xiàn)竹焦油回收;所述的液相冷凝分離是將去焦油以后的干餾煙氣在水冷干餾冷凝器內(nèi)經(jīng)冷凝獲取粗制竹醋和竹煤氣;所述的液相氣化冷凝精制是對(duì)粗制竹醋通過(guò)在精制釜內(nèi)加熱氣化和過(guò)濾后又經(jīng)冷凝獲取精制竹醋。
上述方案中的電熱干餾炭化是由一受控電熱裝置來(lái)完成,它通過(guò)一個(gè)設(shè)于爐體內(nèi)腔的可移出爐內(nèi)膽(7)及爐體內(nèi)腔間依托耐火磚(5)的電阻絲(12)組成的一個(gè)加溫結(jié)構(gòu)來(lái)對(duì)竹材進(jìn)行干餾;在爐體(13)上設(shè)有一個(gè)與爐內(nèi)膽(7)腔體相連通的排氣管(9),使干餾過(guò)程中產(chǎn)生的含有用成份的干餾煙氣外排輸入氣相冷凝工序;在爐體側(cè)邊設(shè)有與爐外風(fēng)機(jī)相通的散熱門(10)及電氣控制箱(11),由此形成一個(gè)一邊升溫加熱干餾,一邊輸送干餾煙氣;一旦炭化完畢又能及時(shí)散熱的干餾系統(tǒng)。
上述方案中用于氣相冷凝能將竹焦油從干餾煙氣中分離出來(lái)的工藝,由分離筒體(16)和基座組成的焦油分離裝置完成,在所述分離筒體內(nèi)腔設(shè)有向下傾斜的多層分離隔板(15);同時(shí)在分離筒體(16)底側(cè)部設(shè)有一與干餾煙氣源相通的集流管(18),在分離筒體(16)的頂部設(shè)有供經(jīng)分離后凈化氣體輸出的外排口(14),此外,又在分離筒體下部設(shè)有一個(gè)與筒體內(nèi)腔相通的集油箱(17);由此構(gòu)成一個(gè)能使干餾煙氣從底側(cè)部進(jìn)入筒體內(nèi)腔以后,在多層分離隔板(15)作用下,使煙氣中的焦油受阻凝聚,最終沿下傾分離隔板(15)下滴并匯入與筒體內(nèi)腔相通的集油箱(17),從而使去掉焦油后的干餾煙氣從頂部外排口(14)進(jìn)入液相冷凝分離器進(jìn)一步處理。
所述的液相冷凝分離器由精餾冷凝筒體(22)和基座組成,其特征在于所述的精餾冷凝筒體(22)的內(nèi)腔設(shè)有多根盤旋管狀的精餾管(26),在精餾管的上、下兩端各設(shè)有一塊與精餾管口相匹配的帶孔隔離花板(20),在由上、下隔離花板隔離的筒體內(nèi)腔底部設(shè)有一個(gè)冷卻水進(jìn)水口(25)及上部冷卻水出水口(21);從而形成一個(gè)使干餾煙氣從筒體上部進(jìn)氣口(19)進(jìn)入盤旋狀的精餾管(26)以后,受冷卻水作用使竹醋蒸氣冷凝成粗制竹醋液體,從精餾冷凝筒體(22)下部的粗制竹醋排出口(24)排出。
所述用于液相氣化冷凝精制獲取精制竹醋的工藝,是在由精制釜A與精餾器B組成的竹醋精制裝置內(nèi)完成,所述的精制釜A由釜體(28)、內(nèi)膽(30)及精餾塔(33)組成,所述內(nèi)膽(30)設(shè)在釜體(28)內(nèi)腔,在與內(nèi)膽(30)結(jié)合的釜體(28)上設(shè)有能對(duì)內(nèi)膽體加熱的電熱構(gòu)件(27);同時(shí)在所述釜體(28)上部設(shè)有一精餾塔(33),精餾塔的內(nèi)腔設(shè)有以高溫竹炭和陶瓷為過(guò)濾填料(32)的精餾過(guò)濾層;內(nèi)膽(30)的上部設(shè)有兩個(gè)開口,其中一個(gè)開口為帶蓋板的入料口(31),另一開口則經(jīng)過(guò)一連接管(34)與精餾塔相通;所述的精餾塔B由精餾冷凝筒體(22)及基座組成,其所述的精餾冷凝筒體主體內(nèi)腔中設(shè)有多根盤旋管狀精餾管(26),該精餾管的上下兩端各設(shè)一塊與精餾管管口相匹配的帶孔隔離花板(20),在上、下兩塊隔離花板隔離成的筒體空間有一個(gè)處于低位區(qū)的冷水進(jìn)水口(25)及處于高位區(qū)的冷卻水出水口(21);另外在所述的精餾冷凝筒體(22)下部設(shè)有一個(gè)與精餾管(26)相通的精制竹醋排出口(36);由此組成一個(gè)能使粗制竹醋由液態(tài)變氣態(tài),又由氣態(tài)凈化后冷凝成液態(tài)的液相氣化冷凝精制過(guò)程。
根據(jù)以上技術(shù)方案所獲得的竹炭及竹醋生產(chǎn)技術(shù),其優(yōu)點(diǎn)是既能獲取800℃-1200℃的高溫竹炭,同時(shí)又能回收干餾煙氣中賦存的竹焦油、竹醋及竹煤氣,提高竹材的綜合利用率;同時(shí)也大大縮短了竹炭生產(chǎn)時(shí)間,由土窯的26天一爐改為12小時(shí)一爐,勞動(dòng)生產(chǎn)率大大提高;并且由于實(shí)現(xiàn)了干餾煙氣的回收,也減輕了環(huán)境的污染。


圖1為本發(fā)明的工藝流程圖;附圖2為本發(fā)明的工藝設(shè)備流程圖;附圖3為干餾炭化爐結(jié)構(gòu)示意圖;附圖4為竹焦油冷凝工藝裝置圖;附圖5為粗制竹醋與竹煤氣液相冷凝分離工藝裝置圖;附圖6為精制竹醋工藝裝置流程圖。
圖中各部分中名稱為1.電熱干餾炭化工藝設(shè)備 2.氣相冷凝工藝設(shè)備 3.液相冷凝分離工藝設(shè)備 4.液相氣化冷凝工藝設(shè)備 5.耐火磚 6.保溫層 7.爐內(nèi)膽 8.爐蓋 9.排氣管 10.散熱門 11.電氣控制箱 12.電阻絲 13.爐體 14.外排口,15.分離隔板 16.分離筒體 17.集油箱18.集流管 19.進(jìn)氣口 20.隔離花板 21.出水口 22.精餾冷凝筒體23.竹煤氣排出口 24.粗制竹醋排出口 25.進(jìn)水口 26.精餾管 27.電熱構(gòu)件 28.釜體 29.粗制竹醋 30.內(nèi)膽 31.入料口 32.過(guò)濾填料33.精餾塔 34.連接管 35.輸氣管 36.精制竹醋排出口。
這種獲取高溫竹炭和精制竹醋的方法經(jīng)過(guò)四道工序程序完成1、電熱干餾炭化,即將潔凈干燥的竹材——一般可選用目前常規(guī)竹制品加工中的邊角余料,放入干餾爐內(nèi)膽中,然后關(guān)閉爐蓋(8),啟動(dòng)電氣控制箱(11)內(nèi)的通電按鈕,讓爐內(nèi)竹材在缺氧狀態(tài)下按設(shè)定的工藝溫度曲線升溫,隨著爐內(nèi)竹材炭化過(guò)程的進(jìn)行,爐內(nèi)溫度逐漸升高,爐體的感應(yīng)測(cè)溫儀也按設(shè)定的工藝溫度曲線實(shí)施自動(dòng)與手動(dòng)控溫,當(dāng)溫度升高到一特定位且相應(yīng)保持12小時(shí)左右時(shí),則可切斷電源,并及時(shí)打開散熱門(10),啟動(dòng)與散熱門相連通的爐外風(fēng)機(jī)使?fàn)t體內(nèi)外迅速散熱冷卻,直至爐內(nèi)達(dá)安全溫度時(shí)開啟爐蓋(8),則可得到一爐合格高溫竹炭產(chǎn)品。在該干餾爐加工過(guò)程中,竹材干餾炭化的干餾煙氣則順著與內(nèi)膽腔體相通的排氣管(9)送入以下第二工序。
2、氣相冷凝,氣相冷凝工序是由焦油分離裝置來(lái)完成,竹材干餾中產(chǎn)生的干餾煙氣通過(guò)排氣管從干餾爐送出以后,從焦油分離器的分離筒體(16)底側(cè)部的集流管(18)進(jìn)入分離筒體內(nèi)腔以后,一邊隨著腔體內(nèi)的氣流由下向上運(yùn)行,同時(shí)又受到筒體內(nèi)腔多層分離隔板(15)的阻擋產(chǎn)生紊流,煙氣中含有的竹焦油蒸氣逐漸在分離隔板(15)上下凝結(jié)形成竹焦油油滴,進(jìn)而隨著凝聚油滴的增大順著向下傾斜的分離隔板(15)滴入分離筒體(16)漏斗狀底部,最終流入與該底部相連的外部集油箱(17);而去掉大部分竹焦油以后的其余干餾煙氣向上運(yùn)行由分離筒體上部的外排口(14)排出送入第三道工序,進(jìn)行竹醋和竹煤氣的分離。
3、液相冷凝分離液相冷凝分離是由精餾冷凝裝置來(lái)實(shí)現(xiàn),由上道工序出來(lái)去掉竹焦油的干餾煙氣從精餾冷凝筒體(22)上部進(jìn)氣口進(jìn)入以后,通過(guò)上部隔離花板(20)進(jìn)入筒體中部?jī)筛綦x花板(20)間的多根盤旋狀精餾管(26)內(nèi);由于這些精餾管(26)均在筒體內(nèi)冷卻用水的包圍之中,所以精餾管中的干餾煙氣中的竹醋分子即會(huì)冷凝成液態(tài)竹醋,并順著精餾管下流,由粗制竹醋排出口(24)排出;而干餾煙氣中的另一部分煙氣(其中含有竹煤氣)則由精餾冷凝筒體(22)上的另一個(gè)竹煤氣排出口(23)排出。由此完成干餾煙氣中竹醋、竹煤氣的冷凝分離回收。
4、液相氣化冷凝精制,它是由粗制竹醋氣化提純和冷凝兩個(gè)部分實(shí)現(xiàn)。首先是將前述工序中獲取的粗制竹醋放入精制釜A的內(nèi)膽(30),通過(guò)內(nèi)膽及釜體(28)間依托于釜體(28)的電熱構(gòu)件(27)的加熱作用,使內(nèi)膽(30)內(nèi)的粗制竹醋(29)液體升溫氣化,氣化以后的粗制竹醋蒸氣通過(guò)內(nèi)膽(30)上部的連接管(34)進(jìn)入精餾塔(26),并通過(guò)精餾塔內(nèi)高溫竹炭及陶瓷填料的凈化過(guò)濾以后,通過(guò)輸氣管(35)進(jìn)入精餾冷凝筒體(22),在精餾冷凝筒體(22)內(nèi)部設(shè)置的精餾管(26)與外圍冷卻水的作用下,凈化以后的粗制竹醋蒸氣再次冷凝成精制竹醋,并由精制竹醋排出口排出。
通過(guò)上述四道工藝步驟,不僅使竹材干餾變成本發(fā)明所述的高溫竹炭,也使干餾炭化中生成的干餾煙氣中的有用成份進(jìn)行了分離,獲取了精制竹醋。
權(quán)利要求
1.一種從竹材中獲取高溫竹炭和精制竹醋的方法,其特征在于它是經(jīng)過(guò)電熱干餾炭化、氣相冷凝、液相冷凝分離和液相氣化冷凝精制四道工序獲得其中所述的電熱干餾炭化是將干燥潔凈的竹材在電熱干餾爐800℃-1200℃以上的高溫下炭化;所述的氣相冷凝是指將炭化過(guò)程中產(chǎn)生的干餾煙氣在隔離板式焦油分離裝置內(nèi)實(shí)現(xiàn)竹焦油回收;所述的液相冷凝分離是將去焦油以后的干餾煙氣在水冷干餾冷凝器內(nèi)經(jīng)冷凝獲取粗制竹醋和竹煤氣;所述的液相氣化冷凝精制是對(duì)粗制竹醋通過(guò)在精制釜內(nèi)加熱氣化和過(guò)濾后又經(jīng)冷凝獲取精制竹醋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從竹材中獲取高溫竹炭和精制竹醋的方法,其特征在于所述電熱干餾炭化是由一受控電熱裝置來(lái)完成,它通過(guò)一個(gè)設(shè)于爐體內(nèi)腔的可移出爐內(nèi)膽(7)及爐體內(nèi)腔間依托耐火磚(5)的電阻絲(12)組成的一個(gè)加溫結(jié)構(gòu)來(lái)對(duì)竹材進(jìn)行干餾;在爐體(13)上設(shè)有一個(gè)與爐內(nèi)膽(7)腔體相連通的排氣管(9),使干餾過(guò)程中產(chǎn)生的含有用成份的干餾煙氣外排輸入氣相冷凝工序;在爐體側(cè)邊設(shè)有與爐外風(fēng)機(jī)相通的散熱門(10)及電氣控制箱(11),由此形成一個(gè)一邊升溫加熱干餾,一邊輸送干餾煙氣;一旦炭化完畢又能及時(shí)散熱的干餾系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從竹材中獲取高溫竹炭和精制竹醋的方法,其特征在于所述氣相冷凝能將竹焦油從干餾煙氣中分離出來(lái)的工藝由分離筒體(16)和基座組成的焦油分離裝置完成,在所述分離筒體內(nèi)腔設(shè)有向下傾斜的多層分離隔板(15);同時(shí)在分離筒體(16)底側(cè)部設(shè)有一與干餾煙氣源相通的集流管(18),在分離筒體(16)的項(xiàng)部設(shè)有供經(jīng)分離后凈化氣體輸出的外排口(14),此外,又在分離筒體下部設(shè)有一個(gè)與筒體內(nèi)腔相通的集油箱(17);由此構(gòu)成一個(gè)能使干餾煙氣從底側(cè)部進(jìn)入筒體內(nèi)腔以后,在多層分離隔板(15)作用下,使煙氣中的焦油受阻凝聚,最終沿下傾分離隔板(15)下滴匯入與筒體內(nèi)腔相通的集油箱(17),從而使去掉焦油后的干餾煙氣從項(xiàng)部外排口(14)進(jìn)入液相冷凝分離工序。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從竹材中獲取高溫竹炭和精制竹醋的方法,其特征在于所述的液相冷凝分離器由精餾冷凝筒體(22)和基座組成,其所述的精餾冷凝筒體(22)的內(nèi)腔設(shè)有多根盤旋管狀的精餾管(26),在精餾管的上、下兩端各設(shè)有一塊與精餾管口相匹配的帶孔隔離花板(20),在由上、下隔離花板隔離的筒體內(nèi)腔底部設(shè)有一個(gè)冷卻水進(jìn)水口(25)及上部冷卻水出水口(21);從而形成一個(gè)使干餾煙氣從筒體上部進(jìn)氣口(19)進(jìn)入盤旋狀的精餾管(26)以后,受冷卻水作用使竹醋蒸氣冷凝成粗制竹醋液體,而后從精餾冷凝筒體(22)下部的粗制竹醋排出口(24)排出。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從竹材中獲取高溫竹炭和精制竹醋的方法,其特征在于所述用于液相氣化冷凝精制獲取精制竹醋的工藝,是在由精制釜A與精餾器B組成的竹醋精制裝置內(nèi)完成,所述的精制釜A由釜體(28)、內(nèi)膽(30)及精餾塔(33)組成,所述內(nèi)膽(30)設(shè)在釜體(28)內(nèi)腔,在與內(nèi)膽(30)結(jié)合的釜體(28)上設(shè)有能對(duì)內(nèi)膽體加熱的電熱構(gòu)件(27);同時(shí)在所述釜體(28)上部設(shè)有一精餾塔(33),精餾塔的內(nèi)腔設(shè)有以高溫竹炭和陶瓷為過(guò)濾填料(32)的精餾過(guò)濾層;內(nèi)膽(30)的上部設(shè)有兩個(gè)開口,其中一個(gè)開口為帶蓋板的入料口(31),另一開口則經(jīng)過(guò)一連接管(34)與精餾塔相通;所述的精餾塔B由精餾冷凝筒體(22)及基座組成,其所述的精餾冷凝筒體主體內(nèi)腔中設(shè)有多根盤旋管狀精餾管(26),該精餾管的上下兩端各設(shè)一塊與精餾管管口相匹配的帶孔隔離花板(20),在上、下兩塊隔離花板隔離成的筒體空間有一個(gè)處于低位區(qū)的冷水進(jìn)水口(25)及處于高位區(qū)的冷卻水出水口(21);另外在所述的精餾冷凝筒體(22)下部設(shè)有一個(gè)與精餾管(26)相通的精制竹醋排出口(36);由此組成一個(gè)能使粗制竹醋由液態(tài)變氣態(tài),又由氣態(tài)凈化后冷凝成液態(tài)的液相氣化冷凝精制過(guò)程。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種從竹材中獲取高溫竹炭和精制竹醋的方法,屬竹材深加工領(lǐng)域。它是將竹材或者竹制品加工過(guò)程中產(chǎn)生的邊角余料經(jīng)過(guò)800℃~1200℃以上的電熱干餾炭化、氣相冷凝、液相冷凝分離和液相氣化冷凝精制四道工序,獲取高溫竹炭和精制竹醋等有用資源,不僅有效克服了用傳統(tǒng)制木炭土窯燒制竹炭存在的時(shí)間長(zhǎng),成炭溫度低的缺陷,還能十分有效地回收竹材干餾生成竹炭過(guò)程中產(chǎn)生的干餾煙氣中賦存的竹焦油、竹醋和竹煤氣,為充分利用竹資源,提升竹資源的工業(yè)價(jià)值開辟了一條新的技術(shù)途徑。
文檔編號(hào)B27M1/06GK1404974SQ0112853
公開日2003年3月26日 申請(qǐng)日期2001年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月13日
發(fā)明者江新喜, 陳石清, 周金平, 陳欣安, 鄧和平, 馮燕 申請(qǐng)人:株洲開發(fā)區(qū)大智新型建筑材料研究所
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