專利名稱：竹材煙熏干燥炭化兩用窯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及干燥炭化兩用窯，具體地說是涉及一種竹材煙熏干燥炭化兩用窯。
技術(shù)背景中國(guó)有竹類植物40多屬、500余種，竹林面積421萬(wàn)hm2，竹類資源位居世界第一。因此開展對(duì)竹類資源的有效合理利用具有重要的意義。
竹炭和竹醋液是近幾年才剛剛新起的產(chǎn)業(yè)，它是竹子及加工剩余物熱解而制得的產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、化工、醫(yī)藥衛(wèi)生、保健食品、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域。
土炭窯(磚土窯)可以就地取材，就近建造，上馬快，投資低，像雨后春筍般很快在竹產(chǎn)區(qū)發(fā)展起來。目前國(guó)內(nèi)的竹炭燒制技術(shù)還停留在傳統(tǒng)的土窯，在實(shí)際生產(chǎn)中仍存在一些問題(1)竹炭產(chǎn)品質(zhì)量差且不均勻，燒炭過程完全依賴操作者的經(jīng)驗(yàn)判斷，主要依據(jù)“眼觀鼻嗅”；窯內(nèi)部結(jié)構(gòu)不合理，導(dǎo)致受熱不均勻；土窯法燒炭沒有溫控系統(tǒng)，升溫過程無法人為控制，易導(dǎo)致氧化不全或氧化過度，炭的質(zhì)量差、出炭率低。(2)生產(chǎn)效率低，竹材整個(gè)熱解過程需22天～26天，生產(chǎn)周期長(zhǎng)。(3)薪材消耗多，進(jìn)窯的竹材含水率較高(一般≥60％)，且含水率極不均勻，需要消耗大量的闊葉林。按目前每燒1噸竹炭所需闊葉林近2噸計(jì)算，折合原木3.33m3，折合蓄積(按0.6出材率計(jì))5.56m3，如果以年產(chǎn)4000噸計(jì)算，年將消耗闊葉林資源22240m3。(4)竹炭成品率低，進(jìn)窯的竹材都是原竹段，內(nèi)應(yīng)力大，導(dǎo)致產(chǎn)品收縮變形大，易開裂，成品率低。(5)竹醋液產(chǎn)率低且品質(zhì)參差不齊。
近年來國(guó)內(nèi)已有不少人從事這方面的技術(shù)開發(fā)與研究，并申請(qǐng)了專利。中國(guó)專利01249467.4報(bào)道了“一種竹炭干餾爐”，是利用電加熱，雖然在提高竹炭的品質(zhì)和縮短燒制周期方面有了很大的改進(jìn)，也考慮了竹醋液的回收問題，但是存在規(guī)模小、投資大、運(yùn)行成本高。另一個(gè)中國(guó)專利03255554.7報(bào)道了“一種干餾熱處理爐”，主要提高竹醋液品質(zhì)和產(chǎn)品得率方面有了大改善，但存在使用壽命短，規(guī)模小，投資大等確定。
因此，提高竹炭產(chǎn)品質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本，提高竹材資源的利用率，是竹炭加工領(lǐng)域中急需解決的重要問題。目前缺乏價(jià)格適中，簡(jiǎn)單易操作，適合多種竹炭燒制工藝，尤其適合竹產(chǎn)區(qū)農(nóng)民使用，便于推廣的竹炭·竹醋液生產(chǎn)設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本實(shí)用新型的目的在于提供一種竹材煙熏干燥炭化兩用窯，保證竹炭產(chǎn)品質(zhì)量，能有效回收竹醋液和竹煤氣；同時(shí)成本低、容易操作的裝置。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下竹材煙熏干燥炭化兩用窯，包括燃燒室，由煙囪、調(diào)速電機(jī)和除塵水箱組成的排煙系統(tǒng)，由排濕口、溫濕度控制儀、窯門組成的熱處理室，排灰口。燃燒室和熱處理室之間有活動(dòng)隔板分隔，煙道位于熱處理室底部，出口連接熱處理室的窯門端，煙道上部間隔開有小孔與熱處理室相通，煙囪位于窯門側(cè)，煙囪上設(shè)有一個(gè)竹煤氣管，一端經(jīng)第一閥門和煙囪相連通，另一端和靠近煙囪的燃燒室一端相連，竹醋液管一端經(jīng)第二閥門與煙囪相連通，另一端與竹醋液冷凝收集器相連通，竹煤氣管和竹醋液管上部的煙囪裝有第三閥門。
本實(shí)用新型的目的可以通過如下措施來完善(1)配備了先進(jìn)的溫濕度測(cè)量顯示系統(tǒng)，竹木材含水率顯示系統(tǒng)，能動(dòng)態(tài)、持續(xù)顯示、記錄煙熏干燥技術(shù)參數(shù)，以便于準(zhǔn)確執(zhí)行煙熏干燥工藝。(2)除塵室的除塵減少火災(zāi)隱患，排出的煙經(jīng)除塵水箱的凈化處理，使煙塵排放到環(huán)保要求。(3)窯門設(shè)計(jì)在熱處理室(3)的一端，便于多座煙熏干燥窯連體設(shè)計(jì)建造，減少投資也減少了占地面積。(4)燃燒室和熱處理室之間有兩塊預(yù)制擱板，起到一窯兩用。
本實(shí)用新型具有的有益的效果是是利用竹木加工剩余物等生物質(zhì)材料作為燃料，產(chǎn)生的煙及熱對(duì)竹材進(jìn)行處理，充分運(yùn)用熱傳導(dǎo)、對(duì)流和熱輻射進(jìn)行熱傳遞，達(dá)到干燥竹材和竹材表面形成防腐、防霉、防蟲深褐色保護(hù)層的一種竹材干燥處理和熱處理連用的設(shè)備。本竹材熱處理窯不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低，安全和熱能利用率高，而且能有效回收竹材熱處理過程的竹煤氣和竹醋液，提高了竹材綜合利用率。本設(shè)備處理的竹材燒制成的竹炭成品率和品質(zhì)均能提高，竹片炭彎曲度明顯降低，同傳統(tǒng)的土窯相比的燒制周期縮短了2/3，因而具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。本發(fā)明是一種新穎的、適應(yīng)廣大的竹農(nóng)和竹炭企業(yè)的竹材熱處理處理方法。


圖1是本實(shí)用新型竹炭窯的結(jié)構(gòu)原理示意圖；
圖2是圖1的右視圖；圖3是圖1的A-A剖視圖。
圖中1、燃燒室，2、活動(dòng)隔板，3、熱處理室，4、排濕口，5、煙囪，6、窯門，7、煙道，8、排灰口，9、竹煤氣管，10、竹醋液管，11、竹醋液冷凝收集器。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
如圖1、圖2、圖3所示，本實(shí)用新型包括燃燒室1，由煙囪5、調(diào)速電機(jī)和除塵水箱組成的排煙系統(tǒng)，由排濕口4、溫濕度控制儀、窯門6組成的熱處理室3，排灰口8。燃燒室1和熱處理室3之間有活動(dòng)隔板2分隔，煙道7位于熱處理室3底部，出口連接熱處理室3的窯門端，煙道7上部間隔開有小孔與熱處理室3相通，煙囪5位于窯門6側(cè)，煙囪5上設(shè)有一個(gè)竹煤氣管9，一端經(jīng)第一閥門和煙囪相連通，另一端和靠近煙囪5的燃燒室1一端相連，竹醋液管10一端經(jīng)第二閥門與煙囪相連通，另一端與竹醋液冷凝收集器11相連通，竹煤氣管9和竹醋液管10上部的煙囪5裝有第三閥門。
所述的排灰口8位于燃燒室1的右部，經(jīng)隔墻分開，與煙道7相通。
熱處理室3可做成殼形，內(nèi)墊襯保溫材料，該殼體可以是金屬、預(yù)制件或其它材料制成，后端有可開閉的門，以利裝載竹材的小車進(jìn)出。前端的燃燒室1可用預(yù)制件或耐火磚，以便于制作和節(jié)省成本。燃燒室1和煙道7之間有排灰口8，大多數(shù)較大飛灰及塵粒在其下部沉落，減低處理室內(nèi)待干材火災(zāi)危險(xiǎn)程度，還有利于清除灰等其它雜質(zhì)。燃燒室和熱處理室之間有活動(dòng)擱板2分開，煙道7位于熱處理室3底部，出口連接熱處理室3的窯門端，靠近煙囪的熱處理室頂面上設(shè)有一個(gè)竹煤氣管、一個(gè)竹醋液管。煙道7位于熱處理室3的底部，且煙道7上部有小孔，高溫爐氣可以通過熱輻射和對(duì)流加熱熱處理室3底部，使熱處理3在高度上的溫度梯度減小。熱處理室3排煙調(diào)速引風(fēng)機(jī)有利于控制整個(gè)熱處理室的爐氣循環(huán)速度，從而可以控制熱處理室3內(nèi)的溫度。熱處理室3有顯示與控制系統(tǒng)組成，有利于監(jiān)控?zé)崽幚硎覂?nèi)竹材的含水率變化，窯內(nèi)濕度、溫度變化情況。
本實(shí)用新型的工作原理如下一、竹材干燥用先打開窯門，將捆好的竹材按縱橫交錯(cuò)放置在熱處理室。關(guān)好第一和第二閥門，打開第三閥門。在燃燒室加入燃料進(jìn)行燃燒，產(chǎn)生的煙經(jīng)煙道進(jìn)入熱處理室，煙道上部有小孔，高溫爐氣可以通過熱輻射和對(duì)流加熱熱處理室底部，使熱處理在高度上的溫度梯度減小，達(dá)到竹材煙熏干燥，終點(diǎn)溫度控制在150℃以下，周期3天左右，干燥到竹材含水率控制在15％左右，自然冷卻到60℃出窯。
二、竹材炭化用先打開窯門，將捆好的竹材按縱橫交錯(cuò)放置在熱處理室。關(guān)好第一和第二閥門，打開第三閥門。在燃燒室加入燃料進(jìn)行燃燒，產(chǎn)生的煙經(jīng)煙道進(jìn)入熱處理室，煙道上部有小孔，高溫爐氣可以通過熱輻射和對(duì)流加熱熱處理室底部，使熱處理在高度上的溫度梯度減小，達(dá)到竹材煙熏干燥，終點(diǎn)溫度控制在150℃以下，周期3天左右，干燥到竹材含水率控制在15％左右。停放1～2天進(jìn)行含水率平衡和應(yīng)力釋放。打開竹醋液的第二閥門，收集可冷凝的氣體，即為竹醋液。再打開燃燒室和熱處理室之間的隔板，使燃燒熱量可直接進(jìn)入熱處理室或者通過煙道進(jìn)入熱處理室，熱處理室里的干燥的竹材經(jīng)預(yù)炭化(溫度180℃～270℃)、炭化階段(270℃～450℃)以后關(guān)閉第二閥門，同時(shí)打開第一閥門，使竹煤氣回流到燃燒室一起煅燒(大于450℃)，這樣就可以保證熱處理室的長(zhǎng)度方向的溫度均勻，并且縮短煅燒的時(shí)間，保證竹炭的質(zhì)量和得率。根據(jù)不同炭的要求升到所需要的終點(diǎn)溫度，同時(shí)關(guān)閉第一、第二、第三閥門和燃燒室，自然冷卻到60℃以下，開窯出炭。
權(quán)利要求1.竹材煙熏干燥炭化兩用窯，包括燃燒室(1)，由煙囪(5)、調(diào)速電機(jī)和除塵水箱組成的排煙系統(tǒng)，由排濕口(4)、溫濕度控制儀、窯門(6)組成的熱處理室(3)，排灰口(8)；其特征在于燃燒室(1)和熱處理室(3)之間有活動(dòng)隔板(2)分隔，煙道(7)位于熱處理室(3)底部，出口連接熱處理室(3)的窯門端，煙道(7)上部間隔開有小孔與熱處理室(3)相通，煙囪(5)位于窯門(6)側(cè)，煙囪(5)上設(shè)有一個(gè)竹煤氣管(9)，一端經(jīng)第一閥門和煙囪相連通，另一端和靠近煙囪(5)的燃燒室(1)一端相連，竹醋液管(10)一端經(jīng)第二閥門與煙囪相連通，另一端與竹醋液冷凝收集器(11)相連通，竹煤氣管(9)和竹醋液管(10)上部的煙囪(5)裝有第三閥門。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種竹材煙熏干燥炭化兩用窯。包括燃燒室，由煙囪、調(diào)速電機(jī)和除塵水箱組成的排煙系統(tǒng)，由排濕口、溫濕度控制儀、窯門組成的熱處理室，排灰口。燃燒室和熱處理室之間有活動(dòng)隔板分隔，煙道位于熱處理室底部，出口連接熱處理室的窯門端，煙道上部間隔開有小孔與熱處理室相通，煙囪位于窯門側(cè)，煙囪上設(shè)有竹煤氣管和竹醋液管與竹醋液冷凝收集器相連的竹醋液管。本實(shí)用新型是利用竹木加工剩余物等生物質(zhì)材料作為燃料，產(chǎn)生的煙及熱對(duì)竹材進(jìn)行處理，充分運(yùn)用熱傳導(dǎo)、對(duì)流和熱輻射進(jìn)行熱傳遞，達(dá)到干燥竹材和竹材表面形成防腐、防霉、防蟲深褐色保護(hù)層。而且能有效回收竹材熱處理過程的竹煤氣和竹醋液，提高了竹材綜合利用率。
文檔編號(hào)C10B53/02GK2818482SQ20052001460
公開日2006年9月20日 申請(qǐng)日期2005年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月2日
發(fā)明者張文標(biāo), 余文軍, 李文珠, 張宏, 金永明 申請(qǐng)人:浙江林學(xué)院