一種高溫微晶竹炭及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種高溫微晶竹炭及制備方法，包括低溫炭化、中溫活化、高溫結(jié)晶化三個(gè)主要步驟。本發(fā)明有效地提高了竹炭制品的遠(yuǎn)紅外輻射率、負(fù)離子發(fā)生量和吸附功能，能滿足目前市場(chǎng)上把竹炭材料作為環(huán)境凈化功能涂料、電磁屏蔽功能材料、保健功能紡織材料添加劑等領(lǐng)域的需求。
【專利說(shuō)明】—種高溫微晶竹炭及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及竹炭制品，具體是一種高溫微晶竹炭及制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]竹炭是將竹材置于炭窯中，在高溫下產(chǎn)生熱分解后得到的固體產(chǎn)物。竹材炭化過(guò)程一般分為干燥、預(yù)炭化、炭化、鍛燒和冷卻五個(gè)階段。
[0003]竹材干燥:利用燃料燃燒產(chǎn)生的熾熱煙氣進(jìn)行熏煙干燥，炭窯內(nèi)的溫度一般小于150°C，主要是去掉竹材中的水分，使竹材的形狀尺寸不容易改變。
[0004]竹材預(yù)炭化:炭窯內(nèi)的溫度150°C~270°C，竹材的受熱分解比較明顯，開(kāi)始產(chǎn)生
醋酸和焦油。
[0005]竹材炭化:炭窯內(nèi)的溫度270°C~360°C，竹材發(fā)生非常快的熱分解，產(chǎn)生大量的分解產(chǎn)物，是醋酸、焦油等天然高分子產(chǎn)物的主要階段。
[0006]竹炭鍛燒:炭窯內(nèi)的溫度360°C以上，隨著溫度的持續(xù)上升，殘留在竹炭中的能揮發(fā)的物質(zhì)得到的排除。竹炭煅燒時(shí)的最高溫度按竹炭用途而異。調(diào)濕用的竹炭，煅燒溫度600°C以上；水的凈化、煮飯、沐浴用炭，煅燒溫度700°C以上；電磁屏蔽和抗輻射用炭，煅燒溫度達(dá)800°C~1000°C。
[0007]竹炭冷卻:將經(jīng)過(guò)煅燒的竹炭，在炭窯不漏氣的情況下，逐步冷卻到50°C左右，然
后出窯。
[0008]目前燒制竹炭的常規(guī)方法有干餾熱解法和土窯直接燒制法兩種。
[0009]干餾熱解法使用的設(shè)備是外熱式干餾釜，在燒制時(shí)使用經(jīng)過(guò)預(yù)干燥的竹材，燒制周期一般在24-72小時(shí)，竹炭得率一般為25%~35 %。但精煉溫度不高，影響竹炭密度，竹
炭產(chǎn)量低。
[0010]土窯燒制法采用燃料直接加熱方式，由燃料在窯口燃燒產(chǎn)生熱量，上升到窯頂后向窯內(nèi)擴(kuò)散，由上往下緩慢干燥并達(dá)到預(yù)炭化。窯內(nèi)竹材燃燒使窯內(nèi)溫度繼續(xù)升高，窯內(nèi)煙氣循環(huán)流動(dòng)，除去竹材的揮發(fā)性物質(zhì)，完成炭化和精煉，得到結(jié)構(gòu)致密的竹炭。從裝窯到出炭一般要25~30天，竹炭得率一般為20 %左右。土窯造價(jià)便宜，精煉溫度高，竹炭密度大，但質(zhì)量穩(wěn)定性差，得率不高。
[0011]由于燒制竹炭的設(shè)備和工藝技術(shù)的局限性，很難得到密度、孔隙、結(jié)晶度以及其他物理性能兼?zhèn)涞闹裉慨a(chǎn)品，制約了竹炭產(chǎn)品的綜合功能和廣泛用途。
[0012]應(yīng)用本發(fā)明所述的一種高溫微晶竹炭及備方法，可以有效地提高了竹炭制品的遠(yuǎn)紅外輻射率、負(fù)離子發(fā)生量及吸附功能，能滿足目前市場(chǎng)上把竹炭材料作為環(huán)境凈化功能涂料、電磁屏蔽功能材料、保健功能紡織材料添加劑等領(lǐng)域的需求。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0013]本發(fā)明的目的是為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種高溫微晶竹炭及制備方法 。采用該方法制備的高溫微晶竹炭有效地提高了竹炭制品的遠(yuǎn)紅外輻射、負(fù)離子發(fā)生量及吸附功能，能滿足目前市場(chǎng)上把竹炭材料作為環(huán)境凈化功能涂料、電磁屏蔽功能材料、保健功能紡織材料添加劑等領(lǐng)域的需求。
[0014]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是:
一種高溫微晶竹炭的制備方法，包括如下步驟:
(1)竹炭窯爐內(nèi)壁為耐火材料，頂部設(shè)有進(jìn)料口、排煙口，前部設(shè)有出料爐門、進(jìn)風(fēng)口、水蒸汽及氮?dú)膺M(jìn)氣管道。各個(gè)通道均可調(diào)節(jié)氣流大小；
(2)把竹材原料從進(jìn)料口投入窯爐內(nèi)，點(diǎn)火燃燒之后關(guān)閉爐門，打開(kāi)進(jìn)風(fēng)口和排煙口，用部分竹材燃燒的熱量將爐內(nèi)竹材逐漸烘干，直至維持自燃；
(3)爐內(nèi)溫度達(dá)到450°C時(shí)，逐漸調(diào)小排煙口和進(jìn)氣口，控制爐窯溫度在45(T500°C之間維持竹材自燃，逐漸炭化，得到低溫竹炭；
(4)從投料口繼續(xù)投放竹材，直至堆滿爐窯，關(guān)閉投料口，重復(fù)上述第(3)項(xiàng)操作I~2次；
(5)調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)口及排煙口使?fàn)t溫升高，上升到850°C時(shí)，從送氣管道送入過(guò)熱水蒸汽，對(duì)低溫竹炭進(jìn)行活化處理。保持2~4小時(shí)，得到中溫活化竹炭；
(6)從送氣管道緩緩送入氮?dú)猓範(fàn)t內(nèi)的中溫竹炭趨近隔氧狀態(tài)。控制火力使?fàn)t窯以1~6°0 /min的速度繼續(xù)升溫，竹炭逐漸形成石墨化微晶結(jié)構(gòu)；
(7)爐內(nèi)溫度達(dá)到120(Tl30(TC后，關(guān)閉進(jìn)風(fēng)口、排煙口和氮?dú)馑蜌饪?，密封自然保溫，得到高溫微晶竹炭?br>
(8)爐窯在密封狀態(tài)自然降溫。爐內(nèi)溫度降到250°C時(shí)，打開(kāi)爐門及排氣口，加快降溫速度，爐內(nèi)溫度降到50°C之后，打開(kāi)爐門取出高溫微晶竹炭。
[0015]應(yīng)用本發(fā)明所述的一種高溫微晶竹炭及備方法，可以有效地提高了竹炭制品的遠(yuǎn)紅外輻射率、負(fù)離子發(fā)生量及吸附功能，能滿足目前市場(chǎng)上把竹炭材料作為環(huán)境凈化功能涂料、電磁屏蔽功能材料、保健功能紡織材料添加劑等領(lǐng)域的需求。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明高溫微晶竹炭的工藝流程框圖；
圖2為本發(fā)明高溫微晶竹炭放大1000倍微觀結(jié)構(gòu)圖；
圖3為本發(fā)明高溫微晶竹炭放大3000倍微觀結(jié)構(gòu)圖；
圖4為本發(fā)明高溫微晶竹炭放大5000倍微觀結(jié)構(gòu)圖；
圖5為本發(fā)明高溫微晶竹炭X-射線衍射譜圖；
圖6為本發(fā)明高溫微晶竹炭微孔容積及孔徑圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]實(shí)施例1:
一種高溫微晶竹炭的制備方法，包括如下步驟:
(1)把竹材原料從進(jìn)料口投入窯爐內(nèi)，用部分竹材燃燒的熱量將爐內(nèi)竹材逐漸烘干，直至維持自燃；
(2)爐內(nèi)溫度達(dá)到450°C時(shí)，逐漸調(diào)小排煙口和進(jìn)氣口，控制爐窯溫度在45(T500°C之間維持竹材自燃，逐漸炭化；(3)調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)口及排煙口使?fàn)t溫升高，上升到850°C時(shí)，從送氣管道送入過(guò)熱水蒸汽，對(duì)低溫竹炭進(jìn)行活化處理，保持2小時(shí)；
(4)從送氣管道緩緩送入氮?dú)猓範(fàn)t內(nèi)的中溫竹炭趨近隔氧狀態(tài)?？刂苹鹆κ?fàn)t窯以2V /min的速度繼續(xù)升溫,竹炭逐漸形成石墨化微晶結(jié)構(gòu)；
(5)爐內(nèi)溫度達(dá)到1200°C后，關(guān)閉進(jìn)風(fēng)口、排煙口和氮?dú)馑蜌饪冢芊庾匀槐?，得到高溫微晶竹炭?br>
(6)爐窯在密封狀態(tài)自然降溫。爐內(nèi)溫度降到250°C時(shí)，打開(kāi)爐門及排氣口，加快降溫速度。爐內(nèi)溫度降到50°C之后，打開(kāi)爐門取出高溫微晶竹炭。
[0018]實(shí)施例2:
一種高溫微晶竹炭的制備方法，包括如下步驟:
(1)把竹材原料從進(jìn)料口投入窯爐內(nèi)，用部分竹材燃燒的熱量將爐內(nèi)竹材逐漸烘干，直至維持自燃；
(2)爐內(nèi)溫度達(dá)到450°C時(shí)，逐漸調(diào)小排煙口和進(jìn)氣口，控制爐窯溫度在45(T500°C之間維持竹材自燃，逐漸炭化；
(3)調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)口及排煙口使?fàn)t溫升高，上升到850°C時(shí)，從送氣管道送入過(guò)熱水蒸汽，對(duì)低溫竹炭進(jìn)行活化處理，保持4小時(shí)；
(4)從送氣管道緩緩送入氮?dú)猓範(fàn)t內(nèi)的中溫竹炭趨近隔氧狀態(tài)?？刂苹鹆κ?fàn)t窯以40C /min的速度繼續(xù)升溫,竹炭逐漸形成石墨化微晶結(jié)構(gòu)；
(5)爐內(nèi)溫度達(dá)到1300°C后，關(guān)閉進(jìn)風(fēng)口、排煙口和氮?dú)馑蜌饪冢芊庾匀槐兀玫礁邷匚⒕е裉浚?br>
(6)爐窯在密封狀態(tài)自然降溫。爐內(nèi)溫度降到250°C時(shí)，打開(kāi)爐門及排氣口，加快降溫速度。爐內(nèi)溫度降到50°C之后，打開(kāi)爐門取出高溫微晶竹炭。
【權(quán)利要求】
1.一種高溫微晶竹炭的制備方法，包括如下步驟: (1)竹炭窯爐內(nèi)壁為耐火材料，頂部設(shè)有進(jìn)料口、排煙口，前部設(shè)有出料爐門、進(jìn)風(fēng)口、水蒸汽及氮?dú)膺M(jìn)氣管道； 各個(gè)通道均可調(diào)節(jié)氣流大??； (2)把竹材原料從進(jìn)料口投入窯爐內(nèi)，點(diǎn)火燃燒之后關(guān)閉爐門，打開(kāi)進(jìn)風(fēng)口和排煙口，用部分竹材燃燒的熱量將爐內(nèi)竹材逐漸烘干，直至維持自燃； (3)爐內(nèi)溫度達(dá)到450°C時(shí)，逐漸調(diào)小排煙口和進(jìn)氣口，控制爐窯溫度在45(T500°C之間維持竹材自燃，逐漸炭化，得到低溫竹炭； (4)從投料口繼續(xù)投放竹材，直至堆滿爐窯，關(guān)閉投料口，重復(fù)上述第(3)項(xiàng)操作I~2次； (5)調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)口及排煙口使?fàn)t溫升高，上升到850°C時(shí)，從送氣管道送入過(guò)熱水蒸汽，對(duì)低溫竹炭進(jìn)行活化處理； 保持2~4小時(shí)，得到中溫活化竹炭； (6)從送氣管道緩緩送入氮?dú)?，使?fàn)t內(nèi)的中溫竹炭趨近隔氧狀態(tài)； 控制火力使?fàn)t窯以f6°C /min的速度繼續(xù)升溫，竹炭逐漸形成石墨化微晶結(jié)構(gòu)； (7)爐內(nèi)溫度達(dá)到120(Tl30(TC后，關(guān)閉進(jìn)風(fēng)口、排煙口和氮?dú)馑蜌饪?，密封自然保溫，得到高溫微晶竹炭? (8)爐窯在密封狀態(tài)自然降溫； 爐內(nèi)溫度降到250°C時(shí)，打開(kāi)爐門及排氣口，加快降溫速度，爐內(nèi)溫度降到50°C之后，打開(kāi)爐門取出高溫微晶竹炭。
2.用權(quán)利要求1所述的制備方法制備的高溫微晶竹炭。
【文檔編號(hào)】C01B31/10GK103466617SQ201310426931
【公開(kāi)日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月18日
【發(fā)明者】韋仲華, 韋宇洪 申請(qǐng)人:韋仲華, 韋宇洪